Cas des affleurements sub-verticaux (alluvions fluviatiles ou conglomérats)

Au contraire, les dépôts molassiques ne sont jamais « vu de dessus », c'est-à-dire dans le plan de la stratification (pratiquement l’horizontale au moment du dépôt fluviatile). Dans ce contexte l’effet de coupe est maximal. Le pendage des couches étant peu important au niveau des affleurement Siwaliks supérieurs photographiés (en général 5° à 10°), le PAs des galets (critère granulométrique 2D) a de fortes chances d’être plus proche du PAr que de l’AMr (critère granulométrique 3D).

Compte tenu des effets de coupe et d’orientation, la correction 2D / 3D à appliquer devrait être maximale. D’après le modèle stéréologique que nous avons développé en ANNEXE II, la sous-estimation de la granulométrie (D50) par analyse d’image est de l’ordre de - 40% à -50% par rapport aux données obtenues par tamisage, et nécessite l’application d’un facteur correcteur d’au moins 1.7 sur les données et plus probablement de l’ordre de 1.8 à 1.9. Mais il convient d’être

prudent : les capacités de notre modèle sont limitées et surtout le facteur correcteur proposé ne tient évidement pas compte de tous les problèmes méthodologiques évoqués précédemment, à savoir l’incertitude sur la maille carrée des tamis, l’impact différent du degrés d’altération des roches sur les mesures par tamisage ou par analyse d’image, et cætera.

3. Autres biais potentiellement importants

En réalité, sur un affleurement conglomératique naturel « rugueux » composé de clastes durs enrobés d’une matrice non consolidée, l’effet de coupe pourrait être biaisé. Ce problème est lié à la dynamique érosive de la « falaise », phénomène caractéristique ce type de roche. La Figure 32 illustre l’équilibre entre le recul du front d’érosion et le degré d’affleurement des galets.

Figure 32 : Evolution du front d’érosion sur une falaise molassique non consolidée.

(a) Dans un conglomérat non consolidé riche en particules fines, le recul du front d’érosion est très rapide. Toutefois seule la matrice meuble s’érode à proprement parlé. Les galets grossiers restent intacts et se déchaussent progressivement, formant rapidement un relief à la surface de la falaise. Finalement la vitesse de recul est limitée par la présence des galets, par rapport à un affleurement entièrement sablo argileux (t1, t2, t3, t6).

Quand le centre de gravité des galets devient trop excentré par rapport au front d’érosion, le galet tombe brutalement laissant une cavité tapissée de particules fines (t3 + ε). L’affleurement n’étant plus protégé par les galets, et la cavité fragilisant encore un peu plus l’édifice, le recul du front devient très rapide, jusqu’à ce que de nouveaux galets émergent de la masse (t4). Le front se stabilise alors jusqu’au prochain épisode de « chute ». Naturellement cette illustration est très schématique et la courbe d’évolution des vitesses mériterait d’être modélisée proprement. En réalité nos affleurements sont moins riches en matrice fine et la chute des galets ne se produit pas simultanément sur toute la falaise. Mais cela ne remet pas en cause l’équilibre local qui existe entre le degré d’affleurement des galets et la vitesse d’érosion. D’ailleurs les « cavités » dégagées par la chute des galets apparaissent généralement peu nombreuses ce qui prouve que cet état de surface est transitoire, rapidement effacé par l’érosion.

(b) Les gros galets protègent les particules fines sous-jacentes, créant parfois de petites colonnades sablo argileuses peu marquées. Au dessus du galet la matrice dégouline et s’écroule masquant partiellement sa surface (voir aussi Figure 30).

Cette dynamique de l’érosion génère plusieurs biais antagonistes sur l’effet de coupe :

1. Les galets n’affleurent qu’à moitié au moment de leur chute. Cela ne poserait pas trop de problème si les cavités n’étaient pas tapissées de particules plus fines qui font chuter la granulométrie 2D apparente en surface (Figure 27)20.

2. La falaise est plus stable quand la surface des galets affleurants est maximum, autrement dit quand les galets sont suffisamment saillants (Figure 32). L’état de surface correspondant devrait avoir plus de chance de perdurer dans le temps. La granulométrie 2D apparente en surface risquerait donc d’être surestimée.

3. La section minimale d’un gros galet observé en surface dépend de la granulométrie de la matrice. Si elle est très fine, la section pourra être petite, si elle est grossière, la section minimale sera plus large (effet de moulage du gros claste, Figure 33). Dans le spectre de sections mesuré sur un affleurement naturel, il devrait donc exister un déficit plus ou moins marqué en sections 2D de petites tailles, selon la granulométrie de la matrice ou la présence de gravillons. Cet effet entraînerait une surestimation de la granulométrie globale du sédiment.

Figure 33 : Effet de coupe « normal » et effet de coupe « biaisé » par la granulométrie de la matrice.

Une matrice fine moule les gros galets, tandis qu’une matrice plus grossière a tendance à s’effriter quand elle ne forme plus qu’une fine pellicule. Dans ce cas les gros clastes apparaissent mieux dégagés sur l’affleurement, les petites sections 2D en coupe sont inexistantes.

20 Rappelons que biais est exacerbé par un nettoyage excessif de la surface à analyser risquant de faire chuter les

4. Selon l’orientation des galets et leur degré d’affleurement, les dimensions des intersections pourraient être surestimées (Figure 34).

Figure 34 : Effet de coupe « normal » et effet de coupe « biaisé » par le degrés d’affleurement des galets.

Il parait impossible de quantifier les perturbations sur l’effet de coupe liées aux différents biais évoqués ci dessus, ni même d’estimer leur bilan global – surestimation ou sous-estimation de la granulométrie 2D. Seule la modélisation du recul du front d’érosion permettra de préciser dans l’avenir l’évolution de l’état de surface de l’affleurement. Finalement l’incertitude sur nos mesures de granulométrie sur image et sur le facteur correcteur à appliquer pourrait être plus importante que prévue.