Architecture interne et sédimentologie des dépôts de washover

La base du dépôt de washover peut être identifiée par le contraste entre ses caractéristiques sédimentaires et celles du sédiment sous-jacent. La nature de ce contraste varie selon l’environnement de dépôt (qui détermine les caractéristiques des sédiments

Page 83 sous-jacent ; Wang et Horwitz, 2006) et selon la source des sédiments constituant le dépôt de washover. Les sédiments constituant les dépôts de washover sont généralement sableux ou plus rarement, plus grossiers (e.g., Orford et Carter, 1982, 1984 ; Forbes et al., 1991 ; Lindhorst et Schutter, 2014). Les sédiments constituant le dépôt de washover sont des produits de l’érosion par les vagues, provenant de la dune, de la plage, de la zone intertidale et de l’avant côte selon le degré d’exposition aux vagues, ou d’érosion de la dune ou du domaine rétrolittoral par l’overwash (Hawkes et Horton, 2012 ; Pilarczick et al., 2014). Quand le dépôt de washover se met en place en domaine émergé, il est possible d’observer une surface d’érosion à la base du dépôt (Wang et Horwitz, 2006). Si le milieu était végétalisé avant la mise en place du dépôt, la base du dépôt peut être identifiée par la présence de brins d’herbe enfouis, parfois couchés par l’écoulement d’overwash, le fort contraste de couleur (foncée pour les sédiments sous-jacents et plus claire pour les sédiments du washover) reflétant une différence de concentration en matière organique, ainsi que la présence de racines dans l’ancien sol (e.g., Hawkes et Horton, 2012). Tillmann et Wunderlich (2013) ont observé un contraste granulométrique entre les dépôts de la base du washover très grossiers (galets) et les sédiments sous-jacents (sable). Leatherman et Williams (1977) ont observé une couche très concentrée en minéraux lourds, interprétée comme la surface de l’environnement de dépôt, juste avant la mise en place du dépôt de washover (la forte concentration de minéraux lourds serait générée par l’action du vent qui n’emporte que les particules les plus légères, et donc, à taille de grain équivalente, ce sont les grains de quartz moins denses qui sont emportés). En bordure de lagune, Wang et Horwitz (2006) ont observé un tapis d’algues et des herbes enfouies à la base du dépôt. Quand le washover pénètre dans la lagune, il est possible d’identifier la base du dépôt par le contraste granulométrique entre le sable du washover et les sédiments argilo-silteux de la lagune (Timmons et al., 2010) ou par le contact tangentiel des couches de dépôt du washover sur le fond de la lagune (Wang et Horwitz, 2006).

De manière générale, les dépôts de washover se mettent en place sous la forme d’un prisme qui s’affine depuis la brèche vers l’extrémité du dépôt, variant de plusieurs m d’épaisseur dans la zone proximale à quelques cm d’épaisseur à son extrémité distale. Ce profil idéal d’épaisseur peut être perturbé localement par des obstacles qui n’auraient pas

Page 84 été érodés par les premiers écoulements d’overwash (Wang et Horwitz, 2006). Lorsque le dépôt pénètre jusque dans la lagune située en arrière de la barrière, le dépôt peut également être très épais à l’entrée de la lagune pour ensuite s’affiner à nouveau.

Les dépôts washover sont généralement constitués de couches sableuses superposées subhorizontales. Ces couches peuvent prendre un pendage allant jusqu’à 4-5° dans la partie terminale du dépôt (Schwartz, 1982). Lorsque le dépôt se met en place dans le domaine subaquatique (la lagune), les couches peuvent se déposer selon un angle allant jusqu’à 30° (e.g., Schwartz, 1982 ; Neal et al., 2003). Lors d’un évènement de submersion, la surcote peut éventuellement se propager dans la lagune, ou le niveau d’eau de la lagune peut augmenter par les apports d’eau de mer, par les overwash successifs. Neal et al. (2003) ont observé une évolution dans le style de dépôt des sédiments de washover au fur et à mesure de l’évolution du niveau d’eau dans le bassin en arrière du cordon dunaire. Au début de l’évènement, le domaine rétrolittoral est sec, les dépôts se terminent en un biseau régulier. Lorsque la surcote se propage dans la lagune, le niveau d’eau augmente dans le domaine rétrolittoral et l’extremité du dépôt se fait sous la forme d’un delta. Lorsque le niveau d’eau diminue en fin d’évènement, les sédiments se déposent à nouveau sous la forme d’un biseau.

