Les tufs et les végétaux

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Les tufs et les végétaux

PITTARD, Jean-Jacques

PITTARD, Jean-Jacques. Les tufs et les végétaux. Revue Horticole Suisse , 1942, no. 6

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Les tufs et les végétc:aùx

par

JEAN-J. PITTARD

Dr ès sciences

Prof. à l'Ecole Cantonale d'Horticulture de Châtelaine (Canton de Genève)

et

R. BLANCHE

' Extrait de la «Revue Horticole Suisse :t

No 6, juin 1942

Les tufs et les végétaux

Les tufs calcaires sont formés par des eaux calcarifères qui, perdant une partie de leur acide carbonique en arrivant au jour, déposent du carbonate de chaux (Ca cos). L'eau contenant ce carbonate en solution, venant de la profon- deur et émergeant $. la surface pour donner une source, perd une partie de son pouvoir dissolvant en raison du départ d'une fraction importante de gaz carbonique: il se sépare alors une portion correspondante de Ca cos qui se dépose sous forme de concrétions diverses ou de stalagtites.

Là où l'eau s'évapore, le CaC0³ se dépose alors naturellement en totalité. Le calcaire contenu en solution dans ces eaux souterraines est surtout à l'état. de bicarbonate de chaux qui peut être dissocié grâce à des variations de conditions physiques telles que température et pression. La dissociation du bicarbonate so- luble provoque alors la précipitation du cacos. ¹

• Nous devons sigunlcl" Il eo sujet une ëludo do A. ^1~on­

ttmJUes, de lo Soclôtô Spëlëologlquo do France, cruJ udmct que Les ooncrëllons cl les stalDglitcs que l'on trouve clnns·les grottes n'ont pns ln mOme origine: • Si on rcouclllo cnlrc stolngHto ol stnlngmlle ou sous une stàlagtlto on rormnlioÎl los goull.es d'cnu, Il c.~t po~slhle on cxnmlnnnl celte cou 11u ndcro~copo d'y décclct de minuscules ^cri~tnux de citlclte de grosseurs di!Iérentes. Cette constatation nous a conduit à donner l'explication suivante de la formation des concré- tions. Sans nier la dissolution dn carbonate de chaux dans

On observe souvent que le carbonate de chaux précipite à l'état cristallin sous l'influence de certains organismes, en particulier des mousses et des algues qui empruntent à l'eau son acide carbonique. Même dans les sources thermales certaines algues s'incrustent de calcaire.

On appelle travertin un ensemble de dépôts généralement calcaires, parfois siliceux, préci- pités par les eaux de certaines sources. Là aussi, les végétaux peuvent intervenir. Il existe de très importantes formations de travertins, qui

l'eau de percolation qui pour nous demeure stahle et ne joue aucun rôle dans la queslion, les assises calcaires traversées seraient simplement. désagrégées et les pins petits cristaux de calcite entraînés mécaniquement. Dans les gouttes se formant à leur éinergence dans les cavités, .les cristaux les plus nli- nuscules par suite de l'attraction adhésive et de la tension superficielle de la goutte d'eau se grouperaient sur le pour~

tour supérieur de la goutte et fonneraient le tuyau initial de la stalagtite. Les cristaux plus gros, soumis eux, à l'influence de leur pesanteur et groupés au fond de la grotte, tomberaient avec elle et formeraient la stalagmite.

Pour justifier cet te désagrégation du calcaire il est utile de rappeler les faits suivants: si on brise une plaque de marbre par exemple, on obtient sur les parois de la fracture une très légère poussière, facilement décelable.

L'auteur dén1ontre que dans le sol calcaire les cassures des roches se produisent fréquemment à des échelles diverses et que l'on obtient de cette façon une quantité importante de poussier cristallin produit grâce ^à ces failles, diaclases, fentes et fissures qui rendent (,gaiement le sol perinéahle aux eaux. a L'eau de prrcolation s'infiltrant à travers les assises calcaires disloquées et fendillées entrainera mécaniquement un puus:sier de calcile. Plusieurs früls corrohorenl celle manière de voir. On remarque que les coulées concrétionnées se forment à l'orifice des fen1es. Parfois même des fentes plus grandes )otsstml p:1sso1· (les ^{d~bri ~} plus voluminoux el l'e.nu de porc<>l!ltlon e11lnllnu nlors et laisse d(:poscr dos snblos c11lcirlrcs. Des mntêrinux Insolubles sont cn trni n ~s chms les mêmes conditions (argiles formant souvent des stalagmites,

