L'hydrogéologie: 10 ans de recherches dans la région d'Emosson et du Fer-à-Cheval

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L'hydrogéologie: 10 ans de recherches dans la région d'Emosson et du Fer-à-Cheval

SESIANO, Jean

Abstract

De nombreux traçages dans la région frontalière entre le Valais (Suisse) et la Haute-Savoie (France) ont permis de mettre en évidence des transferts d'eau sous la frontière. Des bilans d'écoulement ont été dressés. Une grotte découverte à l'occasion de ces travaux, en bordure d'un glacier, permet de donner le niveau de l'isotherme 0 degrés dans cette région.

SESIANO, Jean. L'hydrogéologie: 10 ans de recherches dans la région d'Emosson et du Fer-à-Cheval. Nature et Patrimoine en Pays de Savoie , 2004, no. 12, p. 11-21

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7u=A,

Résuûé

:

^Aptès une dizaine ^d'années de rcdÊrches dans le massif du Ruan, frontiàre entre le Valais (CH) et la HauteÂawie (F), les circutations hydrogéotogiques de ce e région calcairè ^ont pu êtrc élucidées pour la maieure padie, ll y a souvent t|ansfeft d'eau du bassin

du Rh6ne veÊ cetui du Giffre, ^puis de I'Atve. Par la m6me occas,bn, nous awns tenté détabli des bilanE d'écoulenant bien que les hauteurc de précipitations soient lacunaires. tls conliment lei obserualions. Enfrn, à la suite de la découvede d'une cavité ^sur le ve6ant helvétigue de ta chaîne, nous avons pu calcutet t'attitude de I'isotherme 0'C annuelle, soit 2 580 m, dans cette région des Alpes.

ilto,s crés ,' Hydrogéologie - lrcçages - Hautes AlPes calcaires - Haute-Sar/oie - France - y€lais - Suissê

Abstract

:

^The hydtogeotogy of the High Calcareous Alps tying across the border belween Haute-Sawie, France, and Valais, Switze and, has been inws|lig/aled. A satisfactory model of the underground kagtic transfer can be p@posed. ^The main limestone strata are mostly inwtved W these circulations. Balances, eithet lor gldcieô and their resurgences, or br an impodant sqing, the Goui e Ve ^e, and iE fee' ding basin, arc proposed. Simultaneousty, tempeÊture, conductivv and ^water f,ow rate has been measured during apprortmably ¹⁰ Wars, Keywotds: Hydmgaotogy ^- tÊcing expeimenti ^- HUh Calearcous Alps - Valais - Haute-Savoie - Switzerland - Fnnce

lntrod uction

ces unités.

La frontière court le long des ^crêtes,

du

Tenneverge

au

Ruan, avant de tourner

à

I'ouest

vers la Dent

de Barme.

La longue durée de cette

étude

résulte de deux facteurs :

^la

météorologie

locale est

souvent médiocre, ce qui limite les jours de travail sur le terrain. Ce n'est du reste pas un hasard si la hauteur moyenne

des

précipitations

y atteint

des

valeurs

exceptionnelles

pour

les Alpes. D'autre

part,

climatiquement parlant, la période pour des travaux efficaces se réduit

à 3

mois par an (mi-juillet

à

mi-octobre), c'est-à-dire d'une fonte ayant bien progressé à la

urant plusieurs années,

nous nous sommes penchés sur I'hydro-

géologie

de la chaîne

frontalière entre le canton du Valais, en Suisse,

et le

département

de la

^Haute-

Savoie, en France. Cette région, dont les altitudes vont de 1000 à 3000 m environ, comprend plusieurs vallées ^: à savoir celle de Barberine-Emosson,

de

Susanfe-Clusanfe

et de

^Salanfe

sur le

versant suisse,

et celle

^du Fer-à-Cheval

-

Fond-de-la-Combe sur le versant français, cette dernière faisant partie de la Réserve ^Naturelle de Sixt. La carte de situation, en page centrale de la revue (fig. 1), ^précise

nouvelle neige,

et

encore,

s'il

fait beau...

Les

raisons ayant motivé une telle étude sont les déficits d'écoulement constatés

dans le

bassin-versant d'Emosson. En effet, dans la ^conti- nuation

d'un travail sur les

^plans

d'eau

naturels

de la

Haute-Savoie (Sesiano, 1993), nous nous étions intéressés aux lacs du versant suisse

de la chaîne, avec les

^vallons

d'Emosson

et ^du

Vieux-Emosson.

C'est à cette

occasion

que

nous

avions

remarqué

la

^{présence de}

nombreux points d'absorption d'eaux de fonte de névés et de glaciers. Que devenaient-elles ?

NatureetPatrimoineenPaysdeSaypje.ALSN.;,W@

Le cadre géologique et tectonique

|

^'étude

^se

^déroule

^{dans un}

^cadre géologique très

l-intéressant.

Nous nous trouvons à I'interface entre le

socle cristallin, granite

et

gneiss ^s.1.,

de

I'entité Mont- Blanc

-

Aiguilles Rouges

et sa

couverture ^autochtone

(Trias, Lias et

Tithonique),

la nappe de

Morcles, chevauchant cet ensemble. Cette dernière comporte des terrains s'étendant

du

Lias

au

^Crétacé

^pour la

zone étudiée. Son coeur

se

situe dans

le

secteur

qui

nous concerne, et si c'est son flanc normal qui affleure surtout

sur le

^versant helvétique (Barberine-Emosson), ^c'est dans le coeur jurassique très plissé que se sont ^creusés le cirque du Fer-à-Cheval et le Fond-de-la-Combe.

Le plongement du socle et de sa couverture est d'environ 300 vers le NW. Lors de la mise en place de cette nappe, quelques écailles

de

cristallin

ont été

entraînées, ^se trouvant maintenant sur le plan de glissement comme ^à Salanfe.

