J. lifiNlALaborataire de mécanique

de LiIIe fCjVRS, IJIdR 5107)Gté scientifique

59,6 5 5 Villeneuve - d' As c qCedex

4aclry.mania@eudil.fb

Définition de l'aléaet des risques dans les projetsd'infrastructuresen zone karstique

La présence des anomalies de sub-surface liées à Iadissolution des formations calcaires par l'activitécorrosive des eaux superficielles entraîne des risquesd'instabilité mécanique et de faisabilité à un coût optimaldes ouvrages et des fondations. Lors de la réalisation degrandes infrastructures en vue de la construction desvoies de circulation routière ou ferrée iI est souventdéIicat d'implanter des sondages de reconnaissance sansune évaluation des risques d'apparition de désordressouterrains. Une méthodologie probabiliste estdéveloppée afin de conduire à une meilleure estimationdes aléas en intégrant les observations de temain. Unexemple d'analyse statistique portant sur 773,5 km delinéaire en zor.e karstique de l'Est de la France permet deconforter l'extrapolation de la cartographie synthétiqueet l'investigation complémentaire géotechnique. Nousutilisons la loi des événements rares de la loi de Poissonpour calculer par le test du CHI? la normalité de ladistribution des phénomènes karstiques. Enfin nousprésentons des applications de la méthodologie avec uneamélioration du calcul du coefficient de risque R et del'index de karstification Ik.

Mots-clés : infrastructures routières, infrastructuresfemées, karst, instabilité, effiondrement.

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Hal,ards assessmentfor infrastructure proj ectin arekarstic

l+,It,t(olL.l*r| .tll-ot<

The dissolution of iimestone formations by the corrosive activityof superficial waters leads to important risk of mechanicalinstability, which has to be considered in infrastructure project.Geotechnical investigation for infrastructure project requiresassessment of the risks related to subsurface disorders. Aprobabilistic methodology is proposed in order to improvehazards assessment by using rn sifu observations. An example ofa statistical analysis concerning 173.5 km of shelf space inkarstic zone of eastern part of France allows consolidating theextrapolation of the synthetic cartography and the additionalgeotechnical investigation. The law of the rare events of Poissonis used to calculate by the test of the CHIz the normality of thedistribution of the karstic features. Finally we presentapplications of the methodology with an improvement of thecalculation of the risk coefficient R and of the karstification indexIk.

Key words : railroad infrastructures, railway infrastructures,kaistic areas, instability, collapse. '/ ----- ----' --'

1 01REVUE tRANçAtsE or cÉortcHNteuE

N. 1003e trimestre 200q

Elntroduction

Les terains carbonatés constituent en raison desvides créés par le phénomène de karstification des sec-teurs préjudiciables aux tracés d'infrastructureslinéaires tels que les nouvelles voies ferrées ou les auto-routes. Outre l'effondrement des voûtes minces oubroyées, les zones karstiques peuvent subir une évolu-tion géomorphologique actuelle, éventuellement réac-tivée par une modification de l'écoulement des eauxapportée par le tracé lui-même (reprise d'érosion).Dans notre cas compte tenu de Ia spécificité géomor-phologique et géotechnique du milieu, une méthodo-logie adaptée à ce milieu particulier a été définie. Sonobjectif final est d'établir une cartographie des facteursde risque fondée sur un recensement d'indices de ter-rain hiérarchisés pour l'élaboration d'une grille de cri-tères dont Ia pertinence a été testée (Mania et a1.,1998).

La cartographie géotechnique (Sanejouand, 1972)introduit I'analyse de différents facteurs géotechniques.L'analyse des risques naturels liés aux mouvements deterrain est très courante et aboutit à la réalisation d'unecarte des degrés du risque d'instabilité basée sur plu-sieurs paramètres parmi lesquels la nature lithologiqueet géotechnique des formations géologiques (Fares efaI., 1994). Dans le domaine qualitatif, l'examen de Ia vul-nérabilité du milieu karstique a fait l'objet de nombreuxtravaux en particulier au niveau de la protection deseaux souterraines (Vrba etZaporozec, 1,994; Doerfligeret aL, 1997; Tripet et al., 1997) dans un but cartogra-phique et thématique intéressant Ies aménageurs.

