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L’érosion, processus et conséquences
Après avoir rappelé l’origine des climats et des risques météorologiques ainsi que leurs conséquences
possibles, nous verrons dans ce chapitre comment l’eau et les vents notamment, modèlent les paysages
par le biais de l’érosion.
Activité 1. Prérequis de collège sur les notions de météo et de climats
L’énergie solaire reçue à la surface de la Terre varie avec la latitude. En effet lorsque la latitude augmente,
l’angle que font les rayons du Soleil avec la surface du lieu éclairé est de plus en plus petit et donc la sur-
face éclairée est de plus en plus grande vers les pôles. Or la même quantité d’énergie lumineuse étant
reçue par une plus grande surface, l’intensité lumineuse reçue est de plus en plus faible en s’éloignant
de l’équateur. Il fait donc de plus en plus froid. Ainsi la sphéricité de la Terre entraîne une répartition des
climats en bandes parallèles à l’équateur : zone tropicale/chaude autour de l’équateur (climats tropical,
désertique et équatorial), zones tempérées en s’éloignant de l’équateur (climats océanique, continental
et méditerranéen) et zones froides au niveau des pôles (climat polaire).
L’inégale répartition de l’énergie solaire entraîne des différences de température et donc de densité de
l’air. L’air chaud des zones chaudes est moins dense et donc s’élève au niveau des zones de dépression.
Inversement, aux endroits où il fait plus froid, l’air devient plus dense et donc redescend au niveau des
anticyclones. L’air se déplace horizontalement des anticyclones vers les dépressions, créant ainsi les
vents.
De même dans les zones chaudes, près de l’équateur, l’eau plus chaude, moins dense, monte à la surface
où elle sera poussée par les vents vers les pôles. Au niveau des pôles, d’une part, il fait plus froid donc
l’eau se refroidit et sa densité augmente. D’autre part, une partie de l’eau se transforme en glace alors
que le sel reste en dehors de la glace nouvellement formée, contribuant ainsi à l’augmentation de la sali-
nité de l’eau et donc à l’augmentation de sa densité. L’eau froide et salée, plus dense, va alors s’enfoncer
dans l’océan et se retrouve poussée vers les pôles, où le sel va se diluer dans de l’eau plus douce et où
la température remonte. L’eau alors plus chaude et moins salée, moins dense, va donc remonter à la
surface et recommencer le cycle.
Nous avons ainsi vu l’importance des climats et notamment des températures sur les mouvements d’eau
et d’air. Or nous avons mis en évidence, particulièrement depuis les années 1980, une augmentation de
la température globale au-delà de celle prévisible par l’évolution des climats. Cela a entraîné une aug-
mentation considérable du nombre de catastrophes naturelles.
L’augmentation de la température est due notamment à l’augmentation de l’effet de Serre : les gaz à
effet de Serre présents dans l’atmosphère absorbent les rayonnements infrarouges reçus puis émis par
la surface de la Terre et émettent en retour des rayonnements infrarouges qui viennent réchauffer une
nouvelle fois la surface. En dehors des gaz à effet de Serre naturels (H2O, ozone, CO2), on y trouve des gaz
injectés par les rejets de l’activité humaine (méthane, protoxyde d’azote, CO2 anthropique). Le surplus de
gaz amplifie l’effet de Serre et augmente la température globale.
Parmi les impacts de l’augmentation de la température globale, on peut citer l’exemple du réchauffement
de l’eau des océans qui se dilatent et augmente donc son niveau (qui pourra être accentué rapidement
par la fonte des calottes glaciaires). Ainsi les côtes mondiales, sont de plus en plus soumises à l’érosion
côtière : perte graduelle de matériaux qui entraîne le recul de la côte.
En quoi l’érosion, due à l’eau et au vent notamment, modèle les paysages ?
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Activité 2. Un paysage change inéluctablement avec le temps du fait de
l’érosion
L’érosion affecte la totalité des reliefs terrestres. L’eau est le principal facteur de leur altération. Au cours
de l’altération, deux types de mécanismes entrent en jeu, dont le plus souvent les effets s’additionnent :
► L’altération mécanique. Les roches sont soumises en permanence à des variations de température
qui entraînent leur dilatation ou leur contraction, donc des variations de volume, qui entraînent leur
fissuration. L’eau s’infiltre dans les fissures de la roche puis augmente de volume lorsqu’elle gèle,
augmentant le diamètre des fissures jusqu’à ce que la roche finisse par éclater. On appelle ce phéno-
mène la cryofracturation.
► L’altération chimique. L’eau y joue un rôle majeur. Les molécules d’eau sont chargées électriquement
et peuvent entraîner différentes réactions comme la dissolution ou l’hydrolyse. L’eau va donc fragmen-
ter des ensembles moléculaires complexes par hydrolyse entraînant l’altération de certains minéraux
des roches, comme l’altération du feldspath orthose en kaolinite. Cette altération libère des éléments
chimiques qui se retrouvent dissous dans l’eau de lessivage.
