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GEOMORPHOLOGIE DES CANYONS

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Présentation au sujet: "GEOMORPHOLOGIE DES CANYONS"— Transcription de la présentation:

1 GEOMORPHOLOGIE DES CANYONS
Par Jean-pierre Beaudoin instructeur E.F.C. Mise en page J. Mercier

2 GEOMORPHOLOGIE Un canyon = une vallée particulière sans versants, remplacés par des parois (absence de surface horizontale) Le canyon est un mot espagnol désignant une gorge étroite en roche calcaire avec des parois latérales + ou – continues GROIN (AIN)

3 GEOMORPHOLOGIE Une vallée: une dépression linéaire= thalweg + deux versants latéraux.

4 GEOMORPHOLOGIE GORGE : défilé= passage étroit entre deux versants très pentus. GROSDAR (JURA)

5 GEOMORPHOLOGIE Clue est l’équivalent provençal du canyon mais il n’est pas réservé au calcaire (Raton, Amen etc).

6 GEOMORPHOLOGIE Une cluse est un terme morphologique à usage anthropique : vallée sciant un anticlinal et concentrant les voies de communications (Nantua, Voreppe etc.) NANTUA (AIN)

7 GEOMORPHOLOGIE Le goulet correspond à une couche résistante d’anticlinal et scié en passage plus resserré. VERCORS

8 GEOMORPHOLOGIE Au sens strict, un ravin est une vallée étroite mais avec des versants en V, appellation régionale des serres cévenols dans les schistes .Un vallon n’est pas (n’est plus) parcouru par l’eau .

9 GEOMORPHOLOGIE La plus grande partie du Raton est une incision minuscule défonçant le fond d’un ample vallon, à l’exception de la proximité du Cians à cause de l’approfondissement de l’encaissement

10 GEOMORPHOLOGIE La paroi : roche résistante, particulièrement aux séquences gel/dégel. Comment expliquer sa conservation ? GROIN(AIN)

11 GEOMORPHOLOGIE Le calcaire pur et à bancs épais est apte à être scié (érosion mécanique + corrosion chimique) et il est assez rare : faciès urgonien + tithonique AIGLUN (A.M.)

12 GEOMORPHOLOGIE L’absence de versant (paroi verticale)= pas de réception de pluie=immunité par efficacité réduite de corrosion et de gélifraction, sauf au contact avec la surface du plateau. L’angle droit de raccordement = surfaces de dégagement +vulnérables.

13 GEOMORPHOLOGIE Conséquence, les parois absolues du thalweg au sommet sont rares. L’immunité protectrice est associée à la karstification=infiltration rapide de l’eau (Ardèche, Verdon), renforcée par l’aridité (Gorg blau y sa Fusca ).

14 GEOMORPHOLOGIE Des parois peuvent paradoxalement se conserver en matériel assez fragile, avec rajeunissement permanent par effondrement ( cas des crêts en montagne ou des falaises normandes). En canyon, les matériaux sont évacués rapidement par la puissance des crues : débit instantané puissant renforcé par l’absence de lit d’inondation, l’eau ne peut que s’élever d’où pression et force de traction élevées sur le fond du thalweg 

15 GEOMORPHOLOGIE : On parle de lit à fond rocheux le long des tronçons dépourvus d’alluvions. La rareté du gel et le creusement très récent expliquent les parois verticales taillées dans les galets cimentés (poudingues) alluviaux du delta du Var (vallon de Dona Réa, collines niçoises).

16 GEOMORPHOLOGIE Parois étagées séparées par des éboulis pentus : deux couches résistantes séparées par une plus tendre : gorges du Tarn.

17 GEOMORPHOLOGIE Matériaux autres que le calcaire : le terme canyon est inapproprié. Classement selon les aptitudes à conserver les formes d’encaissement. L’âge des matériaux doit aussi être pris en compte, en particulier pour ceux d’origine volcanique.

18 GEOMORPHOLOGIE Les péridots sont les restes d’une chambre magmatique, réservoir de lave dont les éruptions ont évacué les produits les plus fusibles et légers (silice+Na, Ca, K etc). La tectonique et l’érosion les ont soulevés et exhumés. Ce sont des roches très résistantes mécaniquement et chimiquement parce que ce sont des verres (absence de cristaux).