PEO IIIPEO IVPEE IPEE IIIPEE IIPEE IVGY IIIGYII+IVBEO IBEO IIBEEI+IIVEEI+IIBAO IBAO IIIBAO IIBAE IBAE IILUO IIILUO IVLUE IIILUE IVBFO IIIFLD IFLD IIFLD IIIFLD IVMAR IIIMAR IV + DIJAUX I

Dans notre cas, la démarche est similaire, car nousdésirons répondre aux répercussions des risques géo-techniques sur les futurs linéaires du réseau ferré (parexemple celui du TGV Mulhouse-Dijon). Il est impor-tant d'étudier le réseau karstique et les circulationsd'eau souterraine en dressant un inventaire détaillé etune cartographie de tous les éléments témoignant del'existence d'une activité karstique (Tableau I). Dansune première phase a été élaborée une carte des fac-teurs de risque sur les vallées de l'Ognon, sur l'inter-fluve Ognon, vallée du Doubs et vallée de la Saône(Mania et a1.,1998).

-

MéthodologieLa première étape de terrain du recensement des

phénomènes karstiques (sources, dolines, grottes,pertes, gouffres) a été suivie d'une analyse multicritèreappliquée aux indices de terrain permettant de définirdes facteurs de karstification puis d'établir une grilleplausible des aléas potentiels vis-à-vis de l'infrastruc-ture projetée. Dans cet article, l'apport de l'outil desprobabilités complète l'approche des risques, afind'affiner la méthode précédemment développée (Maniaet a|.,1998).

Le développement méthodologie de la prise encompte des phénomènes aléatoires karstiques metl'accent sur l'utilisation de l'outil des probabilités quisera ici la loi de Poisson. Cette dernière est une loi deprobabilité discrète qui correspond à une loi des n évé-nements rares ). La variable aléatoire discrète r (pré-

ffiRépartitiondesphénomènes(ouévénements)observéssurleterrainetliésàladissolutiondescarbonates.Distribution of the observed karstic features (or events) in the field and linked to the limestone dissolution.

0000003

2

0000000000003

0000001

0

10eTotal

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUEN'1003e trimestre 2002

02

01

3

B

2

3

62

1

09

311

7

00091401

3

03000

23243

2014106,232,52221

2314

18,17,7

24,8203,522,522,521

234,756,0218,1813,7829,2328,9115,5

16,96

1

001

5

1

07

11

41001

2

342

0630151

41413291721

0

2

1

041

1

2

004401

1

0001

2

34002

01

000

0001

1

001

001

00001

001

0001

B

156000

7

7

2

67

2,53

1,2,5

7

7

B

4,561

B

7

3,57

7

7

7

1,52,125,8

5,127,2512,77

5,36,62

1

2

0133

45

273

43

1

62

oB

2

12o02

05

3

2

0B

100

0,6020,3050,0770,013

0,00170,00017

0,000014

sence d'une doline, d'un gouffre, d'une perte, etc.) quicorrespond à des phénomènes observés par unité dedistance ou d'espace (superficie du secteur d'investiga-tion ou fuseau géographique du tableau I) peut suivreune loi de Poisson de paramètre a noté e Pr si la fonc-tion de probabilité est d'expression :

e-u a*Prob. (R: r) = Pr =

v

r!

Si un grand nombre d'observations n sont faitesalors a - nPr, Pr étant petit alors a est fini. Si sur lesplanches géographiques affectées par le tracé d'unlinéaire la surface du fuseau est connue Stf et que Sjcorrespond à la surface d'une zone indicée 7 les densi-tés l, - n/Stf et B : nj/Sj, avec n le nombre total d'événe-ments de dissolution et n7 le nombre d'événements spé-cifiques à une classe d'indice (Tableau II). La probabilitéqu'un site géographique contienne une forme de dis-solution sera définie par Pr - )u Sj/nj. Si la largeur d'unfuseau géographique est petite par rapport à la lon-gueur on peut substituer la surface Str par la distanceDtf et 57 par D7. on obtient ainsi successivement lesestimations de À : n/Dtf, F - nj/Dj et Pr - )u Dj/nj évaluédans le tableau II.

