La bordure occidentale du massif cristallin de Belledonne

(aperçu d'ensemble et constitution de ses "collines bordières")

Entre le Grésivaudan et les crêtes de Belledonne (cartes géologiques Domène et Vizille) s'étend un ensemble de pentes, essentiellement boisées, où se développe la bordure sédimentaire du massif cristallin. Cette bordure occidentale de la chaîne de Belledonne est analysée dans les pages successives suivantes (du Sud au Nord) :

Vizille, Champagnier, Quatre Seigneurs, Uriage, Revel, Saint-Mury, Les Adrets, Prapoutel.

Le pages suivantes concernent plus précisément la bordure occidentale de la partie nord de la chaîne, c'est-à-dire du massif d'Allevard (voir la page "Collines bordières septentrionales") :

Theys, Allevard, Pontcharra, La Rochette, Les Huiles.

 

La bordure orientale du Grésivaudan et la chaîne de Belledonne

vus du sud-ouest, depuis la crête du "rebord subalpin" du Vercors (sommet du Moucherotte).

 

La chaîne cristalline de Belledonne est ici enneigée, et ses collines bordières s'alignent en contrebas gauche du chapelet de petits nuages.

 

(N.B. : le seul cours de rivière visible ici est celui du Drac, qui conflue avec l'Isère plus à gauche que les limites du cliché).


image sensible au survol et au clic

Vue d'ensemble de la chaîne de Belledonne, depuis le sommet de la Dent de Crolles.
acc.méd. = accident médian ; s.pa = surface de la pénéplaine anté-triasique (limite entre socle cristallin et couverture sédimentaire).
Les crêtes plus neigeuses du massif des Grandes Rousses pointent, au centre, par dessus l'entaille du Pas de La Coche.
version plus grande, sans indications géologiques

A/ Présentation géomorphologique

On peut y distinguer plusieurs bandes de roches qui s'étagent parallèlement:

1) Les Collines bordières du Grésivaudan constituent une ligne de reliefs culminant entre 1000 et 1200 m au dessus du Grésivaudan, que recoupent les gorges de raccordement des torrents affluents de rive gauche de l'Isère. Elles sont constituées d'alternances de marnes et de calcaires argileux sombres, plus ou moins calcarénitiques ("sableux" selon le terme peu approprié utilisé sur la carte géologique), du Jurassique moyen.

Bien qu'initialement cet ensemble ait été désigné du nom de collines liasiques on sait maintenant [Barféty & al., 1972] qu'il est entièrement formé par du Bajocien inférieur (zones à Humphriesianum , Sauzei et Sowerbyi). Les couches basales de celui-ci sont à forte prédominance de marnes et seront qualifiées ici de Bajocien marneux. Les niveaux plus élevés comportent des bancs de calcaires argileux décimétriques à métriques alternant avec les lits marneux et seront qualifiés de Bajocien calcaire (on peut d'ailleurs y distinguer deux niveaux plus calcaires séparés par un niveau plus marneux). L'épaisseur totale de ces couches excède au total 1500 m, ce qui a incité de longue date à envisager qu'elle soit multipliée par des complications tectoniques [Bernard & Lory, 1936 ; Gignoux & Moret, 1952].

2) Le Balcon de Belledonne sépare les collines bordières de la chaîne de Belledonne proprement dite. C'est un replat jalonné de cols, qui sont, du nord au sud, les cols du Barioz, du Lautaret, des Mouilles, de Pré Long, de Pré Raymond et, pour finir, du Pinet d'Uriage et du Noyarey d'Herbeys. C'est une combe monoclinale ouverte dans les argilites à fines lamines de l'Aalénien moyen et supérieur.
Ce n'est que plus à l'est, dans les pentes qui s'élèvent vers les crêtes du massif cristallin, qu'affleurent les terrains liasiques et triasiques de la couverture immédiate de Belledonne, puis le Permien et le Houiller.

