(courssna3 géomorphologie [compatibility mode])

Facult des Sciences de Tunis Dpartement de Gologie Section: LFSNA3


Section : LFSNA3

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Chapitre 1 : INTRODUCTION A LA GEODYNAMIQUE EXTERNEI. DEFINITIONS II. AGENTS DE LA GEODYNAMIQUE EXTERNE

Chapitre III : LES SERIES SEDIMENTAIRESI. LES SEDIMENTS II. LES ROCHES SEDIMENTAIRES III. COMPOSITION CHIMIQUE ET MINERALOGIQUE IV. MILIEUX DE DEPOT V. PRINCIPAUX TYPES DE ROCHES SEDIMENTAIRES

Chapitre 2 : LE PHENOMENE SEDIMENTAIREI. GENERALITES II. FRAGMENTATION ET EVOLUTION MECANIQUE DES ROCHES III. ALTERATION ET SEDIMENTATION CHIMIQUES IV - EROSION V. TRANSPORT DES SEDIMENTS VI. LA SEDIMENTATION ET LES MILIEUX DE SEDIMENTATIONPage 3 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Page 4



Chapitre 1 : INTRODUCTION A LA GEODYNAMIQUE EXTERNE I. DEFINITIONS I.1. GODYNAMIQUE EXTERNE I.2. LE CYCLE EROSION TRANSPORT SDIMENTATION II. AGENTS DE LA GEODYNAMIQUE EXTERNE II.1. LEAU II.2. LE VENT II.3. LA TEMPRATURE II.3.a).Chocs thermiques = thermoclastie II.3.b). Haloclastie = clatement de la roche li au sel. II.3.c). La cryoclastie II.4. LES TRES VIVANTS II.5. LES GLACIERS II.5.a). Les calottes polaires II.5.b). Les glaciers alpins II.5.c). L'ajustement isostatiqueChapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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I. DEFINITIONS I.1. GODYNAMIQUE EXTERNE La dynamique externe de la terre, ou la godynamique externe, concerne l'volution dynamique de la surface de la Plante. L'eau, la glace, le vent, sculptent les surfaces continentales.

Chapitre I INTRODUCTION A LA GEODYNAMIQUE EXTERNE

Les paysages obtenus refltent la nature, la composition et l'architecture des formations gologiques. Les continents s'aplanissent et tendent vers un niveau de base, celui des ocans. Si les processus d'rosion dominent les continents, ce sont plutt les processus de la sdimentation qui prvalent dans les ocans.

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Il existe un lien certain entre : godynamique interne et godynamique externe la dynamique relie la tectonique des plaques vient souvent rajeunir les reliefs des continents; la topographie des ocans et son volution sont aussi tributaires de la tectonique des plaques. On appelle souvent la terre, la plante bleue. Cela n'est pas tonnant, car comme le montre la coupe ci-dessous, les ocans couvre 71% de la surface de la plante. Les points extrmes du relief de la surface de la lithosphre sont : le mont Everest dans l'Himalaya, le point le plus haut, 8 848 m, et la fosse des Mariannes, le point le plus profond dans l'ocan, 11 034 m de profondeur. On a donc un dnivel total de 20 000 m (20 km).Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Les couches superficielles de la Plante contiennent les ressources naturelles minrales essentielles la survie de l'Homme: eaux souterraines, combustibles fossiles et gtes mtallifres. Plusieurs de ces ressources ont comme origine des processus de surface. I.2. LE CYCLE EROSION TRANSPORT SDIMENTATION Rappelons d'abord ce qu'est le "cycle gologique". Les roches peuvent tre classes en trois grands groupes qui sont les roches ignes ou magmatiques, et les roches sdimentaires les roches mtamorphiques.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Au sein du cycle gologique, les processus sdimentaires comprennent l'altration, l'rosion, le transport, le dpt et la diagense. Les sdiments dtritiques, forms de grains issus de la dgradation de roches prexistentes, transports et dposs dans un bassin de sdimentation, constituent l'illustration la plus vidente de cette partie du cycle. Dans le cas des sdiments biognes et chimiques, rsultats de la prcipitation organique et/ou chimique, les constituants sont amens au bassin sdimentaire sous la forme d'ions solubles.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Plus spcifiquement, l'altration est la destruction de roches ignes, mtamorphiques ou sdimentaires par dsagrgation mcanique et dcomposition chimique, voire biologique (glifraction, insolation, dcompression, action des racines, de l'eau, du vent, etc.). L'altration donne naissance une grande varit de produits: sols, dbris rocheux, ions en solution dans les eaux superficielles. L'rosion correspond l'enlvement de ces produits d'altration des zones d'altration active et le transport est leur mouvement vers les zones de dpt. La lithification est le rsultat de processus comme la compaction, la recristallisation, la cimentationChapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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II. AGENTS DE LA GEODYNAMIQUE EXTERNE II.1. LEAU Les plantodes, comtes et astroides qui ont form la plante Terre par leur accrtion contenaient toute leau de notre plante. Aprs cette accrtion, qui s'est termine il y a 4,5 milliards dannes, la Terre a connu une priode intense de dgazage qui a libr leau sous forme de vapeur par lintermdiaire des volcans. Quand la temprature est descendue sous les 100 C, la vapeur atmosphrique a condens pour former les ocans.

On ne sait trop quand ceux-ci sont apparus, mais on a des vidences de la prsence des ocans il y a quelques 3,8 Milliard dannes comme en tmoignent les premires roches sdimentaires, des roches qui ncessitent la prsence deau pour se former (altration de massifs rocheux, rosion, transport et dpt des particules).

Aussi longtemps que la temprature terrestre sest maintenue audessus de 100 C, cette vapeur fut garde dans latmosphre, crant un effet de serre important.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Une faible quantit de vapeur deau est demeure dans latmosphre, suffisamment pour maintenir un certain niveau deffet de serre (avec le CO2 venant aussi des volcans) sans lequel notre plante serait une boule de glace.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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La circulation annuelle de l'eau constitue le plus grand dplacement d'une substance chimique la surface de la Plante.

Le ruissellement des eaux continentales transfre les produits de l'altration physique et chimique vers les ocans. La figure qui suit prsente le cycle complet (externe et interne) de l'eau l'chelle du globe terrestre tout entier.

Par les processus de l'vaporation-prcipitation et la circulation ocanique, l'eau transfre, des tropiques aux ples, une grande partie de l'nergie calorifique reue par la Terre et constitue ainsi le rgulateur des tempratures du globe.

Ces dplacements de l'eau dterminent les rpartitions climatiques de notre plante. Autre lment important pour la survie de notre espce, la quantit d'eau disponible annuellement est le facteur dterminant de la croissance des plantes terrestres et par consquent influence normment la productivit primaire.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Sur cette figure, les botes reprsentent les rservoirs, les flches bleues les flux du cycle externe, et les flches rouges les flux du cycle interne. Selon les conditions de temprature et de pression, l'eau se retrouve sous trois tats: solide, liquide et vapeur. Le cycle externe est celui qui est observable directement. L'nergie solaire transforme l'eau liquide en vapeur. L'vaporation se fait principalement au-dessus des ocans (84%). Les vents et autres mouvements de l'atmosphre redistribue la vapeur d'eau; celle-ci retombe sous forme de pluie qui, au niveau des continents, ruisselle et retourne l'ocan.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Comme on l'a vu prcdemment, une certaine quantit d'eau est stocke sous forme de glace. L'eau (liquide et solide) constitue l'agent essentiel de l'altration et la dsagrgation des roches de la crote terrestre et contribue ainsi au recyclage de plusieurs lments. Le cycle interne est celui qui concerne la circulation de l'eau entre l'ocan, la lithosphre et l'asthnosphre. Un important volume d'eau s'infiltre dans les pores et les fractures de la couverture sdimentaire sur la lithosphre; on value 330.106 km3 ce rservoir. Un autre volume important d'eau s'infiltre dans les fractures de la lithosphre.