La comparaison des événements espérés statistique-ment et réellement observés sur le terrain (Tableau III)est ensuite effectuée par l'intermédiaire du test clas-sique du CHI2 (Tableau IV) suivant la relation classique :

cHF - ; '[ol -'il' (r)

7-t Pj

où 07 est Ie nombre d'observations à l'intérieur de la7'classe d'indice et P7 le nombre d'observations espéréescalculées par la relation (1) dans cette classe.

On peut constater qu'en partant de quatre catégo-ries statistiques (r - 4) avec ici deux degrés de liberté(un premier degré de liberté est affecté au fait que lesfréquences espérées sont contraintes à une sommefinie d'événements et un second degré de liberté estnécessaire à l'estimation de À) on aboutit à un test où lavaleur critique du CHIz pour un risque de 5 % de non-réalisation est de 5,99. L'événement ( sources > dépasselargement cette valeur et donc le test de Poisson n'estpas valable pour lui, car la répartition géographiquen'est pas aléatoire (elle dépend en effet des contactsgéologiques entre niveaux imperméables et niveauxperméables). Cet événement est ainsi abandonné dansle calcul des risques.

0,052

0,9490,049

0,00132,208-052,908 -073,00E-092,60F.-11

0,9993

a4 - 0,052

(1)

âffiProbabilitést}réoriquesderépartitiondesévénementsobservéssurleterrain'Remarques: le paramètre de Poisson est évalué par rapport à la distance de 173,,18km.La variable discrète r limitée à 6 unités sera ensuite Éduite à S.Theoretical probabilities of the observed events distribution in the field.Remarks: the Poisson law parameter is evaluated on a distance of 173.48 km.The discrete variable r is limited to 6 units and then reduced to 5 units.

Nombre nj

a moyen

Cumul Pr

iliiiÏiiiÏiii:iiiiiiiiii:i: illfililii Répartitions espérées des événements.Expected distributed events.

a moyen

l=0T=1r-2r=3T=4l=5l=6

I000000

r=0f=1l=2l=3T=4l=5f=6

103REVUE FRANçAISE DE GÉOTECHNIQUE

N" 1003e trimestre 2002

a2 - 7,452a3 = 0,507a5 = 1,164a1 - 0,795

53277

1

000

Nombre ni

Répartitions espérées (Esp.) et observées (Obs.) des événements avec calcul du test du CHIz.Remargue: La variable discrète r a été limitée à 5 unités et la valeur du CHI2 est ici soulignée.Expected distribution (Esp.) and observed distribution (Obs.) of events with test estimation of CHIz.Remark: The discrete variable r is limited to 5 units and the CHI2 value is underlined.

CHI2

CHI2

E

[=0n-4I

-rr-2r.- 2I -r-,|l=4I

-LJ

0,30180,3

0,1250

0,7268

0,11111

1,1111

f=0r-4l-l

| =2l=3l=4f=5

0,25390,23180,52082,0833

0,25

9

00000

285

1

000

Les critèTes physiques utiles

Objets recensés

Sur le terrain puis sur les photographies aériennestoutes les formes exo-karstiques sont cartographiées :

sources, pertes, dolines, grottes, failles. Deux catégo-ries de dolines sont distinguées : les formes colmatéesrecouvertes par des dépôts résiduels argileux et nemontrant aucune trace d'activité actuelle et les formesactives. Sont considérées comme actives les dolinesdans lesquelles les arbres sont inclinés ou courbés, cequi traduit une mobilité récente du sol, ainsi que cellesdans lesquelles la suffosion évacue des formationsmeubles de surface. De telles dolines montrent deseffondrements actuels permettant le drainage des eauxvers la profondeur.