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Le Grésivaudan, entre la Chartreuse et la chaîne de Belledonne vu du SW, depuis un avion de ligne, vers l'altitude de 8000 m.
Les collines bordières se distinguent bien, par leur végétation plus forestière, du massif cristallin qu'elles flanquent et, plus franchement encore, du large couloir formé par la plaine alluviale de l'Isère.
La courbe relativement pure que dessine leur limite avec cette dernière n'est pas une surface structurale mais résulte essentiellement du rabotage effectué par le passage des glaciers quaternaires. Sa régularité découle surtout de ce que - à la différence de ce qui se passe sur le versant chartreux - la nature des roches est ici peu diversifiée et le plongement général des strates est globalement à peu près dirigé vers la vallée.
On distingue bien, au sud de Domène, l'un des multiples méandres de l'Isère


version plus grande de cette image

 Relations entre le creusement du Grésivaudan et la formation des reliefs de Chartreuse et de Belledonne.
(le nord est à gauche et l'allongement du bloc est perpendiculaire à celui de la chaîne de Belledonne)

 

Ce schéma fait appel à l'intervention d'une première phase d'érosion, aboutissant à un aplanissement. Celle-ci est sans doute intervenue au Quaternaire ancien, en tous cas après le soulèvement de Belledonne et avant le creusement du réseau hydrographique actuel.
Dans les deux étapes de gauche on a omis délibérément de représenter les dépôts molassiques miocènes, qui auraient masqué la structuration du mésozoïque (et dont on ignore jusqu'où ils s'étaient avancés en direction de l'est).

 

Carte géologique simplifiée des collines bordières septentrionales au nord de Gières
Carte géologique simplifiée des collines bordières méridionales au sud de Gières

B/ Structure des collines bordières

1 - Dans la représentation que l'on en a longtemps donné, les collines bordières étaient le siège d'imbrications de l'ensemble de la couverture, qui était censée y former un empilement de plis couchés plongeant vers l'ouest ; cette structure était en outre supposée résulter du glissement de cette couverture sur la pente créée par le soulèvement de Belledonne [Gignoux et Moret, 1952].
Ce schéma n'a pas été confirmé par les études récentes basées sur une cartographie fine, sur l'étude attentive des pendages de strates et de schistosité et sur une analyse stratigraphique détaillée, étayée par de nouvelles récoltes paléontologiques [J.C. Barféty et al., 1996] : elles n'ont mis en évidence aucun pli couché reployant en accordéon la succession des couches, mais au contraire une succession stratigraphique continue, seulement affectée d'ondulations à faible déversement vers l'ouest.

Certes des imbrications par plis couchés existent bel et bien dans la partie haute des collines septentrionales, à la latitude des Bauges, dans les collines de La Table (feuille La Rochette). Mais les plans axiaux des plis et les éventuelles surfaces de chevauchement y sont inclinés vers l'est et ces imbrications n'intéressent, au demeurant, que la partie haute, bajocienne, de la série stratigraphique.
Les plus hautes des collines bordières montrent également, au sud d'Allevard, l'existence de surfaces de chevauchement qui ne semblent également impliquer que la partie bajocienne de la succession. Mais ces accidents (dont le principal est le chevauchement de Sainte-Agnès) ne sont nullement plongeants vers l'ouest mais faiblement inclinées vers l'est ; en outre ils n'apparaissent en aucune manière comme des cassures associées aux plis (à la façon d'un étirement de flanc inverse de pli-faille) et coupent même obliquement les axes de ces plis : ils semblent plutôt représenter les prolongements des chevauchements des massifs subalpins plus occidentaux, dont le plus notable à cette latitude est le chevauchement du Margériaz.

 

 Deux interprétations des traits structuraux majeurs des collines bordières

Ce schéma, extrêmement simplifié, montre la différence fondamentale entre :

(en haut) - la conception structurale ancienne :
le soulèvement de Belledonne [1] est la cause du plissement, qui résulte d'un glissement sur la pente ainsi créée [2] ;

(en bas) - la conception qui découle des études les plus récentes :
les plis sont dus à un cisaillement tangentiel par rapport à la surface du socle [1], puis ont été basculés par le soulèvement de Belledonne [2].

Au plan des observations la différence réside essentiellement dans le pendage des plans axiaux des plis, plus modérément inclinés que supposé dans l'hypothèse ancienne. Cette attitude est d'ailleurs en grande partie attribuable au basculement général des couches du flanc ouest de la chaîne de Belledonne.

En réalité l'architecture des collines bordières est essentiellement régie par un système de plis modérément déversés vers l'ouest et surtout très ouverts, dont les flancs orientaux ont souvent un pendage très faible (voire faiblement incliné vers l'ouest). Les différentes vallées affluentes de l'Isère coupent en petites cluses ces plis, qui ne sont en définitive que des ondulations sur le flanc ouest de la grande voûte anticlinale dessinée par le socle cristallin. Comme en Chartreuse les axes de ces plis plongent vers le nord, de sorte que leur tracé s'élève en diagonale, du nord vers le sud sur le flanc de la chaîne cristalline et que les voûtes anticlinales sont à tour de rôle sectionnées, dans cette même direction, par l'érosion qui a décapé la couverture de Belledonne (ainsi d'ailleurs que par le chevauchement de Sainte-Agnès, voir le bloc ci-après).