On n'a qu' penser ce systme de pompage que constituent les sources hydrothermales au niveau des dorsales mdioocaniques. Cette eau est un agent fort efficace de l'altration chimique des basaltes ocaniques, modifiant les proprits physico-chimiques et la composition de la crote ocanique et contribuant la composition chimique de l'eau de mer. La subduction de la lithosphre dans l'asthnosphre introduit aussi de l'eau dans cette dernire. Les minraux du manteau mme contiennent une norme quantit d'eau. Ensemble, lithosphre et asthnosphre contiennent un volume d'eau valu 400.106 km3.21Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre I - Page


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Le tableau suivant permet de comparer le volume des divers rservoirs d'eau dans les deux cycles.

On y voit immdiatement l'importance du rservoir ocanique, ainsi que celle des rservoirs du cycle interne. Il n'en demeure pas moins que l'eau stocke dans les glaciers, qui en comparaison apparat peu importante, compte tout de mme pour un volume apprciable; un rchauffement climatique qui amnerait une fonte importante aurait comme consquence une lvation significative du niveau marin. Compte tenu que la surface des ocans est de 3,6.108 km2, si toute la glace stocke dans les calottes glaciaires et les glaciers fondait, la monte du niveau marin serait de 120 mtres; si le quart seulement du rservoir de glace fondait, la monte serait de 30 mtres.



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N'oublions pas que durant les deux derniers millions d'annes, on a connu des fluctuations trs importantes du niveau marin qui a oscill entre +7 et -130 mtres au gr des phases d'englaciation et de fonte. videmment, on ne tient pas compte dans ce calcul simpliste des rtroactions comme des changements invitables dans la circulation atmosphrique, des taux d'vaporation modifis, des changements dans la circulation des eaux ocaniques, de l'isostasie, etc. Des interruptions importantes dans l'tat stationnaire du cycle de l'eau sont causes, entre autres, par les priodes de glaciation continentale. Celles-ci affectent particulirement la circulation des ocans et l'interaction ocan-atmosphre.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Ainsi, un refroidissement global abaisse les taux d'vaporation, entranant une rduction de la circulation de l'air humide dans l'atmosphre et des prcipitations. Par exemple, on value que durant la dernire glaciation, il y a 18 milliers d'annes, la prcipitation totale fut de 14% infrieure celle d'aujourd'hui, entranant une expansion de la dsertification, une diminution importante de la productivit primaire terrestre, ainsi qu'une accentuation de l'rosion olienne des sols dsertiques.


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Une glaciation entrane aussi un changement dans les taux globaux du transfert, des continents aux ocans, des matires dissoutes et en suspension dans l'eau. Durant les priodes de glaciation, une plus grande surface continentale est expose l'rosion parce que le niveau marin est plus bas (-120 mtres, il y a 18 milliers d'annes), ce qui entrane un apport accru de matriaux dans l'ocan. Une telle situation augmente le niveau de nutriments dans le milieu marin et une augmentation de la productivit primaire. L'eau est le support essentiel sans lequel tous les grands cycles biogochimiques ne sauraient exister.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Sous nos climats, l'apport d'eau au sol se fait sous forme de pluie, neige, rose et brouillard. Toute l'eau des prcipitations n'atteint pas le sol: une part est vapore directement pendant et aprs la pluie; les gouttes peuvent tre interceptes en partie par le feuillage. L'eau qui atteint le sol ruisselle, s'infiltre et rhumecte le sol. Les racines absorbent cette eau que la tige et les feuilles vaporent par transpiration. Une fraction rduite finalement gagne la profondeur et atteint la nappe. Un profil habituel de la quantit d'eau contenu dans une coupe du sol et du sous-sol habituel de la quantit d'eau contenu dans une coupe du sol et du sous-sol montre une augmentation de la teneur en eau avec la profondeur.27Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre I - Page

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La teneur en eau est fonction de la porosit et de la permabilit du sol. Le volume maximal d'eau qu'un sol peut retenir est la "capacit au champ" ou capacit de rtention du sol qui dpend essentiellement de la granulomtrie du sol. Prs de la surface, le sol n'est pas satur, les espaces vides contiennent de l'eau et de l'air; l'eau est soumise aux forces de gravit et de capillarit. A partir d'une certaine profondeur, la teneur en eau n'augmente plus: le sol est satur, tous les pores du sol sont remplis d'eau: cette zone sature forme une nappe; les forces de gravit sont prdominantes.

L'eau du sol ne reprsente que 0,064% de l'eau douce totale; teneur en eau dans le sol et le sous-sol.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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son rle est cependant essentiel puisque c'est l'eau qu'utilisent les racines des plantes. Chapitre I - PageMme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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II.2. LE VENT Le vent est une masse d'air en mouvement selon une composante horizontale. L'air s'coule des hautes vers les basses pressions. Un tourbillon est un dplacement d'air autour d'un axe d'inclinaison variable, la vitesse du vent y est multiplie au moins par cinq d'o sa grande efficacit comme agent d'rosion et de transport. La vitesse du vent est nulle au contact mme du sol et elle crot progressivement lorsqu'on s'en loigne. La variation de vitesse la plus importante s'observe dans les premiers millimtres ou centimtres au-dessus de la surface. C'est la couche de turbulence. Ce sont les tourbillons crs dans cette zone qui entranent le mouvement de particules.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Le vent constitue un facteur important d'rosion et de transport des sdiments la surface de la plante. Il est particulirement actif dans les rgions sches o la vgtation est quasi-absente, comme les dserts. Les rgions dsertiques, qu'on dfinit comme les rgions qui reoivent moins de 20 cm de prcipitations/an, couvrent prs du tiers de la surface terrestre. Les grands dserts du monde se trouvent entre les latitudes 10 et 30 de part et d'autre de l'quateur.


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Ces rgions sont constamment sous des conditions de haute pression atmosphrique o descend l'air sec,

ce qui est aussi vrai pour les rgions polaires qui sont aussi considres comme dsertiques compte tenu qu'elles reoivent moins de 20 cm/an de prcipitations (en quivalent pluie).

La rpartition des dserts est dtermine par la circulation atmosphrique qui, elle, dpend de la radiation solaire.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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II.3. LA TEMPRATURE II.3.a).Chocs thermiques = thermoclastie Claste = dbris Ils peuvent tre annuels, saisonniers, journaliers (ex : dans le dsert, la diffrence de T peut atteindre 50C ). Ils entranent un clatement de la roche par hydratation /

Milieux concerns : fortes variations quotidiennes de temprature. - milieux secs continentaux fortes amplitudes de temprature. (ex : Sibrie o les amplitudes thermiques annuelles dpassent parfois 100C, dserts secs). La temprature a un rle trs important sur la vitesse daltration (V). Pour une augmentation de 10C de temprature, la vitesse daltration double. T moyenne/C 10 20 2535Mme DARRAGI F.

dshydratation. destruction des matriaux rocheux sous leffet des fortes variations quotidiennes de la temprature.Cest la Les variations de temprature peuvent jouer un rle important dans les milieux privs d'eau. Les altrations sont alors dues aux diffrents coefficients de dilatation thermique des minraux constituant la roche. Ceci est particulirement frquent dans les marbres gros cristaux. La juxtaposition de matriaux ayant des coefficients de dilatation diffrents est souvent l'origine de dsordres importants.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Vitesse daltration 1V 2V 3V

Zones tropicales 30 4VCours de Gomorphologie Chapitre I - Page

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II.3.b). Haloclastie = clatement de la roche li au sel. Dans les rgions marines, l'eau s'vapore, la concentration en sel augmente, le sel prcipite et remplit la fracture, entranant une augmentation de volume qui fait clater la roche). Les sels transports par l'eau sont galement trs nfastes. Leurs origines sont trs diverses, ils peuvent provenir des processus chimiques lis la pollution, ou tre issus du sol dans le cas des remontes capillaires, Les sels prsents dans les solutions qui saturent la pierre se cristallisent lors du schage la surface mais aussi dans les couches profondes de la pierre en fonction de leur degr de solubilit.Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

La

cristallisation

des

sels

qui

s'accompagne

d'une

augmentation du volume des cristaux dans les pores engendre une pression, souvent considrable, et suffisante pour provoquer par son action rpte, la dtrioration dela pierre. En premier lieu on assistera la dislocation des couches superficielles puis la dsintgration granulaire, l'caillage, la fissuration donc la dcomposition de la pierre.37Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre I - Page

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II.3.c). La cryoclastie Les sels cristallisables causent gnralement plus de dommages dans les pores et les micro-fissures de la pierre qu' sa surface. L'intensit des dtriorations est directement lie la frquence des cycles humidification/schage, la concentration des sels, leur hydroscopit et leur aptitude la cristallisation. La cryoclastie est plus importante au niveau des glaciers et des montagnes.

