Pourquoi le sol s’effondre-t-il ? Comprendre les affaissements et les fontis

Encore un très bel article du MNHN paru le 28/10/2025 déniché par Christian. Merci Christian.

Les vidéos sur le sujet ne manquent pas : il arrive que des routes s’effondrent brutalement, formant d'immenses trous dans le sol... parfois juste sous nos pieds ou les roues des voitures. Ces effondrements, qu’ils surviennent en pleine ville ou en pleine campagne, ne sont jamais un hasard. Cavités naturelles, sols fragiles ou anciennes carrières : quelles sont les causes de ces effondrements soudains ?

Les sols meubles : un risque d’effondrement pour les villes

Une partie de nos villes ne repose pas directement sur de la roche dure, mais sur des sols meubles particulièrement instables, hérités d’anciens lits de rivières. En effet, les fleuves et rivières qui parcourent nos territoires ne sont pas figés : même si nous les voyons canalisés, ils ont déposé et déposent encore des sédiments meubles bien au-delà de leur lit actuel. Ces dépôts (qu’on appelle des alluvions) restent instables : ils sont essentiellement constitués de sable, galets et graviers qui n’ont pas été "cimentés" naturellement. Les terrains autour des fleuves sont donc plus fragiles que les roches sédimentaires qui, elles, sont soudées.

Effondrement du sol en pleine rue à Riga

Lorsque l’eau circule dans ces dépôts, elle peut emporter peu à peu des grains sur lesquels reposent les constructions, fragilisant tout le terrain. Le sol perd alors son intégrité et le soutien qu’il forme, ce qui provoque un effondrement en surface, parfois brutal. Cela arrive notamment sous les routes lorsque le bitume n’est qu’une fine croûte posée sur la terre, facilement lessivée par l’eau. Ce phénomène se produit particulièrement dans des zones construites sur des terrains proches de la mer ou très friables.

Les bâtiments, eux, résistent mieux à ce genre de pressions car leurs fondations plongent plus profondément dans le sol, parfois jusqu’à la roche solide. Cela évite tout glissement du sous-sol.

Dans certaines villes construites sur ces terrains fragiles, les risques d’affaissements sont particulièrement élevés. À Paris, beaucoup de quartiers ont été bâtis sur d’anciennes zones inondables ou alluviales sensibles aux crues. Dans des métropoles comme Bangkok ou Mexico, le problème est amplifié : le climat tropical altère plus vite les roches, les sols meubles sont plus épais, et la pression urbaine accentue les affaissements.
 

Fontis place de l'Alma causé par le creusement du tunnel du métro à Paris, 1915

Les trous karstiques : quand l’eau sculpte la roche

L’eau est l’un des plus grands sculpteurs du sous-sol. Elle a un fort pouvoir de dissolution sur certains minéraux (sel, gypse) et son pH parfois acide peut attaquer les roches calcaires. Cela pose de nombreux problèmes pour les villes construites sur ce type de roches. L’eau agit sur ces roches calcaires comme une carie sur une dent : à force de circuler, elle dissout petit à petit la roche calcaire et creuse progressivement la matière présente. Ce processus de dissolution, appelé karstification, conduit à la formation de véritables réseaux de cavités souterraines.

Lorsqu’une cavité devient trop vaste sous la surface, une dépression importante se forme, ce qui provoque un effondrement du sol. Les dépressions circulaires de ce type sont appelées dolines. Quand ces dolines rejoignent une cavité en profondeur remplie d’eau, elles deviennent des cénotes - des gouffres spectaculaires notamment visibles au Mexique.

Ces trous peuvent se former de façon verticale : de haut en bas lorsqu'il s'agit d’une infiltration de l’eau, ou de bas en haut quand une cavité grandit jusqu’à percer la surface.

Formations karstiques

Des cavités héritées des activités minières ou de carrières

L’activité humaine a laissé de nombreuses traces sur les roches de nos sous-sols. En effet, à cause des extractions minières ou des carrières, de nombreuses cavités souterraines ont été creusées sous les villes ou les campagnes. Souvent abandonnées, ces cavités deviennent instables et présentent un risque d’effondrement majeur.

C’est le cas notamment à Paris, où de vastes réseaux d’anciennes carrières de calcaire (comme les catacombes ou autres galeries) subsistent sous la ville. Bien que surveillé, il arrive que le toit des carrières (la couche supérieure formant le plafond de la cavité) se fragilise et cède sous le poids du terrain. Lorsque cela arrive, tout ce qui se trouve au-dessus chute en même temps : on parle alors d’effondrement de carrière, ou "fontis". Il peut créer un cratère en surface, dont la taille dépend du terrain. Sous un bâtiment, il entraîne la perte des fondations et peut provoquer un effondrement brutal.

Schéma représentant la formation de fontis, ainsi que ses conséquences

En Lorraine, de profondes mines de sel fermées ont provoqué de spectaculaires affaissements. Par endroits, la surface du sol s’est enfoncée de 5 mètres. Ces phénomènes sont si marqués qu’ils se repèrent aujourd’hui par l’imagerie laser satellite ou aéroportée.

Plan des anciennes carrières de Paris datant de 1908

Un sol en perpétuel mouvement

Qu’ils soient karstiques, liés aux sols meubles, hérités des mines et carrières ou encore amplifiés par les fleuves et le climat, tous ces affaissements rappellent que le sol n’est pas immobile. Il se dissout, se déplace, s'effondre. Et parfois, cette activité invisible se rappelle à nous… brutalement, en surface.

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Cet article a été rédigé par Victoria Briand, rédactrice au Muséum national d'Histoire naturelle.