~IUClltes dlv(lcS1 fer et 1n11ugnnêNtH'1 l 'ôtal d'oxydes, aurho- na t r-~. etc.). Ces faits tlémonlren t <'[UC l 'eau de percolnllon cntrlllno m<:cnniquement d~s (:J~mo1lts 1 ^~es divers sn,ns qu' Il y ait dissolution réelle de ces éléments. " (A. Fontanilles, Observations sur la formation des concrétio11s dans les cavités souterraines; actes du premier Congrès national de Spéléo- logie, Mazamet, mars 193\l.

Tout en admettant que les vues de M. A. Fon tanilles présentent un réel intérêt, et sans avoir la place dQ !(!JI d l ~ cuter

ici, nous estimons que la théorie classique du cnrlJon11te de chaux dissous à l'état de bicarbonate garde sa valeur et que les deux procédés de dépôt peuvent avoir lieu concnremment.

sont des roches fort semblables aux tufs, mais plus compactes. Le travertin déposé par les sources de Tivoli (Italie) offre de 100 à 150.

de puissance ^{1 .} On peut citer aussi les dépôts analogues de San Filippo près de Lome; de Hammam-Meskhoutine (Algérie); des bains de Hiérapolis, en Asie Mineure; du Parc national du Yellowstone (Etats-Unis); etc.

Les travertins et les tufs calcaires sont le plus souvent de couleur claire (blancs, gris, jaunes); quelquefois ils sont rendus roses ou rougeâtres par la présence d'oxyde de fer,

noirâtre~ par celle de l'oxyde de manganèse.

La structure poreuse de ces roches est souvent masquée par des formations calcaires d'origine secondaire. Les tufs calcaires se sont déposés parfois à l'état pulvérulent et sont restés dans cet état (Wiesenkalk ou craie lacustre). Le Berg- milch est un calcaire poudreux, extrêmement tendre qui peut se trouver dans les tufs.

Les principaux minéraux constitutifs de ces roches calcaires sont la calcite (carbonate de chaux rhomboédrique)^2, l'aragonite carbo- nate de chaux orthorhombique) ^3, et la

1 Le mot travertin vient du terme italien tmuerlino qui dérive lui-même du latin: liveJ"lino, de Tibur ou Tivoli.

' La calcite ou spath calcaire est une substance très

r~pnndUc et conslilw:m t ti:rn'l•Jt de grandes masses com-

poc~cs ou cris\nlli.sucs, 11ppnrtommt au système des roches sê1llmont3ircs, lantil l des veines, des amas, des filons, des masses stalagtitiques ou stalagmitiques; présente une grande variété de. formes. Soluble avec une vive elîervescence dans les acides. Dureté 3, densité 2,7. Calcinée, la calcite se trans- forme en chaux vive.

3 L'aragonite oITre la lnême con1position que la calcite.

Elle s'en distingue par sa forme cristalline pris1natiquc, par une dureté et par une densité plus grancles (:l,5 et 2,9).

Chau!Tée, elle se transforme en calcite. Cristaux prismatiques lrnnspnrcnts, d'un éclat v lLr()ux, pré~cn t un'L une a ropnrcncc hcxngomùc; aiguilles plus ou moins ^fine~; masses flbrauses .11oncrctlonnêes, rayonnées et 1>isolithi trl!CS. Couleur bh1ncha;

avec des nuances tirant sur le jaunfllrc, le vert, le bleu, le rose.

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dolomie ¹ qui est un carbonate double de chaux et de magnésie.

Un dépôt calcaire beaucoup plus compact se rencontre dans les grottes sous l'aspect de concrétions, de stalagtites et de stalagmites.