Cryoclastie ou glifraction = clatement de la rocheli au gel. Quand il gle, il y a une augmentation de volume qui entrane un clatement de la roche. Ce phnomne est important aux hautes altitudes et latitudes.



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II.4. LES TRES VIVANTS II.5. LES GLACIERS Les tudes ont port notamment sur l'effet des organismes adhrant une roche: algues vertes, diatomes, lichens, champignons, bactries. Ceux-ci adhrent la surface grce en particulier des organes appropris qui pntrent dans les fissures et exfolient les minraux lamellaires (hyphes de lichen exfoliant la biotite). Ils produisent une dsagrgation et une microdivision de la surface de la roche ainsi qu'une attaque chimique par scrtion d'acide oxalique produit par les lichens comme par les racines des vgtaux suprieurs.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Si les eaux de ruissellement constituent un agent d'rosion trs important, l'eau sous sa forme solide, la glace, est aussi trs efficace pour modeler les surfaces continentales. Lorsque les tempratures moyennes d'une rgion se situent sous 0C, les prcipitations se font le plus souvent sous forme de neige et, surtout, les fontes ne sont pas suffisantes pour empcher qu'il n'y ait accumulation de neige et de glace.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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On reconnat deux grandes zones d'accumulation des glaces : les rgions polaires. et les rgions en hautes altitudes On aura consquemment deux grands groupes de glaciers : les calottes polaires, et les glaciers alpins (ou de montagnes), en hautes altitudes. II.5.a). Les calottes polaires On estime que les glaces couvrent aujourd'hui peu prs 10% des masses continentales. La calotte polaire de l'Antarctique est la plus grande et la plus paisse. Elle couvre pratiquement tout le continent antarctique.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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A son centre, la glace atteint une paisseur de 4 000 m. C'est une norme quantit de glace. Les forages faits travers ces glaces par les sovitiques en 1988 ont montr que les premiers 2 000 m avaient mis 150 000 ans s'accumuler, soit un taux annuel moyen d'accumulation de glace de 1,3 cm. L'autre calotte polaire, celle du plus mince, 3 000 m au centre.

Groenland, est un peu

Des forages complts en 1992 par un consortium de 8 pays europens ont montr qu'il a fallu 250 000 ans pour accumuler ces 3 000 m, soit un taux moyen semblable celui de l'Antarctique de 1,2 cm/an.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Le schma suivant illustre le systme glaciaire alpin.

II.5.b). Les glaciers alpins On rfre la glaciation qui se confine aux hautes montagnes comme la glaciation alpine, diffrente de la calotte polaire;

alpine, parce que c'est dans les Alpes que ce type deglaciation a d'abord t dcrit. En hautes montagnes, on aura deux types de glaciers: la calotte alpine formant une grande superficie de glace couvrant les sommets, partir de laquelle s'coulent des glaciers alpins confins aux valles (on dit aussi glaciers de montagnes, glaciers de valles)



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Durant la glaciation, l'coulement des glaces creuse nouveau les valles.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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L'paisseur d'un glacier se mesure gnralement en plusieurs dizaines, parfois mme jusqu' quelques centaines de mtres. C'est une masse importante qui agit sur la roche de fond comme un bulldozer. Le creusement n'est pas instantan, mais se fait progressivement mesure de l'coulement sur de longues priodes de temps. Progressivement, vont se creuser des valles qui peuvent atteindre des centaines de mtres de profondeur. Ces valles auront un profil bien caractristique en U. Aprs la fonte des glaces, on aura un paysage de cirques glaciaires (anciennes zones d'accumulation de la glace), de valles dites en U (auges glaciaires), de pics et d'artes dlimitant des valles suspendues rsultant du creusement par des glaciers plus petits venant se fondre dans le glacier principal. Chapitre I - Page 51Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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Le substrat rocheux porte la marque des glaciers: les roches sont moutonnes (arrondies par le frottement), ou canneles, ou encore stries par les cailloux entrans dans la glace, ce qui permet de dterminer la direction et le sens d'coulement de la glace une fois le glacier disparu.Chapitre I - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Le glacier arrache des matriaux au substrat rocheux; tout ce matriel sdimentaire produit directement par l'action de rabotage de la glace sur la roche porte le nom gnral de moraine. Les eaux de fonte du glacier redistribuent les matriaux glaciaires sur une plaine d'pandage; il y a tout un cortge de dpts qu'on dit fluvio-glaciaires. Le retrait du glacier laisse sur place tous ces dpts qui caractrisent les paysages glaciaires.


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Glacier de montagne.Cours de Gomorphologie

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Voici les principaux dpts qui caractrisent le paysage postglaciaire :

Kame: dpt fluvio-glaciaire dans une cavit ou unedpression du glacier qui, aprs la fonte forme de petits monticules.

Moraine frontale: dpt form au front du glacier, quand leglacier a atteint son avanc maximum et qu'il est stationnaire, par l'amoncellement des fragments rocheux de toutes tailles arrachs au substrat par le glacier, ainsi que des sdiments produits par l'abrasion de la glace sur la roche. Ce mlange de sdiments s'appelle un till.

Kettle: dpression dans une moraine ou un dpt fluvioglaciaire cre par la fonte d'un bloc de glace emprisonn dans les matriaux. L'accumulation des glaces ne causent pas que des surchages et des dpressions importantes la crote terrestre. L'alternance des priodes d'englaciations et de fontes causent des fluctuations du niveau des mers. En effet, le stockage des eaux terrestres dans les glaces polaires entrane un abaissement du niveau marin, alors que la fonte des calottes polaires s'accompagne d'une remonte de ce niveau. Chapitre I - PageMme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Moraine de fond: dpt morainique sous le glacier. Moraine latrale: dpt morainique aux marges du glacierconfin.

Drumlin: moraine de fond remodele par l'avanc du glacier. Esker: dpt fluvio-glaciaire serpentiforme form par des coursd'eau confins qui se situaient l'intrieur ou sur le glacier; la fonte du glacier laisse un lacet de sdiments. Chapitre I - PageMme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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Chapitre II : LE PHENOMENE SEDIMENTAIRE I. GENERALITES II. FRAGMENTATION ET EVOLUTION MECANIQUE DES ROCHES II.1. LALTERNANCE GEL DGEL II.2. LA TEMPRATURE II.3. LA DCOMPRESSION III. ALTERATION ET SEDIMENTATION CHIMIQUES III.1. ALTERATION III.1.a). La dissolution III.1.b). La dcarbonatation III.1.c). Lhydrolyse III.1.d). Loxydation et rduction III.1.e). Lhydratation III.1.f). Les activits biochimiques III.2. LES PARAMETRES QUI CONTROLENT LALTERATION CHIMIQUE III.3. RELATION ALTERATION CLIMAT Chapitre II - Page 60Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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IV - EROSION IV.1. DEFLATION EOLIENNE IV.2. CORRASION IV.3. RUISSELLEMENT ET EROSION FLUVIALE IV.3.a). Cuestas IV.3.b). Torrents IV.3.c). Rivires et fleuves IV.3.d). Morphologie karstique IV.4. EROSION GLACIAIRE IV.5. EROSION MARINE IV.5.a). Les mcanismes de lrosion marine IV.5.b). Formes drosion et daccumulations littorales

