Cours magistral GA13Y010

Cours magistral GA13Y010 Géomorphologie

François Bétard – Année 2021-2022

Plan du cours

Chapitre introductif : L’objet de la géomorphologie

Première partie : Notions de géomorphologie structurale

Chapitre 1 : Tectonique des plaques, volumes de relief et grands ensembles morphostructuraux

Chapitre 2 : Les formes de relief dans les bassins sédimentaires

Chapitre 3 : Les formes de relief dans les socles cristallins

Chapitre 4 : Les formes de relief dans les chaînes actives de plissement

Chapitre 5 : Les formes de relief en structure faillée

Chapitre 6 : Les formes de relief en structure volcanique

Deuxième partie : Agents, processus d’érosion et formes de relief associées

Chapitre 7 : Les processus élémentaires de l’érosion : la météorisation des roches

Chapitre 8 : L’érosion fluviale et les formes de relief associées

Chapitre 9 : L’érosion glaciaire et les formes de relief associées

Chapitre 10 : L’érosion littorale et les formes de relief associées

Chapitre 11 : L’érosion éolienne et les formes de relief associées

Bibliographie

2 manuels de base doivent être maîtrisés depuis la fin de la 1^ère année :

- J. Demangeot (2009), Les Milieux Naturels du Globe, Masson, 364 p.

- C. LeCoeur (2015), Eléments de Géographie Physique, Bréal, 465 p,

2 manuels fondamentaux sont à utiliser en 2^ème année :

- R. Coque (2002), Géomorphologie, Colin, 503 p.

- M. Derruau (2010), Les Formes du relief terrestre. Notions de géomorphologie, Colin, 240 p.

2 ouvrages pourront être consultés pour des approfondissements sur chaque partie :

- J.P. Peulvast & J.R. Vanney (2001-2002), Géomorphologie structurale, Gordon & Breach, 2 tomes.

- M. Fort, F. Bétard & G. Arnaud-Fassetta (2015), Géomorphologie dynamique et environnement, Colin, 336 p.

1 ouvrage collectif sur la géomorphologie de la France :

- D. Mercier (dir.) (2013), Géomorphologie de la France, Dunod, 320 p.

Les principales définitions se trouvent dans :

- P. George & F. Verger (2013), Dictionnaire de la Géographie, PUF, 478 p.

- A. Foucault & J.F. Raoult (2014), Dictionnaire de Géologie, Masson, 416 p.

Pour les TD, l’ouvrage fondamental demeure :

- M. Archambault, R. Lhénaff et J.R. Vanney (1997), Documents et méthode pour le commentaire de cartes (géographie et géologie), Masson, 2 tomes.

MCC

2/3 Contrôle continu + 1/3 Examen final en janvier

Le contrôle continu se compose de :

- 1 devoir-maison (coef. 1)

- 1 interro sur table en TD (coef. 0,5)

- 1 devoir sur table en fin de semestre en TD (coef. 2)

- 1 devoir facultatif sur la sortie de terrain en vallée de Chevreuse (jusqu’à +1 pt sur la moyenne du contrôle continu)

Pour les étudiants inscrits en Contrôle terminal (CT)

- Examen final en janvier (50%)

- 1 oral en janvier (50%)

Chapitre introductif

L’objet de la géomorphologie

Introduction

Définition de la géomorphologie :

Science qui a pour but de décrire et d’expliquer les reliefs terrestres à tout niveau d’échelle.

La géomorphologie possède deux branches principales :

- Géomorphologie structurale => étude des relations entre le relief et la structure géologique (Partie 1 du cours magistral)

- Géomorphologie dynamique => étude des processus d’érosion et des formes de relief associées (Partie 2 du cours magistral)

D’autres branches (secondaires) existent, notamment :

- Géomorphologie zonale ou climatique => étude des relations entre le relief et le climat (ex. : géomorphologie glaciaire, tropicale, etc.)

- Géomorphologie historique ou paléogéomorphologie =>

reconstitution de l’évolution passée des reliefs

1. Le relief, objet d’étude

Le relief forme l’armature des paysages naturels et des aménagements humains. C’est un élément majeur de l’étude des milieux.