Les végétaux n'interviennent pas dans l'édifi- cation de ces roches, contrairement à ce qui se passe généralement pour les tufs. Dans une caverne qui n'est plus parcourue par des eaux vives, le plafond et les murs sont peu à peu recouverts d'un enduit calcaire laissé là par les eaux d'infiltration. Ces eaux, filtrant goutte à goutte sur le rocher, abandonnent par évaporation le carbonate de chaux dont elles avaient pu se charger dans la traversée du mas- sif supérieur. Les gouttelettes tombant du plafond vont construire des stalagtites adhé- rant à la voûte et des stalagmites qui s'élèvent du plancher. Lorsque ces dernières, en s'élevant, ont rejoint les pendentifs qui, eux, s'abaissent, il s'établit des colonnes. Si le plafond est dé- coupé par des fentes, les suintements calcaires, en accusent le dessin par de véritables dra- peries, reproduisant les sinuosités des fissures.

Ainsi naissent, par le lent travail des eaux venues de la surface, toutes ces apparences qui prêtent un si grand charme à la visite des grottes calcaires. Au début, la calcite des sta- lagtites et des stalagmites se dépose en tout petits cristaux, par couches concrétionnées annulaires, forma.nt comme autant d'enveloppes

1 La dolomie est un carbonate calcico-magnésien. Cris- taux et masses granulaires ou concrétionnées, d'un éclat vitreux, quelquefois perlé, translucide", d'une couleur blan- che, gris-jàunâtre, rose, verte, etc. Dureté 3,5 il 4; densité 2,9.

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coniques ou cylindriques autour d'un tube central; mais peu à peu intervient un change- ment moléculaire: sans cesse imbibées par les eaux calcaires, les couches concentriques molles cristallisent de nouveau et, cette fois, en grandes lames, si bien qu'en cassant certaines stalagtites de plusieurs centimètres de diamètre, on les voit constituées, à l'intérieur, d'une masse cristal- line de calcite d'un blanc laiteux, se brisant en larges facettes suivant les plans de clivage de l'espèce, sans qu'il y subsiste aucune trace du mode primitif de formation (A. de Lappa- rent). Si le phénomène des incrustations con- tinue, de nos jours, à se produire dans les grottes, il ne faudrait pas croire que tout ce qu'on y observe en fait de dépôts calcaires, soit l'œuvre de la période actuelle. L'activité du phénomène est en rapport direct avec celle des précipitations atmosphériques qui ali- mentent les infiltrations. On peut affirmer que la majeure partie des formations stalagmitiques remonte à une phase quaternaire qui fut carac- térisée par une humidité générale infiniment supérieure à celle qui prévaut de nos jours.¹

Les tufs se montrant sous des formes très diverses, modifient quelquefois considérable- ment l'aspect d'un paysage si leur dépôt a été suffisamment abondant. Lorsqu'elles se présentent en grandes masses compactes, ces roches qui peuvent se polir, sont exploitées comme matériaux de construction. On les utilise aussi dans l'établissement des rocailles

1 A. DE LAPPARENT, Tl'aité de géologie, G. Masson édit.

Paris 1893.

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(tuf poreux), car lorsqu'elles sont en contact avec le sol, elles peuvent maintenir l'humidité pendant très longtemps.

On sait que le tuf se dépose facilement sur les mousses et sur les herbes, ces végétaux fa- vorisant l'évaporation de l'eau des suintements en la dispersant.

La partie inférieure des mousses qui s'in- crustent du calcaire précipité ne tarde pas à mourir, complètement enserrée dans la roche, mais ces végétaux continuent à croître à la sur- face du dépôt qui s'exhausse ainsi peu à peu.

Cette formation rappelle celle des tourbières émergées ou hautes tourbièrés qui sont consti- tuées par des accumulations de plantes vivant au-dessus du niveau de l'eau, séparées du sol minéral nourricier: elles se composent surtout de mousses sphaignes qui ont un grand pouvoir d'aspiration de l'eau, laquelle subit une ascen- sion au-dessus du plan d'eau, ce qui permet à ces mousses de se développer vers le haut, à mesure qu'elles meurent par le bas.

En France, dans le département de l'Ain, non loin de Tenay et près du village des Hôpitaux, on voit une formation considérable de tuf qui forme un énorme bourrelet en partie masqué sous un épais manteau de végétation. On peut suivre là le développement de diverses formes de dépôts. Une source vauclusienne sort d'une grande paroi de rocher et cette petite rivière descend la vallée par une suite de cascades.