V. TRANSPORT DES SEDIMENTS V.1. TRANSPORT PAR GRAVIT PURE V.2. TRANSPORT PAR LA GLACE V.3. TRANSPORT PAR LEAU V.3.a). Eaux sauvages et eaux chenalises V.3.b). Caractristiques physiques coulement V.3.c). Transport des solutions V.3.d). Transport des solutions solides V.3.e). Transport par courant de densit V.4. TRANSPORT PAR LE VENT

dun



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VI. LA SEDIMENTATION ET LES MILIEUX DE SEDIMENTATION VI.1. SDIMENTATION CONTINENTALE VI.1.a). Sdimentation fluviatile - Sdimentation des rivires - Sdimentation dans les mandres - Sdimentation dans les rgions karstiques - Sdimentation torrentielle VI.1.b). Sdimentation olienne - Dpts de sable * Les dunes * Les rides - Dpts de poussires

VI.1.c) Sdimentation lacustre et lagunaire - Gnralits - La sdimentation lacustre actuelle * La sdimentation dtritique * La sdimentation chimique et biochimique - Cas des sebkhas continentales. VI.1.d). Sdimentation glaciaire VI.2. SDIMENTATION MARINE VI.2.a). La rpartition des sdiments VI.2.b). Les diffrents types des sdiments ocaniques



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II. FRAGMENTATION ET EVOLUTION MECANIQUE DES ROCHES

Chapitre 2 :Les processus mis en oeuvre dans l'altration physique sont les suivants: II.1. LALTERNANCE GEL DGEL Les alternances de gel-dgel, en climat suffisamment humide, fragmentent les roches (cryoclastie). L'eau en gelant augmente son volume de 9-10% en largissant progressivement les fractures;

LE PHENOMENE SEDIMENTAIRE



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La fraction dtritique (des dbris) Roche - mre croulement . Vent Eau de surface Glace Dpts de particules grossires (sable, gravier) sur le bord de mer . .. . .... . .....Cryoclastie (Islande).Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

.

. .

Dpts de particules fines (argiles) en haute mer 67Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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II.2. LA TEMPRATURE Les variations rptes de temprature (40-50C d'amplitude journalire dans le Sahara) ont peu prs le mme effet que le gel. Les diffrences de dilatation thermique entre les minraux d'une roche provoquent l'apparition de fractures; II.3. LA DCOMPRESSION La dcompression survient lorsque des roches ayant subit un enfouissement sont libres de la pression lithostatique par rosion des formations surincombantes. Des joints de dcompression, pratiquement parallles la surface du sol se dveloppent progressivement.Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

III. ALTERATION ET SEDIMENTATION CHIMIQUES L'altration chimique des roches se fait en prsence d'eau; elle a lieu essentiellement en climat humide. Les ractions sont: des hydrolyses, accessoirement des oxydations, des hydratations, des dcarbonatations pour les roches calcaires. Les parties insolubles restent sur place, se recombinent et forment des minraux de noformation, principalement des

argiles.Les organismes peuvent intervenir tous les stades de ce processus. Ils fournissent en particulier des matriaux minraux ou organiques.69Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page

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(action de dposer) Nous examinerons plus tard en dtail le problme du transport et du dpt des produits de la mtorisation. Contentons-nous pour linstant de raliser quil y a deux choses transporter et dposer : des ions librs et des particules (minral hrit ou noform, fragment de roche). La fraction chimique Roche - mre Organismes qui Ions Na, K, Eau de surface utilisent les ions Ca, Mg Eau souterraine Calcite, gypse, dolomite qui prcipite dans un marais maritime satur Chapitre II - Page Tests (= enveloppes) de calcite ou de siliceMme DARRAGI F.

Transport et dpt

III.1. ALTERATION III.1.a). La dissolution Ce processus physique simple intresse les roches salines: sel gemme, potasse et gypse. III.1.b). La dcarbonatation Elle produit la solubilisation des calcaires et des dolomies gnralement sous l'action du CO2 dissous dans l'eau: Ca CO 3 + CO 2 + H 2 O ------> Ca (H CO 3) 2 soluble


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III.1.c). Lhydrolyse Les hydrolyses, c'est dire la destruction des minraux par l'eau, sont les principales ractions d'altration. Les ions hydrogne sont responsables de la destruction des rseaux silicats: ils dplacent les cations mtalliques qui se recombinent avec les OH- (hydrolyse)

III.1.d). Loxydation et rduction Les oxydations intressent surtout le fer qui passe de l'tat ferreux l'tat ferrique. Fe2SiO4 + 1/2 O2 --------> Fe2O3 + SiO2 olivine + oxygne ---------> oxyde ferrique + silice Les rductions sont plus rares; elles interviennent dans les milieux hydromorphes et produisent en particulier le passage du fer ferrique au fer ferreux soluble. III.1.e). Lhydratation C'est une incorporation de molcules d'eau certains minraux peu hydrats contenus dans la roche comme les argiles;

Structure de la molcule d'eauChapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

elle produit un gonflement du minral73Mme DARRAGI F.

et donc favorise la destruction de la roche.Cours de Gomorphologie

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III.1.f). Les activits biochimiques Les tudes ont port notamment sur l'effet des organismes adhrant une roche: algues vertes, diatomes, lichens, champignons, bactries. Ceux-ci adhrent la surface grce en particulier des organes appropris qui pntrent dans les fissures et exfolient les minraux lamellaires (hyphes de lichen exfoliant la biotite). Ils produisent une dsagrgation et une microdivision de la surface de la roche ainsi qu'une attaque chimique par scrtion d'acide oxalique produit par exemple les lichens.

III.2. LES PARAMETRES QUI CONTROLENT LALTERATION CHIMIQUE Le climat est probablement le facteur le plus important dans le contrle de l'altration chimique. Si l'on considre en effet l'aspect cintique des ractions chimiques, il est clair qu'une temprature leve va les favoriser. L'humidit est galement importante, puisque beaucoup de ractions se passent en milieu aqueux. L'altration chimique est donc prminente en climat chaud et humide. En climat froid, mme si les prcipitations sont abondantes, l'eau est l'tat de neige ou de glace, favorisant plutt l'altration physique.75Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page


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D'autres facteurs occupent galement une place importante, quoique plus indirecte: c'est par exemple le cas du drainage. Si les ions mis en solution ne sont pas vacus, un quilibre chimique sera atteint et les ractions d'altration vont s'arrter. Le relief, galement, contrle la pente des rseaux fluviatiles et la rapidit des courants, donc l'intensit de l'vacuation des ions: on a p montrer par exemple que pour des circulations faibles, l'albite est transforme en kaolinite, alors qu'avec une circulation plus rapide, elle est transforme en gibbsite (car l'acide silicique est vacu). Influence du climat sur le profil d'altration.Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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En climat tempr, l'altration est surtout mcanique. L'altration chimique est faible et consiste surtout dans le dpart de cations trs solubles comme Na+ et Ca++ des minraux les moins stables; une arne est cre. En climat tropical, l'altration est surtout chimique. L'eau abondante et chaude provoque une mise en solution de la plupart des minraux, avec reprcipitation des ions Fe, Al, Si sur place (cuirasse). L'horizon riche en argile rsulte de processus de noformation partir des minraux de la roche mre et partir des ions venant des horizons suprieurs. Enfin, la base du profil, on retrouve la roche-mre avec une zone d'arnitisation trs peu dveloppe.Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

IV - EROSION IV.1. DEFLATION EOLIENNE Le vent soufflant sur une surface dsertique balaie les particules les plus fines et peut faire apparatre la surface rocheuse (hamadas sahariennes). Lorsque le sol comporte des matriaux de taille varie (sols alluviaux, par exemple), la dflation limine la fraction la plus fine, laissant sur place un dsert pav de cailloux (reg). Lorsque le sol est argileux, on observe la formation de longues rigoles mtriques (yardangs). La dflation est responsable de la formation de grandes dpressions dsertiques comme les chotts du Sahara ou les playas des dserts amricains. La dflation s'exerce jusqu' ce que le niveau hydrostatique soit atteint. A ce moment, elle s'arrte et il s'ensuit des surfaces planes s'talant sur des centaines de kilomtres, souvent indures par une crote de sel.Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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yardangsChapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

A: surface dsertique ayant subi la dflation olienne, responsable de la concentration des lments les plus grossiers (reg); B: dtail montrant la coloration noirtre et l'aspect brillant des cailloux: cette patine est le "vernis du dsert". Hmar Laghdad, Anti-Atlas, Maroc.81Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page

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IV.2. CORRASION La corrasion est l'attaque mcanique de la surface sur laquelle souffle un vent charg de particules. C'est dans les rgions arides, une cause aggravante de l'rosion des sols. Dans un matriau cohrent et homogne la corrasion se traduit par des stries parallles ou par un remarquable poli. Le polissage affecte les affleurements comme les cailloux des regs, plus ou moins alvols ou faonns en facettes.