19 GEOMORPHOLOGIE A la Réunion, la célèbre goulotte avec niche de relais de Fleurs jaunes incise la masse très compacte d’une chambre. FLEUR JAUNE (REUNION)

20 GEOMORPHOLOGIE Les basaltes, laves éruptives sont construits avec les produits échappés de la chambre. Il n’y a pas non plus de cristallisation à cause du refroidissement rapide à l’air. Cependant, les fractures de rétraction (géométrie des orgues) en résultant sont des lignes de faiblesse utilisables par l’érosion mécanique.

21 GEOMORPHOLOGIE . Les coulées de basalte sont de tous âges et les plus récentes canalisent d’autant plus facilement des cours d’eau qu’elles se sont épanchées le long de fonds de vallée (cascade du Ray pic près de Burzet en Ardèche)

22 GEOMORPHOLOGIE Les granites ont la composition chimique d’un magma de chambre qui n’aurait subi aucune expulsion par absence d’éruption. Refroidissant lentement, les cristaux ont le temps de se construire, le quartz apparaissant en dernier. La taille des cristaux est un indicateur de l’irrégularité de l’ascension toujours très lente de ces bulles qui se figent avant d’atteindre la surface.

23 GEOMORPHOLOGIE Le cristal faible de ces roches est le potassium des micas, sensible à la dissolution en milieu tropical. Les granites du massif central ont été exhumés voilà plusieurs centaines de millions d’années, ceux des Alpes sont plus récents. MASSA (SUISSE)

24 GEOMORPHOLOGIE . Le granite est une roche mécaniquement résistante mais la décompression y trace un dense réseau de fractures exploitées par le gel ou la dissolution des climats chauds anciens. Le granite « pourrit » le long des fractures et des blocs arrondis sont dégagés et peuvent rouler au bas des versants. MASSA (SUISSE)

25 GEOMORPHOLOGIE Les schistes sont des argiles transformées par chaleur et pression. Le matériel représentatif est l’ardoise dont les feuillets sont assez fragiles.

26 GEOMORPHOLOGIE Pardon ! C’est cette photo :
Personne dort alors on continue… CLUE D’AMEN

27 GEOMORPHOLOGIE Ces matériaux donnent des incisions largement ouvertes mais aux angles vifs (bonjour les cordes). Les versants -rares sont les parois- se débitent en plaquettes pouvant encombrer le fond du thalweg.

28 GEOMORPHOLOGIE Thalweg :c’est le cheminement de l’eau au contact du fond rocheux. En parcours resserré, il s’identifie à toutes les extensions du lit puisque l’eau ne peut que monter, d’où la construction possible de vague de crue.

29 GEOMORPHOLOGIE Les formes du thalweg sont le produit d’un consensus entre énergie de l’eau et structure

30 GEOMORPHOLOGIE Le gradient hydraulique (équivalent d’une différence de potentiel en électricité) détermine la pente et l’énergie de l’eau. Elle est d’autant efficace que la stabilité des parois évite le prélèvement énergétique nécessaire à l’évacuation des masses de débris façonnant les versants . C’est pourquoi les étroits sont propices aux cascades alors que les parcours de liaison n’en ont généralement pas.

31 GEOMORPHOLOGIE

32 GEOMORPHOLOGIE La cascade signifie une vulnérabilité particulière à l’eau. Deux grandes familles : 1) la cascade a creusé le vide dans lequel elle chute, 2) elle est relativement passive et subit pour beaucoup un vide dont elle n’est pas responsable.

33 GEOMORPHOLOGIE Toutes ont en commun un départ en général étroit et bombé en toboggan d’accélération. L’énergie y est limitée par la vitesse faible, d’où une incision étroite sur l’interface eau/rocher. RI DELLE SPONDE TESSIN (SUISSE)

34 GEOMORPHOLOGIE L’action mécanique domine selon la densité des alluvions transportées assurant une fonction abrasive de façon analogue aux sommets de puits souterrains en méandre. L’accélération amplifie la capacité mécanique de creusement et le frein de l’air pulvérise une fraction de l’eau en aérosol à corrosion efficace en roche calcaire.