L'eau, très riche en matériaux dissous, laisse d'abondantes masses de carbonate de chaux sur lesquelles vivent et meurent une quan- 6

•

Echantillons dé tuf formé par un dépôt calcaire sur des mousses.

Provenance:

Les Hôpitaux près de Tenay (Ain, France).

Pilot. J.-J. Pillard .

tité de plantes. C'est ainsi que les bords des nom- breux petits ruisseaux provenant des cascades sont recouverts d'un vaste tapis de mousses qui s'élève peu à peu, la 'base de ces dernières s'in- crustant lentement de carbonate de chaux. Une quantité de jeunes arbres ont pris racine dans ce terrain mouillé où ils se développent fort bien pendant quelques années, puis, leurs racines en- serrées de plus en plus dans la roche naissante ne peuvent plus les nourrir: ils se dessèchent. Les bois qui recouvrent cette tufière sont ainsi com- posés d'un grand nombre d'arbres morts. La végétation qui se renouvelle souvent de cette façon, est très luxuriante à cause de l'humi- dité assurée par la roche poreuse et par les mousses sur lesquelles et dans lesquelles coule une quantité d'eau; ce lieu se différencie net- tement du paysage environnant rocailleux et aride. A la partie supérieure de cette tufière s'ouvre une grotte occupée par un petit lac ali- menté lui aussi par l'eau calcaire des cascades supérieures qui s'y rend par de nombreux filets ayant traversé la voûte relativement peu épaisse.

Du plafond de cette caverne pendent de longs et étroits cylindres de roche qui peuvent atteindre plusieurs mètres de longueur: ce sont les racines des arbres situés au-dessus de. la grotte, prises dans la masse du tuf. Ces racines ont été lentement concrétionnées par 1es nom- breux suintements. Les plantes, en effet, en- voient volontiers leurs racines dans les fissures ou les cavités des roches à la recherche de l'eau.

Citons à ce sujet un cas remarquable étudié par R. de Joly à propos de la corrosion d'ori- 8

gine végétale dans les cavernes: cc J'ai observé dans diverses cavités, l'influence marquée des secrétions acides provenant des racines. On sait que les racines pénètrent profondément sous terre, mais jusqu'à nos observations on ignorait qu'elles descendaient jusqu'à 80 mètres comme au Barranc de La Serre (Aude). L'acide humique qui peut se dégager dissout le calcaire.

Nous avons vu maintes fois des radicelles en quête d'eau, emprunter non seulement les diaclases, les lithoclases, mais encore les fistules des stalagtites. Un cc chevelu » extraordinaire sort de ces conduits afin de condenser l'eau de l'atmosphère humide (en général 100'% à l'hy- gromètre), où bien des digitations s'étendent sur les croupes stalagmitiques pour y capter les suintements ou stillations du plafond. Une

Fragment de tuf formé par un agrégat de feuilles de saules incrustées de carbonate de chaux.

P/tolo Larsen (Kalktufstudier i Gudbrandsdalen par R. Nordhagen).

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altération particulière des concrétions se montre dans certains cas, donnant du ^<< Mond-Milch ».

Les concrétions en contact avec ces coulées humiques, prennent souvent une teinte orangée.

Ajoutons, pour être précis, que d'une racine vivante et suffisamment grosse comme diamètre, sort un véritable jet d'eau sous pression si vous la brisez. Ce jet dure le temps nécessaire à l'écoulement de la réserve de liquide contenu dans la racine. Cela explique la végétation de surface dans des régions complètement dépour- vues d'eau apparente. ^{n 1}

Grâce à sa porosité le tuf est une roche qui retient facilement une certaine quantité d'eau.

Cette propriété est bien connue des horticul- teurs, qui, dans la construction des rocailles, considèrent le tuf comme un régulateur d'humi- dité ^2• On admet en effet qu'un grand nombre de végétaux, qu'il est possible de faire pousser dans cette roche, empruntent à ce milieu miné- ralogique surtout de l'eau, et que les racines, traversant le tuf, vont chercher leur nourriture indispensable dans la terre en parcourant d'assez grandes épaisseurs de tuf. C'est ainsi que dans les constructions de rocailles ou dans l'établisse- ment d'un mur fleuri, on élève une muraille de tuf derrière laquelle on entasse des terres riches, additionnées de terreau, de fumier et de tourbe.