Dans les roches meubles et en particulier dans les terres agricoles (argile et limons), les vents creusent des sillons parallles mettant nu les racines des jeunes plantes. IV.3. RUISSELLEMENT ET EROSION FLUVIALE En terrain argileux ou schisteux, aprs une forte pluie, les eaux empruntent les fissures du sol, les largissent progressivement en chenaux parallles qui fusionnent par croulement des crtes qui les sparent. En mme temps, les ttes des chenaux reculent vers l'amont (rosion rgressive). Ce processus est responsable de la formation des "bad lands".Chapitre II - Page


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Mme DARRAGI F.

Cours de Gomorphologie

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En terrain calcaire, l'usure et la dissolution par les eaux de ruissellement forme les lapiez.

Formation de "bad lands" par rosion rgressive dans un versant; Piau Engaly, Pyrnes, France. Chapitre II - Page 85Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

Lapiez, Pic du Midi, Pyrnes.Chapitre II - Page Cours de Gomorphologie

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Dans des dpts trs htrognes (morraines), la prsence de blocs trs lourds rend l'argile sur laquelle ils reposent plus compacte et la protge du ruissellement: c'est de cette faon que naissent les chemines de fes. Les chaos granitiques sont dus la mobilisation de l'arne (sable issu de la dsaggrgation du granite), ce qui dgage les boules de granite non altr, empiles en dsordre (Ploumanach). Les paysages ruiniformes se dveloppent dans des formations htrognes qui prsentent des diffrences de solubilit (dolomie-calcaire) ou de duret (sable-grs).

Lapiez = figures de dissolution sur calcaire purChapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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A: formation d'un chaos granitique par desquamation des granites le long des joints; Ile Grande, Bretagne; B: vacuation de l'arne et basculement des blocs ainsi dgags, avec formation d'un chaos; Trgastel, Bretagne. Chemine de fe formes dans un boulis (Haut Atlas, Maroc).Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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IV.3.a). Cuestas Cuesta est le nom espagnol de la notion cte . Cest une forme du relief dissymtrique constitue dun ct pente raide (falaise) et, de lautre, par un plateau doucement inclin en sens inverse. Exemple d'un paysage ruiniforme: le cirque dolomitique de Mourze, Larzac, France. Les cuestas sont trouver sdimentaires peu dforms aux bordures des bassins



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Les conditions pour le dveloppement dun relief de cuesta sont les suivantes : Existence dun dispositif monoclinal (les couches ont le mme pendage) Alternance de roche de duret diffrente (roche dure au sommet, roche tendre en dessous) Attaque par un agent drosion (rseau hydrographique qui forme une cuesta par lrosion)

Schma montrant la disposition thorique des cuestas et de leur rseau hydrographique.



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Des successions sdimentaires faiblement inclines, formes d'alternances de couches tendres et de couches rsistantes l'rosion peuvent donner naissance un relief en cuestas. La cuesta comprend: un front, plus ou moins abrupt, d l'interruption de la couche rsistante, une dpression longeant le pied de l'abrupt et creuse dans les couches tendres et un revers qui correspond peu prs au dos de la couche rsistante incline. En avant du front, il arrive que des reliefs isols tmoignent de l'ancienne extension de la formation rsistante: ce sont des buttes-tmoins.

En ce qui concerne le rseau fluviatile, il est

soit consquent (et il suit le pendage gnral des formations en entaillant la cuesta),

soit subsquent et longe le front de la cuesta. IV.3.b). Torrents Les torrents forment la partie amont des systmes fluviatiles, localiss dans des rgions fortement dclives.



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Un torrent comprend trois parties: le bassin de rception ou entonnoir de rception, zone de rassemblement des eaux mtoriques et d'arrachement des matriaux et o dominent les processus d'rosion; le chenal d'coulement, souvent troit et pente forte; cest la zone de transfert des matriaux et d'approfondissement du lit par rosion mcanique ; le cne de djection cest la zone de dpt des matriaux. Les diffrentes composantes d'un torrent; B: profils d'quilibre d'un systme fluviatile en fonction du niveau de base.Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Les caractristiques morphologiques dun torrent

Les composantes de la partie amont d'un systme fluviatile; a: bassin de rception; b: chenal dcoulement; c: cne de djection.Chapitre II - Page Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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IV.3.c). Rivires et fleuves En s'enfonant par rosion, les cours d'eau creusent des valles qui possdent un profil caractristique en "V".

En terrain massif et dur (granite), la tendance est l'enfoncement vertical (gorges). Le profil longitudinal des systmes fluviatiles matures est galement caractristique et rsulte d'un quilibre long terme entre la charge transporte et la pente (la pente d'quilibre n'est pas celle qui permet juste au cours d'eau de couler, mais bien celle qui lui permet de couler et de transporter).

Chapitre II - Page 101 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie


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Dans la plupart des cas, le lit des cours d'eau est dlimit par des berges, dfinissant le lit mineur. Au-del des berges se situe la plaine d'inondation ou lit majeur. Dans certains cas, un chenal d'tiage apparat dans le lit mineur. Une terrasse se forme chaque fois que le cours d'eau s'encaisse dans ses propres alluvions (reprise d'rosion): la surface du lit majeur est alors suspendue au-dessus du cours d'eau. Si le phnomne se reproduit plusieurs reprises, on a formation de terrasses tages ou embotes. La terrasse la plus basse est toujours la plus rcente.Chapitre II - Page 103 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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Terrasses tages Ce type de terrasses implique des alternances de phases rosives trs importantes et des phases de sdimentation moins importantes. Elles suggrent une nette dominance de l'rosion. Les terrasses tages se forment avec l'encaissement du cours d'eau. Au dpart, le cours d'eau dpose ses alluvions sur sa plaine d'inondation.

La dynamique du cours d'eau change, (le dbit augmente) le cours d'eau incise le dpt n1 (en vert sur le schma) sur toute son paisseur, ainsi que le substratum.

Incision du dpt et du substratum Dpt dans la plaine d'inondation.Chapitre II - Page 105 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 106



Un nouveau changement de dynamique (baisse du dbit) amne le cours d'eau dposer de nouvelles alluvions (en jaune sur le schma), dans l'incision du substratum.

Suite un autre changement de dynamique, le cours d'eau se met inciser le dpt n2 sur toute son paisseur, et atteint le substratum, qu'il incise galement. Par la suite, il dpose de nouvelles alluvions (en orange sur le schma) dans cette incision.

Dpt dans l'incisionChapitre II - Page 107 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

Erosion du dpt et du substratumCours de Gomorphologie


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Dpt dans l'incisionChapitre II - Page 109 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Schma rcapitulatif de la formation des terrasses tagesChapitre II - Page 110 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie



Terrasses embotes Lors de la formation de terrasses embotes, l'rosion ne se fait pas jusqu'au substratum. Au dpart, le cours d'eau dpose une grande quantit d'alluvions dans sa plaine d'inondation

Schma rcapitulatifChapitre II - Page 111 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

Dpt d'alluvionsCours de Gomorphologie




Suite un changement de dynamique, ce mme cours d'eau se met creuser ses alluvions

La dynamique du cours d'eau change, l'rosion faiblit, et la sdimentation prend le dessus

Creusement des alluvionsChapitre II - Page 113 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

Dpt dans l'incisionChapitre II - Page 114 Cours de Gomorphologie

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La dynamique change nouveau, l'rosion reprend, mais avec une intensit plus faible : le cours d'eau creuse ses alluvions, mais n'est pas assez rosif pour creuser sur toute leur paisseur. L'rosion ne se fait pas jusqu'au substratum.