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Coupe en rive droite de la vallée de Revel (elle est très représentative de la structure des collines bordières)
Bjc.s = Bajocien inférieur calcaire (fossiles de la zone à Humphriesianum), barre supérieure ; Bjms = niveaux marneux intermédiaires du Bajocien inférieur (âge précis incertain) ; Bjc. = Bajocien inférieur calcaire (fossiles de la zone à Humphriesianum) ; Bjm = Bajocien basal marneux (fossiles des zones à Sauzei et à Sowerbyi) ; Aal. = Aalénien supérieur et moyen, argilitique ; Ls = "Lias schisteux" = calcschistes (Aalénien inférieur (?) Toarcien et Domérien) ; Lc = "Lias calcaire" (Carixien à Hettangien) ; Tr = Trias ; Tr.+Perm. = Trias et Grès d'Allevard, là où ces derniers sont stratigraphiquement présents.
Accidents se surajoutant à la structure plissée fondamentale : Ø1 = surface de chevauchement du probable redoublement du Bajocien inférieur calcaire (voir plus loin dans cette page) ; Ø2a = chevauchement de Sainte-Agnès.


Ces plis ne sont donc pas parallèles à la bordure de la vallée alluviale (contrairement à ce que suggère la morphologie, dépourvue de sinuosités, de cette rive du Grésivaudan) ni surtout à l'axe de la chaîne de Belledonne. Ils leur sont au contraire obliques, car orientés de façon plus N-S, et s'enfoncent à tour de rôle, par plongement vers le nord, sous la plaine alluviale du Grésivaudan (sauf vers le nord, dans le secteur de Goncelin, où le bord du Grésivaudan est orienté beaucoup plus N-S qu'au niveau de Domène).


Bloc diagramme schématique d'ensemble des collines bordières, montrant le plongement des plis sous les alluvions du Grésivaudan et la disposition des deux principaux accidents cassants qui se surajoutent à ces plis

Ce tectonogramme schématique montre les rapports entre les plis de l'unité inférieure des collines bordières, le chevauchement de Sainte-Agnès (base de l'Unité supérieure) et le colmatage alluvial du Grésivaudan, à l'est et au nord-est de Grenoble.
Le symbole de pendage, en haut à gauche, concerne l'orientation moyenne des flancs de plis (obliques aux axes) dans la moitié sud du bloc (c'est celle qu'y adopte la bordure de la plaine alluviale du Grésivaudan).


2 - L'hypothèse, si séduisante de prime abord, d'une ouverture du Grésivaudan par décollement et glissement des massifs subalpins [Gignoux & Moret, 1952] ne s'avère pas fondée car elle suppose, au niveau des Terres Noires, une désolidarisation dysharmonique que l'analyse tectonique contredit. En effet, outre que les plis de la rive gauche du Grésivaudan ont la même attitude et notamment le même plongement que les plis de la Chartreuse, on retrouve dans les collines bordières, en dessous du niveau des Terres Noires, le prolongement précis de certaines structures des massifs subalpins qui sont reconnaissables à leurs particularités remarquables.

Tel est le cas notamment de l'anticlinal de Perquelin et du "chevauchement du Baure", qui se poursuivent de façon assez évidente, au sud-est du Grésivaudan, par l'anticlinal du Mûrier et la "faille de Romage".

image sensible au survol et au clic 
Le Grésivaudan immédiatement en amont de Grenoble
vu du sud, depuis un avion de ligne, d'une altitude de l'ordre de 8000 m, vers 1980.

a.E = anticlinal de l'Écoutoux ; s.S = synclinal du Sappey ; a.P = anticlinal de Perquelin ; a.M = anticlinal du Mûrier (prolongement de celui de Perquelin dans le Jurassique moyen) ; f.B = faille du Baure ; f.R = faille de Romage (prolongement vers le sud de la faille du Baure).

s.O = synclinal oriental de la Chartreuse.

La correspondance des structures d'une rive à l'autre de la vallée est patente. On perçoit également bien leur forte obliquité par rapport à l'axe de la vallée alluviale.

