Perles des cavernes

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Perles des cavernes

PITTARD, Jean-Jacques, AMOUDRUZ, Georges

PITTARD, Jean-Jacques, AMOUDRUZ, Georges. Perles des cavernes. Revue polytechnique , 1942, p. 1-11

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SOCIÉTÉ SUISSE DE SPÉLÉOLOGIE

PERLES. DES CIVER·NES

PAR

J.-J.

. Extrait de La Revue Polytechnique.

Bulletin de la Société Suisse de Spéléologie du 25 août 1942.

GENÈVE

IMPRIMERIE DE LA TRIBUNE DE GENÈVE Rue du Stand, 42

1942

PERLES DES CAVERNES

par

J.-J.

Les perles des cavernes sont des globules de car- bonate de chaux à l'aspect et aux dimensions très variables. Certaines, très jolies, sont dures, lisses et brillantes: c'est les «perles procelaines ^>>; d'autres, moins bien polies, peuvent être granuleuses: elles sont dites ^<< grenues ^n. Elles sont sphériques ou en forme d' œuf, aplaties ou passablement allongées. Les dimensions varient de la grosseur d'une tête d'épingle à celle d'une orange. Quant à la couleur, elles peuvent être blanches, grises, jaunes ou rougeâtres.

Dans certaines grottes, ces perles existent en abon- dance, sur le sol calcaire, dans des flaques d'eau ou dans des gours.

Si on coupe ces petites sphères, on constate qu'elles sont constituées par une série de couches concen- triques (aux teintes quelquefois diverses), entourant un petit noyau. Ce dernier peut être un grain de sable, un fragment de quartz ou un débris quelconque. Les perles des cavernes se sont donc formées et se sont développées grâce à des cristallisations successives de carbonate de chaux autour du noyau primitif. On peut expliquer ce phénomène en faisant intervenir un mouvement tourbillonnaire de l'eau empêchant les grains de sable, points de départ, puis les petites perles en voie de formation, de stationner au fond de la nappe d'eau. En effet, un repos trop long s'oppo- serait à l'obtention de ces sphères dont les éléments calcaires se fixeraient à ceux du sol de la grotte.

Des variations de température ou de minéralisation de l'eau sont causes. chaque fois du dépôt d'une nouvelle couche cristalline autour du globule grandis- sant. Le mouvement tourbillonnaire de l'eau est dû à des gouttes abondantes tombant régulièrement du plafond. Lorsque les perles sont trop grosses pour pouvoir librement tourner, elles oscillent sur place et creusent ainsi peu à peu des alvéoles dans lesquelles elles s'emboîtent plus ou moins. Si le niveau de l'eau vient à baisser, ou si la perle, en grandissant atteint la surface, ce qui revient au même, il va se déposer des concrétions sur la partie supérieure de la sphère.

Ces dernières lui donnent un aspect granuleux, la faisant ressembler peu à peu à un chou-fleur. L'action combinée de la goutte d'eau tombant presque sur la perle et du mouvement qui en résulte dans l'alvéole, gênera mécaniquement le dépôt cristallin et nous obtiendrons de la sorte un corpuscule aplati.

Une théorie un peu différente est admise par M. Deribère: cc Une goutte rencontrant à son arrivée au sol un grain de sable, l'enrobe en le faisant bouger, ce qui, dans un temps plus ou moins long, creuse une cupule hémisphérique dans la concrétion du sol. La bille en formation va grossir et ses zones correspon- dront, comme teintes, aux couches de terrain tra- versées par l'eau d'infiltration. La cupule contenant la perle va s'agrandir avec elle. Cette cupule est pleine d'eau et c'est grâce à l'action mécanique de la goutte tombant du plafond que la perle ne se soude pas avec elle. En effet, cette perle est noyée jusqu'à un niveau correspondant avec son centre; elle est donc allégée d'une partie de son poids; de plus, son adhérence avec le fond de la cupule est amoindri par l'eau qui sert en l'occurrence de lubrifiant. Il arrive cependant que la goutte d'eau disparaisse ou se déplace, que des impuretés viennent gêner le mouvement de la bille

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dans la cupule, que la venue d'eau cessant, la bille se soude par l'évaporation de l'eau de la cupule qui laisse son calcaire dissous comme un ciment. Alors la perle se trouve prise dans le sol calcaire et peut, par des effets ultérieurs de sédimentation ou cristallisa-

Galerie de la Croix-du-Nant près de Monthey (Valais) . Des suintements provenant d'une stalagtite tombent

dans une petite vasque où se trouvent des perles.

tian, être enfouie dans une roche calcaire, ce qui peut expliquer la formation locale de roches pisolithiques1. ))

Nous ne sommes pas d'accord avec cette théorie, car il nous paraît difficile de concevoir ce grain de sable reposant sur un sol concrétionné et recevant

1 Deribère, M., Les perles de cavernes. La Nature, Paris, 15 août 1939·

directement la goutte d'eau chargée de sels dissous sans penser qu'il ne tarderait pas à être enrobé clans une masse stalagmitique naissante !

