Influence des exploitations de charbon profondes sur la stabilité de cavités souterraines
Temenuga Georgieva  1, *@  , Fanny Descamps, Sara Vandycke, George Ajdanlijsky, Jean-Pierre Tshibangu@
1 : Université de Mons
* : Auteur correspondant

La Wallonie et les Hauts-de-France présentent un contexte géologique et une histoire industrielle similaires. Ainsi, ces territoires sont concernés par d'anciennes exploitations de houille qui s'étendent sur une surface de près de 3000 km² depuis le bassin du Nord-Pas-de-Calais jusqu'à la région liégeoise, et même au-delà. Les gisements se caractérisent par des couches nombreuses et peu puissantes : de 0.5 à 1m en Wallonie, de 0.8 à 2.9 m (pour une épaisseur moyenne de 1 m) dans le Nord-Pas-de-Calais. Les veines sont séparées par des intercalaires stériles schisto-gréseux plus ou moins épais. Sur les deux régions, une méthode d'exploitation similaire s'est développée : la technique de la longue taille, adaptée à ce type de gisement. Si les exploitations ont généralement commencé en subsurface, elles ont évolué jusqu'à plus de 1000m de profondeur dans certaines concessions, cumulant sur chaque territoire plus de 2 milliards de tonnes de charbon extraites. Les archives documentaires conservées au Service Public de Wallonie (ou par les concessionnaires) et par le DPSM en France permettent de modéliser les vides laissés par ces exploitations.

Parallèlement, ces régions sont aussi marquées par de nombreuses cavités souterraines, anthropiques ou naturelles, généralement situées à faible profondeur. Les anciennes carrières souterraines sont bien connues de part et d'autre de la frontière. Par contre, la présence de minières de fer et de cavités naturelles (karstiques) est une typicité de la Wallonie tandis que les ouvrages civils et militaires sont plutôt spécifiques aux Hauts-de-France.

Ce travail analyse la stabilité d'une carrière souterraine abandonnée de type chambres et piliers : les carrières de la Malogne (Mons, Belgique) qui exploitaient la craie phosphatée à une profondeur de 20 à 30m. En particulier, on s'intéresse à l'influence des anciennes exploitations de charbon. En effet, dans la zone d'étude, la concession des Produits et Levant du Flénu a exploité jusqu'à 24 veines de charbon entre 1860 et 1963, à des profondeurs allant de 200 à 840m environ. A partir des archives minières, la géométrie des vides laissés par les exploitations de charbon a été reconstituée. Des modélisations numériques aux éléments finis ont ensuite été construites en intégrant l'exploitation en chambres et piliers et les exploitations de charbon, tout en tenant compte de la séquence d'extraction. L'influence des exploitations de charbon sur la stabilité de la carrière souterraine est étudiée par le biais de ces modèles aux éléments finis. Ce modèle permet également d'estimer les déplacements verticaux dans des sections types pour évaluer les effets à la surface. Ces simulations ont été validées par comparaison avec des données topographiques avant et après l'exploitation. 


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