ffiRepr ésentatio n ca rtogra p h iq u e

La carte d'indices géomorphologiques distingue leszones suivantes:

-les alluvions anciennes et récentes. Ce paramétrages'appuie sur une stabilité géotechnique apparente quipeut évoluer en cas d'inondation. L'existence d'allu-vions actuellement stables ne préjuge pas de leur sou-tirage potentiel à l'avenir si une reprise des flux dans lekarst sous-jacent réactive la suffosion. Les alluvionscartographiées, si elles sont anciennes, montrent unelongue absence d'érosion. Si elles sont récentes, ellesrisquent de constituer Ie niveau de base local des écou-

lements d'eau donc ont peu de chance de surmonterdes écoulements actifs dans le karst et donc de setransformer à terme en un milieu à risque ;

- les zones calcaires très fracturées ;

- les calcaires recouverts par des argiles à chailles oupar un recouvrement argileux ;

- la karstification située généralement sous une forma-tion marneuse masquant des cavités profondes ;

- des dolines colmatées sur calcaires ;

- des dolines fonctionnelles (avec un processus d'érosionvisible) et des réseaux hydrologiques actifs sur calcaires.

La description des zones susceptibles de guiderl'évaluation du risque de dégradation de la stabilitégéotechnique au cours du temps passe par la définitiond'un indice géomorphologique (Fig. 1) répondant à

l'échelle suivante :

- indice 1 : zone alluvionnaire récente ou ancienne ;

- indice 2 : cavités reconnues sous un recouvrementmarneux pouvant être continu;

- indice 3 : dolines colmatées stables ;

- indic e 4 : calcaire nu très fracturé ;

- indice 5 : doline active ou perte à écoulement tempo-raire ;

- indice 6 : contact linéaire par faille entre calcaires etmarnes induisant des écoulements d'eau.

Des jeux de carte sont élaborés à l'échelle du1/25000 avec les relevés suivants :

* de zonation géomorphologique (Fig . 2a) ;

- de zonation indiquant la taille (diamètre) des cavitésreconnues (Fig. 2b);

- de zonation indiquant la profondeur (ou hauteur) descavités reconnues (Fig. 2c);* de superposition des indices géomorphologiques, detaille et de profondeur aboutissant à une carte synthé-tique (Fig. 2d).

104REVUE FRANÇAISE DE GEOTECHNIQUEN'i003e trimestre 2002

INDICE 1: Recouvrement alluvionnaire fNDICE 2: Cavités sous marnes

.,^\- -\- è.^!-,1- -r>- -

INDICE 3: Doline colmatée stable INDICE 4: Calcaire nu très fracturé

lri-l 1 |fir)xt 'T-"/\/--

INDICE 6: Pertes au contact faillécalca ire / marnes

INDICE 5: Doline active ou perte

FIGURE 1 : DEFlNlrloN DEs lNDlcES GEoMoRPHoLoGtauEs

Indices géomorphologiques utilisés dans la cartographieGeomorphological index used in the cartography of karstic risk

des aléas karstiques des formations calcaires.of limestones formations (East part of France).

Ces trois cartographies successives précisent lavariation du diamètre, de la profondeur et du risquekarstique.

La carte d'indice de taille (Fig. 2b) permet de définirla présence ou l'absence de cavités visibles en sub-sur-face et, dans le cas d'une présence, différentes taillespossibles (0 si pas de cavité, 1 pour un diamètre com-

pris entre 0 et 5 m, 2 pour un diamètre moyen de 5 à25m,3 pour un diamètre supérieur à25 m).

La carte d'indice de profondeur (Fig .2c) définit laprofondeur supposée de la cavité sous la surface du sol(1 à très grande profondeur, 2 pour 10 à 30 m, 3 de 0 à10 m en général visible).

