Commune de Vandoeuvre-les-Nancy Cartographie de l'aléa mouvement de terrain Rapport d 'étude


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Commune de Vandoeuvre-les-Nancy

Cartographie de l'aléa mouvement de terrain

Rapport d 'étude

Dossier n° 2015 65 068

C15EN0245

24 juillet 2017

Cerema Est   

Laboratoire Régional de Nancy



Commune de Vandoeuvre-les-Nancy- Cartographie des aléas mouvements de terrains

Références de l'affaire

N° de dossier : 2015 65 068

Intitulé de la prestation :

Mise à jour et harmonisation des études d'aléas mouvements de terrain sur le territoire de la CUGN.



Références client :

DDT54/ADUR



Représenté par Mme 

Angélique MASSON

Place des Ducs de bar

Case officielle n° 60025

54035 NANCY cedex

Tél : +33 (0)3 83 91 41 17 

Mail : Angelique.Masson@developpement-durable.gouv.fr

Affaire suivie par

Vincent REMY, Responsable de l'Activité «Mouvements de terrain»

Cerema / Direction Territoriale Est (DTerEst) / Laboratoire Régional de Nancy (LRN) / Groupe ERDT

71, rue de la Grande Haie

F 54510 TOMBLAINE

Tél : +33 (0)3 83 18 41 19 

Mail : vincent.remy

@cerema.fr

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1.0

M,ERBRECH (LRN)

Rapport d'étude

Le Chargé d'Études

Le Chargé d'Études

Le Chargé d'Études

Le Chargé d'Études

Risques mouvements de terrain

Risques mouvements de terrain

Risques mouvements de terrain

Risques mouvements de terrain

Michel ERBRECH

Michel ERBRECH

Michel ERBRECH

Michel ERBRECH

La Responsable de l'Activité mouvements de terrain

La Responsable de l'Activité mouvements de terrain

La Responsable de l'Activité mouvements de terrain

La Responsable de l'Activité mouvements de terrain

Vincent REMY

Vincent REMY

Vincent REMY

Vincent REMY

Le Chef du Groupe ERTD

Le Chef du Groupe ERTD

Le Chef du Groupe ERTD

Le Chef du Groupe ERTD

Adrien ALLARD

Adrien ALLARD

Adrien ALLARD

Adrien ALLARD

Cerema Est / Laboratoire Régional de Nancy / Groupe ERTD



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Commune de Vandoeuvre-les-Nancy- Cartographie des aléas mouvements de terrains

Sommaire

Introduction..............................................................................................................................5

1 - Aperçu géographique et géologique d'ensemble..................................................................6

1.1 - Limite de la zone d'étude et morphologie......................................................................................6

1.1.1 - Limites....................................................................................................................................................6

1.1.2 - Morphologie...........................................................................................................................................6

1.2 - Contexte géologique et hydrogélogique........................................................................................7

1.2.1 - Géologie.................................................................................................................................................7

1.2.2 - Contexte hydrogéologique......................................................................................................................8

2 - Typologie des mouvements de terrain..................................................................................9

2.1 - Les mouvements sans plan de rupture...........................................................................................9

2.1.1 - Le fluage................................................................................................................................................9

2.1.2 - La solifluxion..........................................................................................................................................9

2.1.3 - La reptation..........................................................................................................................................10

2.2 - Les glissements avec plans de rupture.........................................................................................11

2.2.1 - Les glissements pelliculaires..................................................................................................................11

2.2.2 - Les glissements plans............................................................................................................................11

2.2.3 - Les glissements rotationnels ou circulaires............................................................................................12

3 - Cartographie de l'aléa mouvement de terrain.....................................................................12

3.1 - Enquête bibliographique ............................................................................................................12

3.1.1 - Guides techniques.................................................................................................................................12

3.1.2 - Cartes...................................................................................................................................................13

3.1.3 - Études antérieures de l'aléa mouvement de terrain...............................................................................13

3.1.4 - Banque de données du sous-sol et études géotechniques......................................................................13

3.2 - Photo-interprétation et reconnaissance terrain............................................................................16

3.2.1 - Photo-interprétation.............................................................................................................................16

3.2.2 - Reconnaissance terrain..........................................................................................................................16

3.3 - Modèle numérique de terrain. Analyse des pentes.......................................................................20

3.4 - Caractérisation des aléas.............................................................................................................21

Cerema Est / Laboratoire Régional de Nancy / Groupe ERTD

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Commune de Vandoeuvre-les-Nancy- Cartographie des aléas mouvements de terrains

3.4.1 - Niveaux d'aléa......................................................................................................................................21