Ces alternances de phases d'rosion et de sdimentation se poursuivent, pour donner des terrasses embotes les unes dans les autres, sans jamais atteindre le substratum.

ErosionChapitre II - Page 115 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

DptChapitre II - Page 116 Cours de Gomorphologie



Contrairement au terrasses tages, la formation de terrasses embotes suppose une alternance de phase de dpt et d'rosion de moins en moins importantes : l'rosion n'est pas assez forte pour creuser les alluvions jusqu'au substratum.

.

Schma rcapitulatif de la formation des terrasses embotes Chapitre II - PageMme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Schma rcapitulatif117Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 118



L'rosion fluviale est responsable de la formation des mandres. Ces mandres ont tendance se dplacer vers lextrieur et vers l'aval du cours d'eau par rosion

sur la rive concave cest lrosion

Terrasses tages et terrasses embotes. A: les chutes du niveau de base provoquent un encaissement successif avec des terrasses de plus en plus jeunes vers le bas; B: la premire chute du niveau de base est trs accentue, provoquant un profond encaissement; par la suite, les chutes du niveau de base ne sont plus aussi fortes et n'entament plus que la terrasse la plus ancienne.Chapitre II - Page 119 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

et dpt sur la rive convexe (sous la forme de point bars ou lobes de mandre).

Le recoupement abandonns.

des

mandres

gnre

des

mandres

Chapitre II - Page 120 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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Formation des mandres par rosion de la rive concave et sdimentation sur la rive convexe. L'ensemble se dplace vers l'aval. Recoupement de mandre et dveloppement d'un mandre abandonn. Chapitre II - Page 121Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Dveloppement d'un point bar par dpt de sdiment le long de la rive convexe; de petites rides de courant se forment au sommet.Chapitre II - Page 122 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie



IV.3.d). Morphologie karstique

Les formes d'rosion qui rsultent de la dissolution de roches (surtout calcaires) par les eaux douces sont trs particulires: elles reoivent le nom de "morphologie karstique" d'aprs une rgion de la Croatie.

Les diffrents schmatiss:

lments

d'un

paysage

karstique

sont

Exemple de mandre recoup. Le cours actuel de la rivire est figur en trait plein; le cours parcourant l'ancien mandre en tirets.Chapitre II - Page 123 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie




On distingue des morphologies souterraines et des morphologies ariennes: Le rseau souterrain ou "endokarst"

Les formes ariennes

Le rseau souterrain ou "endokarst" est influenc par les discontinuits gologiques: cassures, diaclases, failles du massif calcaire qui conditionnent la direction des galeries.

Elments gomorphologiques d'un paysage karstique.Chapitre II - Page 125 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 126

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On distingue : la partie fossile du rseau, dnoye, de la partie active o s'coulent les rivires souterraines. Les splothmes regroupent toutes les formes de concrtionnement comme les stalactites (caractrises par un canal central o circule l'eau), les stalagmites (pleines). Les gours sont des barrages difis sur le fond des cours d'eau souterrains, souvent l'intervention d'obstacles. Toutes ces concrtions rsultent du dgazage du CO2, provoquant la prcipitation de CaCO3.Chapitre II - Page 127 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

A: splothmes dans une grotte B: rsurgence deau au sortir des grottes. L'eau "fume" car sa temprature est plus leve que la temprature extrieure, suite son trajet souterrain.Chapitre II - Page 128







Les formes ariennes comprennent

les canyons et avens, rsultant de l'effondrement du toit de galeries et de salles proches de la surface,

les dolines, dpressions circulaires o s'infiltrent les eaux de surface,

les ouvalas, rsultant de la coalescence de plusieurs dolines,

les poljs, plaines karstiques endoriques s'observent des reliefs rsiduels ou mogotes.Chapitre II - Page 131 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

o


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le "petit canyon" dans un calcaire pur

des dolines

Tours karstiquesChapitre II - Page 133 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 134



IV.4. EROSION GLACIAIRE Les formes remarquables de l'rosion glaciaire sont visibles deux chelles: grande chelle, on observe des valles caractristiques, dites "en U" ou "en auges" dont la section transversale en auge avec des parois verticales s'oppose la forme "en V" des valles fluviatiles. En amont des valles glaciaires s'observent les cirques glaciaires. A petite chelle, l'rosion glaciaire se manifeste par des surfaces polies et arrondies ("roches moutonnes"), souvent stries par des blocs durs enchsss dans la glace (stries glaciaires). Dolines (flches), Pic du Midi, Pyrnes.Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 135 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 136



A: stries glaciaires sur une roche use par l'action d'un glacier; B: roches moutonnes. Le rseau de lignes correspond des veines de quartz, mises en relief par la dissolution plus rapide du granite.



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IV.5. EROSION MARINE IV.5.a). Les mcanismes de lrosion marine Les principaux agents de l'rosion marine sont les vagues et les courants, auxquels on peut ajouter l'action des embruns emports par le vent (altration chimique). L'action rosive des vagues sur une cte rsulte des facteurs suivants: un mitraillage par le sable et gravier transports; la pression de l'eau contre les parois (elle peut atteindre 30 tonnes/m2); une succion lorsque les vagues se retirent (dplacement de blocs de plusieurs milliers de tonnes); des vibrations par suite de chocs successifs (phnomnes de rsonance).Chapitre II - Page 139 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Force des vagues; le gardien de phare donne l'chelle.Chapitre II - Page 140



IV.5.b). Formes drosion et daccumulations littorales La principale forme d'rosion littorale est la falaise. On distingue les falaises vives, encore battues par la mer et les falaises mortes, spares de la mer par une zone de dpt. Les falaises se forment par sapement la base et boulements par pans. Le matriel rod peut s'accumuler dans les zones les plus calmes

Chapitre II - Page 141 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

Falaise la GaliteCours de Gomorphologie




Falaise de Tabarka

Falaise de TabarkaChapitre II - Page 143 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 144

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Falaise en NormandieChapitre II - Page 145 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

A: Rfraction de la houle autour d'un cap et naissance d'une zone d'eau plus calme o l'nergie est disperse et o se forme une plage de fond de baie; B: formation d'une flche sableuse et d'une vasire en arrire de la flche; C: formation d'un tombolo par accumulation en arrire d'un lot rocheux.Chapitre II - Page 146 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie



Rgularisation progressive d'une cte rocheuse par rosion des caps et accumulation en fond de baie.

A: Flche sableuse et B: tombolo derrire l'ilt Saint-Michel (Bretagne).







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V. TRANSPORT DES SEDIMENTS V.1. TRANSPORT PAR GRAVIT PURE Les matriaux produits par les phnomnes d'rosion sont gnralement dplacs sous l'action de la gravit et de l'eau, plus accessoirement sous l'action du vent. Ce mode de transport se rencontre dans les rgions prsentant des diffrences d'altitude crant des pentes, et o la dsagrgation mcanique est forte, c'est dire essentiellement en montagne et en rgions dsertiques.Chapitre II - Page 151 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 152



Les lments sont dplacs sur une faible distance, quelques centaines de mtres, exceptionnellement quelques km et s'accumulent en cnes d'boulis. Ils sont non uss et de toute taille; les plus gros descendent plus loin et forment la frange du cne: un certain granoclassement horizontal s'tablit La porosit des boulis est grande et la percolation des eaux est bonne. La cimentation est rapide, surtout en pays calcaire, et donne une brche de pente lments anguleux.