Outre les déformations récentes ayant affecté la ^nappe, d'âge pontien (du Pliocène à ^I'actuel, en fait) et celles ^de

directions alpines typiques (NE-SW), on a des ^directions de fracturation hercynienne, ^plutÔt méridiennes, que ^l'on retrouve dans

le

socle, mais dont certaines ont rejoué tardivement, affectant ainsi la couverture autochtone ^et la nappe

Avec la lithologie, dont nous allons dire quelques mots, ce sont ces directions ainsi que le pendage et la directton des couches qui seront les facteurs déterminants dans ^la voie que suivront les eaux souterraines.

Dans la région qui nous intéresse, on peut considérer ^que c'est le calcaire du Tithonique, (Séquanien-Portlandien) qui est la roche karstifiable ^par excellence. Son aspect est compact, gris-bleu, les couches atteignant ¹⁰⁰ à 150 m de puissance. Cependant, on observe dans les ^montagnes

qui

nous concernent,

un

empilement

de

^plis

^qui

^peut

porter cette éparsseur à plus de ¹ 000 m, au Tenneverge par exemple, avec un bourrage de Berriasien dans ^les charnieres. Cette roche du Tithonique étant compétente*,

la fracturation est intense, ce qui va favoriser une per- méabilité en grand ; étant formée presqu'exclusivement de CaCO3 (>98 ^o/o),

I

^y a très peu d'insolubles ^pouvant mener à un colmatage des conduits souterrains.

Bien que moins favorable à la karstification, il faut encore mentionner I'Argovien. ll affleure surtout dans le vallon ^de Barberine-Emosson, sous

la

forme d'un calcaire ^noir, grumeleux et schisteux, de 50 à 60 m de puissance. ll y a

plus d'insolubles

que

dans

le

calcalre

du

Tithonique,

environ

5

%. Enfin, jouant

en

^principe

le

rôle d'imper- meable à I'enfoncement souterrain des eaux, ^il faut citer les roches du Lias, du Bajocien, du Callovo-Oxfordien et

du

Berriasien,

aux

faciès plutôt argileux

et

schisteux (à I'exceptron du Bajocien supérieur, plus calcaire) Ces roches,

sauf le Lias,

affleurent largement

dans

^les abrupts du Fond-de-la-Combe, formant les assises de ^la chaîne frontière.

" Se dit d'une roche ou d'un niveau rocheux dont le com- portement lors de la déformation est plus rigide que celui des terrains qui l'entourent.

Pour plus d'informations sur la géologie et la tectonique ^:

Centre de la Nature Montagnarde à Sallanches Consuttation ou prêt de livres, de thèses, de

cartes géologiques françaises ou ^suisses

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2173m

r Ls Grdo Phtlàrçi 1tE0 il

 ntrdlièr"-.-li"t'

WNW

Fond de la Combe

France

+

Ï

^Suisse

Tour de ESE

Prazon (2932m)

glacier des Fonds

Vallon

^de Barberine

Col de Barberine

(2481m)

.+

Combe des Fonds

Berriassien Malm Argovien Oxfordien Bajocien sup.

Bajocien inf.

I

km

ffi,ure

^eT Patrimaine

en

^{PaYs de Sayoie}

-

ALSN - n"1 2

-

03i2004

L'existence

de

^{percées hYdrogéo-}

logiques

sur le

versant français ^de la chaîne, mises en évidence lors ^de l'étude

des lacs de

Haute-Savoie, nous

a

montré

que le

Phénomène était répandu dans

ce

secteur ^des

Hautes Alpes calcaires.

D'autre part, nous avions observé durant ^ce

travail la ^{présence de}

^sources

importantes dans les escarpements hauts

de

1000 m et Plus, enserrant

la région du

Fer-à-Cheval. Elles

donnent naissance aux

chutes d'eau qui font du reste la renommée du site.

ll

semblait dès lors évident que des investigations sur ^le versant suisse permettraient de trouver ^I'o-

rigine des

eaux;

c'est ainsi

^qu'est née I'idée de ce travail.

On notera enfin que tous les vallons du versant suisse mentionnés Plus haut soit sont occupés Par des lacs

de

barrage (Emosson,

Par

^exem- ple), soit comportent des ouvrages

de captage d'eau _Pour

^alimenter

des barrages

(Susanfe-Clusanfe, par exemple). Dans cette optique, ^il

s'agit donc de la _Perte vers

^la

France d'un capital (or bleu) qui était destiné à être turbiné en Suisse, ^ce qui va à l'encontre d'une idée large- ment répandue qui veut que le ^cap-

ital aille plutôt de France

^en

Suisse...

Après un bref exposé de la géologie

du

secteur étudié, nous Passerons

en

revue

les

diverses exPériences conduites,

et ceci dans un

ordre chronologique,

de

1993

à

2002. On trouvera les résultats regroupés à ^la figure 1.

Présentation des expériences

/î'est ^{en août 1993 que}

^nous

\-ravons effectué un

^premier

traçage, à I'altitude de 2 500 m, sur le

front du glacier des Fonds, dans le

haut

du

vallon

de

Barberine. ^Nous

avions en effet repéré une

^faille inverse affectant

les

calcaires du Tithonique,

à

quelques mètres ^en

aval de la ^{glace, dans}

^laquelle

s'engouffraient les eaux de fonte. ^La structure géologique locale plaidait pour une direction d'écoulement des eaux vers I'ouest - sud-ouest, c'est-à- dire vers le cirque du Fer-à-Cheval et le Fond de la Combe, sur le Plancher duquel s'écoule

le

Giffre, ^quelque 1 400 m plus bas.