3.4.2 - Matrice de l'aléa glissement de terrain..................................................................................................23

4 - Détermination des niveaux d'aléa et du zonage..................................................................25

4.1 - Caractérisation de l'aléa sur la commune de Vandoeuvre-les-Nancy.............................................25

4.2 - Incrémentation du niveau d'aléa.................................................................................................26

4.3 - Qualification et localisation des aléas glissement de terrain retenus............................................27

4.3.1 - Détermination des zones d'aléas...........................................................................................................27

4.3.2 -  Aléa fort..............................................................................................................................................28

4.3.3 - Aléa moyen...........................................................................................................................................29

4.3.4 - Aléa faible............................................................................................................................................30

4.3.5 - Aléa présumé nul..................................................................................................................................30

5 - Conclusions.........................................................................................................................31

Liste des annexes....................................................................................................................32

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Commune de Vandoeuvre-les-Nancy- Cartographie des aléas mouvements de terrains

Introduction

A la demande de la Direction Départementale des Territoires de Meurthe et Moselle, Service Aménagement Durable,

Urbanisme et Risques, le Laboratoire de Nancy a réalisé une mise à jour de l'étude de l'aléa mouvements de terrain

sur la commune de Vandoeuvre-les-Nancy, effectuée par le Cabinet Waechter et BERB P.WESTPHAL en juin 2003

ainsi qu'une expertise de aout 2013 (CETE de l'Est).

Afin de pouvoir être aisément utilisée comme base du zonage du plan de prévention des risques mouvements de

terrains et faciliter la transcription de celui-ci en matière d'urbanisme, l'étude a été réalisée avec une cartographie au

1/5000ème.

Les types d'aléas mouvements de terrains existants sont : les glissements de terrains, la solifluxion, la suffosion, le

fauchage, les chutes de pierres et blocs, les éboulements ainsi que les coulées boueuses. Les mouvements liés aux

cavités souterraines sont les affaissements, les effondrements et les tassements.

L'objectif de cette étude est de caractériser et d'évaluer les niveaux d'aléas vis-à-vis des phénomènes de glissement

de terrain dans la zone d'étude. Les aléas retrait-gonflement, les autres aléas spécifiques liés aux mines ainsi que

les aléas liés aux chutes de blocs ne sont pas traités. Cette étude est réalisée suivant la méthodologie de la

cartographie « aléa glissement de terrain » Côte du Dogger, Meurthe et Moselle, élaborée par le BRGM et le

CEREMA pour le compte de la DDT54. La mise à jour de l'étude de 2003 est nécessaire du fait de l'utilisation de

cette nouvelle doctrine.

Elle se base sur l'interprétation de données hydrogéologiques, topographiques,

bibliographiques et des visites de terrain. Conformément à cette méthodologie et aux méthodologies nationales,

aucune investigation lourde (sondages, essais en laboratoire,,,,) n'a été entreprise pour caractériser les aléas.

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Commune de Vandoeuvre-les-Nancy- Cartographie des aléas mouvements de terrains

1 - Aperçu géographique et géologique d'ensemble

1.1 - Limite de la zone d'étude et morphologie

1.1.1 - Limites

La zone d'étude correspond à toute la surface du ban communal de Vandoeuvre-les-Nancy. Une attention plus

particulière a été portée aux secteurs bâtis, proches du bâti ou ouverts à une urbanisation future.

1.1.2 - Morphologie

Vandoeuvre-les-Nancy, ville de la communauté urbaine du grand Nancy (CUGN) est située au Sud-Ouest de

l’agglomération.

Sur une superficie d’environ 940 ha en projection horizontale, son territoire est allongé (5,8 km d’Ouest en Est pour

2,2 km du Nord au sud) et couvre les quatre domaines géographiques et géomorphologiques communs dans

l’agglomération Nancéienne :



Le fond de vallée

Il couvre 37% de la superficie communale.

Cette zone est consacrée à l’activité industrielle et commerciale, aux logements collectifs et à quelques vieux

quartiers comme celui du Charmois.

A l'Est, il est traversé du Nord au Sud par l'axe routier A33, qui mène au centre ville de Nancy et est longé par de

nombreuses zones commerciales.



Le piedmont

Espace de glacis en pente douce, il couvre environ 22% du territoire communal et forme une bande centrale dans le

territoire. Il comprend le « Vieux Vandoeuvre » et de nombreux quartiers résidentiels.

Il est essentiellement consacré à l’habitation individuelle. Très peu de commerces y ont subsisté. Il regroupe

néanmoins l'essentiel des bâtiments scolaires de la ville (primaires, faculté des Sciences et IUT).

