Physiographie et géomorphologie
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LISTE DES FIGURES Figure 5.1 Vues en coupe de la zone d’étude ...........................................................5-7 LISTE DES CARTES Carte 5.1 Grandes unités morphologiques de la Nouvelle-Calédonie .....................5-3 LISTE DES PHOTOGRAPHIES Photo 5.1 Massif du Koniambo .................................................................................5-9 Photo 5.2 Phénomène d’érosion par ruissellement des eaux...................................5-9 FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final - ii 20199 5. PHYSIOGRAPHIE ET GÉOMORPHOLOGIE La Nouvelle-Calédonie présente l’aspect d’une île montagneuse, allongée et étroite. Un grand nombre de sommets, situés tout le long de l’axe de l’île, ont une altitude de 1000 à 1600 mètres. Ils ont été fortement disséqués par une longue érosion et montrent ici et là, des replats ou surfaces pénéplanées. Les côtes Est et Ouest montrent une asymétrie marquée, avec un relief très doux du côté ouest, comparé à des escarpements abrupts du côté est (ORSTOM, 1981; Latham et al., 1978). Les traits physiques que nous observons actuellement en Nouvelle-Calédonie résultent d’une part, d’une histoire géologique particulière que nous avons présentée antérieurement. Le bilan de cette évolution géologique est un amalgame de domaines présentant chacun des caractéristiques particulières, tant au niveau de la nature des unités présentes que de leur agencement structural. D’autre part, le climat qui a prévalu, en particulier depuis la mise en place des péridotites, a agi de façon différentielle sur les unités géologiques, et a contribué largement à façonner les formes du paysage que nous observons aujourd’hui. On parle ici des phénomènes d’érosion, d’altération chimique et de transport des matériaux érodés qui sont, bien sûr, encore actifs actuellement. Les caractéristiques géomorphologiques de la Nouvelle-Calédonie sont donc le fruit de la superposition des influences climatiques sur une trame géologique définie. À ces grands phénomènes, s’ajoute plus récemment l’influence des interventions reliées à l’activité humaine (développements miniers, déforestration, etc.). 5.1 TRAITS PHYSIOGRAPHIQUES Le développement des traits physiographiques de la Nouvelle-Calédonie témoigne des divers événements qui se sont produits depuis la mise en place des nappes de péridotites qui, rappelons-le, ont recouvert une partie importante de l’île. Les études géomorphologiques réalisées dans les différents secteurs de la Nouvelle-Calédonie tendent à démontrer que depuis la mise en place des nappes, les événements suivants ont eu lieu (Latham, 1976 et 1978; ORSTOM, 1981; Trescases, 1969) : a) Période d’accalmie favorisant l’érosion et l’aplanissement. Le résultat est la formation d’une vaste pénéplaine et le développement d’une épaisse couche latéritique. - 5-1 20199 FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final b) Surrection générale, progressive et hétérogène de l’île. Les conséquences de cette surrection par étapes furent l’entaillage progressif des surfaces de la pénéplaine ancienne et son démantèlement au fur et à mesure que le système hydrographique creuse des vallées de plus en plus profondes. Les périodes d’accalmie durant cette phase de surrection ont généré localement de nouvelles surfaces d’aplanissement à de moindres altitudes. Cette surrection résulte, soit d’un bombement de la plaque portant l’île (Cluzel, 1998), soit d’un ajustement isostatique conséquent à l’allégement de l’île (érosion des péridotites). Le sud-ouest de l’île est alors plus soulevé que le nord-est. c) Remontée du niveau de la mer, ennoiement des vallées basses et création des rias1 au sud et à l’est de l’île. d) Baisse du niveau de la mer, provoquant l’émersion des alluvions déposées lors de la période précédente. e) Situation actuelle, où on observe une lente transgression marine. Les impacts de ces événements sur les formations géologiques ont conduit à distinguer, dans l’ensemble du territoire de la Nouvelle-Calédonie, quatre grandes unités morphologiques (carte 5.1 adaptée de Latham, 1978) : a) Les roches ultramafiques : Ces roches sont présentes sur environ le tiers de l’ensemble de la superficie de l’île. Le principal massif, dit du Sud, couvre une grande partie de la pointe sud de la Nouvelle-Calédonie. On y observe un relief escarpé, entaillé de vallées profondes. b) Le massif métamorphique de la côte nord-est : Ces roches sédimentaires métamorphisées montrent également un relief escarpé, témoignent d’une longue phase d’érosion et sont disséquées par des failles N.