Le ^traceur, de I'uranine

^(fluo-

rescéine), sortit de nuit, bien plus vite que ^prévu. C'est pourquoi I'opération

fut

répétée une semaine Plus ^tard.

Cela nous permit de localiser

^la résurgence :

à

l'angle

de

la vire de Prazon,

sous le ^glacier du

^Ruan

(français),

à

l'altitude

de 2 000

m, près de la limite entre le Tithonique et le Berriasien. Le transit s'était ^effec-

tué en 3 h

15,

soit à

^{une vitesse}

proche de 1 km/h. Valeur très élevée

pour les

karsts alpins,

mais

sem-

blable à celle trouvée lors

d'un traçage sur le Désert de Platé voisin, dénotant un réseau bien développé.

Ce traçage est noté T1 à la fig. 1. On

peut

relever

que les

fluocaPteurs placés

à

d'autres émergences ont montré une absence de traceur.

En 1994, ce fut au tour du glacier des

Rosses

de

nous accueillir,

2

km au sud du glacier des ^Fonds. La langue

du

glacier

est ici

décollée, sur une

dalle rocheuse lapiazée,

à la

limite Argovien-Tithonique. Aidé d'un garde de la Réserve Naturelle de Sixt, nous

avons injecté

le

traceur

dans

une

perte

sous-glaciaire.

Moins de

⁶

heures plus tard, le Giflre était teinté.

Seuls les fluocapteurs placés sur ^un affluent de la cascade du Violon ^ont été positifs. En fait, la résurgence est

située à

^nouveau

^{sur la vire}

^de

Prazon, à I'interface entre les argilites gris-noir imperméables de l'Oxfordien

et les calcaires gris-bleu

^du

Tithonique, I'eau sortant d'une ^petite

grotte

impénétrable,

à

^quelques

mètres

du

^pied

de la

_Paroi. ^{Sur la}

fig. 1, il s'agit du traçageT2.

Ce même mois, nous avons ^effectué un autre traçage (T3) au glacier ^des Traverses, 1 km au sud du glacier des Rosses, dans

un

ruisseau de fonte disparaissant

sous le glacier.

Cet appareil moribond est situé au fond

d'une vaste

dépression, d'ori-gine glacio-karstique

sans doute,

au

plancher

oxfordien, entourée des calcaires sombres

de

I'Argovien. ^Le traceur est sorti également dans ^une des branches du torrent du Violon, au fond de la Combe.

A

noter que _Pour ces deux glaciers, spatialement ^bien délimités, nous avons

fait un

^bilan

entre I'apport, diminué de l'évapotran- spiration,

et ce qui est

délivré aux émergences.

Les

chiffres obtenus sont tout à fait compatibles avec ^les observations.

En octobre, un dernier traçage ^(T4) était tenté sur la partie sud du glacier

Le Pic du Tenneverge (2 985 m) dans le massif ^du Tenneverge.

Les vires de Prazon avec le front du glacier du Prazon (à gauche)

*Errr*

Le Fond de la Combe (à Sixt) ^avet Tour Saint Hubert à gauche et ^le différentes cascades et émergent

Les parois calcaires (Tithonique), hautes de près de 700 ^m, entre

des ^Fonds, dans un

^ruisseau

s'échappant du front pour cascader quelques mètres plus loin dans ^une fissure orientée NE-SW ouverte dans

le

^{plancher karstifié}

^de

I'Argovien.

Une vingtaine d'heures plus tard, ^le Giffre était coloré ainsi que son affluent du Ruan, le Foulon, mais ni le Violon,

ni aucune autre source.

L'eau emprunte sans doute le même ^canal que

pourTl.

Après ces quatre opérations, on ^peut déjà relever que tous les transits ^se font sous la chaîne frontière franco- suisse et que des eaux censées ali- menter le lac de barrage ^d'Emosson lui font défaut, embellissant du même coup le cirque du Fer-à-Cheval et ^les cascades ^qui font son charme.

L'année 1995 n'a vu aucun ^traçage, la couverture neigeuse ayant été très importante

;

^seules

^des

^reconnais-

sances de terrain se sont continuées.

Les travaux commencés en 1994 à la

grotte RU-1, se sont poursuivis ^(voir le paragraphe la concernant).

En septembre 1996, nous

^avons répété le traçage effectué deux ^ans plus

tôt au

glacier des Rosses ^afin de préciser le point d'émergence (T2, fig. 1). L'opération a été couronnée de succès : I'affluent nord du Violon ^est

bien alimenté par la ^perte

^du

glacier des Rosses.

Nous avons alors changé totalement de site puisque le reste de ^I'automne nous a vu débuter nos investigations dans le vallon de Susanfe-Clusanfe, derrière le col du Sageroux, au ^pied

des Dents du Midi, et donc

^en

Helvétie.

Un ruisseau prenant naissance sur ^le flanc oriental de la Dent de Barme est capté au bas du vallon de Clusanfe pour alimenter

le

lac de barrage de Salanfe. Nous avons à notre tour fait un barrage sur

ce

ruisseau Pour ^le diriger (durant quelques jours !) ^vers une perte qu'il alimentait sans doute ^il y a des milliers d'années, avant ^qu'il scie le verrou à l'entrée du vallon. ^Le trajet de I'eau a été helvético-suisse ^:

I'eau est

réapparue

sous le

Pas d'Encel, à Fontaine Verte, au fond de

la

gorge d'Encel. Elle s'est écoulée dans ces roches très tectonisées ^du Crétacé (Valanginien), au front de ^la nappe de Morcles, la résurgence se

situant au contact avec

^le

Nummulitique

de la nappe.

Ce traçage est T5 à ^la fig. ^1.

le Tenneverge et le Ruan, les vires de Prazon et le F

de la Combe

En 1997, nous

^revenons

sur

^le

versant français avec un traçage ^au mois d'août sous la Tête des ^Ottans

(2

548 m), sommet sur la frontière.