Une large gamme de structures sédimentaires a pu être observée à la surface de dépôts de washover, allant des structures de régime d’écoulement inférieur aux structures caractéristiques d’un régime d’écoulement supérieur, comprenant :

 Des antidunes (Schwartz, 1982 ; Barwis et Hayes, 1985 ; Horwitz, 2008) ;  Des marques rhomboïdales (Morton, 1978 ; Schwartz, 1982) ;

 Des lits plans (e.g., Schwartz, 1982) ;

 Des barres de faible amplitude (Schwartz, 1982) ;

 Des rides asymétriques, principalement linguoïdes (Schwartz, 1982) ;  Des petits chenaux (e.g., Schwartz, 1982) ;

L’occurrence de ces structures à la surface du dépôt se traduit dans le dépôt sous la forme de différents litages:

 Des laminations subparallèles dont l’épaisseur varie entre quelques mm et quelques cm, qui sont parfois soulignées par la présence de minéraux lourds (e.g., Deery et

Page 85 Howard, 1977 ; Leatherman et al., 1977 ; Leatherman et Williams, 1977, 1983 ; Schwartz, 1982 ; Hennessy et Zarrillo, 1987 ; Baumann et al., 2017b).

 Des litages obliques subparallèles (avec laminations obliques ; Deery et Howard, 1977 ; Schwartz, 1982 ; Henessy et Zarillo, 1987) ou obliques et entrecroisées (Deery et Howard, 1977 ; Nielsen et al., 2009) orientées vers l’aval du courant indiquent la présence de rides de courant et de micro barres

 Des laminations obliques orientées vers l’amont par rapport au courant, indiquent la présence d’antidunes (Schwartz, 1982 ; Barwis et Hayes, 1985).

 Les laminations parallèles sont parfois affectées par des surfaces d’érosion, elle-même comblées par des laminations obliques (Lindhorst et al., 2008 ; Tillman et Wunderlich, 2013) indiquent la présence de micro-chenaux.

Ces litages sédimentaires sont caractéristiques à la fois des régimes d’écoulement inférieurs (rides, micro-barres) et des régimes de courant supérieurs (lits plans parallèles, antidunes ; Chamley, 1987). Bien que les lits plans subparallèles soient les structures majoritairement observées dans les dépôts de washover, l’occurrence des autres litages témoignent des variations de courant au cours d’un écoulement d’overwash et au cours des écoulements d’overwash successifs caractérisant un évènement d’overwash (Schwartz, 1982).

À l’échelle des lamines, mises en place lors des écoulements d’overwash par les vagues successives (Leatherman et Williams, 1983), un granoclassement normal ou inverse peut être observé (Schwartz, 1975, 1982 ; Leatherman et Williams, 1983 ; Sedgwick et Davis, 2003 ; Morton et al., 2007 ; Switzer et Jones, 2008 ; Phantuwongraj et al., 2008, 2013). Le granoclassement normal est le plus couramment observé dans le corps principal du dépôt de washover, tandis que le granoclassement inverse est plus généralement observé dans la gorge et la partie proximale du dépôt (Phantuwongraj et al., 2013). Phantuwongraj et al. (2013) ont proposé que les granoclassement inverses étaient plutôt associés à un transport et dépôt sur une pente plus importante et par un écoulement très concentré en particules sédimentaires, tandis que le granoclassement normal était plutôt restreint à un dépôt sur une pente faible et uniforme par un écoulement faiblement concentré en particules sédimentaires. Un granoclassement normal serait le produit le plus commun résultant d’une

Page 86 sédimentation par décantation avec un tri des particules en fonction de leur taille si celles-ci ont la même densité (Leatherman et Williams, 1983). Cependant divers mécanismes peuvent produire un granoclassement inverse, en particulier si le sédiment est constitué de grains de granulométrie et de densité variable :

 Leatherman et Williams (1983) proposent que si un mélange de grains de quartz grossiers et de grains de minéraux lourds un peu plus fins se dépose initialement sans tri, le passage d’un écoulement suivant sur la surface du dépôt permet au grains de minéraux lourds plus petits de se frayer un chemin entre les grains de quartz et de migrer à la base de la lamine après son dépôt.

 Les grains de minéraux lourds plus denses peuvent se déposer avant les grains de quartz, et le tri se fait par la différence de densité des minéraux (Sedgwick et Davis, 2003).

 Le transport des grains se faisant majoritairement à la base de l’écoulement par traction, un tri dynamique peut se faire pendant le transport, les grains grossiers roulant préférentiellement sur les grains plus fins (Morton et al., 2007).

De manière générale, la taille des grains au sein d’un dépôt de washover a tendance à diminuer de la partie proximale du dépôt vers son extrémité distale (e.g., Leatherman et Williams, 1977). Cependant, cette tendance générale peut être perturbée par le fonctionnement des structures sédimentaires à la surface du dépôt (Schwartz, 1982), et plus particulièrement par le fonctionnement des micro-chenaux de drainage des écoulements d’overwash, fonctionnant principalement à la fin d’un écoulement où l’on peut fréquemment trouver des grains en moyenne plus grossiers que dans le reste du dépôt (Deery et Howard, 1977).

1.2.2.6. Variabilité de l’enregistrement en fonction des processus