II.3. L E SYSTÈME TURBIDITIQUE DU R HÔNE (STR)
II.3.2. Morphologie actuelle
Des données bathymétriques haute-résolution acquises au cours de la campagne RHOSOS (2008) ont permis de mieux comprendre la complexité morphologique du système. Ces données ont déjà été utilisées par Fanget (2009) pour décrire la morphologie du canyon et du système chenal-levée. Dans la continuité de ses travaux, la description des différents domaines morpho-structuraux définis par Droz (1983) seront illustrés et précisés à l’aide de ces nouvelles données.
Comme le montre la figure II-7, le système turbiditique du Rhône (STR) s’étend du rebord du plateau continental jusqu’ à la plaine abyssale. Il montre une variation morphologique marquée par le passage progressif d’un canyon incisant la pente en amont, à un système chenal-levée puis des lobes distaux en aval.
Les cartes présentées dans cette partie ont été réalisées dans le cadre de cette étude à partir des données de la campagne RHOSOS, avec en arrière-plan le modèle numérique de terrain (MNT) général du Golfe du Lion.
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Figure II-7: Carte bathymétrique du système turbiditique du Rhône permettant d’identifier les domaines morpho-structuraux. En pointillés blanc la bordure Est du Néofan.
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Figure II-8: Carte des pentes du système turbiditique du Rhône permettant de localiser (1) canyon (Fig. II-10), (2) domaine de l’éventail supérieur (Fig. II-12), (3) domaine de l’éventail moyen (Fig. II-13).
La morphologie générale du système montre une large vallée sinueuse profondément incisée par un thalweg lui aussi sinueux. Les pentes les plus élevés (Fig. II-8) concernent les levées confinées du thalweg et les terrasses sédimentaires qui bordent le canyon dont les valeurs sont comprises entre 14 et 50°. Par rapport à l’axe du chenal, la pente (Fig. II-9) montre une diminution progressive vers l’aval ponctuée par des ruptures de pente marquant la transition entre les différents domaines morpho-structuraux
Figure II-9: Pente moyenne au fond du chenal du Petit-Rhône et du Néochenal modifié d'après Fanget (2009)
II.3.2.1. Le canyon (120 - 1350 m)
La pente est profondément entaillée par le canyon du Petit-Rhône qui forme une vallée d’environ 10 km de large et 650 m de profondeur et s’étend sur 50 km de long. Il est surcreusé par un thalweg à fond plat (Figs. II-9 et 10). Les flancs du canyon ont une inclinaison plus faible (entre 10 et 15 degrés) par rapport aux flancs du thalweg (une 20 aine de degrés). La morphologie du canyon diffère selon qu'on se trouve plus en amont ou en aval de celui-ci. En amont, il montre une forme en U avec un tracé moins sinueux. Dans cette partie, le thalweg est plus large, environ 2 km à proximité de la tête de canyon selon Fanget (2009). Dans la partie aval, il est caractérisé par une structure étagée formée par de nombreuses terrasses sédimentaires. Les parois des terrasses portent des marques d’érosion et d’instabilités gravitaires (Fig. II-9). La largeur du thalweg diminue vers le pied de pente (environ 1.5 km) et atteint une profondeur moyenne de 150 m tandis que la vallée devient très méandriforme.
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Figure II-10: Carte des pentes du canyon du Petit-Rhône.
La première rupture de pente du fond du chenal intervient à -1350 m de profondeur. Elle est marquée par une diminution de la pente de 1 à 0.6 degrés. Cette rupture correspond à la transition entre le canyon et l’éventail supérieur (Upper fan, Fig. II-9).
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Figure II-11: Carte bathymétrique 3D de la partie avale du canyon du Petit-Rhône (exagération verticale de 5). Noter la morphologie en terrasses étagées.
II.3.2.2. Domaine de l'éventail supérieur (Upper fan, 1350 - 2000 m).