CPrt;iins r;ilrnirPs formés p;ir um~ ;igglomfr;ition rlP ces petites sphères sont dits pisolithiques. Tel est notamment le calcaire déposé par les sources chaudes cle Carlsbad, en Bohême, et celui qu'on peut trouver à Hammam Meskoutine, en Algérie. Lorsque les grains sont petits, ces roches sont nommées calcaires ooli- tiques. Ces sphérolites ou oolites sont réunies par un ciment naturel. Rinne cite une découverte d'oolites récentes à Suez ; les oolites isolées ont généralement un diamètre de o mm. ² à o mm. 7; ''elles se sont formées dans une eau peu profonde, agitée, sous l'ac- tion du plancton en décomposition, et sont restées en suspension, tout en s'accroissant, jusqu'au moment où elles sont tombées au fond, ayant acquis une gros- seur déterminée n ~.

Deribère montre la grande variété de noyaux que l'on peut rencontrer dans les perles des cavernes:

" Dans des grottes où les grains de sable siliceux n'ont pu avoir accès, des perles ont pu aussi se former.

Certaines ont pris pour noyau un granule libre d'argile, cl' autres des fragments cl' os ou de charbon de bois, un grain de calcite, etc. En certains cas des perles, généralement du type "grenues '" ne montrent aucun noyau et il faut alors admettre que des cristallisations de calcite groupées par attraction moléculaire ont réalisé le support de base de ces perles. ''

Nous avons eu l'occasion de faire de nombreuses observations sur la genèse des perles des cavernes, notamment à la Grotte du Vigan, dans l'aven de la Morne, et, tout dernièrement, clans une galerie d'accès

2 Rinne, F., La science des roc!tes, ]. Lamarre, édit ..

Paris 1928.

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à un canal souterrain desservant une usine hydro- électrique. Le grand intérêt de ce dernier réside dans le fait que là, nous pouvons nous rendre compte du temps nécessaire à la formation de cette concrétion.

En effet, cette galerie, dite de la Croix-du-Nant, a été creusée en rgro. C'est une fenêtre d'accès au tunnel d'amenée d'eau de l'usine électrique de Monthey (Valais). En examinant l'état du revêtement en béton

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Galerie de la Croix-du-Nant près de Monthey Les gouttes d'eau tombent avec abondance dans la petite vasque, créant ainsi un mouvement tourbillonnaire propice à la formation des perles.

on peut admettre que ce dernier est resté étanche pendant une dizaine d'années au moins. Les concré- tions (stalagtites et perles) auraient donc mis, dans ce cas, une vingtaine d'années pour s'édifier.

Nous avons rencontré des concrétions semblables aux perles des cavernes dans des vasques formées à l'air libre dans la région de Bex (canton de Vaud). Un petit ruisseau, très riche en sels de chaux, descend une pente dans la grande forêt de Fenalet par une série de petites cascades constituant autant de petits

bassins. C'est dans ces derniers que l'on peut voir ces perles qui ressemblent à des œufs et à des cylindres dont les dimensions sont relativement faibles : un demi à quatre centimètres de longueur et environ un centimètre de diamètre. Quelques-unes sont sphé- riques.

Leur genèse est très simple : un petit fragment végétal flotte dans le bassin et tourbillonne sons l'influence de la cascatelle ; il ne tarde pas à se charger d'une concrétion de tuf qui le fait plonger. Au fond de la vasque, il continue à tourner à cause des remous, et, par dépôts successifs de carbonate de chaux, il augmente de volume. Lorsque le poids de cette sorte de perle est trop élevé pour qu'elle puisse bouger, elle se fixe au tuf sous-jacent et peu à peu fait corps avec lui.