Le talus de coteau et les falaises de l’autoroute A31

Ce domaine est essentiellement recouvert de forêts.



Le plateau

Dominant l’agglomération, il couvre une superficie représentant 40% du ban communal.

Il comporte quelques zones anciennement affectées à l’exploitation du minerai de fer et abrite l'essentiel du domaine

universitaire de Nancy (CHU, faculté de médecine, ENS Géologie, BRGM, ENSAIA, ENSEM, INRS etc...).

Les locaux et les pistes de l'hippodrome de Brabois, comme de nombreux lotissements d'habitations s'y sont

implantés.

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1.2 - Contexte géologique et hydrogélogique

1.2.1 - Géologie

Le contexte géologique prévisible est donné, pour les formations du substratum, par l'examen des cartes

géologiques de Nancy,(feuille XXXIV-15) au 1/50000 du bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM).

Les éléments qui peuvent permettre de préciser la cartographie géologique sur le territoire de la commune sont

essentiellement:

les informations apportées par les reconnaissances de terrain dans la commune



les données trouvées dans la bibliographie (chantiers, études géotechniques, base de données de sondages

du BRGM, cartographie de la Communauté Urbaine du Grand Nancy (CUGN)).

la carte géologique numérisée de la CUGN.



Le substratum

Le substratum est décrit selon la série géologique du plus ancien vers le plus récent (c'est à dire du bas vers le haut

de la série).

A. Le Domérien  (Pliensbachien supérieur)

Le Domérien inférieur (l6a) (« Marnes à amalthées » 85 à 90 m)

Il est constitué par les marnes riches en Ammonites pyriteuse et en nodules calcaires ou phosphatés et souvent

recouverte par plusieurs mètres de résidus d'altération et de décalcification limoneux.

Le Domérien supérieur (l6b) (« Grès médiolastique » 8 à 15 m)

Il est constitué de calcaires argileux en bancs décimétriques présentant de fréquentes intercalations argileuses.

Cette formation est souvent altérée lorsqu'elle affleure.

B. Le Toarcien

Le Toarcien inférieur (l7) (« Schistes carton » 12 à 18 m)

Marnes bitumineuses noires ou grises, indurées, à nodules calcaires ou phosphatés. Elles gonflent au contact de

l'eau et de l'air, ce qui leur confère des caractéristiques mécaniques très médiocres. C'est dans cette formation que

se produit la majorité des glissements de terrain des coteaux de Moselle.



Le Toarcien moyen (l8) (« Marnes à septaria, Grès supraliastiques (l8) » 80 à 90 m)

A la base sont présentes des Marnes à septaria, grises ou bleues, à nombreux niveaux de nodules calcaires ou

phosphatés de toute taille. Puis viennent une dizaine de mètres de marnes quartzeuses et micacées, annonçant le

minerai de fer.



Le Toarcien supérieur et Aalénien (l9) (« Minerai de fer ou minette» 8 à 12 m)

Il s'agit d'un ensemble de sédiments détritiques, plus ou moins gréseux et argileux, oolitiques ou à entroques,

s'enrichissant localement en matériaux ferrugineux.

C. Le Bajocien

Le Bajocien inférieur (j1a) (« Marnes micacées, Calcaires sableux, Roche rouge» 45 m environ)

A la base, les Marnes micacées sont des argilites micacées bleues à noires (quelques dizaines de cm) et passent

rapidement aux calcaires sableux de Haye à rares interbancs argileux. Au dessus se trouvent, sur une dizaine de

mètres, les calcaires à entroques. 

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Le Bajocien moyen (j1b) («Calcaires à polypiers » 25 à 30 m)

Il est constitué de deux niveaux de calcaire à polypiers séparés par l'oolithe cannabine. Cette formation est

constituée d'un ensemble récifal à lithologie très variée

allant des calcaires cristallins aux calcaires

subliothographiques en passant par les calcaires oolithiques et bioclastiques.

Les terrains superficiels

A. Les alluvions anciennes et récents 

Dans le secteur Nord de la commune, des alluvions anciennes couvrent les formations du Domérien Elles sont

constituées de sables et graviers (matériaux grossiers).

B. Les terrains d’altération des marnes

Ce sont des argiles (matériaux fins) de caractéristiques médiocres à moyennes où l’on ne trouve pas de blocs

(critère de détermination de la limite terrains altérés / éboulis). Leur épaisseur est variable, de l’ordre de quelques

mètres. 