On a là une cuvette glacio-karstique, au fond encombré de débris de ^calc- schistes

du

Berriasien,

et

parsemé de dolines (soutirages dans le ^Malm sous-jacent). L'injection

a eu

^lieu

dans des

^ruisseaux

de fonte

de névés.

Les

fluocapteurs placés à

plusieurs cascades

du

Fond

de

la

Combe et

à

la grosse source de la Gouille Verte ont été positifs (T6 à la

fig. 1). On

a

donc eu diffluence des eaux, peut-être due à la crue provo- quée par les pluies le lendemain de I'opération (28 août).

En

septembre,

un

traçage effectué dans une venue d'eau au fond de ^la grotte RU-1 nous

a

montré que les eaux réapparaissaient dans une ^des cascades

du Fond de la

Combe (le Violon ou le ^Foulon).

Dès 1998, nous avons commencé ^à

utiliser un fluorimètre :

^I'appareil

mesure par intervalle de 4 secondes ou de

4

minutes la fluorescence ^de I'eau que l'on désire surveiller. ^Les données sont enregistrées

sur

une carte-mémoire. L'autonomie de ^I'ap- pareil est de ¹⁰ jours (ou 20) grâce à

une (ou deux) batterie(s)

de

12 V.

C'est

le

groupe de Géomagnétisme

de

I'Université

de

Neuchâtel, en Suisse, qui

a

conçu cet instrument,

dont le seuil de

détection

est

de

5x10"

^{g/ml. A} noter que pour ^pallier une panne électronique toujours ^pos- sible ^(une fois en 5 ans, une ^batterie plate, et par notre faute !), des fluo- capteurs

ont

toujours

été

placés à

côté du

fluorimètre,

et aux

autres points dont la surveillance nous sem- blait secondaire.

Avec l'acquisition de cet instrument, le temps d'arrivée du colorant

et

la

courbe

de

restitution pourront être définis pour chaque traçage.

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@re#*imoineenPaysdeSavoie-ALSN-n"12-03l2004

La première opération

a

été menée dans le vallon de Susanfe. L'eau ^est ressortie au fond de la gorge ^d'Encel

(cf. T5). Ce trajet est noté T7 à la fig. 1.

On est loin ici de nos vitesses records

de transit au glacier des

Fonds,

puisque l'on atteint

Péniblement 25 mlh: cela témoigne d'une ^circula-

tion en ^{régime noYé, dans}

^un

système karstique encore

Peu développé,

au sein des

roches ^du Néocomien.

Toujours en juillet, ce sont les WC de

la

cabane de Susanfe qui nous ont accueillis, ou plutôt leurs effluents ^qui ont reçu ^{1 kg} d'uranine. Le traceur est apparu au même endroit que le ^mois précédent, avec une vitesse ^similaire (T8 à la fig. 1). Mentionnons que ^les fluocapteurs placés

sur le

versant français

de la chaîne durant

^ces expériences n'ont rien ^détecté.

A la fin du même mois, ^un traçage a

eu lieu sous les échelles du col ^des Ottans, versant suisse, dans un ^ruis- seau issu du glacier homonYme et se perdant dans les fissures du lapiaz- Le fluorimètre, placé aux sources ^de la Gouille Verte, montra un début ^de passage

du

colorant 22h30 ^aPrès I'injection, avec un pic 11 h plus tard ;

s'en suivit une lente décroissance sur

une dizaine de jours avec,

_Pour chacun d'eux, une _Pulsation ^diurne

de fonte,

chaque

fois

_Plus faible, I'onde de crue survenant chaque jour

vers 18 h. Tous les

fluocaPteurs

placés

ailleurs, versant suisse ^ou français, furent négatifs. L'eau suit les

couches

du

Tithonique

jusqu'à

la

résurgence, au contact entre

^le

Bajocien supérieur et

I'Argovien- Tithonique ^(T9, fig. 1).

En septembre 1999, c'est le front du glacier de la Grande ^Pente, à I'ouest

de

I'Eglise

et du

Dôme, qui nous a vus sévir. Le biseau terminal disparaît

sous les

moraines,

en

amont d'un verrou (Tithonique) qui _n'est franchi

par aucun

émissaire.

Le

traçage (T10)

a eu lieu

dans une ^bédière.

Le ^{premier signal} est

apparu 42h30 après l'injection, aux ^sources de la Gouille Verte (vitesse modale ^: 130 m/h). ^Le trajet suivi par ^{I'eau est} sans doute le même que Pour T9.

En

^septembre

^{toujours, c'est}

^un

traçage franco-français

qui a

^lieu.

Aucun émissaire de surface ^{ne quitte}

la

langue nord du glacier

du

Ruan, alors que plusieurs torrents ^s'échap- pent de la langue sud pour ^rejoindre

le Giffre, en ^plus du karst

sous- glaciaire

qui

donne naissance

à

^la

source du Foulon. Le colorant

a

été

injecté dans un ruisseau

^suPra-

glaciaire

disparaissant

dans

une crevasse. ll est ressorti à l'émergence en

Y

sur un plan de chevauchement, ce torrent passant un Peu Plus bas à

côté

de

I'ancienne mine

de

fer. La vitesse a été proche d'un km/h, attes- tant

à

nouveau d'un régime vadose (les galeries ne sont pas entièrement inondées)

dans un

sYstème ^bien développé. L'eau s'écoule

au

sein des calcaires ^du Tithonique (T11 à ^la fis. 1).

