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retour au chapitre B
(relations relief - tectonique)
Relief de la Chartreuse
C/ QUELQUES ASPECTS DES RAPPORTS ENTRE LE RELIEF ET LES DÉTAILS LOCAUX DE LA STRUCTURE TECTONIQUE |
| Reliefs générés par les éboulements : | Dalles structurales |
| Chaos et éboulements | |
| Reliefs générés par les failles : | failles et tracé des vallées |
| abrupts de failles | |
| Interférences entre les failles et le relief : | caractérisation des failles vues en falaise |
| failles inapparentes | |
| failles et franchissement des barres rocheuses | |
a) Dalles structurales (fig. 1A)
Les dalles structurales sont des surfaces de strates ou de cassures, mises à nu par l'érosion qui a déblayé tout ce qui se trouvait au dessus et s'est trouvée arrêtée par le changement lithologique correspondant à cette surface.
Leur origine est fréquemment un arrachement de bancs, par glissement sur un niveau (dit "de décollement") où l'adhérence des couches est faible : lorsque la pente des strates est assez forte (une trentaine de degrés suffit largement). Cela se produit surtout lorsque la pile des couches est déstabilisée par un creusement qui la sape : la tranche de roche située au dessus du niveau à glissement facile, n'étant plus retenue par l'aval, s'arrache d'un bloc le long d'une ligne de diaclases qui se transforme en un mur surplombant.
On en voit de beaux exemples, notamment en bord de route, l'entaille de celle-ci ayant bien souvent déclenché le ripage des tranches de roche qui a dénudé les dalles
C'est tout spécialement le cas entre Saint-Laurent-du-Pont et le col de la Charmette, en amont du tunnel des Agneaux (cet exemple est analysé d'assez près à la page "Curière - Agneaux").
On peut partiellement pallier à ce phénomène par des travaux de consolidation, consistant en "épingles" d'acier de plusieurs centimètres de diamètre, que l'on scelle dans la roche perpendiculairement aux bancs pour les solidariser entre eux. C'est notamment ce qui a été fait dans les gorges du Guiers Mort, entre les trois tunnels de la Molière et le Pont Saint-Pierre (fascicule 1K).
Le versant oriental du Charmant Som est formé,
sur plusieurs centaines de mètres de haut, par une dalle
structurale qui plonge vertigineusement vers l'est. Elle correspond
à-peu-près au sommet de la masse urgonienne inférieure,
débarrassé des couches qui la recouvraient par un
éboulement. Ses débris se sont accumulés
au sud-ouest des Revols, où ils forment une crête
ressemblant à une moraine.
Un autre dispositif tout à fait analogue s'observe peu
au nord du Petit Som, sur le revers est de ce sommet,
qui tombe dans le vallon de Léchaud.
autres
exemples (hors Chartreuse)Il est important de préciser que de nombreux éboulements se détachent de façon "ordinaire", par l'ouverture de crevasses qui tranchent les couches et que leurs matériaux s'évacuent par glissement parallèle à la déclivité de la pente, sans utiliser le glissement sur des surfaces de couches (voir ci-après).
< image plus grande > nouvelle
fenêtre
Modalités et origine des divers types d'éboulements A = Éboulements ordinaires : du côté gauche, basculement ou tassement de tranches verticales découpées selon les diaclases. Du côté droit, formation de dalles structurales par glissement d'un paquet de bancs sur un "niveau de décollement" des strates (le phénomène se répète en gagnant de plus en plus vers l'amont.