C. Les éboulis argilo-calcaires

Sur la commune de Vandoeuvre-les-Nancy, les formations de pente (matériaux grossiers) couvrent la quasi-

intégralité des versants. 

Ces éboulis proviennent de l’altération des corniches des plateaux calcaires sus-jacents. Les blocs de tailles

variables sont enrobés dans une matrice limoneuse. 

En bas de versant, les colluvions peuvent être mêlés aux alluvions de la Meurthe qui correspondent à des anciennes

terrasses alluvionnaires.

1.2.2 - Contexte hydrogéologique

Le contexte hydrogéologique a été déterminé tout d’abord par la définition des terrains susceptibles d’être aquifères,

des modes de circulation d’eau, des éventuelles zones de résurgences, puis par l’observation de terrain qui permet

de mettre en évidence ces zones de résurgence. Ces observations sont indiquées sur la carte des indices de terrain

à 1/5000 (annexe 1).

Plusieurs types d’aquifères ont été déterminés, ils sont présentés du haut vers le bas dans le sens des écoulements.



Aquifère du Bajocien calcaire

Ce réservoir fissuré, repose sur les marnes du Toarcien qui en constituent le fond imperméable. Les écoulements

souterrains s’effectuent essentiellement par les fractures du massif et par la formation calcaire se situant à la base

du réservoir. Les eaux poursuivent leur parcours en s’infiltrant dans les éboulis.



Aquifères des éboulis

Les éboulis argilo-calcaires constituent un aquifère permettant le transfert des eaux de la nappe des calcaires vers le

bas de la vallée. La couche des éboulis étant continue, les écoulements se font sans obstacle et permettent d’avoir

un niveau de nappe continu. A la base des éboulis, le niveau de nappe devient affleurant et conduit à l’apparition de

quelques zones humides et sources.

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2 - Typologie des mouvements de terrain

Les désordres susceptibles d'être constatés lors des observations de terrain sur la commune de Vandoeuvre-les-

Nancy sont de plusieurs types.

2.1 - Les mouvements sans plan de rupture

Ces types de mouvements ne sont pas considérés comme des glissements à proprement parler puisque la mise en

mouvement n’est pas caractérisée par un plan de cisaillement. Généralement, sur le secteur des coteaux de la

Meurthe et de la Moselle, seule la frange superficielle de terrain est affectée par ce type de mouvements.



2.1.1 - Le fluage

Le fluage est un phénomène physique provoquant des déformations gravitaires irréversibles sous des sollicitations

constantes atteignant le domaine plastique (Philipponnat et al., 2008). C’est un mouvement lent d’une masse de

terrain (à matrice fine argileuse ou silteuse) non limitée par une surface de rupture clairement définie se manifestant

sur des faibles ou fortes pentes. Il peut se développer sur des épaisseurs parfois importantes (plusieurs dizaines de

mètres).


Figure 1: Exemple de fluage sous l’effet d’une surcharge (Philipponat et al., 2008).

2.1.2 - La solifluxion

C’est un cas particulier du fluage. C’est un phénomène d’écoulement lent des sols. La solifluxion concerne les sols à

matrice fine (argileuse ou silteuse) et à teneur en eau marquée, sur une épaisseur de l’ordre d’un mètre, sans

surface de rupture nette. Ce phénomène est provoqué par des variations de volume du sol au cours des saisons. En

effet, le gel-dégel ou l’alternance des saisons sèches et pluvieuses causent la déstructuration et la perte de cohésion

de ces sols gonflants et rétractables (Philipponnat et al., 2008 ; Mathon et al., 2005). 

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La solifluxion s’opère sur des terrains de pente faible à modérée et se repère par un état boueux des sols, une

ondulation des terrains (Philipponnat et al., 2008)  et des rochers « laboureurs ».

Figure 2 :Aspect ondulé (moutonnement) des terrains dû au phénomène de solifluxion.



2.1.3 - La reptation

C’est le glissement lent, vers l’aval, des sols ou des formations superficielles sur un versant à pente modérée à forte

(Dictionnaire de géologie, 6ème édition). Ce phénomène ne nécessite pas un état boueux du sol. Il peut se repérer

par un moutonnement de faible amplitude et relativement serré. Généralement, les arbres sont inclinés ou

présentent une forme dite « pipée ». Le moteur du mouvement est le propre poids du terrain. Ce phénomène

provoque un fauchage (également appelé « basculement ») des couches géologiques; ce qui entraîne une

évaluation erronée de leur pendage en profondeur.

Figure 3 :Coupe montrant le phénomène de reptation des couches géologiques superficielles(d’après le dictionnaire

de géologie Raoult et Foucault).

 

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