Chap. 9 L`EROSION FLUVIALE

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Chap. 9 L’EROSION FLUVIALE
- Identifier les agents et les types d’érosion ;
- Définir : érosion et érosion fluviale, vallée et vallée fluviale, drainage, etc.
- Décrire le mécanisme de l’érosion fluviale ;
- Décrire les formes de vallée et les phases d’évolution de la vallée fluviale ;
- Décrire le mécanisme de drainage et présenter les types de drainage.
INTRODUCTION
L’érosion peut être entendue comme la perte graduelle de substance (d'un élément du relief
terrestre). En géologie, c’est l’ensemble des facteurs agissant au voisinage de la surface
terrestre et modelant son relief. C’est aussi l’ensemble des actions externes des agents
atmosphériques, des eaux, des glaciers qui provoquent la dégradation du relief. L’érosion est
l’une des manifestations de l’activité externe de la Terre. De manière générale, elle est
responsable de l’aplanissement des reliefs au cours du temps, engendrant parfois des
transformations de paysage spectaculaires. Il existe différents agents et différents types
d’érosion dont les principaux sont : l’érosion éolienne, glaciaire, marine et par les eaux de
ruissellement
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.
I- MECANISME GENERAL DE L’EROSION
L’érosion comporte trois phases étroitement liées : destruction du matériel rocheux (l'ablation
du matériel), le transport et l'accumulation des débris (dépôt du sédiment).
L'efficacité de l'érosion dépend des facteurs suivants:
• granulométrie du matériel (les blocs sont moins facilement érodés que les sables) ;
• dynamisme de l'agent érosif (un vent fort érode davantage qu'une brise calme) ;
• topographie (les pentes raides s'érodent plus rapidement que les pentes douces sous
l'effet du ruissellement) ;
• présence de végétation (une couverture végétale
L'érosion se manifeste par l'enlèvement, l'arrachement, la mise en solution, puis le dépôt, de
particules détachées de la surface du sol et des roches. Le résultat est une ablation qui se
traduit par un modelé d'érosion (par exemple le ravin ou l'auge). Sous l'action de la pesanteur,
seule (éboulis, éboulement) ou assistée par les agents d'érosion que sont l'eau, la glace, les
vagues et le vent, les débris sont déplacés. Ce transport à plus ou moins longue distance
aboutit à des accumulations créatrices de modelés construits (cône de déjection, cordon
littoral, dune, moraine) ou fournit la matière première des sédiments lorsque ceux-ci se
déposent au fond d'un lac ou d'un océan. L'érosion implique que les constituants des substrats
rocheux puissent être mobiles. Son action s'exerce immédiatement sur tous les matériaux
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Ecoulement (des eaux provenant de la pluie ou de la fonte des neiges) à la surface de la terre

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meubles (sable, argile, limon, sol, dépôt caillouteux) dès l'instant qu'ils sont exposés à l'air
libre, sans protection du couvert végétal. Il n'en est pas de même pour les roches
mécaniquement dures (granite, calcaire, grès) pour lesquelles une transformation préalable, la
météorisation, s'impose.
A- L’ablation (altération)
La destruction du matériel rocheux se fait par altération
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des roches, c’est-à-dire la séparation
des éléments d'une roche par l'action de phénomènes physiques et chimiques. L’altération est
donc l'ensemble des processus qui décomposent et désagrègent
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les roches produisant les
grains sédimentaires et des constituants dissous.
Il existe trois familles de processus d'altération :
 Les processus chimiques entraînent une modification de la composition chimique ou une
dissolution des minéraux de la roche. Ils nécessitent la présence d'eau et sont de loin les
plus importants.
 Les processus physiques provoquent une fragmentation mécanique de la roche sans
affecter la composition des minéraux.
 Les processus biologiques conduisent également à une fragmentation ou à une
détérioration chimique des roches par l'action d'organismes vivants (animaux, plantes,
bactéries).
a) L'altération physique se traduit par la fragmentation de la roche (sans modification de sa
constitution). Elle provient essentiellement des variations de température (une chaleur intense
par exemple), de l'action de l'eau gelant dans les fissures de la roche, et d'organismes vivants,
tels que racines d'arbres et animaux fouisseurs. Les roches se dilatent ou se contractent
suivant la température, provoquant l'émiettement, la desquamation et l'exfoliation des couches
superficielles. Le gel et les organismes agrandissent les fissures, exposant les couches plus
profondes à l'altération chimique.
Les processus mis en œuvre dans l'altération physique sont les suivants:
- La gélifraction est un processus d'altération physique correspondant à une
fragmentation de la roche liée à l'action du gel et du dégel.
La gélifraction correspond à la fragmentation d'une masse rocheuse en réponse aux pressions
exercées par le gel et le dégel de l'eau qu'elle contient : en effet, une même quantité d'eau
occupe un volume plus grand (d'environ 9%) à l'état solide qu'à l'état liquide. En gelant dans
les vides d'une roche, l'eau tend à les agrandir, créant ainsi des fractures. Les fragments ainsi
créés se désagrègent lors du dégel. De nombreuses répétitions du cycle gel-dégel sont
cependant nécessaires pour réduire une roche en morceaux. Les roches riches en fissures sont
généralement débitées en blocs anguleux par ce processus. Les roches homogènes mais
poreuses, se désagrègent grain par grain.
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L'altération regroupe l'ensemble des processus qui décomposent et désagrègent les roches produisant les grains
sédimentaires et des constituants dissous.
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En géologie la désagrégation est la fragmentation (d'une roche) sous l'action d'agents physiques