Ces deux mécanismes ont permis d’expliquer le passage d’un paysage d’un massif granitique à une
arène granitique. Le granite est une roche magmatique plutonique continentale cohérente et résistante.
Suite à l’action de l’eau, le granite va se fissurer et devenir friable. L’eau va de plus altérer chimiquement
les minéraux qui composent le granite. Les minéraux les plus fragiles, comme le micas et les feldspaths,
vont se transformer en minéraux argileux. Les eaux de pluie vont entraîner par ruissellement les élé-
ments meubles de l’arène granitique (sables et argiles) ainsi que les éléments chimiques dissous comme
le calcium. Ceci va alors dégager les boules de granite sain : on observe alors un paysage de chaos gra-
nitique.
Comment expliquer que l’altération puisse être différente en fonction des paysages ?
Activité 3. L’altération dépend de différents facteurs
1. La résistance des roches à leur altération dépend de leur nature
► Tout d’abord, la nature des roches détermine leur résistance à l’altération. En effet les roches sont
constituées de différents minéraux. Les minéraux comprenant des liaisons fortes entre les différents
atomes, comme le Quartz, sont plus résistants à l’altération que les minéraux où les atomes sont
moins liés, comme le Pyroxène et l’Olivine. En fonction des minéraux qui les composent, les roches
seront donc plus résistantes à l’altération. Le granite est donc plus résistant que le basalte.
► Ensuite, la cohérence des roches détermine leur résistance à l’altération. Les roches cohérentes, qui
sont formées d’éléments liés entre eux, ne laissent pas pénétrer l’eau à l’intérieur, et sont donc ré-
sistantes à l’altération. Au contraire, les roches friables, roches qui s’effritent et dont les éléments se
détachent facilement, laissent pénétrer une partie de l’eau à l’intérieur, qui va ressortir en entraînant
avec elle une grande quantité de particules formant de la boue. Les roches friables sont donc plus
sensibles à l’altération. Les marnes résistent moins bien à l’altération que les calcaires.
2. La couverture végétale augmente l’intensité de l’altération
La présence d’une couverture végétale, amplifie les phénomènes d’altération. D’une part les racines des
végétaux agrandissent les fissures dans la roche, permettant à l’eau d’y pénétrer et lorsqu’elle gèle, de
faire éclater la roche (altération mécanique par cryofracturation). D’autre part, l’activité végétale (respi-
ration des parties souterraines des végétaux) maintien une teneur élevée en CO2 et les eaux d’infiltra-
tion s’enrichissent alors en CO2 pour donner des eaux avec de l’acide carbonique : CO2 + H2O = H2CO3.
L’acide carbonique hydrolyse les minéraux sensibles à l’altération (transforme les feldspaths et micas
en kaolinites (argiles) et en ions dissous) et ont une action de dissolution sur le calcaire (transforme les
carbonates insolubles en ions solubles (comme le calcium)).
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3. Variation de l’altération en fonction du climat et du relief
Les climats déterminent les facteurs et l’importance de l’altération, car ils sont caractérisés par une hu-
midité plus ou moins importante (altération éolienne principalement dans les zones sèches et par l’eau
dans les zones humides), mais aussi des températures plus ou moins importantes : les températures
froides (climats froids ou hautes altitudes) privilégient la cryofracturation (altération mécanique) alors
que les températures élevées, en augmentant l’activité végétale, favorisent l’enrichissement en CO2 de
l’eau et donc l’altération chimique.
Nous avons de plus noté que l’intensité de la pente des reliefs, en favorisant le ruissellement (torrents),
les vents forts, et l’exposition à l’eau, va favoriser l’altération des roches.
Activité 4. Érosion et transports des produits de l’altération
L’altération, mécanique ou chimique, entraîne la libération, par la roche d’origine, de quantités variables
de matériaux et ions dissous. L’érosion est l’enlèvement et le déplacement de ces débris solides et ions
dissous issus de l’altération d’une roche.
1. Puissance d’un cours d’eau et capacité de transport des éléments solides
En fonction de la vitesse du courant et de la taille des particules issues de l’altération des roches, une
partie de ces particules sera transportée jusqu’au lieu de la sédimentation (bassin), contribuant à leur
tour à la modification des paysages.
2. Intensité de l’érosion et dynamique des sols
Dans un contexte tectonique calme, l’érosion est beaucoup moins rapide donc beaucoup moins intense
que dans un contexte tectonique actif. Ainsi en fonction de la nature de la localisation des bassins sédi-
mentaires, l’érosion environnante est plus ou moins intense.
3. Intensité de l’érosion et dynamique du vivant
L’érosion dépend de la force du ruissellement de l’eau, qui est plus important sur sol nu ou cultivé que
sur les sols ayant un tapis végétal continu comme les forêts ou les prairies.
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