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Des galeries karstiques hantées par les fantômes

Le fantôme de roche a été défini par les karstologues comme le résultat de l’altération des roches carbonatées. Celles-ci conservent leurs structures (stratification, fracturation) mais elles sont affectées par une dissolution isovolume. Le fantôme de roche, phase résiduelle de la roche initiale, est donc caractérisé par une grande porosité et il est riche en insolubles1. C’est un processus similaire à l’arénisation des roches cristallines tant à partir du moment où la structure initiale est conservée. Les premiers fantômes ont été vus dans des carrières belges dans lesquelles, à la faveur de l’avancée du front de taille, des poches d’altérite in situ apparaissaient. La stratification était toujours visible mais peu de temps après l’ouverture de la poche une circulation active d’eau se mettait en place évacuant rapidement l’altérite et formant, parfois en quelques jours, des cavités karstiques parfaitement visitables par les spéléologues. Le karst était donc là, découpé suivant des pointillés (on parle de pseudo-endokarst), il suffisait simplement de l’évider. Pour cela, il fallait ouvrir une porte suffisamment grande pour que le fantôme puisse s’échapper. On a donc là un processus bien différent du modèle classique de karstification où l’eau s’infiltre dans des fractures et en circulant rapidement vers l’exutoire va créer les réseaux en lien direct avec le niveau de base local ou régional. Dans notre cas, une circulation très extrêmement lente va dissoudre la roche sans lui faire perdre sa structure. Cette dissolution est conditionnée par la porosité de la roche mais aussi par le fait que l’eau ne peut pas s’évacuer rapidement à la faveur de drains existants. Ce n’est que lorsqu’un drain actif (de surface ou souterrain) viendra recouper la poche de fantôme que celle-ci pourra se vider rapidement et créer une nouvelle cavité. D’abord utilisé pour expliquer des karsts de petite taille, ce processus a ensuite été évoqué pour des réseaux plus grands 2 et 3. Mais aucune observation accompagnée de donnée quantitative n’avait confirmé cette proposition.

Depuis les résultats des travaux d’Oswald Malcles, en thèse à Géosciences Montpellier, c’est chose faite. Parti pour retrouver la trace du Petit Poucet en suivant les galets de quartz blanc dans les grottes du Larzac méridional et quantifier la vitesse d’incision de la vallée de la Vis, il s’est retrouvé confronté aux fantômes ! Les galets de quartz permettent, en supposant qu’ils ont eu une histoire simple (érosion d’un versant puis transport dans une rivière et enfouissement dans une grotte) d’estimer l’âge de leur enfouissement. Dans les cavités s’ouvrant sur les gorges de la Vis, les galets se trouvant maintenant à environ 100 mètres au-dessus du lit actuel de la rivière donne un âge d’environ 1.2 millions d’années (soit environ 80m/Ma d’incision 4 en accord avec d’autres estimations régionales 5. Le problème s’est posé quand les galets d’une cavité (par exemple à l’aven du Rocas) située à 350 mètres au-dessus du niveau de la rivière ont donné un âge d’enfouissement de 1Ma. L’analyse de la géométrie et des remplissages de cette cavité a montré que ceux-ci sont uniquement visibles dans la partie supérieure (les premiers 40 mètres) ; ensuite tout le réseau inférieur jusqu’à -130 mètres ne montre pas de galets. Il montre par contre des incisions fortes avec des reprises en méandre mais surtout, sur des vires à l’abri de l’écoulement de l’eau, le fantôme est là. On peut voir l’évolution latérale au sein de la même strate d’une roche compacte et dure vers une roche friable, tendre et parfois pulvérulente, autrement dit le fantôme. Ainsi, les remplissages montrent que le réseau inférieur n’existait pas il y a un million d’années et qu’il s’est formé à la faveur de l’évidement de l’altérite. Ce réseau est connecté à une exsurgence vauclusienne dans la vallée de la Vis. C’est donc le recoupement par la Vis du pseudo-endokarst qui a permis, grâce à une vague, un processus rapide d’érosion régressive dans le karst et d’évider le réseau jusqu’au Rocas, et très probablement de former l’exsurgence vauclusienne de Gourneyras 3.
Schéma expliquant la pré-structuration du réseau karstique par fantômisation, au niveau du causse de Saint Maurice de Navacelle Il y a un million d’année, le massif calcaire et les réseaux karstiques sont ennoyés (zones sombres) et la circulation est très lentes Le recoupement par la Vis de ce "pseudo-endokarst" permet d’évider le réseau par un processus rapide d’érosion régressive et d’un circulation hydrologique active

Ces résultats et ceux à venir d’ici la fin de la thèse d’Oswald amènent à revoir la compréhension que nous avions de certains objets karstiques. Les processus de fantômisation 3 pourraient être à l’origine de la fontaine de Vaucluse. Les grottes "tunnels" proposées à travers la montagne de la Séranne 6 pourraient, en fait de tunnels, être des pièges à sédiments comme pour la partie supérieure du Rocas, et tandis que la partie inférieure serait liée à l’évidement du fantôme. Pour éclaircir ces points une brigade de "ghostbusters" s’est formée à GM et va même jusqu’à prélever l’eau et la roche au fond des cavités larzaciennes pour y chercher des traces de bactéries qui pourraient être à l’origine de la formation des fantômes, mais çà, c’est une autre histoire….

1 Quinif, Yves (2017) Fantômisation et spéléogénèse : implications et questionnement. Karstologia, 69, 33-49
2 Barriquand L., Quinif Y., Baele J.-M., Dechamps S., Guillot L. et Papier S. (2014) - La karstification par fantômisation : le cas du Mâconnais. Actes de la 24e Rencontre d’octobre. 99-115.
3 Dandurand, G., Quinif, Y., Guendon, J. L., & Gruneisen, A. (2019) Sources vauclusiennes et fantômes de roche. Karstologia, 74, 31–46
4 Malcles O, Vernant P., Chéry J., Ritz J-F., Cazes G. And Fink D., (in press) Burial ages, ghost rocks and karst network structure. Insights from the Vis canyon (Southern France), Géomorphologie,
5 Malcles O., Vernant P., Chéry J., Camps P., Cazes G., Ritz J.-F., and Fink D. (2020) Determining the Plio-Quaternary uplift of the southern French Massif Central ; a new insight for intraplate orogen dynamics, Solid Earth, 11, 241–258, https://doi.org/10.5194/se-11-241-2020
6 Séranne, M., Camus, H., Lucazeau, F., Barbarand, J., and Quinif, Y. (2002) Surrection et érosion polyphasées de la Bordure cévenole. Un exemple de morphogenèse lente, Bulletin de la Société Géologique de France, 173, 97–112, 2002.


Le bulletin du laboratoire Géosciences Montpellier n°23 - novembre/décembre 2020