Pour plus de détails sur le versant chartreux du Grésivaudan, aller aux pages "Bec Charvet" et "Roc d'Arguille"

Pour plus de détails sur le secteur de Gières Romage, aller à la page "Quatre Seigneurs"

Plus au nord, au-delà du fort hiatus d'affleurements du Grésivaudan septentrional, il n'y a aucune difficulté géométrique à voir dans les accidents du secteur de Tençin et de Goncelin (voir la carte en fin de page) les prolongements méridionaux de ceux que l'on observe à l'extrémité sud des Bauges dans la trouée de Chambéry (voir la page "Bauges occidentales"). Il est vraisemblable en effet que l'anticlinal de Goncelin prolonge vers le sud l'anticlinal de la Boisserette et que le chevauchement du Margériaz s'y poursuit par le chevauchement de Sainte-Agnès, même si le Tithonique de la trouée de Chambéry semble moins replissé que le Bajocien des collines bordières et dépourvu des chevauchements secondaires qui accompagnent celui de Sainte-Agnès (et qui semblent en être les satellites).

Par contre une dysharmonie plus marquée se manifeste partout au niveau de l'Aalénien. En effet les plis larges et les chevauchements des termes les plus élevés de la série s'y amortissent, vers le bas de la succession, pour faire place aux plis plus fermés et de plus courte longueur d'onde du Lias et du Trias. Cette différence de style de déformation témoigne sans doute d'un déplacement, par rapport au socle et au Lias calcaire, de la couverture d'âge jurassique moyen et plus récent (y compris sans doute les massifs subalpins) ; mais elle a sans doute eu lieu avant le soulèvement de Belledonne et ne saurait en tout cas pas expliquer en quelque façon que ce soit l'"ouverture" du Grésivaudan, vu la situation trop orientale des niveaux qu'elle concerne.

3 - Un point qui n'est pas tranché est de savoir si la grande épaisseur du Bajocien des collines bordières est due à une cause purement stratigraphique ou si elle ne résulte pas d'un redoublement par un chevauchement plat ancien, antérieur au plissement. En effet les récoltes paléontologiques, bien que rares, semblent indiquer que les deux barres calcaires qui s'individualisent au sein des 1500 m de cette succession y appartiennent à la même zone paléontologique du Bajocien inférieur (zone à Humphriesianum) et que le niveau marneux qui les sépare est de même âge (zone à Sauzei) que celui de la base de la formation (on lira plus de détails à ce sujet en se reportant à l'article correspondant).
En dépit de ces fortes présomptions il reste qu'aucune preuve géométrique directe de ce chevauchement présumé n'a été trouvée : c'est donc seulement à titre hypothétique que le dessin de cet accident a néanmoins été indiqué sur les coupes illustrant les pages du site geol-alp.

En définitive la tectonique des collines bordières s'inscrit donc harmonieusement dans le contexte régional des massifs subalpins voisins. En effet, outre que leurs structures sont similaires (et les prolongent même) elles se répartissent, comme ces dernières, entre trois phases successives de raccourcissement est-ouest (phases P1, P2, et P3, [Gidon, 1981 b]). Ceci témoigne de la continuité fondamentale, à travers les divers niveaux de la série stratigraphique, des thèmes structuraux reconnus dans ces massifs subalpins.


 Schémas complémentaires pour une analyse plus détaillée de ce secteur

 Structure des abords de l'interface socle cristallin - couverture sédimentaire

Relations entre les déformations de la couverture et celles du socle

  Pour plus de détails on se reportera au texte de l'article consacré à ce secteur.


Carte géologique simplifiée des collines bordières entre Gières et Goncelin.
Ø1 = surface de chevauchement du probable redoublement du Bajocien inférieur de l'Unité inférieure (chevauchement précoce, enroulé par les plis).
Ø2 = surfaces de chevauchement de l'Unité supérieure : a) chevauchement de Sainte-Agnès et du Mollard de Cuche ; b) chevauchement du Saint-Genis ; c) chevauchement de Barley.
Bien que son existence ne soit pas parfaitement démontrée on a indiqué le tracé vraisemblable du chevauchement Ø1 , afin de situer plus précisément les secteurs concernés par ce problème.
Noter la rectilinéarité du tracé cartographique de la faille du Pré de l'Arc et le fait que ce tracé ne dessine pratiquement pas de V topographiques, ce qui témoigne du très fort pendage vers l'est de la cassure. Observer, au niveau de Freydière, l'indépendance du tracé de cette faille vis-à-vis de celui de l'Accident Médian.
Les emplacements des coupes de la planche de coupes sont repérés par les numéros en marge.
C'est en grande partie sur le travail d'exploration cartographique fine effectué par J.C. Barféty dans les collines bordières de Belledonne que se fondent les exposés qui concernent ce secteur dans les pages de Geol-Alp.



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