Géologie

Les principales zones d’affleurement sur le bassin sont la ravine principale de Féfé, l’affluent de la Rivière Pérou au sud, les ravines secondaires nord-sud qui entaillent le morne et les glissements de terrain. De précieuses informations sont recueillies grâce aux sondages carottés FH, FF, P1, P3, P6, P11, P12, P13, P14, P15, P17 et P18 et d’après les données des forages destructifs FA, FB, FC, FD, FE et FG. La description des faciès ci-dessous (Figure 2-9) fait référence à la carte géologique présentée sur la Figure 2-10.

Figure 2-9 Photos d’échantillons et affleurements.

Figure 2-10 Carte géologique du secteur de Féfé

Les données IGN ne permettent pas d’obtenir une précision suffisante pour caractériser le relief local de la zone et notamment la limite sud du bassin versant.

Rivière Pérou

Ravine de Féfé

Brèche argilisée (carottage FH)

Lave en plaquettes Affleurement sur le morne dans le glissement de terrain (cote 375 m) et carottage FH

Nuée ardente Affleurement dans le lit

de la Rivière Pérou (cote 340 m)

Lapilli ponceux Affleurement dans le lit

de la Rivière Pérou (cote 360 m)

2.4.1.1 Description des faciès

a) Les brèches argilisées

A partir de l’observation d’un affleurement dans le lit de la ravine de Féfé en aval du bassin, nous considérons deux niveaux distingués par la couleur de la matrice ainsi que par la taille des éléments, et entre lesquels la transition est progressive.

Niveau inférieur : c’est une brèche argilisée polygénique à matrice beige. Les éléments grossiers

millimétriques à pluridécimétriques sont sub-anguleux. La matrice cendreuse est gris-beige et altérée. Son épaisseur est supposée être de plusieurs mètres au niveau de la source Féfé en aval du site.

Niveau supérieur : c’est une brèche argilisée polygénique et bariolée à dominante rouge. Les

éléments sont sub-anguleux de taille millimétrique à centimétrique et de couleur très variable (grise, bleu, blanchâtre, jaune , etc…). La matrice est peu abondante (< 15% environ) et de couleur rouge vive. L’ensemble est totalement argilisé. On observe des auréoles de diffusion de Fe et Mn qui indiquent la présence d’hydroxydes de fer et de manganèse. Son épaisseur est d’au moins quelques mètres (3 m non recoupés au fond du forage FH).

b) Les laves en plaquettes

A partir du carottage FH qui recoupe cette formation en entier, nous distinguons 3 coulées de laves dans lesquelles s’intercalent des niveaux alluvionnaires et de cendres altérées.

Niveau inférieur : la coulée de lave est découpée par des diaclases argileuses, « saines », qui la

débitent en plaquettes. La cassure est franche, les grains fins et très durs. Sa structure est porphyrique avec de nombreux phénocristaux de plagioclases et de pyroxènes dans une matrice grisâtre. Deux intercalations de niveaux sableux gris-noir sub-arrondis permettent de distinguer deux coulées de 5,5 et 1,5 m d’épaisseur (au droit du forage FH) déposées de manière intermittente. Ces alluvions sont le témoin d’un relief inversé comprenant une paléovallée comblée par les laves qui arment le morne.

Niveau cendreux : une intercalation de cendres totalement altérées et compactées sépare les deux

niveaux inférieurs et supérieurs de la formation. Ces cendres sont gris pâle indurées avec des diaclases croisées recouvertes de Fe et Mn.

Niveau supérieur : les diaclases sont lavées et le débit en plaquettes est identique au niveau

inférieur sur une épaisseur de 6,5 m (en FH). Au niveau du glissement de terrain, le haut de la formation est très altéré et la quasi-totalité des minéraux est argilisée dans une teinte violacée de plus d’un mètre d’épaisseur qui fait disparaître progressivement la structure en plaquettes de la coulée.

c) Les nuées ardentes

Les nuées ardentes englobent des éléments hétérométriques (du millimètre au mètre) dans une matrice cendreuse ou sableuse. Les éléments sont des clastes andésitiques gris sombre ou gris-jaune selon l’état d’altération. La puissance de cette formation peut atteindre au moins 20 m. Dans le lit de l’affluent de la Rivière Pérou, la section de la rivière recoupe la base de la formation. Les nuées

surmontent un conglomérat d’éléments polygéniques de graviers et blocs sub-arrondis que l’on peut assimiler à des alluvions consolidés, témoins d’une paléovallée.