Durant I'année 2000, c'est une ^fois de plus la grotte RU-1 qui reçoit notre visite afin de préciser le lieu de sortie de l'émissaire. Le traceur est ^apparu dans

le

torrent

issu du

^{glacier du}

Ruan,

le

Foulon, probablement

à

la

même

émergence

que celle

des

traçages au ^glacier des

^Fonds

(T1 et T4). Cette opération est ^notée T12 à la fig. 1.

En 2001, plusieurs traçages ont ^été menés dans le bassin-versant du ^lac de barrage de Salanfe : au _Petit lac des Ottans,

à ta

^perte

du

ruisseau d'Emaney

et au lac de

^Salanfe

lui-même.

C'est ainsi que nous avons

Pu

mon-trer

le lien avec les

^sources thermales

de Val d'llliez,

_Près ^de Champéry, en Valais, aPrès un Pas- sage sous les Dents du ^Midi.

Finalement,

en 2002, nous

^avons injecté

de

I'uranine dans

le

torrent sous-glaciaire d'un petit appareil ^des pentes nord

de

I'Eglise

(3

077 m), dans le massif de la Tour Sallière. ^Un signal n'est apparu qu'aux ^sources de la Gouille Verte, 47 h après I'injec-

tion.

L'eau

a

suivi les calcaires du Tithonique, avec une vitesse ^modale de 130 m/h. Le trajet ^(T13 à la fig. 1)

est certainement le même que Pour T9 et T1 0.

Ce ^{point extrême} de

^traçage

représente en fait la source du Giffre.

ll est quand même Piquant de ^cons- tater que plus de la moitié des eaux

de

cette rivière, éminemment ^haut- savoyarde s'il en est, proviennent ^de la Confédération Helvétique.

*

*

La source de

la

Gouille Verte

ô ette importante

émergence

\z(coord.

554.800/1 06.000/1 060), formée

de

plusieurs griffons, sourd (Suite page 20)

La centrale électrique de la Bâtiaz ^à Martigny (Suisse) turbine des eaux colorées au bassin ^de Vallorcine.

La vitesse dans la conduite forcée avoisine les ¹⁰ km/h

Lors du traçage au glacier des Traverses (T3), le colorant disparaît

sous la neige et la

glace

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La grotte RU-1

parcourant

notre zone d'étude de

I

long en large, véritable crible pour les eaux de fonte nivales et glaciaires,

nous y

avons découvert quelques cavités.

Parmi celles-ci, explorée dès 1993, la

grotte RU-1 (fig, 2). Ses coordonnées

CNS sont :

558.3501107,02512500.

Sa découverte tardive s'explique ^par le fait que chaque année, une impor- tante accumulation de neige se ^pro-

duit devant

I'entrée, masquant ^et interdisant I'accès, en général jusqu'à mi-août,

et

parfois plus tard. Mais il

arrive aussi que par faible enneige-

ment,

l'entrée

soit

accessible dès août.

Elle s'ouvre au pied de I'arête sud du

Ruan, dans le

bassin-versant de Barberine, par un porche haut d'envi- ron 1 m 50 axé sur une fracture sub-

verticale, au ^pied d'une

^barre

rocheuse d'une dizaine

de

mètres.

Plusieurs échantillons de

^roche

prélevés tant à l'entrée qu'à I'intérleur nous montrent qu'elle

se

développe

dans les

calcaires jurassiques du

Tithonique supérieur (déterm.

R.

Wernli),

Cette entité présente

du

reste une très forte karstification dans la région, et c'est en son sein que se ^dévelop- pent les circulations souterraines ^que nous avons mises en évidence.

Avant de présenter les investigations

scientifiques menées dans

cette cavité, disons quelques mots de son aspect.

Une importante gélifraction affecte la

galerie d'entrée, et ceci

^jusqu'à

quelques dizaines

de

mètres

à

^I'in-

térieur. Des blocs

anguleux hétérogènes I'attestent.

Mais il

^est

aussi possible que des ^phénomènes de décompression affectent ces con-

duits

encore proches

des

^falaises

extérieures.

Des concrétions de glace s'y obser-

vent

souvent, pérennes parfois. ^Le trace se présente en bal'onnette, avec des changements brusques de direc- tion, de près de 90" chaque fois, au gré des fractures rencontrées.

Le

développement subhorizontal

traduit I'allure de la

stratification locale.

Des

recoupements

à

^I'em-

porte-pièce interrompent souvent le

réseau originel, qui se distingue par

la

forme

de ses

galeries,

de

type phréatique,

et le

concrétionnement recouvrant ses parois.

A

I'occasion,

on

rencontre des dépôts calcitiques

plus massifs,

stalagmitiques généralement,

souvent

corrodés.

Des creusements vadoses affectent parfois le plancher. De faibles venues

d'eau

apparaissent

ici et là.

Elles proviennent de la surface, lapiazée et chaotique, 30 à 50 m plus haut.

Des

soutirages

ont

provoqué des effondrements

et la création

de petites salles

au

plafond desquelles on retrouve la galerie originelle.

Plus loin dans le réseau, la ^présence de dépôts fins argilo-sableux devient plus fréquente. Ce sont du resle eux

qui mettent

fin à

la continuité de la

cavité par comblage jusqu'à la voùte.

Un certain nombre de travaux scien- tifiques ont été menés dans RU-1.

Tout d'abord des traçages à I'uranine, dans un ruissellement plus ^important que les autres, afin de déterminer le

devenir des eaux infiltrées dans ^ce secteur

de la

montagne.

ll

apparaît qu'elles résurgent au fond du cirque

du

Fer-à-Cheval, après avoir passé sous la frontière franco-suisse ^(T12,

fig.

1). Avec

de

nombreuses autres pertes sur le versant helvétique, c'est un déficit d'écoulement pour

le

bar- rage d'Emosson.