1.1. Les éléments de description du relief

1. Le relief, objet d’étude

Les reliefs sont de complexité et de dimensions inégales.

Pour décrire un relief, on utilise un vocabulaire neutre de topographie : montagnes, collines, plateaux, plaines, vallées…

Les composantes du relief se résument à 2 éléments :

- Des surfaces (ex. : une plaine, un plateau)

- Des versants (simple : un talus ; double : une vallée, une crête)

Ex. :

1.1. Les éléments de description du relief

Butte

Plaine

Plateau

Talus Vallée

1. Le relief, objet d’étude

La notion d’échelle est essentielle en géomorphologie. Il existe ainsi :

- Des reliefs majeurs (ou mégaformes) => ex. une chaîne de montagnes

- Des reliefs d’échelle moyenne => ex. un chaînon, une vallée

- Des reliefs mineurs => ex. une corniche, un chaos rocheux

- Des microreliefs (ou microformes) => ex. un taffoni, une vasque

1.1. Les éléments de description du relief

Une vallée Une chaîne de montagnes

Un chaînon

Une corniche Un taffoni Un chaos rocheux Une vasque

1. Le relief, objet d’étude

La genèse d’un relief dépend :

- du bilan entre 2 forces antagonistes : la TECTOGENÈSE (= géo-

dynamique interne) et la MORPHOGENÈSE (= géodynamique externe)

- de l’influence de 2 paramètres majeurs : le NIVEAU DE LA MER (=

niveau de base) et le TEMPS (= durée)

1.2. Les éléments d’explication du relief

La tectogenèse La morphogenèse

Le niveau de la mer Le temps 2 forces

antagonistes

2 paramètres majeurs

2. La structure et la tectogenèse

Définition : La structure (géologique) se définit comme la nature, la disposition et la déformation des roches.

Structure

Nature => LITHOLOGIE

Disposition => STRATIGRAPHIE (ou conditions de gisement)

Déformation => TECTONIQUE

2 éléments statiques

1 élément dynamique

Les déformations des roches ont 2 origines :

- La TECTONIQUE DES PLAQUES => résulte de mouvements latéraux de plaques lithosphériques : divergence (rifting) ou convergence (subduction)

- L’ISOSTASIE => résulte de mouvements verticaux de la lithosphère.

C’est un ensemble de mouvements compensateurs de décharge (bombement) ou de surcharge (subsidence)

2.1. La tectonique, élément dynamique de la structure

2. La structure et la tectogenèse

Déformations

TECTONIQUE DES PLAQUES

ISOSTASIE

rifting

subduction chaînes de montagnes océanique

continental

dorsales rifts contin.

bombement

subsidence

socles

bassins sédimentaires

Les déformations des roches se réduisent à 4 types :

- Structure aclinale

- Structure monoclinale

- Structure plissée

- Structure faillée

2.1. La tectonique, élément dynamique de la structure

2. La structure et la tectogenèse

Pas de déformation

Déformation faible

(pendage faible et unique)

Déformation souple

(pendages forts et multiples)

Déformation cassante

Les reliefs produits par la tectonique appartiennent à 2 types :

2.1. La tectonique, élément dynamique de la structure

2. La structure et la tectogenèse

- Les formes structurales primitives (ou originelles) : elles sont conformes à la structure ; mais ces formes sont rares car elles supposent une intervention nulle ou

limitée de l’érosion

- Les formes structurales dérivées : elles témoignent d’un travail de l’érosion qui va exploiter l’inégale résistance des roches (phénomène

d’érosion différentielle)

Exemple :

Un escarpement de faille (primitif)

Exemple :

Un escarpement de ligne de faille (rajeuni inverse)

La lithologie désigne la nature des roches et leurs propriétés. Il existe 3 grandes familles de roches :