Les perles des cavernes présentent, au point de vue de leur création, une certaine analogie avec celles des huîtres perlières. En effet, ces dernières sont des concrétions qui se forment dans les coquilles de quelques mollusques : les pintadines, les patelles, les hialotides. On en rencontre parfois de petites clans les huîtres ordinaires et les moules. Ce sont des composés de carbonate et phosphate de chaux, de magnésie, agglutinés par des matières organiques. Les mollusques perliers fournissent aussi la nacre qui, par sa consti- tution, sinon par sa destination, est inséparable de la perle. L'animal sécrète une liqueur qui se dépose, en couche extrêmement fine, sur une partie déjà construite : cette couche nouvelle de matière est destinée à protéger les parties les plus sensibles contre les frottements. ^cc La nacre est faite de couches planes, superposées dans toute la surface interne des coquilles, et des objets insérés dans cette surface interne ont été recouverts de la matière constitutive de la nacre, d'où on conclut que l'animal se protège des frottements

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douloureux par cet étalement continuel d'une couche lubrifiante d'abord, à l'égal de la bave des escargots, solidifiée ensuite. Pour la perle, le dépôt se fait autour d'un corps, mobile entre le corps du mollusque et la valve à laquelle il est attaché, corps qui a pénétré

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Coupes à travers une perle provenant des vasques de la forêt de Fenalet, près de Bex (Ct. de Vaud).

Au cantre, Indiqué en noir, se trouve un fragment de bois qui a servi de support au carbonate de chaux.

par accident et que l'animal n'a pu expulser; la perle se forme ainsi, roulée continuellement, jusqu'au jour où elle s'enkyste dans la chair (le manteau du mol- lusque) ou se soude à la coquille. C'est la situation de la perle dans la coquille qui en détermine la forme : si la perle roule avec facilité dans la chair du mol- lusque, elle prend une belle forme sphérique, sans quoi elle s'allonge, elle s'aplatit, elle se soude à la

coquille même. Il arrive souvent que les grains de matière ainsi enrobés par l'huître sont assez nom- breux et, dans leur mouvement, se placent les uns à côté des autres ; ils finissent par se souder entre eux, de là ces perles faites de sortes de grappes, liées peu à peu par le ciment nacré et qui prennent les formes les plus inattendues. n 3

S'il y a quelque ressemblance entre ces perles et celles des cavernes (origine due à la présence d'un élément étranger et structure zonée), il manque mal- heureusement aux dernières les irisations !

Autrefois, alors que n'importe quelle exploration de grotte, même peu importante, passait pour un acte héroïque ^4, les perles des cavernes étaient consi-

3 Verleye, L., Les pierres précieuses et les perles, librairie centrale des sciences. Desforges, Girarclot et Cie, Paris, 1933.

4 A ce propos nous citerons une remarque de !'Inten- dant général des mines de la Province du Genevois (Hte-Savoie), habitué pourtant, de par sa fonction, au inonde souterrain.

En r 7 52, des habitants de Genève, cherchant des paillettes d'or et estimant sans doute que les alluvions del' Arve et du 'Rhône avaient un rendement insuffisant, décidèrent d'aller en Savoie, orpailler le Chéran, dans la grotte de Bange. Là ils étaient bien tranquilles, car peu de gens osaient pénétrer dans" cette aftreuse concav ité n :

AlMve. L'o n dit que plusieurs habitants de Genève :>ont venus à d iverses t:ej>rises, et en un certain temps de l'année, de 11.1ül avec de la 1L1111ièrc sur le terr.ituire ùe la communauté cy dessus, dans un endroit apellé au Pont de Bange au dessus du village des Martinods, où l'on voit une grande et affreuse concavité, clans l'espérance d'y découvrir des mines d'or et d'argent. Cette espérance p o11voit être fondée :;11r l'opinion qu i règne ^ass~ cv111mu- n ément dans cette parois~c de l 'existan cc de ces 111i-

nières; en ~onséqucnce ùc lac1uelle div!Jrs 1:mrticul!<'-rs d udit ench:o1l sonL aussy enu·és d ~u1s la mèmc ternblc concavité et pour la même fin. L'on ajoute que clans cette concavité se trouve une eau verte, dont le fond est du sable, qui contient des grains ou paillettes d'or, et que les rochs de cette caverne fournissent aussi certain métal que l'on porte à Genève. Il faut pourtant bien de la har- diesse pour pénétrer dans ces endroits souterrains oü

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dérées comme très rares et avaient de ce fait une grande valeur, ainsi que le relate Norbert Casteret dans son beau livre A ⁱⁱ fond des gouffres ^5.

Il ne faut pas confondre les perles des cavernes avec les petits cailloux roulés, ressemblant fréquemment à des billes, que l'on observe dans les grottes parcourues par des eaux sauvages. Ces derniers, en effet, sont souvent si réguliers et si lisses qu'il serait facile de les confondre avec les perles porcelaines.

Les perles de caverne, examinées à la lumière de Wood, présentent d'intéressants phénomènes de luminescence. Deribère a étudié de cette façon des perles porcelaines provenant d'une grotte urgonienne.