35 GEOMORPHOLOGIE La C60 d’Angon est représentative. Le profil de la chute restitue les conditions structurales. Roche massive, homogène et épaisse : cascade régulière-C60 de Saugay en aval de Gavarnie, C 60 d’Angon et des Ecouges, C90 de Louch à Isola (dans les gneiss). RI DELLE SPONDE TESSIN (SUISSE)

36 GEOMORPHOLOGIE La plupart des très grandes cascades chutent dans un vide dont le creusement est à mettre à l’actif d’autres agents, les glaciers et les rivières à nos latitudes de montagne. Arpenaz chute dans le berceau en auge glaciaire de l’Arve,

37 GEOMORPHOLOGIE les cascades de Gavarnie dans le cirque du même nom, Moulin Marquis au fond de la reculée glaciokarstique de Bournillon. Ce sont des cascades de raccordement dont la capacité à creuser (mécanique et chimique par dispersion et saturation) s’affaiblit vers le bas comme les très grands puits qui se rétrécissent vers le bas.

38 GEOMORPHOLOGIE Le profil d’une cascade exploite et met en valeur les lignes ou masses de faiblesse. Les deux premières (C 10+C30) de La Balma (06) sont calées sur une faille avec un rejet d’une cinquantaine de m.

39 GEOMORPHOLOGIE La 60 d’Angon est sur une fracture oblique, la 3ème de la Cagne sur un mini graben (fossé faillé), les cascades de la Mine (74) sont au détriment de joints de strates d’un pli déjeté, la 80 du Ruzand coule long des strates d’un compartiment faillé et basculé.

40 GEOMORPHOLOGIE Les différences de masse affectent le contact, latéral ou superposé, de deux entités rocheuses différenciées. Les cascades du Grosdar ont un calcaire massif au sommet posé sur un ensemble gélif et excavé en cloche. Quand une couche se plisse, les glissements affectent les bancs dont certains sont comprimés et d’autres ouverts par les joints. GROSDAR (JURA)

41 GEOMORPHOLOGIE A la Vogealle, les 250 mètres inférieurs traversent une couche de 50 pliée et repliée en empilements. Les surplombs sont des joints dilatés ou des passées plus fragiles

42 GEOMORPHOLOGIE Cas particulier propre aux eaux parfois saturées en bicarbonate de calcium en structure calcaire et qui au lieu de creuser, construisent des encroûtements concrétionnés. Cela concerne des débits souvent réduits et des apports d’eau infiltrée. La Peira, Maglia, Imberguet, Redebraus, la Fouge en sont de beaux exemples. la Fouge (AIN)

43 GEOMORPHOLOGIE La base de la cascade est un éboulis (incapacité à évacuer des débris en milieu fragile, Grosdar, Crève-Cœur) ou une fosse de dissipation. C’est une vasque dans laquelle l’eau qui chute, verticalement ou sur un plan incliné, dissipe son énergie en forçant le passage dans la masse liquide. GROSDAR (JURA)

44 GEOMORPHOLOGIE Cela provoque un mouvement d’eau dont le sens de rotation est horizontal (rappel) et rend possible l’abrasion profonde (lieux des sauts). Le mouvement circulaire parfait creuse une vasque fermée pouvant être suspendue (Imberguet, Ecouges, Mine, Freissinières, Rio sec). BLEINIERE (JURA)

45 GEOMORPHOLOGIE Les marmites. Un chenal n’est jamais régulièrement calibré et la circulation linéaire de l’eau, confrontée à une rugosité subit une séparation des flux avec amorce d’une rotation, en général vers la droite, comme les anticyclones atmosphériques en hémisphère nord.

46 GEOMORPHOLOGIE . Le mouvement tournant à axe de rotation vertical entraîne dans son manège les alluvions, d’où la forme galbée caractéristique. De superbes et grandioses marmites sont visibles à Maglia, Riolan, Mujouls, Aiglun , Giffre, etc.