La carte synthétique de vulnérabilité karstiq",

1 05REVUE FRANçAISE DE GÉOTECHNIQUE

N'1003e trimestre 2002

CARTE des INDICESde la Taif le ,/'

/'/',/'/

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\ 1 \.

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////'/'-/'/'/?. EehelleË0 1000 m

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CARTE des lHDlCEs ,13, 1de Profondeur ,/'' v -"\\/ ji t''

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WExempledecartedesynthèsebaséesurunezonéographieà3chiftesdanslesformationscalcaires(région Est de la France).Example of synthetic map with zoneographical boundaries classified with 3 numbers across the limestones formationsof Besançon country.Carte A : indices géomorphologiques.Map A: geomorphological index.Carte B: taille des dolines.(Légende:0:sipasdecavité;1:diamètreentre0et5m;2:diamètremoyende5à25m;3:diamètresupérieurà25m.)Map B : size of dolines.(Legend:0: no cavity; 1: diameterbetween 0and 5m;2: diameterbetween 5 and 25m;3: diameterupperthan 25 m.)Carte C: profondeur des dolines.(Légende: 1 : faible probabilité de profondeur; 2: pour 10 à 30 m; 3: de 0 à 10 m en général visible.)Map C: deepth of dolines.(Legend: 1: probable low possibility; 2: between 10 and 30 m; 3: visible between 0 and 10 m.lCarte D: synthèse générale de la carte des risques.(Légende: chiffre 100 à 631 avec de gauche à droite; 1: géomorphologie;2: taille; 3: profondeur.)Map D : general synthesis of the risk map.(Legend: number 100 to 631 with from left to right ; 1 : geomorpho\ogy;2: size; 3: deepth.)

CARTE SYNTHETIQUEde VulnérabilitéKanstique

EchelleË0 1000 m

(Fig zd)précédenCette cartsensibles egéomorphplus l'indisente desmorns proplus dangedescriptive

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUËN' 1003e trimestre 9002

ïale,:ép

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upegéctrmlxtaJie,stélspmatSCS

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Ier

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rmation es indicéesologie, ofondeur).eperer r t les zonesles trois spectifs à lalleetà1 ur. En effetus la zo cate et pré-ls d'ins CS ZONCS ICS

ont not lors que lestte carte ue reste trèsssité de

mètre a aléa karstique ) qui apporte un poids aléatoireau travers de l'application de Ia loi de Poisson.

W

Définition de l'aléa karstique

L'aléa karstique correspond à la fois à la nature de ladiscontinuité, à sa localisation et à sa fréquence d'appa-

10ôter un para-

rition qui sont définies par un indice karstique 1o uniquequi nécessite l'évaluation successive :

- de la valeur de la superficie totale du fuseau (S,r) éva-luée pour chaque planche cartographique ;

- du coefficient de risque zonal R de la planche obtenupar l'addition de termes élémentaires, ainsi

R-S.a +...+S .aJJMM

avec S, Ia superficie de Ia zone indicé e j (t à 6 pourl'indicé géomorphologique), âile paramètre de la loi dePoisson (1) qui tiendra lieu de terme pondérateur allantd'un minimum de 0,052 pour a4 à un maximum de7,452 pour a2 fTableau III) de la zone indicée 7 calculéprécédemment et m le nombre maximal de zones. Atitre d'exemple, pour Ia feuille de Pesmes ouest (PEOIII) : R - Srâr+ Srar+ Srâ, = 116,84 ;

- la répartition de la surface du fuseau en fonction dessix indices géomorphologiques conduisant à la défini-tion d'un coefficient maximum de risque R_r"= So (ai + ...+ a^). A titre d'exemple pour la feuille de Pesmes ouest(PEO III) , R*u*= So*16,634 = 382,58;

- du rapport R/R_." nous donnant ainsi l'indice de kars-tification 1o représentant l'aIéa karstique potentiel.A titre d'exemple pour la feuille de Pesmes ouest(PEO III) : Iu = HR*u* - 30,54 "Â.