B = formation d'un Chaos par débitage, le long de ses diaclases, d'un panneau rocheux qui a commencé à glisser. Ici l'arrachement n'arrive pas à son terme, sans doute parce que le glissement se déclenche lorsque le niveau de décollement se gorge d'eau, et que la fragmentation du panneau calcaire en occasionne au contraire le drainage (les couches à Orbitolines, alternant marnes et bancs calcaires, sont très propices à ce phénomène).
exemples (hors Chartreuse) d'éboulements
dont l'origine est sans rapports avec la dénudation de
surfaces de couches.
b) Chaos et éboulements (fig. 1B)
Ces deux types d'amas de blocs, de taille décamétrique dans les deux cas, diffèrent par la manière dont leurs éléments sont juxtaposés :
Les plus gros blocs des vrais éboulements sont en général largement noyés dans du matériel de calibre plus fin dont ils ne font guère qu'émerger à leur sommet. C'est notamment le cas dans l'immense éboulement des Abîmes de Myans. Un autre exemple (parmi beaucoup d'autres) est l'éboulement du vallon de Marcieu, au nord du col de Bellefond.
Au contraire dans les "chaos" de Chartreuse, comme celui de Tracarta (au dessus de Saint-Même) ou celui de Bellefond (au dessus de Perquelin) les énormes blocs sont en fait presque en place et seulement isolés par des crevasses à peine comblées.
En outre les chaos sont situés en amont d'une falaise alors que les éboulements se trouvent en pied de pente, en contrebas de la falaise qui leur a donné naissance en s'effondrant. En fait les chaos correspondent à une tranche de roche qui a commencé à se disloquer sous la traction du glissement vers l'aval, à la surface d'une dalle structurale mais dont l'arrachement a avorté (peut-être provisoirement), en raison surtout d'une pente insuffisante des couches.
Ce cliché montre à la fois une zone de dalle
structurale dénudée par un éboulement, un
lambeau résiduel détaché par une crevasse
béante mais ayant échappé à l'éboulement
et, plus à gauche, un miroir de faille à rejet
sénestre. |
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En Chartreuse il existe un très bel exemple d'éboulement que l'on peut qualifier de fossile car il date de plus de 400.000 ans : c'est celui du Sappey (rochers de l'Eglise, au N de Proveysieux).
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Les "paquets
glissés*" représentent une forme de relief
apparentée mais dans laquelle le contexte structural ne
joue qu'un rôle nul ou accessoire. |
a) Failles et tracé des vallées
On pense souvent a priori que ce sont des failles qui déterminent et dirigent les vallées des rivières et notamment les gorges où elles choisissent de franchir les passages rocheux les plus résistants. Mais au fur et à mesure qu'il examine les multiples cas qui se présentent le géologue de terrain est amené à réviser cette opinion.
Si l'on prend, pour commencer, l'exemple de
la Chartreuse force est de constater qu'aucune des multiples gorges
que l'on y rencontre ne s'avère avoir une telle origine.
Aucune n'emprunte le tracé d'une faille notable, sauf sur
des trajets très brefs. Toutes, au contraire, sont dirigées
transversalement ou obliquement aux failles que l'on rencontre
dans le secteur concerné
voir
en particulier les pages "Guiers Vif", "Petit
Frou" et "Guiers Mort".
En réalité, d'une façon
générale, l'existence d'une relation entre failles
et tracé des vallées s'avère très
rare, même si certains auteurs ont récemment cherché
à soutenir cette hypothèse sur des exemples absolument
pas convaincants (origine du Grésivaudan par exemple).
En fait on ne peut guère citer comme exemple de quelque
importance que le cas de la faille de la moyenne Tarentaise.
De plus, d'une façon générale, lorsqu'une
telle relation semble exister (et plus précisément
dans le cas suscité) il est encore plus rare que le cours
d'eau suive réellement le tracé de la faille : le
plus souvent son trajet semble avoir été guidé
par la cassure, mais il est cependant décalé du
tracé de la faille et ne le suit qu'à une distance
d'ordre kilométrique.
Un cas qui a été particulièrement discuté à cet égard est celui des cluses* et notamment des grandes trouées séparant les massifs subalpins septentrionaux, qui leur sont généralement assimilés. L'exemple le plus connu est la prétendue "cluse de l'Isère" en aval de Grenoble (le terme de "trouée de Grenoble" paraît bien mieux adapté pour désigner cette portion de la vallée).
voir
la page "Trouée
de Grenoble" et l'article consacré à ce
sujet ( publication
n° 175)
voir
aussi les pages "Trouée
de Chambéry - Montmélian" , "Trouée
de Faverges-Ugine" et "cluse
de l'Arve".
b) Abrupts de faille :
Les miroirs de faille dégagés
en falaises sont assez fréquents, même s'il ne s'agit
le plus souvent que de falaises peu élevées. En
réalité cette faible hauteur des beaux miroirs vient
souvent de ce que la partie haute de l'abrupt de faille a été
attaquée par l'érosion qui l'a ainsi fait reculer
par rapport au tracé de la faille.