Localisé au niveau du glacis, l'éventail supérieur (Fig. II-8) correspond à la zone de transition entre le canyon et le système chenal-levée. Le chenal-levée est perché à environ 500 m au-dessus du fond sur la pente ouverte. Il est bordé par des levées asymétriques de 50 m (gauche) à 75 m (droite) de hauteur (Droz, 1983). Cette asymétrie est mise en relation avec la force de Coriolis qui favorise le débordement des courants de turbidité vers la droite (Droz and Bellaiche, 1985). Entre les levée se trouve une vallée qui fait entre 3 et 8 km de large (Fanget 2009) et qui est parcourue par le thalweg, dans le prolongement du canyon. Le thalweg se rétrécit progressivement passant de 800 m à 600 ou 500 m de large tandis que, sa profondeur reste relativement stable entre 110 et 120 m (Fig. II-12b). Dans la partie amont de ce domaine (à la sortie du canyon), les flancs de la vallée montrent des gradients de pente d’environ 20 degrés, comme les flancs du thalweg (Fig. II-12a). En moyenne la pente reste relativement faible sur les flancs internes de la vallée (< 16 degrés) et forte sur les flancs du thalweg (~20 degrés). On peut observer dans la morphologie des traces d’effondrement sur flancs internes de la vallée et les flancs des levées comme le montre la figure II-12b. Sur le fond du thalweg, la pente diminue progressivement avec des valeurs de pente de 0.4 à 0.3 degrés (Fig. II-9). Cette stabilité est interrompue par une augmentation brutale de la pente passant de 0.3 à 0.6 degrés.
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Figure II-12: (a) carte des pentes et (b) carte bathymétrique ombrée du domaine de l'éventail supérieur.
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Cette augmentation se situe vers 2000 m de profondeur d’eau et correspond à la transition vers le domaine de l’éventail moyen (Fig. II-9). Cette rupture de pente se trouve légèrement en amont du point correspondant à la dernière avulsion du chenal, localisé à 2180 m de profondeur. L’augmentation de la pente correspond à une érosion régressive du thalweg qui correspond à la reconstitution d’un profil d’équilibre après l’avulsion du néochenal.
II.3.2.3. Domaine de l'éventail moyen (2000 - 2300 m)
Il est marqué par l’abandon du chenal principal et la mise en place du Néochenal et du Néofan du Rhône (Fig. II-13) (Dennielou et al., 2009), qui représente le dernier système actif. Il est la conséquence de la formation d'une brèche dans la levée droite du chenal principal.
Figure II-13: Carte des pentes du domaine de l'éventail moyen.
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L’aspect méandriforme du chenal en amont de l’avulsion ne se retrouve pas sur le néochenal, probablement en raison de sa forte pente. Le néochenal est visible sur une longueur de 45 km, jusqu’à une profondeur de 2 400 m. Au-delà de cette profondeur son empreinte sur le fond disparaît (Jegou, 2008). Le néofan fait 80 km de long et représente un volume de 27 km3. A l'est, les méandres du chenal-levée abandonné sont encore visibles. Cependant, ceux situés à proximité du point d'avulsion se trouvent comblés par les débordements du Néochenal, par conséquent peu visibles sur la bathymétrie. Le néofan est situé 170 m plus bas que le chenal-levée abandonné (Fanget, 2009).
II.3.2.4. Domaine de l'éventail inférieur (2300 - 2600 m).
Il constitue la partie distale du système, et indique le passage d’un système chenal-levée proprement dit aux lobes distaux (Droz et al., 2006; Jegou, 2008). Cette zone est marquée par une pente très douce (0,24 à 0,3 degrés) et un réseau divergent de chenaux abandonnés (Fig. II-14). Au-delà de 2400 m de profondeur, la partie occidentale du système, représentée par le Néofan, se caractérise par plusieurs structures linéaires d’érosion. Par contre dans la partie est, le système est caractérisé par des chenaux fossiles ramifiés, formant des distributaires par rapport au chenal principal. Le dernier distributaire du chenal du Petit Rhône dans cette zone a alimenté le dernier lobe actif (lobe 1 a) avant le Néofan. Le Néofan est considéré comme le dernier lobe distal actif, alimenté par les apports du Néochenal de 21 à 18,5 ka cal. BP. Cette période de temps correspond à la mise en place du complexe superficiel défini par Droz (1983). La morphologie est perturbée par la présence de diapirs de sel qui constituent des obstacles aux écoulements turbiditiques. Au-delà des 2 600 m se trouve la plaine abyssale marquée par des fonds plats (Torres, 1995) ponctués par des diapirs salifères.
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Figure II-14: Carte Bathymétrique de la partie avale du STR obtenue par compilation des données des campagnes RHOSOS (2008) et Progrès (2003). Cartographie des systèmes chenaux-levées abandonnés (les lobes distaux des anciens systèmes (1 et 2) et l'extension du Néofan du Petit-Rhône (d'après Jegou, 2008).