Sortie Géologique, GDR MeGe

Mécanismes de fragmentation dans les processus géologiques
Atelier Géologique, GDR MeGe
Les Cévennes (Hérault) - 12 et 13 septembre 2013
En association avec le réseau Milieux Divisés de Montpellier, le GDR MeGe a organisé une
excursion géologique dans la région de Montpellier avec l’objectif d’observer sur le terrain trois
exemples significatifs de processus géologiques en relation avec la fragmentation des roches. Ces
deux journées de terrain ont été l’occasion de confronter l’observation de terrain (faciès de rupture,
cicatrices d’érosion) aux outils classiques de description des champs de contraintes et de
déformations.
Cet atelier, organisé par Alfredo Taboada (Géosciences Montpellier) et Farhang Radjai (Laboratoire
de Mécanique et Génie Civil de Montpellier), a été encadré par Rodolphe Cattin, Jacques
Malavieille et Alfredo Taboada (Laboratoire Géosciences Montpellier).
L’ensemble des participants salue le soin et la pédagogie remarquables des collègues du laboratoire
de Géosciences avec lesquels cette excursion a été menée.
Il est convenu que cette expérience soit reconduite sous un format semblable au cours des années
prochaines.
Le programme de ces deux journées s’est structuré autour de trois thèmes principaux :
1. Les zones de cisaillement géologiques (failles) :
Les zones de cisaillement en géologie (zones de failles) sont caractérisées par une fragmentation
plus ou moins intense de la roche avec apparition de plans qui localisent des déplacements
cisaillants. Nous allons observer des zones de faille de différentes échelles et dans des lithologies
variables. Tout d’abord nous allons visiter le secteur des Matelles, où l’on observe une faille
normale qui borde le bassin d’effondrement lié à l’extension associée à l’ouverture du Golfe du Lion
pendant l’Oligocène (20-30Ma). Elle affecte des terrains calcaires du mésozoique (ère secondaire).
A partir d’observations à l’échelle de l’affleurement nous illustrerons la relation entre le champ de
contrainte tectonique et la déformation cassante dans les roches. Ensuite, nous observerons la faille
chevauchante (compression) de la grotte des Demoiselles. Elle fait partie du réseau de failles des
Cévennes, qui fait chevaucher des calcaires massifs du Jurassique supérieur sur des marno-calcaires
du Crétacé inférieur. Cet exemple permettra d’illustrer l’effet de l’endommagement et la
fragmentation au voisinage d’une faille d’échelle pluri-kilométrique.
2. L’incision d’une rivière dans un substratum rocheux :
L’incision d’une rivière résulte en partie de l’érosion des roches qui constituent le lit par des
processus d’impact causés par les blocs, galets ou particules solides transportés par l’écoulement. En
fonction de l’énergie d’impact et du degré d’endommagement du substratum, les roches peuvent
subir une abrasion superficielle ou elles peuvent se fragmenter sur des épaisseurs importantes. Nous
allons observer des anciennes terrasses d’abrasion du fleuve l’Hérault (secteur de Saint-Bauzille-dePutois), ainsi que des affleurements montrant des figures d’érosion associées aux impacts de
GDR Couplage Multi-Physiques et Multi-échelles en Mécanique Géo-environnementale
1
particules de différente taille sur un substratum calcaire. On fera une présentation du marteau de
Schmidt, utilisé pour quantifier l’érodabilité des matériaux rocheux soumis aux impacts des galets
transportés dans les écoulements naturels.
3. La formation d’éboulis de pente d’origine périglaciaire :
La gélifraction est l’un des principaux mécanismes d’altération physique des roches dans les
environnements périglaciaires, où les variations de température favorisent la fracturation par le gel.
La région des Cévennes a subi un climat périglaciaire lors des périodes glaciaires du Quaternaire (le
dernier pic glaciaire datant de 20,000 ans) donnant lieu à la formation éboulis de pente composés de
clastes angulaires de taille régulière, dénommés dépôts de grèzes. Nous allons observer la structure
de ces dépôts dont les mécanismes de mise en place sont encore mal compris.
Discontinuités géologiques : un jeu d’échelles (cliché F. Radjai)
GDR Couplage Multi-Physiques et Multi-échelles en Mécanique Géo-environnementale
2