Un exemple parfaitement représentatif de ce genre de situation
est fourni, en Chartreuse, par la falaise sud du Granier (voir
à la page "Granier").
Des
exemples de beaux miroirs de faille, mais de taille plus modeste
(pluri-décamétrique), sont répertoriés,
en ce qui concerne le massif de la Chartreuse, à la page
"lèvres de faille"
3 - Interférences entre les failles et le relief
a) Caractéristiques des failles d'après leur observation en falaise :
C'est dans des falaises qui tranchent obliquement
des cassures que les décalages de couches, qui sont la
caractéristique des failles, sont le plus souvent observables.
À cet égard il faut noter, en premier lieu, qu'un
couloir entaillant une falaise (une "faille" au sens
de défaut de continuité, permettant le passage,
dans le langage courant) n'est souvent qu'une simple crevasse
due à l'érosion. Pour un géologue il ne sera
considéré comme une faille qu'après mise
en évidence d'un décalage de repères
géologiques de part et d'autre de ce couloir.
Un point souvent difficile à saisir,
car cela implique un effort de représentation géométrique
dans l'espace, est la manière dont s'exprime, dans le paysage
ou sur la carte, le déplacement relatif des deux
compartiments d'une faille.
voir
à ce sujet l'article de glossaire consacré au rejet des failles
Le résultat du déplacement d'un repère (par
exemple une surface de strate) est le rejet* de la faille,
qui se manifeste par le décalage du tracé de ce
repère sur la surface d'observation. Si l'on examine les
choses d'avion ou sur une carte cette surface est à peu
près horizontale. Mais dans le cas d'un paysage vu du sol
la surface permettant l'observation d'un rejet sera, le plus souvent,
l'abrupt dénudé qu'offre une falaise (ceci suppose
d'ailleurs que la falaise soit peu ou prou orthogonale à
la faille). Dans ce cas le seul décalage visible est celui
qui correspond à une une dénivellation dans le sens
vertical (il est donc proche du "rejet vertical"
qui affecte la surface). On ne sait rien toutefois de l'éventuelle
composante horizontale du déplacement.
Si la ligne repère décalée correspond à une surface horizontale l'existence d'un rejet vertical implique évidemment un mouvement vertical de la surface considérée. Mais si les couches affectées par la cassure ne sont pas horizontales un rejet vertical n'indique pas que le mouvement l'était aussi. Il peut alors aussi bien résulter d'un coulissement horizontal, c'est à dire avoir été induit par une faille de décrochement. C'est là un cas représenté à plusieurs exemplaires en Chartreuse : un exemple tout-à-fait représentatif est donné par le cliché ci-après :
< image plus grande, muette > nouvelle
fenêtreLe rejet vertical induit par un décrochement a d'autre part une valeur variable d'un point à un autre, en fonction de la valeur et du sens de l'inclinaison des couches décalées, par rapport à la direction du déplacement correspondant au jeu de la faille (il est nul dans le cas particulier où le déplacement se fait selon le pendage des couches).
Les décrochements qui traversent le synclinal oriental de la Chartreuse fournissent des exemples tout-à-fait remarquables de la variation des rejets apparents qu'ils induisent, selon le point considéré.
Dans le cas où ce sont les couches du
flanc incurvé d'un pli qui sont affectées par un
décalage horizontal, cela donne une géométrie
qui est caractérisée par la divergence verticale
des sommets des falaises de chacun des deux compartiments (fig.
2B).