-O./S.-E. générant des chutes et des cascades. c) La Chaîne centrale : Elle est formée de roches sédimentaires et volcano-sédimentaires très ravinées par l’érosion, mais présentant des collines d’altitudes moyennes. 1 Vallée fluviale envahie par la mer en partie ou en totalité. FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final - 5-2 20199 d) La plaine de la Côte Ouest : Il s’agit d’un milieu hétérogène constitué de plaines alluviales séparées par des massifs escarpés de roches ultramafiques ou des collines volcaniques et sédimentaires. On y observe d’importantes étendues de terrasses anciennes et quelques-unes récentes. La zone d’étude du projet Koniambo couvre une portion des unités c et d, tandis que la zone d’étude spécifique est entièrement comprise à l’intérieur de l’unité d. 5.2 TOPOGRAPHIE Les zones d’étude élargie et spécifique débutent à l’ouest par les plaines côtières. Le relief s’accroît graduellement vers l’intérieur à la faveur des collines de basaltes dont les élévations sont de l’ordre de 200 mètres. Le long des rivières Pouembout et Koné, dans la partie centrale de la zone élargie, ce relief s’enfonce vers l’est sur une dizaine de kilomètres. Dans les parties nord et sud de la zone élargie, le long de la Côte Ouest, les collines basaltiques cèdent rapidement la place aux massifs de péridotites. Ces derniers montrent des reliefs très abrupts, alors que les élévations grimpent rapidement de 200 à près de 900 mètres (figure 5.1). La zone spécifique ne comprend, à cet égard, que le massif de Koniambo (photo 5.1). Du côté est des massifs, on note une baisse des élévations, le long d’une vallée d’orientation N.-O./S.-E., qui correspond à une structure majeure, l’accident ouest-calédonien. Il s’agit également de la limite de la zone d’étude spécifique. Cette vallée, dans laquelle les élévations retombent à 200 mètres, est l’hôte d’un réseau de ruisseaux qui alimentent en aval les rivières Témala au nord, Koné et Pouembout au sud (figure 5.1). Plus à l’est, on entre rapidement dans le domaine de la Chaîne centrale, et les élévations remontent assez rapidement à des niveaux de 1000 mètres, dans une topographie un peu moins abrupte que celle des massifs de péridotite, mais tout de même assez accidentée. La limite est de la zone d’étude correspond à une ligne de crête délimitant un bassin versant vers l’ouest. - 5-5 20199 FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final 5.3 DÉPÔTS MEUBLES 5.3.1 Origine Les dépôts meubles, présents dans l’ensemble de la zone d’étude, sont le fruit d’une combinaison des phénomènes d’altération chimique agissant sur les roches exposées, et des différents mécanismes de transport des particules érodées (éboulis, charriage, mise en solution ou en suspension). Ainsi, on retrouve en Nouvelle-Calédonie les dépôts suivants : a) Altération latéritique Le climat tropical a permis le développement d’importantes couches d’altération chimique, qui se sont développées en place, engendrées par l’exposition des formations consolidées aux pluies et aux solutions oxydantes. Les profils d’altération les plus prononcés sont développés sur les péridotites, et ils ont été amplement décrits dans la section de ce rapport portant sur la géologie. Ce processus chimique affecte également les autres formations géologiques, et engendre des couches d’altération plus ou moins développées, selon la facilité de la roche à s’altérer. Les produits d’altération diffèrent selon les endroits, en fonction de la constitution chimique de la roche originale (ex. : sols ferrallitiques sur roches basiques et ultrabasiques versus sols fersialitiques sur roches sédimentaires). b) Érosion et transport mécanique Les phénomènes d’érosion, provoqués en majeure partie par le ruissellement des eaux, creusent graduellement les vallées, engendrant du même coup des reliefs instables (photo 5.2). Il peut en résulter des formations de versants, des éboulis de roches plus ou moins altérées, et des accumulations détritiques souvent hétérogènes. c) Érosion et transport en milieu hydrique Le transport ou charriage des matériaux par les eaux