47 GEOMORPHOLOGIE La marmite n’est pas liée à une chute. Il existe des cas où la marmite est devenue récemment une fosse parce que le déversoir aval a été scié par l’eau et la sortie de l’ex marmite devient une mini gorge abaissant le niveau de l’eau. Le flanc amont asséché devient une hauteur de chute.

48 GEOMORPHOLOGIE L’enchaînement du début d’Ossoue supérieur (Vignemale) est un modèle du genre. Il y en a aussi de superbes à Bellevaux (74) et la marmite percée de Planfaé (06) est exceptionnelle.

49 GEOMORPHOLOGIE Il faut ajouter tous les cas intermédiaires des fosses marmites, vastes bassines dues au recul des cascades. Le rappel d’eau a tendance à disparaître et se transformer en une émulsion remontant en périphérie de l’impact. Les flux se regroupent ensuite et amorcent un mouvement de rotation propre aux marmites.

50 GEOMORPHOLOGIE . Les deux vasques suivant les toboggans de la Bollène sont de ce type. On en rencontre dans tous les canyons où les cascades ne sont pas hautes et les débits assez soutenus pour garantir une action érosive efficace, à la Diosaz par exemple.

51 GEOMORPHOLOGIE Environnement structural du canyon : Sciant des versants rocheux, le canyon est une coupe géologique naturelle. Il donne à lire la structure qu’il tranche et l’inégale résistance des matériaux est révélée par l’encaissement plus ou moins prononcé.

52 GEOMORPHOLOGIE Structure tabulaire classique de plateau avec une couche épaisse à peu près horizontale : Ardèche Verdon, deux parois latérales.

53 GEOMORPHOLOGIE Quand la table est inclinée, le profil est plus pentu : étroits de Colombières (38), Gorg blau (Baléares).

54 GEOMORPHOLOGIE Si une couche tendre sépare deux masses résistantes, deux parois sont reliées par un éboulis pentu (Tarn). Au Colorado, les alternances se comptent par dizaines… GRAND CANYON (USA)

55 GEOMORPHOLOGIE Structure tabulaire faillée avec glissement chevauchant dédoublant la couche dure : deux parties à Aiglun.

56 GEOMORPHOLOGIE Canyon aligné sur un synclinal : gorges de l’Abîme (39), sur un fossé faillé (Cagne 06), le long d’un anticlinal (Grosdar 39).

57 GEOMORPHOLOGIE Canyon traversant un anticlinal simple (Mujouls 06), un synclinal (Allières 38), un anticlinal double et chevauchant (Riolan 06 avec 4 tronçons correspondant chacun à la même couche dure traversée 4 fois, l’entrée de Riolan montrant le recoupement d’un anticlinal).

58 GEOMORPHOLOGIE En structure faillée, les tronçons correspondent à des enchaînements de blocs plus ou moins inclinés : toutes les descentes de la bordure occidentale du Vercors sont des cas particuliers de cette disposition : Ruzand, Neyron, Versoud, Ecouges, Ruisant, Colombières.

59 GEOMORPHOLOGIE Evolution récente : sauf cas exceptionnel, les parois hautes et continues sont rares. Le profil en largeur montre souvent un V marqué au fond duquel s’incise sur une hauteur modeste l’encaissement contemporain. Cela correspond à la dernière séquence de creusement postérieure au dernier événement glaciaire, remontant à une quinzaine de milliers d’années(très net au Raton, à la Maglia).

60 GEOMORPHOLOGIE Il est intéressant de rendre compte de ces formes emboîtées (canyon dans le canyon) qui racontent l’histoire du creusement. Les formes emboîtées sont aussi observables à l’échelle des cascades où l’incision récente est sous calibrée dans la précédente et démontre une diminution de la capacité à creuser.

61 GEOMORPHOLOGIE Pour le haut des versants, les parois grignotées par l’érosion ont reculé. Les éboulements visibles sur le parcours des thalwegs (avec blocs coincés) en témoignent (Riolan et énormes blocs coincés à la sortie de Gorg blau). Ces éboulements sont toujours actifs et régulièrement rafraîchis (Maglia).

62 GEOMORPHOLOGIE Si vous avez lu jusqu’ici, alors vous êtes récompensé …….voici une première à faire : un canyon sous-marin !!! USA


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