Chapitre II - Page 153 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

EboulementCours de Gomorphologie




V.2. TRANSPORT PAR LA GLACE Sous climat froid et humide, la neige se transforme en glace par compaction et fusion. La glace s'coule comme un fluide visqueux et forme un glacier. La charge transporte dpend de l'approvisionnement en matriaux: En montagne, le glacier peut transporter des boulis en telle quantit que ces derniers recouvrent et dissimulent compltement la glace. La charge est beaucoup plus faible pour les glaciers polaires en calotte. La comptence d'un glacier est galement grande: certains blocs dpassent plusieurs mtres. Ils sont abandonns la fonte des glaces et constituent des blocs erratiques" caractristiques du passage des glaciers.Chapitre II - Page 155 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 156

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V.3. TRANSPORT PAR LEAU V.3.a). Eaux sauvages et eaux chenalises L'eau transporte des matriaux dtritiques en suspension et des lments en solution. La charge d'une rivire est en moyenne de 120 grammes par d'lments en solution pour 510 g par m3 de suspension. Sa comptence est galement bien plus faible que celle d'un glacier et dpasse rarement quelques dizaines de cm. Les matriaux dtritiques sont transports d'autant plus loin qu'ils sont plus petits, des milliers de km pour les grands fleuves: il s'tablit un classement longitudinal. Stries formes par le dplacement d'un glacier Ils se choquent et s'usent au cours du transport.





V.3.b). Caractristiques physiques dun coulement Le type d'coulement est laminaire ou turbulent. Les paramtres principaux sont la vitesse et la viscosit du fluide en mouvement; ils dterminent le type d'coulement. La vitesse est fonction de la pente et de la viscosit du fluide: sur une mme pente, une eau pure coule plus vite qu'une eau charge. Un gradient de vitesse existe depuis le fond, o la vitesse est nulle, jusqu' la surface o la vitesse est maximale. La viscosit dpend de la quantit de matriaux transports en suspension et en solution; elle a une valeur minimale pour une eau pure. Elle conditionne la comptence du fluide. Un coulement forte charge est trs visqueux et peut transporter des matriaux de grand taille.Chapitre II - Page 159 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Lorsque la vitesse d'coulement est petite, les filets d'eau sont parallles entre eux, leur vecteur vitesse est identique: l'coulement est laminaire. Pour une vitesse grande, il se produit des remous : l'coulement est turbulent. Des modifications d'un coulement dans un chenal peuvent changer la vitesse de lcoulement. Tout rtrcissement dans un chenal produit l'augmentation de la vitesse de l'eau et corrlativement celle de l'rosion des berges et du fond. Un largissement au contraire est accompagn d'une diminution de vitesse qui favorise la sdimentation.Chapitre II - Page 160



eau de mer

eau douce

V.3.c) Transport des solutionsCl Br 19000 65 2650 140 26 1270 400 8 380 10560 _ 6 34500 8 _ 11 58 _ 4 15 _ 2 6 2 13 120 ppm

Cet aspect du transport d'une rivire est souvent nglig. Pourtant la quantit de matire transportes en solution est considrable. La quantit totale de matire en solution apporte par les fleuves aux ocans a t chiffre des milliard de tonnes par an. La rpartition des lments chimiques diffre de celle de l'eau de mer: l'eau de rivire est comparativement plus riche en silice et en carbonates dissous.

SO4 HCO3 H3BO3 Mg Ca Sr K Na Fe SiO2 TOTAL

Composition chimique compare de l'eau de mer et de l'eau douce (ppm)


Cette diffrence de composition explique que les dpts vaporitiques des cuvettes endoriques, alimentes par les eaux continentales, ont une composition diffrente de celle des lagunes Chapitre II - Page 162 littorales.Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

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V.3.d). Transport des solutions solides La quantit des lments transports dpend des caractres du fluide, vitesse et viscosit, et de ceux des lments eux-mmes, taille, forme, densit. Les petits lments (argiles, sables) sont arrachs du fond et suspendus dans l'eau. Toute diminution de vitesse produit leur chute. Ce transport par suspension est celui des particules de petite taille.

Le transport par suspension est celui des particules de petite taille. Les lments plus gros ne s'lvent pas au dessus du fond, sauf pisodiquement, la suite d'une brusque lvation de la vitesse instantane (saltation), ils roulent ou rampent sur le fond. Le diagramme de Hjulstrm illustre le comportement des particules en fonction de leur taille et de la vitesse du courant. Pour des vitesses fortes, les particules sont arraches du fond (rosion) et transportes. Pour des vitesses plus faibles, les petites particules dj arraches sont transportes, les plus grosses restent sur le fond.





Ce diagramme nous apporte des informations trs importantes On remarque que les particules argileuses demande une plus forte nergie d'arrachement que les sables car elles sont plus cohrentes entre elles et offre l'eau une surface plus lisse que les sables. 1. Les matriaux les plus sensibles l'arrachement par le ruissellement ont une texture voisine des sables fins de 100 microns. Les matriaux plus argileux sont plus cohrents. Les matriaux plus grossiers ont des particules lourdes qui exigent une vitesse suprieure du fluide. 2. Tant que les coulements s'effectuent une vitesse faible (25 cm/seconde), ils ne peuvent roder les matriaux. 3. Le transport des particules fines argileuses et limoneuses s'effectue facilement, mme pour de faibles vitesses. Mais, pour les matriaux plus grossiers que les sables fins, on passe trs vite de la zone d'rosion la zone de sdimentation.Chapitre II - Page 166 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Par exemple, un grain de sable de 0,3 mm de diamtre, va pouvoir tre arrach au "substrat" si il est solidaire du fond lorsque la vitesse du courant atteint les 100 cm/s. Si la vitesse du courant est de 10 cm/s, les grains de sable circulants de cette taille vont continuer leur chemin; et pour une faible vitesse de l'ordre de 1 cm/s, les grains vont se dposer.




A une vitesse de courant donne, les particules auront un comportement diffrents selon leur taille. Ex 1 : 1cm/s : les particules < 0.1mm seront transportes par le courant les particules > 0.1 mm seront dposes au fond Ex 2 : 100 cm/s : les particules < 0.002 mm seront transportes par le courant les particules > 10 mm seront dposes au fond les particules intermdiaires subissent une rosion



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Pour une taille de particule donne, leur comportement est influenc par la vitesse du courant Ex particule de 0.1mm : Laiss surplace par un courant < 0.3 cm:s Transporte par un courant de 0.3 15 cm/s Erode par un courant plus fort

Diagramme de Hjustrm (simplifi).Chapitre II - Page 169 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 170



V.4. TRANSPORT PAR LE VENT

Les particules sont transportes selon trois modes. Les plus grosses se dplacent par roulement ou glissement (traction) la surface du sol, sous l'effet de la pousse du vent ou des impacts des autres particules. Les particules de taille moyenne (sables) se dplacent par bonds successifs (saltation). Les particules trs fines (poussires) sont transportes en suspension dans l'air (loess), souvent sur de trs grandes distances.

Dans les dserts, l'agent principal d'rosion et de transport des matriaux est le vent.

Si le vent peut agir si efficacement pour roder et transporter les particules, c'est qu'il n'y a ni humidit, ni vgtation pour retenir celles-ci et les stabiliser.

Le vent qui balaie la surface du sol entrane donc facilement ces particules.Chapitre II - Page 171 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie




Il en rsulte deux structures importantes des dserts : les pavements et le champ des dunes



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les pavements de dsert

Le vent entrane les particules de la taille des sables, mais n'a pas l'nergie ncessaire pour soulever ou rouler les plus grosses particules.

Ainsi, ces plus grosses particules se concentrent progressivement mesure de l'ablation des sables

pour former finalement une sorte de pavement qui recouvre les sables et les stabilise, ce qui, par exemple, permet aux vhicules robustes de rouler aisment.Chapitre II - Page 175 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 176



et les champs de dunes. Les sables transports par le vent s'accumulent sous forme de dunes. Quand les poussires sont entranes haute altitude, elles sont dissmines trs loin. Les poussires sahariennes, de quelques dizaines de microns, tombent parfois sur la France et colorent la pluie en rouge.