de ruissellement ou qui s’échappent de la nappe phréatique, amène des éléments dissous et des particules en suspension dans l’eau. Le matériel transporté se déposera, en fonction de sa granulométrie, aux endroits correspondant à des baisses dans la vitesse des courants, pour donner naissance à divers types de sédiments. Nous y référerons de manière générale en tant que dépôts d’origine fluviatile. FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final - 5-6 20199 Figure 5.1 Vues en coupe de la zone d’étude Source : Roche (2000) Photo 5.1 Source : Massif du Koniambo Roche (2000) Photo 5.2 Phénomène d’érosion par ruissellement des eaux d) Déposition à la marge côtière Finalement, dans la marge côtière, on note la présence de dépôts littoraux. Les sédiments fluviatiles rencontrent alors des conditions de très bas relief et subiront l’influence de l’envahissement par la mer. 5.3.2 Stratigraphie Les niveaux les plus anciens, et perchés aux altitudes les plus élevées, sont les profils latéritiques développés sur les massifs de péridotites (Latham, 1976). La stratigraphie de ces dépôts développés sur place a été présentée à la section sur la géologie. Ces anciennes pénéplaines sont actuellement en voie d’érosion et, par conséquent, les couches inférieures constituées de saprolites sont exposées sur les versants de ces massifs. Le démantèlement de ces profils latéritiques génère des formations de versants, constituées, soit d’éboulis de saprolite/péridotite, soit d’un mélange des différentes couches du profil d’altération (blocs de cuirasse, grenaille, saprolite). Plus en aval, les eaux de ruissellement entraînent, en particulier, les particules fines et forment des zones d’accumulation de dépôts fluviatiles, progressivement plus importantes vers l’aval. Ce phénomène de transport des matériaux fins a généré la formation de plaines ou terrasses alluviales. On observe actuellement deux niveaux stratigraphiques distincts de dépôts fluviatiles. Le plus ancien est actuellement en surplomb par rapport aux dépôts actuels (Carroué, 1972a, b, c) en raison d’une baisse récente du niveau de la mer (voir événement d, section 5.1 ci-dessus). Enfin, dans les niveaux inférieurs, on retrouve les dépôts de littoral. Compte tenu que le niveau de la mer s’est abaissé depuis quelques milliers d’années, mais qu’actuellement il remonte, on peut imaginer que les dépôts du littoral et les dépôts fluviatiles sont entremêlés dans la zone qui marque la transition de l’un à l’autre (Carroué, 1972a, b, c). 5.3.3 Nature des dépôts a) Les sols latéritiques développés sur place Ces sols, décrits à la section sur la géologie, sont repérés dans les secteurs de faible pente par la présence d’un niveau ferrugineux induré et/ou gravillonnaire en surface, dans lequel - 5-11 20199 FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final la fraction argileuse devient graduellement prédominante avec la profondeur. Ils évoluent en profondeur vers les latérites (plus de 80 % argiles) rouges, puis jaunes, et se terminent par les saprolites. b) Sols de pentes Les sols de pentes ou formations de versant résultent surtout de l’érosion mécanique constante. Ils sont bien développés sur les pentes fortes des massifs de péridotite où ils exposent la saprolite. Il s’agit alors de sols qui montrent un lien direct avec la roche mère (Baltzer et Trescases, 1971), qui sont donc formés d’éboulis de roches saines auxquelles sont mêlés des blocs de silice caverneuse. On trouve également ce type de formation sur les basaltes, où ils sont moins abondants, et sur les formations sédimentaires de la Chaîne centrale. On englobe dans cette catégorie d’importantes accumulations de blocs de silice qui se forment localement et qui proviennent de l’altération superficielle des massifs de péridotites. Ces accumulations apparaissent notamment sur les basaltes de la péninsule de Pinjen (Carroué, 1972b). c) Sols de piémont Les sols de piémont sont générés par le ruissellement des eaux sur les surfaces plus élevées. Ils sont donc constitués du matériel des sols de pentes, entraîné par colluvionnement vers le bas. Ces sols sont toutefois différents parce qu’ils sont enrichis par la silice et le magnésium (Beltzer et Trescases, 1971) qui proviennent des eaux d’exhaure de la nappe phréatique et des latérites. L’action de l’eau provoquera également des accumulations plus importantes