Ensuite, nous avons tenté une esti- mation d'âge sur une concrétion mas- sive par paléomagnétisme

et

radio- datation.

La première technique, menée con- jointement avec

le

Dr.

L

Hedley ^du

Groupe de Géophysique

^de

I'Université de Genève, ne nous a ^pas donné

de

résultats convaincants, la

faible quantité d'oxydes

de fer

en étant la raison.

Nous

nous sommes

alors

tournés vers une radiodatation

U/Th.

Elle a

été confiée ^à Y. Quinif, du CERAK, à

Mons en Belgique. Un

^premier

échantillon, prélevé

en

^{1994, s'est}

révélé

avoir été

géochimiquement

ouvert,

c'est-à-dire contaminé par

des éléments détritiques ou des col- loïdes externes. Cela n'est pas ^très surprenant vu l'état des concrétions, souvent corrodées. Y. Quinif pencherait cependant pour un âge supérieur au million d'années

Un second échantillon a été ^prélevé

en

1995

au

cæur d'une stalagmite

pour eviter cet écueil. Le

même problème

s'est

^{pourtant présenté.}

Enfin un troisième prélèvement a eu lieu I'année suivante, plus avant dans le réseau. Celui-ci, enfin non-ouvert,

a

donné un âge excédant 400 000 ans, limite de la méthode.

Nous nous ^sommes

^ensuite

intéressés au remplissage détritique

pour en

déterminer

la

répartition granulométrique

et

les constituants.

Dans la partie plane et rectiligne de la

cavité, là où les dépÔts n'ont pas été (encore) lessivés, nous avons fait un

@æPatrimaineenPaysdeSayoie-ALS|,l-n=12-t3l2004

L'entrée de la grotte ^RU-1.

Le piolet est planté dans un petit vallum morainique

I

prélèvement que nous avons tamisé.

On n'observe que des

marnes broyées,

des

farines glaciaires, de l'Argovien : I'origine glaciaire _{est donc} indubitable (dét. J. Martini).

Finalement, nous avons déposé dès 1995

en

trois endroits

de la

cavité, des thermomètres

à

minimum_maxi_

mum. Deux emplacements

ont

été choisis dans des zones exemptes de ventilation apparente, c'est_à-dire _au

fond de galeries colmatées,

le troisième dans

la

galerie principale, au milieu du réseau.

Chaque année, la lecture a été faite en août, septembre ou octobre, suivie d'une remise à zéro, pour autant que la cavité ait été accessible.

Les valeurs vont de -0.S" C à +2" C,

selon les endroits et les années, avec cependant

une

tendance

vers

les

valeurs positives ces

dernières années. On se situe donc, actuelle_

ment, dans cette région des Alpes,

très près de I'isotherme 0"

^C

annuelle, en fait 60 à g0 m plus bas.

C'est sensiblement sous la valeur de 2 800 m avancée par Vivian dans son ouvrage (19T5), mais en bon accord

avec le chiffre de Z Sg0 m

de Gauthier (1973). par contre, avec la

formule proposée par _{Maire (1gg0),} on trouve une altitude de

2

050 m,

bien trop basse.

Lors de chacune des visites,

le

courant d'air, _sensible, soufflait de

Sols polygonaux

I'extérieur

vers

I'intérieur,

à

^cette

période de l'année (août à octobre).

Et ceci en accord avec

"l'effet cheminée".

En

ce

qui _concerne

le

cadre

de

la

grotte _RU-1,

il est

marqué

par

les glaciers.

En

effet,

le front actif

du

glacier

des

Fonds

se

trouve

à

la

même altitude

que la grotte,

soit

2

5AA m. La langue sud

du

^glacier (glace morte?) s'écoule

à

une cen_

taine de mètres de la cavité, un peu en contrebas. Cette situation ressem_

ble donc à celle de la

grotte du Milchloch, au glacier de Grindelwatd, mais avec RU-1, on est près de 1 000 m plus haut.

D'après des documents

pho_

tographiques du début et du milieu du

XX'

siècle,

le

glacier

des

Fonds à

cette époque masquait I'entrée de la grotte. On constate du reste à I'entrée un petit vallum transversal d'un demi_

mètre de hauteur. ll date sans doute du Petit Age glaciaire.

La grotte

a

dû fonctionner en perte pour des eaux sous-glaciaires. Au gré des avances

et

des reculs du front, de la moraine de fond a été injectée dans la cavité.

Celle-ci

a

certainement même été totalement colmatée, alors que I'on

était

en

régime phréatique,

par

un

dépôt

fin. On est

présentement _en

voie d'un

décomblement,

qui

a

probablement débuté

à la fin

des dernières périodes froides du Dryas.

La circulation de I'eau s'est faite de I'extérieur vers l'intérieur,

si

I'on se réfère aux cupules d,érosion sur les parois.

On peut

_essayer

de

remonter plus

avant dans

le temps.

En

admet-

tant une

abrasion glaciaire

de

150 à

200 mètres

par

million

_d'années,

on arrive à la con-

clusion que

c'est

toute la

^partie

amont de la grotte

qui a

disparu,

décapitée

par I'enfoncement _du

Dans la partie rectiligne de RU-1, une galerie en ,,trou de serrure" montrant 2 phases de creusement (en photo M.L. Sesiano)

glacier des Fonds.

De plus, _la présence d'un concrétion_

nement massif

à

cette altitude peut s'expliquer par un réseau qui se trou_

vait au début du

euaternaire, ou avant, plus bas. En effet, avec un taux

de

surrection des Alpes d'environ 1

mm/an (actuellement), dont la moitié est la proie de l'érosion sous toutes ses formes,

on

trouve une altitude d'environ 1 S00 mètres. Ce chiffre est

davantage compatible avec

la

présence

d'un couvert végétal

à

même d'assurer une agressivité des eaux capables d'abandonner, quand les conditions de pression partielle _de COe

et de

température sont favor_

ables, les dépôts de calcite observés

-

ALst/

-

ry.7{.æEEIEgW @

Nature et Patrimoine en pays

de

Savoie

des

éboulis masquant

le

^pied des parois, au Fond-de-la-Combe, en rive

droite.