Les racines pénètrent au travers de la roche

1 de ^JOLY, R. (Secrétaire général de la Société Spéléolo- gique de France). Faisons le point.

Actes du Premier Congrès national de spéléologie. l\1a- zamet, mars 1939.

Imprimerie Chastanier frères et Alméras, rue Pradier, Nîmes 1939.

• BERNER, A. Le luf régulateur d'J111midilé. Revue Horti- cole Suisse, Genève, février 1037.

poreuse et vont chercher les substances nutri- tives dans ce terrain, tandis qu'elles soutirent à cette sorte d'éponge minéralogique l'eau qui leur est indispensable.

Nous avons vu des cas remarquables de culture dans le tuf au jardin alpin « Floraire n, à Chêne-Bourg (canton de Genève). Cet établis- sement horticole dirigé par M. Arnold Correvon, fils du distingué botaniste, est spécialisé dans la culture des plantes alpines; là on étudie avec soin les conditions de vie d'une quantité de végétaux fort difficiles à acclimater. « Flo- raire n possède dans son parc une muraille fleurie constituée par deux murs construits en blocs de tuf, séparés l'un de l'autre par un vide de cinq centimètres de largeur, comblé au moyen d'un mélange de sable, de terre et de tourbe. C'est dans cette muraille que nous avons vu un exemple caractéristique de l'in- fluence de la roche sur les végétaux: une plante de Malthiola vasesiaca fixée sur l'une des parois du mur, n'a pas tardé à la traverser pour étendre ses racines dans la couche d'humus de cinq centimètres, puis ces dernières ont abordé l'autre paroi, s'y sont répandues et, arrivées au jour, ont formé de nouvelles rosettes de feuilles et des tiges florales très vigoureuses et florifères.

Tout dernièrement, M. R. de 'Joly, président de la Société Spéléologique de France, nous a écrit pour nous citer un cas tout à fait remar- quable de l'influence d'une roche tufeuse sur la végétation: «A Orgnac (altitude 310 mètres), dans le Département de l'Ardèche, il existe

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un champ situé en exposition Sud-Ouest sur l'Eocène (couche à Cyrènes), non loin de l'Urgonien dans lequel est creusé le gouffre célèbre dit «Aven d'Orgnac ». Dans ce champ criblé de pierres, malgré la culture et un épier- rage partiel, on a remarqué une fertilité excep- tionnelle, malgré que sa ïumure et les engrais apportés soient ce qu'ils sont dans les autres terres du même propriétaire qui a des domaines assez variés. J'en ai cherché la raison et vous allez voir que nous aboutissons tous deux aux mêmes conclusions.

cc Les .. pierres calcaires sont de tailles très diverses, allant de cent centimètres cubes à trois ou cinq mille centimètres cubes. Elles demeurent mêlées à la terre rouge qui provient elle-même de la décalcification ancienne du manteau supérieur. Ces pierres sont très po- reuses, vacuolaires, rappelant - avec un grain plus serré toutefois - le tuf. Elles remplissent là le rôle que vous attribuez au tuf: elles ab- sorbent l'humidité de la nuit et conservent cette précieuse rosée pour la restituer ensuite à la terre et aux racines voisines.

cc La preuve en est la fertilité extraordinaire de ce champ qui n'est jamais arrosé artificiel- lement et qui donne des carottes de un kilog et des citrouilles (qui aiment l'eau) de cinquante kilogs. Il fournit également des récoltes de pommes de terre de 9 fois la semence et des maïs hauts de deux mètres. L'influence de la roche paraît donc là bien marquée ».

On peut ainsi constater que si le tuf, au moment de sa formation, utilise et détruit les 12

végétaux, il en favorise par contre l'épanouisse- ment, mie fois définitivement stabilisé. En effet, la faible conductibilité pour la chaleur de cette roche explique la présence de plantes fort déli- cates dans des terr~toires exposés en plein 'midi au soleil brülant de l'été. C'est de cette façon que l'on obtient ces magnifiques ensembles de plantes alpines que l'on peut admirer dans bien des jardins. Ces fleurs, souvent si fragiles, vivent et s'acclimatent grâce à l'humidité distribuée avec régularité par la roche calcaire.

J.-J. PITTARD.