2.2. La lithologie et les conditions de gisement, éléments statiques de la structure

2. La structure et la tectogenèse

Roches

MAGMATIQUES

SEDIMENTAIRES

METAMORPHIQUES

plutoniques (ex. granite) volcaniques (ex. basalte)

para-métamorphiques (ex. schiste) ortho-métamorphiques (ex. ortho- gneiss) carbonatées (ex. calcaire)

argileuses (ex. argile) siliceuses (ex. grès)

salines (ex. gypse)

La lithologie va influencer la tectonique et l’érosion :

2.2. La lithologie et les conditions de gisement, éléments statiques de la structure

2. La structure et la tectogenèse

Lithologie

EROSION

TECTONIQUE

Ex. : crête en roche dure

Ex. : dépression en roche tendre

Ex. : faille en

roches cristallines Ex. : plis en roches sédimentaires

Les conditions de gisement des roches vont influencer les reliefs :

- Les roches sédimentaires (et certaines roches volcaniques) sont stratifiées

- Les roches cristallines (plutoniques et métamorphiques) affleurent en massif

Enfin, certains reliefs sont spécifiques de certaines lithologies (ex. relief des roches calcaires = karst)

2.2. La lithologie et les conditions de gisement, éléments statiques de la structure

2. La structure et la tectogenèse

Ex. : reliefs annulaires en roches granitiques (d’après C. LeCoeur) Ex. : reliefs monoclinaux en

roches volcaniques stratifiées

L’érosion s’exerce par l’intermédiaire de processus et d’agents (ce sont les processus et agents d’érosion, aussi appelés processus et agents morphogéniques). Ces agents résultent du climat.

L’érosion procède de 2 forces :

- Les agents atmosphériques (température, précipitations, vent) : chacun de ces 3 éléments va influencer les agents d’érosion (ex. :

température => érosion par le gel ou la glace ; précipitations => érosion par les écoulements ; vent => érosion par la déflation éolienne)

- La gravité : un paramètre important pour l’accomplissement de l’érosion sur la planète Terre

3. L’érosion et la morphogenèse

3.1. Origine et nature de l’érosion

Définition : L’érosion désigne l’ensemble des processus externes qui modifient les reliefs à la surface de la Terre.

3. L’érosion et la morphogenèse

3.1. Origine et nature de l’érosion

L’érosion s’exprime de 4 façons différentes :

Erosion

MECANIQUE

CHIMIQUE

ANTHROPIQUE

produit

BIOLOGIQUE

débris

biomécanique biochimique

directe (ex. : ouverture d’une carrière) indirecte (ex. : érosion des sols agricoles)

produit

solutions

produit

débris

produit

solutions (physique)

(faune-flore)

(Homme)

(ex. : dissolution) (ex. : gélifraction)

3. L’érosion et la morphogenèse

3.1. Origine et nature de l’érosion

L’érosion se décompose en 3 stades :

- l’ablation (altération du matériel rocheux et libération des débris)

- le transport (prise en charge et évacuation des débris)

- le dépôt (sédimentation ou accumulation des débris)

L’érosion, un transfert de matières et des processus en relais (d’après C. LeCoeur)

3. L’érosion et la morphogenèse

3.2. Les formes de relief produites par l’érosion : les modelés

L’érosion produit 2 types de modelés (ou reliefs d’érosion) :

- Les modelés d’ablation : ils sont formés par le creusement,

l’attaque provoquée par certains agents ou processus. Exemples :

- Les modelés d’accumulation : ils sont formés par le dépôt, l’accu- mulation de débris transportés par les agents d’érosion. Exemples :

Vallée fluviale Cirque glaciaire Falaise littorale

Delta fluvial Moraine glaciaire Dune littorale

Conclusion

Les reliefs qui résultent directement de l’influence de la structure sont les RELIEFS STRUCTURAUX, appelés aussi formes structurales : ces dernières peuvent être primitives ou dérivées.

=> l’étude de ces reliefs est l’objet de la géomorphologie structurale (1^ère partie du cours)

Les reliefs qui résultent directement de l’action des processus

d’érosion sont les RELIEFS D’EROSION, appelés aussi modelés : ces derniers peuvent être d’ablation ou d’accumulation.

=> l’étude de ces reliefs est l’objet de la géomorphologie dynamique (2^e partie du cours)