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La gélifraction est un phénomène important dans les endroits où la température avoisine 0
degrés à certaines périodes de l'année, comme en haute montagne et dans les régions polaires.
- L'haloclastie est un processus d'altération physique. La fragmentation de la
roche est causée par la formation de cristaux de sels suite à l'évaporation de l'eau
qu'elle contient.
L'haloclastie correspond à la fragmentation d'une masse rocheuse par des cristaux de sels
formés lors de l'évaporation de l'eau qu'elle contient. Lorsque de l'eau riche en sels dissous
contenue dans une roche s'évapore, des cristaux de sels se forment. En grandissant, ils
exercent des pressions au sein de la roche, comme la glace dans le cas de la gélifraction. Ces
pressions conduisent peu à peu à une fragmentation de la roche.
L'haloclastie est particulièrement efficace dans les roches sédimentaires poreuses. C'est un
phénomène fréquent le long des littoraux et dans les régions semi-arides. Il peut même avoir
lieu dans les déserts où les rosées et les rares pluies fournissent l'humidité nécessaire.
- La thermoclastie est un processus d'altération physique. La fragmentation de la
roche est causée par des changements marqués de la température extérieure.
La thermoclastie correspond à la fragmentation d'une masse rocheuse en réponse à de fortes
variations de la température extérieure. Les variations de température que subit une roche
provoquent des épisodes de dilatation (chaud) et de contraction (froid) sur une certaine
épaisseur. A la longue, des fractures se forment entre la zone externe qui réagit aux
changements de température et la zone interne qui est inerte. Ces fractures délimitent des
feuillets rocheux qui peuvent être enlevés. Par ailleurs, les variations de température ont
tendance à désagréger les roches composées de différents
La thermoclastie est fréquente dans les déserts tropicaux où l'écart entre les températures
diurnes et nocturnes peut dépasser 50 degrés.
- L'exfoliation et la desquamation sont des phénomènes par lesquels une masse
rocheuse compacte et homogène se fracture en feuillets.
L'exfoliation est un processus d'altération qui délite les roches massives et homogènes en
grandes dalles courbes, épaisses de quelques décimètres et parallèles à la topographie. Ce type
de fracturation semble lié à la diminution de pression lorsque des roches d'origine profonde
(magmatiques ou métamorphiques) sont mises à jour par l'érosion (c.à.d. l'enlèvement) des
couches superficielles.
Le terme desquamation (synonymes : altération en pelure d'oignon, altération sphéroïdale) est
utilisé lorsque les feuillets rocheux ont une épaisseur millimétrique ou centimétrique. Ce
phénomène est encore mal compris actuellement. Il produit parfois des morphologies
similaires à celles résultant de l'hydrolyse de roches cristallines fracturées (altération en
boules).
b) L'altération chimique décompose la roche en modifiant lentement la nature des minéraux
constitutifs. Elle se fait de nombreuses façons : par dissolution des minéraux par l'eau et les
acides faibles du sol ; par oxydation ; réaction chimique avec le dioxyde de carbone ; et par
hydratation (combinaison de l'eau et de minéraux produisant une réaction chimique). Les
plantes, telles que les lichens, décomposent également certaines roches en extrayant des
substances nutritives solubles et du fer des minéraux. La respiration des plantes au niveau des

