Fontis
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La pression des terrains de recouvrement provoque la détérioration du toit de la carrière et de ses piliers donnant naissance à deux types d'effondrements : des effondrements localisés encore appelés fontis et des effondrements généralisés.
[modifier] les effondrements localisés ou fontis
Les fontis se produisent lorsque les bancs du toit sont peu résistants et surmontés de terrains de caractéristiques mécaniques médiocres ou de sols meubles.
Le mécanisme s'initie par la rupture progressive des premiers bancs du toit par flexion ou cisaillement à proximité du front de masse, généralement au milieu des galeries et a fortiori au carrefour de galeries, à l'endroit où le ciel de la carrière a la plus grande portée. Le processus se développe verticalement donnant lieu à la formation de la cloche de fontis. On assiste à la venue à jour du fontis sauf dans le cas où le rapport entre l'épaisseur des terrains de recouvrement et la hauteur des vides est tel qu'il y a colmatage du fontis par foisonnement des matériaux, auquel cas on n'assiste qu'à des décompressions plus ou moins importantes des terrains en surface.
Ces phénomènes de fontis sont observables dans les carrières de calcaire grossiers et de gypse.
Dans le gypse, les fontis sont favorisés par :
- des hauteurs d'exploitation importantes, de dix à seize mètres ;
- l'implantation et les dimensions de piliers dans les exploitations anciennes étaient souvent déterminées en fonction de la facilité d'extraction, sans règle précise ;
- le gypse est une roche soluble. Les ciels et les piliers se détériorent par dissolution en plus de l'érosion mécanique.
[modifier] les effondrements généralisés.
Des effondrements généralisés peuvent d'autre part se produire. Dans le cas où le phénomène de vieillissement, d'altération des ciels affecte plusieurs carrefours, il se produit un déséquilibré général des piliers alentour pouvant entraîner l'affaissement de toute une zone. Il est généralement admis que ce type de désordre se développe à partir d'un ou de plusieurs piliers du centre du secteur concerné, piliers dont la résistance maximale est dépassée. Ces piliers cèdent et provoquent un report des charges sur les piliers voisins qui cèdent à leur tour et ainsi de suite dans un mouvement en chaîne.
Le phénomène de dégradation d'une carrière conduit donc à prévoir une incidence en surface sans que pour autant la date de survenance puisse être prévue. Par ordre croissant de gravité, ces accidents sont :
– une décompression localisée de terrain sans mouvement appréciable,
– un abaissement progressif du terrain sur une certaine surface,
– la venue à jour d'un fontis localisé de 1 à 20 mètres de diamètre,
– l'effondrement d'un ou plusieurs piliers.