On décrit souvent cela sous le nom de failles "en
ciseaux" ou "en touche de piano". Mais ces expressions suggèrent
(de façon erronée) que la variation du rejet résulterait
d'un d'un jeu en bascule de la faille. En fait,, dans la majorité
des cas (et en tous cas ici), c'est le résultat de son
fonctionnement coulissant (comme le montre le schéma).
Le flanc est de la Roche Veyrand, ou la faille des Balmes, à la montagne de Ratz donnent d'excellents exemples de tels reliefs induisant une interprétation erronée du rejet des failles.
figure
plus grande (nouvelle fenêtre)Il est en outre assez fréquent que la valeur du déplacement horizontal le long d'un décrochement soit telle que ce soient les deux flancs opposés d'un même pli qui sont ramenés l'un contre l'autre. Ainsi, dans le cas d'un décrochement dextre, le flanc ouest du compartiment nord s'aboute-t-il au flanc est du compartiment sud. Cet affrontement de bancs à pendages de sens opposé peut alors surprendre, puisque faille semble alors avoir provoqué un basculement des couches d'une de ses lèvres à l'autre, ce que, bien évidemment elle ne fait pas (car elle peut seulement déplacer des ensembles rocheux mais non les basculer !).
Une telle disposition s'observe notamment au débouché amont du second tunnel de la route du Guiers Mort (point 6c du schéma perspectif ci-après), où le flanc oriental de l'anticlinal médian (en amont du pont) est reporté vers l'ouest par un décrochement et se trouve plaqué ainsi contre le flanc ouest du même pli (compartiment en aval du pont, dans lequel est creusé le 2° tunnel).
figure
agrandissable (nouvelle fenêtre)On en trouvera un autre exemple dans l'anticlinal de Perquelin, décroché par la faille de Bellefond, au Collet de Pravouta.
b) Failles inapparentes
Un cas "piège" pour qui se
limiterait à une observation à distance est celui
où une même falaise se révèle formée
par deux barres rocheuses d'âge différent mais d'aspect
analogue, mises bout à bout par le jeu d'une cassure. Sous
l'effet d'une sorte de "mimétisme stratigraphique"
entre les deux formations la faille n'apparaît alors que comme
une simple fissure sans rejet, dans une falaise qui semble formée
par une seule barre rocheuse homogène et continue.
Cela implique évidemment qu'il y ait une coïncidence entre
la valeur du rejet vertical de la cassure et l'espacement stratigraphique
séparant les deux niveaux durs qu'elle a ramené
bout à bout.
Une telle situation s'observe notamment en rive droite du Guiers Vif, où l'Urgonien de la falaise du Petit Frou semble se prolonger par les calcaires du Fontanil du soubassement de la Roche Veyrand (voir la page "Guiers Vif : Sermes").
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 figure agrandissable
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On trouve d'autres beaux exemples de mise bout à bout de falaises de niveau stratigraphique différents en divers points, notamment au Pas Dinay ou dans les abrupts orientaux de la cime de la Cochette.
Cette disposition est trop souvent réalisée,
notamment en Chartreuse, pour que son origine soit aussi fortuite
qu'il pourrait sembler a priori.
Il est probable que cela traduit le fait que le travail de l'érosion
qui fait reculer la position des lignes de falaises est plus efficace,
au niveau d'une faille, si l'une des lèvres est formée
de terrains plus facilement érodables que l'autre. Au contraire
l'érosion perd de son efficacité lorsque deux falaises
s'appuient l'une contre l'autre de part et d'autre de la faille,
en formant un mur continu : le recul de la falaise tend alors
à se réduire, aboutissant à la conservation
de cette situation.
c) Failles et franchissement des barres rocheuses
En Chartreuse on connaît beaucoup de "cheminées" empruntées par des sentiers pour franchir les falaises qui ne sont pas déterminées par des failles. Telles sont par exemple celle de Fontanieu aux lances de Malissard, celle de la face ouest de la Grande Sure, celle du sentier du Colonel au nord de la Dent de Crolles ou la cheminée Arnaud dans la face est de Chamechaude. Il est difficile de dire pourquoi ces passages sont plus praticables que d'autres : sans doute la roche y est-elle plus diaclasée ou quelque autre facteur, invisible maintenant, est-il intervenu.