de particules résistantes à l’érosion, comme la chromite. d) Terrasse fluviatile ancienne Mise en place, il y a environ 120 000 ans (Latham, 1976), cette terrasse est désormais en surplomb de la terrasse fluviatile actuelle par environ 3 à 10 mètres, selon les endroits. Elle est constituée (Carroué, 1972a, b, c) d’argiles noires en surface, suivies d’argiles vertes (nontronites) et plastiques, qui reposent, soit directement sur le roc, soit sur des niveaux de galets peu altérés. Dans les argiles, on rencontre localement de petits niveaux de gravillons ferrugineux, ainsi que des horizons à giobertite ou à gypse. Leur épaisseur totale est de l’ordre de 5 à 10 mètres. FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final - 5-12 20199 e) Terrasse fluviatile récente (actuelle) Dans la plaine actuelle, les lits des cours d’eau sont constitués de sédiments provenant de l’érosion en cours. Les particules sont de granulométrie moyenne en amont, et évoluent vers une fraction très fine en aval et dans la mangrove. On remarque une augmentation du contenu en silice vers l’aval. Des sondages (Carroué, 1972a, b, c) ont montré une séquence formée de 1 à 3 mètres de limons ou d’argiles noires, qui font place à plusieurs mètres de sables et graviers, plus en profondeur. Plus en amont, près de la source des sédiments, on remarque que ces derniers sont représentatifs de leur environnement immédiat. Ainsi, si on compare les sédiments provenant des péridotites avec ceux provenant des roches de la Chaîne centrale, on note un contenu nettement supérieur en fer, nickel, magnésium, manganèse et chrome dans les sédiments issus des péridotites (Beaudoin, 1979). La silice et l’aluminium y sont par contre moins élevés. f) Littoral actuel Les marais côtiers sont constitués de dépôts de particules très fines, limoneuses à argileuses, de couleur noire à verdâtre et dans lesquelles on retrouve des fragments de coquillages, ainsi que des débris végétaux. Ces dépôts sont interdigités (Carroué, 1972a, b, c) avec les dépôts fluviatiles récents. En certains endroits, des sondages à la tarière ont confirmé leur présence sous les dépôts fluviatiles. Dans cette portion de la côte, une portion des produits déposés dans les sédiments fins provient de la cristallisation des éléments dissous dans l’eau douce qui entre en contact avec l’eau de mer (Baltzer et Trescases, 1971). Dans l’ensemble, on pourrait résumer la répartition des dépôts meubles des zones d’étude élargie et spécifique comme suit. La zone spécifique est marquée par la présence du massif de péridotite de Koniambo, lequel, suite à son altération, est responsable d’importants dépôts de latérites et de saprolite. Cette altération du roc provoque, en cascade, des formations de versants et de piedmont, qui alimentent à leur tour les cours d’eau en alluvions. La zone d’étude spécifique est donc une zone dans laquelle les dépôts meubles sont importants. La zone d’étude élargie comprend, au départ, la zone d’étude spécifique. Les conditions énoncées ci-dessus s’appliquent donc, et s’étendent vers le sud, tant que l’on demeure - 5-13 20199 FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final dans le domaine de la Côte Ouest. Dans cette portion plus au sud, les massifs de péridotites de Kopéto et de Thiéa génèrent des conditions similaires à celles du Koniambo. La principale différence entre la zone d’étude élargie et la zone d’étude spécifique est la partie est de la zone d’étude élargie située dans la Chaîne centrale. À cet endroit, les micaschistes et grauwackes, plus siliceux, génèrent des produits d’érosion plus limités et plus résistants. Les formations de versants et de piedmont y sont beaucoup moins répandues et les alluvions, moins importantes. FALCONBRIDGE NC SAS Projet Koniambo Juin 2001 Étude environnementale – Rapport final - 5-14 20199 RÉFÉRENCES BALTZER, F. et J.-J. TRESCASES, 1972. Érosion, transport et sédimentation liés aux cyclones tropicaux dans les massifs d’ultrabasiques de Nouvelle-Calédonie, Cahier ORSTOM, Série Géol. (1971), III, 2, p.p. 221-244. BALTZER, F. et J.-J. TRESCASES, 1971. Première estimation du bilan de l’altération, de l’érosion et de la sédimentation sur péridotites sous le climat tropical de la Nouvelle-Calédonie, C.R. acad. de Paris, t. 273, 29 nov. 1971, p.p. 2034-2037. BEAUDOIN, D., 1979. 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