Le

qualificatif "Verte"

a

été donné

pour

éviter

toute

confusion

avec

l'émergence

de la

^Gouille,

au-dessus

de

Nantbride, trop-plein de sortie des eaux du Fontanil. Ces

deux

dernières sources

étant

^les

endroits

où les

eaux

du lac de

la

Vogealle revoient le jour.

Comme nous I'avons dit plus haut, on

se

trouve

ici au

contact

entre

^les calcaires perméables

de

I'Argovien-

Tithonique et ^ceux du

Bajocien supérieur.

Dès 1995, nous avons surveillé cette

émergence avec un

limnigraphe (autonomie

: 3

semaines). Après avoir subi plusieurs mètres de neige tassée durant I'hiver 1998-99, nous I'avons récupéré écrasé,

et

donc enlevé

en juin

1999. Nous avions

aussi travaillé avec une

échelle graduée, au même endroit, du reste toujours

en

place. Lors

de

chaque visite,

nous en

avons profité pour mesurer

la

température

T, la

con-

A gauche, l'émergence du Foulon (eau du glacier du Ruan). En bas, résurgence colorée lors du traçage T1 (la personne entourée donne l'échelle).Au centre, une cascade issue du glacier _{de Prazon}

ductibilité

k et le

pH

de

I'eau, ainsi que celle de la cascade de la Gouille Verte,

à

une centaine de mètres en aval, issue elle de la région du lac de la Vogealle.

Relevons que l'accès à ce secteur en

hiver peut être dangereux,

car avalancheux. L'auteur de ce travail a

du reste été surpris par

une avalanche

de

poudreuse alors ^qu'il

faisait les

mesures,

le

^12112197,

avalanche tombée

de la

crête fron- tière, près de 2 000 mètres plus haut.

Au

printemps, nous dûmes même une fois localiser le limnigraphe avec

un

magnétomètre, enfoui qu'il était sous deux mètres de neige ^!

Les enregistrements

du

limnigraphe montrent que le régime de la Gouille Verte est nivoglaciaire, avec un débit minimum en janvier et février, et maxi- mum

en

mai et juin, _{puis diminuant} lentement. Cependant, si I'augmenta- tion du débit est rapide au printemps, la décroissance automnale vers l'étia-

ge

d'hiver est bien plus lente. Cela

témoigne d'un aquifère à

fortes réserves et tend à justifier la vitesse

de

transit

du

traceur, assez faible dans

le

type d'environnement alpin que nous étudions.

En hiver, de brusques redoux dus à

une éphémère remontée

de I'isotherme OoC, peuvent amener une crue brutale. Les oscillations diurnes

de

^fonte s'étendent

en

général de

10

h à

18

h

chaque jour, avec ^une montée plus rapide que

la

décrue.

Leur amplitude est

la

plus marquée d'avril ^à juin. Dès novembre, elles ne sont pratiquement plus perceptibles.

Nous n'avons pas de données pour janvier, février et début mars, le limni- graphe étant

à

cette période enfoui sous la neige.

En ce qui concerne les températures,

on

note une amplitude annuelle de

2'C ^pour la

source

de la

Gouille Verte,

soit

entre

4,5 et

6,5"C, sur

I

ans de mesures. La différence est évidente avec le torrent de surface, la

cascade de la Gouille, où I'on a près de 20"C. On a pour la source un fort amortissement saisonnier, dû

à

^une

circulation profonde

et

lente, ^proba- blement en régime phréatique.

ll est intéressant de comparer ^la tem- pérature moyenne de la source de la Gouille Verte, 5,5oC, avec celle d'une autre source dont nous avions mis en

évidence le parcours profond, celle du Vivier. Elle draine une partie du Désert de Platé, bassin-versant d'alti-

tude,

^proche

du

Haut-Giffre

;

^elle

sourd

à

Magland dans la vallée de I'Arve, à I'altitude de 500 m. Sa tem- pérature moyenne est de 8,7"C, avec

une faible amplitude

thermique annuelle, moins

de

1"C.

En

appli- quant une décroissance

de la

^tem- pérature avec I'altitude de 6,5"C/km,

on

constate

que la

source

de

la

Gouille Verte

et la

source du Vivier

reflètent bien la

température moyenne annuelle

du lieu

d'émer- gence.

On peut étudier

la

relation entre la

température et la conductibilité, cette dernière étant liée à la minéralisation.

Sans surprise,

on

constate ^qu'aux périodes d'étiage (ianvier et février),

on a

expulsion d'eau "chaude" et minéralisée,

qui a

"traîné" dans le

réseau (effet

"piston-flow"). C'est

surtout visible au début de

^nos

mesures, où le pas est

^plus

rapproché qu'à la fin.

Avec

l'amorce

des

crues

de

^prin- temps surviennent

des

eaux ayant transité assez rapidement

dans

le

réseau, ce qui provoque un abaisse-

ment de la

température

et de

la

minéralisation,

avec des

accidents liés à de brefs épisodes froids, ou à

des ^pluies jusqu'à haute altitude. On remarque que les températures les plus basses sont atteintes en ^juillet- août, en parfaite opposition de phase avec ce qui est observé dans I'envi- ronnement extérieur local.

ll est à nouveau intéressant de noter

qu'à la

source

du

Vivier,

la

con- ductibilité

est

bien plus élevée, soit près

de 500

pS/cm (microsiemens par centimètre : unité de mesure de la

conductivité électrique d'une eau), contre 125 pS/cm à la Gouille Verte.