Aucune zone de formation n'était visible au jour, tandis qu'à la lumière ·de Wood on a pu observer plusieurs cercles concentriques, plus obscurs et vrai- semblablement chargés d'impuretés, englobant ^de~

zones plus pures. Des« dragées de Carlsbad >> montrent de même les portions d'aragonite rose dans l'ensemble bleuâtre, lors de l'examen en luminescence ^6.

l'on ne peut se co11duirc sans lumière• (Sta tis tiq ue mi- nière de la Province cl u Genevois pa r .l'lnteudanl de Passier, Annecy, 6 octobt·o 1, 752 . Mémoi.rc concerna nt .l.es mines de métal, demi-mét a l, sables, nrn.r:bres, crL'l taux, charbons de pfone, lcrrns et eaux minérales q ui ont des propriétés part.iculières, et q ue l'on t rouve sur le terri- toire des Co111111u11a ut é.<\ <.le ^l~L P rovince du Genevois et Ba illages de Ternier, ledit. mémofrc dressé en rn11séqucnce des ordres de M. l'intendan t général contenus da ns sa leHre du 17 juillet 1752 (Revue savoisienne. 1872).

5 Casleret, Norbert, Au fond des gouffres, librairie académique Perrin, Paris r 936.

6 " Les calcaires mont rent des luminescences fort va-

riables selon qu'ils sont hydratés ou non. Les calcites, examinées en lumière de Wood sont dotées de fluores- cence a llant ' d u ja u11e orangé au rouge sombre vineux o u à l'obscur, ta ndis que les calcaires concrétionnés ont une lluorcscence généra le bleue.

La fluorescence des calca ires ordinaires rouge orangé n'existe plus dans les calcaires anciens et les cipolins

Nous avons soumis aux rayons ultra-violets des . coupes de perles provenant des petites vasques de lil forêt de Fenalet près de Bex. Nous y avons vu très nettement se dessiner des zones lumineuses bleues alternant avec des bandes sombres.

Les perles des cavernes s'édifient quelquefois sur des fragments d'os, ce qui leur donne des formes souvent étranges. C'est ainsi que, dans l'aven du Clusie de Larzac (Lozère), une perle affectait la forme très nette d'un os à poulie de Capridé. De fait, c'est un tel os qui en constituait le noyau et cette (( perle n

mais se manifes te dans les cristallisations de monclmilch ou bergmilch, avec parfois tendance vers le blanchâtre.

La présence de silice, magnésie, zi nc, n~ g(!ne pas la fl uorescence des calcites (même une grande proportio11 do si li.ce), ma.is par contre le for, l'alu mine, le rnanganèst, le cuivre, l'iitllibe rapidement. l\¹lais en très faible prnpor- lion, Je m:~nganèse et le cuivre peuvent jouer un rôle l11111inogène actif. Des calcaires a vcc b·aces üc inanga- nèse ont une belle fluorescence rose.

La thermoluminescence habituelle du calcaire est le jaune ora:ngé. Le :fer, l'al11mi11e. inhibent cc phénomônc.

Le mauganèse joue au contraire 1.111 rôle acliC lorsqu'il n'est présent qu'en légère quantité et on <iberve alors une belle luminescence rose au chauffage. avec décrépi- tation (calcites de New-Jersey).

es p hénomènes peuvent trouver des applicalions.

1\ însi cle C:hambéry jusqn'à la Limite des fala ises surplom- ba11l Guiers s'élcnd une large bande urgonienne dont le

alcaire constitutif montre une U1ennolumi11escence plus jaune et beaucoup plus vive que celle des autres calcaires ambiants. Dans les éboulis et dans les prélèvements pouvant être faits dans les grottes des Echelles on pourra pax ce 111oyen simple identifier les portions et galets d 'origine urgonienne.

La fluorescence des concrétions va du blanc au bleu- àtre; elle est parfois forl vive cl fort bel le r.l 11011s avons pu, pour cette raison, prêc<miser l'éclairage décora.Li! de certaines piôces à meltrn en valeur, en lumière 11oirn. Par ce mode d 'éclairage, on obtient 1mc lumière co:lorée, doue<:.

:;emblanl is:;uc de la matiè.re mCmc, ne dc>nnanl aucun éblouissement et d'un aspect particulièrement agréable».

Deribère, M., La luminescence des matériaux des cavernes, Spelunca. Bull. de la Sté spéléologique de F rance No 9, 1938.

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avait plus de IO cm. de long. On voit, par ce simple exemple, toutes les formes que peuvent emprunter ces perles souvent étranges qui sont une des curiosités dignes d'être observées (si on a la chance d'en trouver!) lors des explorations souterraines.