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racines produit en outre du gaz carbonique qui acidifie les eaux environnantes et favorise les
processus chimiques d'altération (hydrolyse, dissolution).
- La dissolution
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est un processus d'altération chimique correspondant à la dissociation
d'une substance solide dans un liquide. Certains minéraux peuvent être dissous par
l'eau.
Processus d'altération chimique le plus simple, la dissolution peut être définie comme la mise
en solution d'une substance solide dans un liquide que l'on appelle le solvant. Dans la nature,
le solvant est en général l'eau douce ou l'eau de mer.
Les minéraux les plus sensibles à la dissolution sont la halite (NaCl) et le
Les gaz aussi peuvent être dissous dans l'eau. Le gaz carbonique atmosphérique est par
exemple dissout dans l'eau de pluie produisant un acide faible, l'acide carbonique. Ce même
acide peut être formé dans les eaux de ruissellement qui incorporent le gaz carbonique produit
par la respiration des plantes. La présence de gaz carbonique dans l'eau augmente son pouvoir
dissolvant.
- L'oxydation est un processus d'altération chimique qui affecte particulièrement
les minéraux riches en fer.
L'oxydation se définit comme la perte d'un électron par un atome ou une molécule. Dans le
cas du fer, l'ion ferreux (Fe2+) s'oxyde en ion ferrique (Fe3+) par la perte d'un électron.
Lorsqu'un minéral contenant du fer (ou du manganèse ou du soufre) entre en contact avec de
l'oxygène, il s'oxyde en produisant un autre minéral. Cette réaction se déroule aussi bien à la
surface de la terre que dans les profondeurs océaniques. La présence d'eau douce ou marine
accélère le processus d'oxydation.
Les minéraux silicatés riches en fer (pyroxènes, amphiboles) sont fréquents dans la nature. Par
oxydation, ils se transforment en oxydes de fer aux teintes brun-rouge caractéristiques (voir
exemple ci-contre).
- L'hydratation
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est une altération chimique qui affecte les roches composées
d'éléments capables de fixer une molécule d'eau.
L'hydratation est une réaction chimique qui affecte les minéraux capables de fixer une
molécule d'eau dans leur structure, se transformant ainsi en un minéral différent. L'hématite
(Fe2O3), par exemple, s'altère en goethite (FeOOH) tandis l'anhydrite donne du
Cette réaction implique généralement une augmentation de volume qui conduit à la
fracturation de la roche. Dans le cas de l'anhydrite et du gypse, l'augmentation de volume
atteint environ 30%. La réaction chimique inverse (déshydratation) est moins commune car
les milieux d'altération sont généralement imprégnés d'eau.
La géomorphologie, étude des formes du relief, explique comment la désagrégation, l'érosion
et autres processus ont donné naissance aux différents paysages.
Ces deux processus ont toujours lieu simultanément et produisent des débris qui sont ensuite
transportés mécaniquement ou en solution, par l'érosion.
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Dilution (d'un corps quelconque) dans un liquide Exemple : la dissolution des morceaux de sucre
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Combinaison chimique (d'un corps) avec l'eau formant un nouveau corps stable.

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c) Les agents agissant sur l’altération
Quatre facteurs déterminent l'importance de l'altération : la nature de la roche, le climat,
l'absence ou la présence d'un sol et le temps.
1. La nature de la roche : une masse rocheuse s'altère d'autant plus vite qu'elle est
constituée de
2. Le climat (T° et humidité) : les processus chimiques d'altération (hydrolyse,
dissolution, oxydation) sont accélérés dans les climats chauds et humides. En outre, certains
processus physiques ne peuvent se dérouler que dans des conditions de température et
d'humidité bien précises (voisinage du 0°C pour la gélifraction; écarts de température
importants pour la thermoclastie; aridité pour l'haloclastie).
3. Présence ou absence d'un sol : la présence d'un sol renforce l'efficacité des processus
chimiques et physiques d'altération, principalement par l'action des organismes (plantes,
bactéries, microbes) qu'il contient. L'eau s'infiltrant à travers un sol s'acidifie en incorporant
du gaz carbonique et altère plus rapidement la roche sous-jacente.
4. Le temps : pour un climat et une composition minéralogique donnée, le degré
d'altération d'un ensemble rocheux est fonction du temps d'exposition aux processus
d'altération.
La désagrégation des roches contribue également à la constitution du sol
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B- Le transport
1- Le transport des sédiments : définition
C’est la mobilisation des produits de l'altération. Pour certains c’est là que commence le
processus d’érosion proprement dit. Une fois libérés, ces produits sont transportés par l'air,
l'eau, la glace. Les particules sédimentaires produites par les processus d'altération sont, dans
la plupart des cas, transportées de leur lieu de formation vers un bassin d'accumulation (par
exemple : un lac ou un océan). Le transport des matériaux issus de la désagrégation de la
roche s'effectue soit sous forme dissoute dans la circulation des eaux continentales, soit sous
forme solide. Dans ce dernier cas, les particules sédimentaires peuvent être entraînées par
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Les sols résultent de l'altération des roches. L'épaisseur et le type de sol varient suivant le climat sous lequel ils
se forment.
Un régolite est une couche de sédiment qui provient de l'altération d'un ensemble rocheux et qui n'a pas été
transportée, c'est-à-dire un mélange d'argile et de minéraux altérés. Des films microbiens puis des végétaux s'y
développent. C'est ainsi que se forme un sol (= régolite contenant une certaine proportion de matière organique
principalement d'origine vég
L'épaisseur des sols est beaucoup plus grande dans les pays chauds et humides, car ces climats favorisent
l'altération chimique. On observe des sols d'une épaisseur allant de 50 à 100 m d'épaisseur sous l'équateur.
Cette épaisseur impressionnante découle également du fait que ces sols sont très anciens : cela fait plusieurs
millions d'années qu'ils se développent.
En Europe du nord, ce n'est que depuis la fin de la dernière glaciation (environ 10000 ans) que les sols ont pu se
développer. Ce sont des sols jeunes.