Ces dernires se dplacent, sous l'action du vent, par saltation des particules sur le dos de la dune; elles viennent se dposer sur le front de la dune, soit par avalanche, soit parce qu'elles sont piges par le tourbillon que fait le vent l'avant de la dune. C'est ce qui cause la structure interne en lamines parallles inclines qui indiquent le sens du dplacement de la dune.Chapitre II - Page 177 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

Les zones de plage, constitues de matriaux sableux et soumises au vent, constituent galement un domaine d'action privilgi pour le vent. Les grains sont prlevs et sont transports gnralement vers l'intrieur des terres et dposs en dunes littorales. Les cendres mises par une ruption volcanique sont largement dissmines la surface du globe par les vents et colorent les couchers de soleil.Chapitre II - Page 178 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie



Erosion (eaux sauvages, eaux canalises et vent) en zone aride. Cne d'boulis.Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 179 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 180

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VI. LA SEDIMENTATION ET LES MILIEUX DE SEDIMENTATION VI.1. SDIMENTATION CONTINENTALE VI.1.a. Sdimentation fluviatile La sdimentation fluviatile concerne : La sdimentation des rivires La sdimentation des mandres La sdimentation des pays karstiques La sdimentation torrentielle Surface de dflation en zone aride.Chapitre II - Page 181 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 182



La sdimentation des rivires Les rivires sont surtout des agents de transport. Elles dposent nanmoins aux endroits o la vitesse diminue, c'est dire le long de leur cours et finalement leur embouchure o peuvent s'ajouter des phnomnes de floculation des argiles et de prcipitation de corps en solution. Une rivire dpose dans son ou ses chenaux formant son lit mineur des amas de galets et sables appels barres. Lors des crues, elle envahit sa plaine d'inondation et y dpose des matriaux gnralement plus fins , les limons, contenant une forte proportion d'argile.







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Sdimentation dans les rgions karstiques

Dans les pays calcaires, l'eau courante est charge d'ions carbonate de calcium en solution.

Ce dernier se dpose chaque fois que la pression partielle en gaz carbonique diminue: sortie de rseaux souterrains, cascades, activit des vgtaux photosynthtiques, stalactites, stalagmites... Cette prcipitation chimique donne un sdiment calcaire bulleux, le tuf calcaire, semblable celui form dans un lac.

Dpts dans un mandre.





Sdimentation torrentielle Les matriaux de toute taille transports par un torrent peuvent tre momentanment dposs dans le lit, mais ils sont repris chaque crue pour tre finalement dposs quand la vitesse diminue, c'est dire lorsque le cours d'eau arrive dans une plaine. Ils forme un ventail lob, le cne de djection torrentiel. Chaque lobe correspond l'talement des matriaux d'une crue.Chapitre II - Page 189 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 190

Organisation gnrale d'un cne de djection torrentiel; les chiffres dsignent les lobes successifs



- Sous climat tempr, l'eau et les matriaux fins des torrents alimentent les cours d'eau permanents des valles.

- Sous climat semi-aride, l'coulement se fait en nappe sur les pimonts;

dans les bassins ferms, l'eau s'accumule en lac temporaire ; l'vaporation prcipite la charge dissoute.

Ces dpressions vaporites constituent des sebkhas continentales. Epandage de pimont et sebkha continentale. La dpression a souvent une origine tectonique.Chapitre II - Page 191 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 192

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VI.1.b. Sdimentation olienne Dpts de sable * les dunes Les corps sdimentaires les plus caractristiques sont les dunes oliennes. Leur hauteur est de 5 10 m pour une longueur d'onde de quelques centaines de mtres au maximum. Leur forme varie en fonction du rgime des vents et de leur charge en sable.Chapitre II - Page 193 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

On distingue: * les barkhanes, dunes en croissant avec concavit abrupte sous le vent * les dunes paraboliques en forme de langue dont la convexit abrupte est sous le vent; * les dunes transversales, rubans perpendiculaires la direction du vent; comme prcdemment, la pente sous le vent est la plus forte; * les dunes longitudinales , parallles au sens du vent; * les dunes d'interfrence dont la structure complexe reflte le rgime changeant des vents.Chapitre II - Page 194 Cours de Gomorphologie



Accumulation de sable en arrire d'un obstacle (ici, une touffe d'herbe).

Principaux types de dunes oliennes. (1) barkhanes;(2) dunes en forme de langue; (3) dunes transversales crtes rectilignes; (4) dunes d'interfrence.Chapitre II - Page 196 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie




* Les rides Ce sont des ondulations centimtriques qui couvrent la surface des dunes. Les rides ou rippelmarks sont des indicateurs de transport de sdiments granuleux, ils se dveloppent sous l'effet du vent sur les dunes, dans les rivires - mais aussi dans la mer. En en trouve diffrentes chelles, millimtriques jusqu' dcamtriques! Les rippelmarks sont en gnral assymmtriques, elles nous renseignent sur la direction de transport. (le cot peu pent est dans le vent / dans le courant).Chapitre II - Page 197 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 198

Types de dunes; A: barkhanes; B: dunes paraboliques; C: dunes longitudinales. La flche bleue indique la direction du vent dominant.

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Dpts de poussire

La quantit de poussire transport puis dpose par le vent peut tre grande mais elle passe inaperue et sous-estime parce qu'elle est largement dissmine sur le sol. Chaque anne le Sahara perd plus de 100 millions de tonnes de poussire dont une grande partie tombe dans l'ocan Atlantique, contribuant ainsi la sdimentation ocanique. Rides dans une rivire Rides sur les dunes




VI.1.c) Sdimentation lacustre et lagunaire Gnralits Un lac est un corps d'eau permanent enclav dans le continent et gnralement constitu d'eau douce. La taille des lacs est trs variable, depuis les marcages de faible profondeur jusqu'aux vritables mers intrieures que sont les Grands Lacs amricains. La salinit est galement trs variable. Les petits lacs ont des origines trs diverses: lagune de plaine cotire, mandre abandonn de plaine alluviale, lac de plaine deltaque, de surcreusement glaciaire, lac de cratre. Les grands lacs ont une origine tectonique: lacs du Grand Rift Africain, Mer Morte...Chapitre II - Page 201 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 202

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La sdimentation lacustre actuelle Du fait de leur isolement, les caractres des lacs varient en fonction du climat, de l'apport des rivires, de l'environnement gologique, de la vgtation sur les berges et de l'activit biologique dans le lac. En fait la distribution des matriaux dpend de la position des deltas dans le lac.Chapitre II - Page 205 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Chapitre II - Page 206 Chapitre II - Page

* La sdimentation dtritique Les matriaux apports par les rivires se dposent dans un lac selon une zonation concentrique assez thorique qui dpend de l'hydrodynamisme: galets le long des rives, sables dans les zones priphriques soumises l'action des vagues, vases dans le centre plus profond et plus calme.



* La sdimentation chimique et biochimique En climat humide et frais, la vgtation herbace se dcompose sur place en tourbe. Sa nature dpend du climat, du chimisme de l'eau, de l'activit organique. Sous climat chaud et humide, l'eau se stratifie et le fond devient anoxique. La matire organique s'accumule en grande quantit et donne une vase noire ou un lignite (dbris de matire ligneuse).

Sous climat froid, l'hydroxyde ferrique prcipite en pisolites.

Sous climat tempr, il y a surtout prcipitation de carbonate de calcium par mcanisme purement chimique ou par l'intermdiaire des organismes (algues, cyanobactries, plantes suprieures, mollusques...)Chapitre II - Page 207 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie Mme DARRAGI F.

En climat sec, l'vaporation est forte et les sels prcipitent sur les berges (gypse, halite, ...)

Chapitre II - Page 208 Cours de Gomorphologie



Sdimentation des sebkhas continentales. Dans les rgions o l'vaporation est importante (climat aride), l'eau des lacs s'vapore en partie ou totalement pendant la saison sche. Le lac devient sursal ou disparait en laissant sa charge dissoute qui prcipite sous forme d'vaporites. Ces tendues sales sont des sebkhas; elles occupent gnralement des dpressions fermes (endoriques). Les sels sont mlangs de nombreux matriaux dtritiques apports par les rivires temporaires.Chapitre II - Page 209 Mme DARRAGI F. Cours de Gomorphologie

VI.1.d) Sdimentation glaciaire Les matriaux transport par les

(courssna3 géomorphologie [compatibility mode])

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