d) Le lahar

Le lahar est une coulée boueuse englobant des lapillis et des blocs épars. Cette formation s’observe en aval du bassin versant dans une loupe de glissement. Il est difficile de définir l’étendue de cette formation vers l’ouest dans le lit de la ravine principale du bassin sur les nuées ardentes. Les forages FC et FD sont alors susceptibles de recouper cette formation.

e) Les lapillis ponceux

Les lapillis ponceux appelés communément tuf du fait de leur structure globalement friable et grumeleuse, sont des dépôts pyroclastiques accrétionnés de lapillis et de ponces, emballés dans une matrice de cendres grossières grises. La roche saine est gris sombre, ocre par altération et localement rougeâtre (oxydes de fer). Des niveaux de cendres stratifiées et des niveaux de lapillis indurés forment des plaques de plusieurs décimètres d’épaisseur sur plusieurs mètres de largeur. Localement on rencontre dans ces brèches des petites bombes volcaniques. La variabilité spatiale et verticale de cette formation est très grande du fait de sa genèse par épisodes éruptifs successifs et du fait de sa rapide altération à chaque période d’accalmie. D’après les carottages réalisés sur le bassin, on dénombre 4 dépôts successifs de lapillis qui sont chacun altérés dans leur partie supérieure. Nous proposons une séquence type qui sur le terrain varie selon l’épaisseur de dépôt et l’intensité de l’érosion. L’épaisseur d’une séquence varie de 0 à 2,5 m et l’épaisseur totale de la formation sur le bassin de Féfé semble ne pas dépasser 8 m. Elle se compose de la base au sommet de quatre niveaux :

- un dépôt fin cendreux ou pseudolimoneux généralement argilisé avec des traces d’hydromorphie, et quelques clastes altérés. Ce niveau est compact.

- un niveau sain de lapillis ponceux emballés dans une matrice cendreuse grise avec des clastes anguleux. La texture est généralement vacuolaire lui donnant un poids très léger. Ce niveau est localement induré.

- un niveau partiellement altéré où la structure de la roche est conservée avec des clastes sains ou altérés en périphérie et avec une matrice cendreuse ocre par altération. Ce niveau est généralement friable.

- un niveau d’altération pseudolimoneux beige-ocre (parfois rougeâtre) et au toucher savonneux (typique des allophanes). Quelques clastes peuvent être présents. Ce niveau est malléable.

Les niveaux cendreux à la base de la séquence type sont peu épais pour les dépôts les plus superficiels (quelques centimètres). Pour les dépôts les plus profonds, sur le secteur amont, ce niveau de cendres argilisées marron-gris sur le relief et gris-blanchâtre sur le bas de versant peut atteindre 1m d’épaisseur à des profondeurs de 3 à 5,5 m en P6, P14 et FH. Sur le secteur aval, on ne détecte pas cette couche en P12, même si l’absence de carottage profond ne nous permet pas d’être catégorique pour l’ensemble de la zone avale.

2.4.1.2 Variabilité spatiale et verticale des formations géologiques

En conformité avec la carte géologique de De Reynal de Saint-Michel (1966), la mise en place des formations géologiques s’est produite par le remplissage de structures de type « paléovallée » sur un substratum composé par les brèches argilisées. On dénombre ainsi deux paléovallées sur le bassin remplies l’une par les laves au nord et l’autre par les nuées ardentes au sud. Les phases d’accalmie sont les périodes d’érosion et de sédimentation pendant lesquelles se creusent les vallées.

2.4.1.3 Résumé

La structure géologique du bassin de Féfé est conforme au mode de dépôt du volcanisme éruptif, c'est-à-dire en remplissage de paléovallées. Trois compartiments géologiques sont à considérer pour l’étude hydrogéologique du bassin : les laves, les nuées ardentes et les lapillis en couverture. Les brèches argilisées d’une puissance de plusieurs mètres sont le substratum de ce bassin. En conséquence, pour l’étude du fonctionnement hydrologique et hydrogéologique, un suivi régulier des niveaux piézométriques dans les différents compartiments s’avère nécessaire. La structure en paléovallées sera à prendre en compte pour caractériser les transferts souterrains.