On peut ainsi constater (Tableau V) que le risquezonalR de Ia nouvelle méthode oscille entre les valeursde 2,63 à 21.0,27 (ancienne méthode de 4,7 à 115,25

PEO IIIPEO IVPEE IPEE IIIPEE IIPEE IVGY IIIGYII+IVBEO IBEO IIBEEI+IIVEEI+IIBAO IBAO IIIBAO IIBAE IBAE IILUO ilILUO IVLUE IIILUE IVBFO IIIFLD IFLD IIFLD IIIFLD IVMAR IIIMAR IV + DIJAUX I

râ*âffiEstimationdescoefficientsderisqueRetdesindicesdekarstificationI*.Risk coefficients (RJ and index ofkarstification (1J.

selon Mania et a1.,1998), et que l'indice de karstification/o fluctue de 2,2 à 44,1 %.

Cette nouvelle méthode d'estimation de l'aléa kars-tique qui prend en compte les paramètres de probabi-lité dilate la gamme de précision de l'échelle générale.Ainsi ce type d'information sera précieux pour les géo-techniciens qui peuvent envisager des investigationsgéologiques et géophysiques renforcées sur les sec-teurs à fort aléa karstique.

On peut définir ensuite une règle simple pour unezonation cartographique en plaçant les secteurs dansdes zones à très faible risque (si 013 planches, à risque moyen (509 planches, à grand risque (1006 planches et à haut risque (R4 > 1 50) pour une seuleplanche. Le choix du nombre des zones est ici adaptéaux types d'intervention sur le génie civil (drainage,création de bassins de rétention, comblement dedolines, injection de cavités) et dans notre cas quatrezones semblent raisonnables.

Elncidences en termes de gënie civil

Les zones à très faible risque R1 laissent supposerqu'aucune précaution géotechnique n'est utile pour lepassage du tracé ferroviaire. Il ne faut pas cependantexclure certaines surprises comme dans le cas de la

30,636,224,828,51B,B

5,416,811,926,932,125,234,117 ,538,610,526,622,133,423,313,4133,444,143,544

43,313,2224,8

(3)

107REVUE FRANçAIsE or cÉorccHNteuE

N.1003e trimestre 9002

0,10,20

3,90,5

0,75221,23

2

2,701

02,70,5

1

2

6,51

4,500

0,050,080,040,19

00

14,818,g1,,5

11,44,9

0,451,,6

o12,114,211,7

1,0,25

66,54,111

1,516105

4,50

5,213,61,1,2,37

27,198.300

116,85144,2812,3594,6643,56B,8417,2364,1198,37111,9796,1179,3752,449,4

43,2388,3112,85

124,8586,8646,4749,672,63

44,16131,42100,77210,2763,47

5,513,49

0240,13,21,38,31,2

21,62,70

2,70B

01,6,6

3,51

1

013,511,

40,010,030,060,130,080,12

0

0000000000

0,6000000000000000

19,959,14

0

000

0,400

0,20,7000000000000

0,50

0,814,491,,27

1,03000

23243

2014106,232,52221

2314

18,1,

7,724,8203,522,522,5

21,

234,756,0218,1813,7829,2328,911.5,5

16,96

7

7

2

67

2,53

12,57

7

B

4,5b1

B

7

3,57

7

7

7

1,52125,8

5,127,2512,77

5,36,62

8,1,

2,51,41,,1

7,30,5

1

3424,85,5

3,753,11,21,45

03,5

C)

1,52,5

0,75000

0,840,396,2416,96

239,07 102,53Total

planche MAR IV + DIJ (Tableau V) où la valeur faiblede R (- 5,5) montre cependant l'existence de nom-breuses sources dont le devenir doit être pris en consi-dération pour éviter des inondations locales.

Les zones à risque moyen R2 pourraient entraînerun simple comblement de la doline.

Les zones à grand risque R3 pourraient amener à uneréflexion sur une injection ou un comblement.

Les zones à haut risque R4 nécessiteraient systéma-tiquement:

- un drainage amont des eaux superficielles évitantainsi l'entraînement des particules ;

- un traitement par comblement par des matériauxnaturels et l'éventualité d'une injection par des maté-riaux de substitution des cavités souterraines.