D'autre part le fait qu'une barre rocheuse
soit traversée par une faille ne suffit souvent pas à
y déterminer un passage commodément praticable.
C'est notamment vrai si le rejet vertical n'est que modeste. En
effet le passage que l'érosion est susceptible de pratiquer
le long du tracé de la faille ne sera souvent que très
étroit, car limité à l'épaisseur de
la zone broyée qui correspond au couloir de faille entre
les deux lèvres (elle est parfois réduite à
moins de 1 m).
De plus, si la surface de cassure est verticale, le fond de l'étroit
couloir ainsi aménagé sera, dans bien des cas, à
peine moins escarpé que la falaise elle-même ou que
les autres couloirs déterminés par de simples diaclases*
sans rejet notable (c'est le cas pour la cheminée de Corde,
sous la crête d'Arpison).
Le cas le plus favorable à l'aménagement
d'un passage là où passe une faille est celui où
le rejet vertical de cette dernière est égal ou
supérieur à l'épaisseur de la barre rocheuse.
En ce cas le sommet de la barre, sur l'une des lèvres,
est abaissé au niveau (ou même en contrebas) de la
base de cette barre sur l'autre lèvre.
Le sentier ne suit alors pas la faille mais il passe directement,
par un tracé horizontal, du niveau tendre situé
sous la barre d'un côté à celui situé
au dessus sur la lèvre opposé. Ce cas est particulièrement
bien réalisé en ce qui concerne le tracé
des sentiers qui montent l'un au col de Bellefond depuis le col de la Saulce,
l'autre au col de l'Alpette
depuis le village de La Plagne (voir cliché ci-dessus).
Dans ces deux exemples, comme dans celui (moins remarquable) des accès au col de l'Alpe, la cassure qui détermine le passage est une faille de coulissement qui traverse un synclinal perché. Cette circonstance semble donc particulièrement favorable. Il est vraisemblable que cela soit lié à l'intervention d'une étape préliminaire d'érosion par aplanissement (croquis suivant). Cette histoire semble d'ailleurs expliquer également la formation, lors de l'érosion "normale" ultérieure, des ébauches de cirques qui se sont ouvertes dans ces trois secteurs.
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Schéma expliquant la formation du cirque de Saint-Même 1) Après le jeu du décrochement du col de l'Alpe, l'érosion du massif de la Chartreuse débute par un aplanissement qui enlève les parties saillantes des plis, quelle que soit la nature de la roche. 2) L'érosion ultérieure se fait surtout par ruissellement. Elle enlève avant tout, au contraire, les terrains les plus tendres, là où ils sont déjà mis à nu, c'est-à-dire à l'emplacement de Saint-Même. La tranche de l''Urgonien du compartiment méridional du décrochement est ainsi dégagée et le fond de la gouttière urgonienne du synclinal oriental peut laisser sortir à l'air libre les eaux qu'elle draine. Ces écoulements provoquent progressivement le retrait de la falaise, ce qui accentue le renfoncement du cirque, là où se trouvent maintenant les sources du Guiers Vif. |
La disposition résultante a pour particularité
que, dans le compartiment sud du décrochement dextre, les
couches les plus résistantes du flanc occidental du synclinal
(Urgonien en général) s'avancent en formant
un éperon saillant vers le nord-ouest. Ceci découle
de ce que leur déplacement vers l'ouest les a juxtaposées
à des couches moins résistantes (Berriasien à
Hauterivien en général) du compartiment plus septentrional,
lesquelles sont rapidement affouillées.
Cet éperon est de ce fait plus exposé à l'érosion,
ce qui est sans doute cause du fait que dans certains cas (comme
au sud du décrochement de Bellefond) il ait été
abattu par l'érosion (croquis suivant) et que seul le volet oriental du synclinal soit conservé
au sud de la faille.
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(reliefs non structuraux)