Ceci est dû à l'altitude du bassin-ver- sant, plus élevé dans le cas qui nous concerne.

Enfin, pour notre émergence, I'ampli- tude assez faible des fluctuations de

la

conductibilité, environ

80

^pS/cm, atteste d'une karstification assez ^peu développée, ce que nous a montré du reste la lenteur des transits.

En I'absence de station de jaugeage et d'un seuil, nous avons essayé de faire des estimations du débit de la Gouille Verte, là où son lit est large, à

fond plat, avec un écoulement à ^peu près laminaire,

soit

près d'un petit

pont en aval de

notre station de mesures. Nous avons essayé de les corréler avec

les

hauteurs lues sur l'échelle graduée.

On peut dire que

le

débit minimum

est

atteint

aux

mois

de

janvier et

c!n* *n

Pays de Savoie

-

ALSN

-

n"12

-

0312004

février, jusqu'au début mars, soit environ

100 l/s. Puis on observe une rapide augmentation avec 200

l/s en

avril, 300

en

mai, 400 _en

juin et

500 en juillet et août. Puis une lente décrue s'amorce avec 400 l/s en septembre,

environ 300 en octobre,

2OO en novembre,

puis 150 en

décembre.

Ce ne sont que des valeurs approxi- matives et sujettes à des fluctuations

rapides selon les

conditions météorologiques

:

brusque redoux hivernal, pluie

en

altitude sur

de

la

neige fraîche, gros _orages

_d'été,

épaisseur

plus ou

moins

forte

du

manteau neigeux, etc. Avec

ces valeurs, on obtient un module annuel de 270 l/s. Fort de cette estimation, on peut tenter un bilan.

La

Gouille Verte draine

la

surface englacée

se

trouvant

à

I'ouest de

l'arête reliant la Tour Sallière

au Dôme, puis

à

I'Eglise (traçage _T10), mais également la surface au-nord de ce dernier sommet (traçage T13) ;de plus, elle est alimentée aussi par le glacier des Ottans s.l. (traçage

ig;,

et partiellement

par le

petit liarst des

Ottans sur le versant

français (traçage T6). Cela

fait

une surlace totale d'environ

4

kmz. Même si une faible quantité d'eau quitte le glacier du Ruan suisse pour être caplée et

alimenter le lac de Salanfe

(un module annuel de 35 l/s correspond à

un drainage d'une surface

de 0,5 km2),

il

nous reste 3,5 km, pour alimenter les sources

de la

Gouille Verte. Le module spécifique _{est donc} de 80

llslkm,.

Cette valeur est plus élevée que celle avancée par Audra

(1994) pour des réseaux

alpins (Autriche, Vercors), mais nos bassins d'alimentation sont plus _hauts

et

la

pluviométrie plus forte.

Si I'on prend une hauteur de précipi- tations annuelles de 2,7 m, en accord avec les totalisateurs pluviométriques de la région, et une évapotranspira_

tion

de

15 ^o/o,

il

nous reste 2,3 m à

évacuer souterrainement. Cela cor- respond

à un

module

annuel

de 250

l/s,

valeur

du

même ordre de grandeur

que ce que nous

avons relevé aux sources de la Gouille Verte durant nos années d'observations.

Conclusions

1^r"tt"

^étude

^a

permis d'expliquer

Url'origine

helvétique des eàux de la plupart des émergences du Fer-à-

Cheval et du

Fond-de-la-Combe.

D'autres cascades proviennent _de

torrents de surface,

eux-mêmes alimentés par la fonte des glaciers _de Prazon et du Ruan, en rive gauche de

la vallée principalemenl.

parmi

celles-ci, il faut mentionner

la

Méridienne et la Fontaine de I'Or (ou Pierrette). La première semble avoir pour origine les eaux de fonte de la

branche sud

du

glacier

de

^prazon.

Une reconnaissance sur celui-ci ne nous a pas permis d'en avoir la certi_

tude, mais elle a été rapide.

En revanche, concernant la ^pierrette, nous avons I'impression que les deux

émergences qui lui

donnent naissance, situées

sur la vire

^qui court

à

mi-hauteur

du

Tenneverge,

proviennent d'eaux

disparaissant

dans les lapiés du calcaire

du

Tithonique, sur le flanc sud

du Tenneverge, vers 2TS0 m d'altitude. ll

y a là un

névé-glacier permanent dans un petit cirque, dont nous avons pu localiser les pertes. _{Si les condi_}

tions sont favorables,

ce

sera notre objectif que d'en faire un traçage.

En conclusion, malgré des conditions

de terrain et

météorologiques souvent difficiles, ce travail a permis de soulever un large pan du voile qui recouvrait jusqu'alors I'origine des

eaux de cette belle et

sauvage région des Alpes

(à

I'exception àu fond de la vallée en été !) .

Jean SESIANO, Département de Minéralogie _de

I'Université _{de Genève}

N. Coppo effectue un traçage dans une fissure du ca!caire, au front du glacier des Fonds (opération T4)

Remerciements

Ce travail a été soutenu entre 1gg3

et

1998 par un subside

du

Fonds National suisse pour

la

Recherche Scientifique, par une contribution de

la

Société

pour la

Connaissance des Alpes, à Genève, et d'électricité d'Emosson S.A.,

et enfin par

un subside du Comité scientifique des

Réserves Naturelles de

Haute- Savoie et de I'association ASTERS

(convention No T-2001),

cette dernière m'ayant également facilité I'accès au site du Fer-à-Cheval.

L'émergence de la pierrette, au Tenneverge à l'étiage, et G. Gauthier

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Nature et Patrimoine

en

^pays de Sayoie -,ALSN - no12

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