Cette méthodologie doit être confortée par desreconnaissances géomécaniques et géophysiques quidevront confirmer ou infirmer nos premrères estima-tions réalisées à partir d'observations externes qui danscertains cas pourraient ne pas faire apparaître les réelsdésordres karstiques existant en profondeur.

Elmpact sur les circulations d'eau

Les observations effectuées sur le terrain condui-sent à penser que des modifications probables desécoulements d'eau superficielle et d'eau souterrainedans ies zones à haut risque pourront apparaître lorsde la création d'infrastructures routières ou ferro-viaires. On peut évoquer successivement :

- une diminution possible du débit d'étiage et une aug-mentation des débits de crue des sources si la géomé-trie des fractures est trop modifiée (par dé-colmatagedes argiles) ;

- un accroissement des débits de ruissellement (pareffet de barrage des remblais et par comblement descavités sous le linéaire).

Bibliographie

On évitera de trop modifier l'état naturel des écou-lements d'eau en veillant à :

- ne pas colmater les réseaux karstiques lors des ter-rassements ;

- mettre en place des bassins de décantation le long dessecteurs vulnérables ;

- ménager les écoulements souterrains en compatibi-lité avec les données environnementales.

EConclusion

Une nouvelle méthode d'évaluation des risques liésà la dissolution de calcaires karstifiés est proposée àpartir de la loi de Poisson. Nous avons développé lesdifférentes étapes du calcul et le test de validité asso-cié. Cette nouvelle méthode d'estimation du risquezonal R prend en compte les paramètres de probabilité.Elle permet de dilater la gamme de précision del'échelle générale donc la sensibilité de l'outil.

La combinaison entre l'outil statistique et l'observa-tion des événements liés à la dissolution des calcairespermet d'améliorer la cartographie des risques enapportant un moyen efficace pour l'orientation desinvestigations géotechniques et d'environnement.Nous avons présenté une application sur 19 planchesaffectées à un tracé linéaire sur une distance de173,5 km et 509 kmZ. Ainsi une zonation en degré derisque croissant (faible, moyen, grand et à haut risque)est proposée. Les secteurs où figurent le maximum decontraintes d'ordre géologique, induiront automati-quement des études complémentaires détaillées detype géophysique, sondages géotechniques et investi-gations géomécaniques.

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Je remercie }e responsable de la mission Rhin -Rhône de laSIrICF et la Direction de I'équipement et de I'aménagement de laSIfCF à Paris. Que les relecfeurs scientifiques soient remerciés pourle s critique s constructiv es.

Doerfliger N., Zwalhen F., Meylan B., Tri-pet j.P., Wilberger A. - Vulnérabilité descaptages en milieu karstique. Zurich,GWA, 5/97, 1997, p.295-302.

Fares A., Rollet M., Broquet P. - n Métho-dologie de la cartographie des risquesnaturels liés aux mouvements de terrain(région de Taounate-Rif, Nord duMaroc) >. ,Revue française de géotech-nique,69, 4, 1994, p.63-72.

Mania J., Wacogne R., Delhomel A.cr Délimitations des zones à aléas kars-tiques entre les vallées de la Saône et lavallée de la Savoureuse (TGV Rhin-Rhône) 'r. Colloque TectoniqLte, karst etséismes de Han-sur-Lesse, Belgique,1998, 4 p.

Sanejouand R. - La cartographie géotech-nique en France. Laboratoire central desponts et chaussées et Armines, 1972,96 p.

Tripet J.P., Doerfliger N ., Zwalhen F. -a Vulnerability mapping in karst areasand its uses in Switzerland >>. Hydro-géologie, Orléans, BRGM, 3, 1997, p.51-57.

Vrba J., Zaporozec A. - Guidebook on map-ping groundwater vulnerability. Hanno-ver, International Association of Hvdro-logy, 16, 1994,131 p.

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