Chap 6 - georepere

LES AGENTS D’EROSION ET LES FORMES DE RELIEF 13 août 2014
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Chap. 6
LES PROCESSUS ET TYPES D’EROSION
- Décrire et expliquer les phases et mécanismes généraux d’érosion
- Présenter les types d’érosion.
INTRODUCTION
L’érosion peut être entendue comme la perte graduelle de substance (d'un élément du relief
terrestre). Au sens strict, éroder désigne l'action de ronger, d'user. 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.
I- PHASES ET MECANISMES GENERAUX DE L’EROSION
L'efficacité de l'érosion dépend des facteurs suivants:
• granulométrie
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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 comporte trois phases étroitement liées : destruction du matériel rocheux (l'ablation
du matériel), le transport et l'accumulation des débris (dépôt du sédiment).
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
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
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Étude des dimensions des granulats de diverses compositions (farines, sables, aérosols, etc.). La granulométrie
permet au final de fournir des fréquences statistiques des différentes tailles d’un échantillon de grains.

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mécaniquement dures (granite, calcaire, grès) pour lesquelles une transformation préalable, la
météorisation, s'impose.
A- L’ablation
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(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. Elle transforme donc les roches en particules
appelés sédiments.
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).
1) L'altération physique
Elle 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. L'ensemble des processus de la désagrégation mécanique produit une pellicule de
débris, qui constitue le régolite.
La désagrégation mécanique, qui brise les roches, est le processus dominant dans les régions
froides et les régions sèches. Divers phénomènes y contribuent selon les climats. Dans les
déserts, la thermoclastie craquelle ou dissocie les minéraux des roches grenues lorsque de
grands contrastes thermiques font alterner dilatation et contraction à la surface des
affleurements rocheux. Plus répandue, l'hydroclastie débite en écailles ou en copeaux les
argiles et les schistes affectés de grandes variations de volume quand ils sont tour à tour
saturés en eau puis soumis à une forte dessiccation. Dans les milieux froids (les hautes
latitudes et les hautes montagnes) ou à hiver froid, la gélifraction, ou cryoclastie, fissure et fait
éclater les roches dans lesquelles les eaux infiltrées ont été congelées. Dans les régions
soumises à une forte évaporation (les déserts et les littoraux), des sels précipitent dans les
interstices des roches ; l'hydratation des cristaux (pluie, rosée, embruns) s'accompagne d'une
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Perte du matériel rocheux subi par un relief.
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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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augmentation de volume et de pression ayant pour conséquence un émiettement des roches :
c'est l'haloclastie.
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.
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.

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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).
2) L'altération chimique
L'eau est l'agent des altérations physico-chimiques qui transforment la roche initiale en un
produit différent par son aspect et sa composition. L'eau dissout les roches salines et,
lorsqu'elle contient du dioxyde de carbone (CO2), les roches carbonatées. Dans ce dernier cas,
elle façonne le karst. Elle se comporte aussi comme un acide qui dissocie les molécules
(hydrolyse) dont les ions sont entraînés en solution ou se recombinent pour former d'autres
minéraux. Par exemple, l'altération des feldspaths aboutit au terme de réactions complexes à
la formation d'un minéral argileux, la kaolinite. Les particules insolubles et les nouveaux
minéraux forment un manteau d'altération, ou altérite, qui recouvre les substrats rocheux. Les
processus d'altération sont accélérés et intensifiés avec l'élévation de la température ; ils sont
l'apanage des régions chaudes et humides.
Elle 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 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.
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Dilution (d'un corps quelconque) dans un liquide Exemple : la dissolution des morceaux de sucre

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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.
3- Processus biologiques d’altération
Plantes, animaux et protistes jouent un rôle important dans l'altération des roches.
Les animaux, les plantes mais également les protistes
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(p. ex. les microbes et les bactéries)
jouent un rôle important dans l'altération des roches.
L'action des animaux est essentiellement mécanique (creusement de terriers) et concerne les
couches rocheuses peu consolidées.
Les racines des plantes peuvent pénétrer dans les anfractuosités
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des roches consolidées et
conduire à la fragmentation de celles-ci. La respiration des plantes au niveau des racines
produit en outre du gaz carbonique qui acidifie les eaux environnantes et favorise les
processus chimiques d'altération (hydrolyse, dissolution).
Les êtres vivants interviennent aussi dans la transformation des roches. Les racines des arbres,
en élargissant joints et fissures, participent à leur dislocation ; des micro-organismes (algues,
bactéries, lichens), en prélevant leur nutriment directement sur les minéraux frais, contribuent
à leur altération. Une foule d'animaux (taupe, renard, vers, insectes, etc.), en creusant des
galeries et des terriers, accroissent la porosité des formations meubles, facilitant la percolation
de l'eau. Sur les estrans (espace du littoral situé entre les niveaux de haute et de basse mer),
les oursins et les pholades perforent les roches les plus dures.
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Combinaison chimique (d'un corps) avec l'eau formant un nouveau corps stable.
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Organisme vivant constitué d'une seule cellule, qui peut avoir des affinités avec le règne animal ou végétal
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Cavité profonde et sinueuse Exemple : l'anfractuosité d'un rocher