Un exemple de crise géomorphologique :

la tempête Alex de 2020,

dans la vallée de la Roya

(Sud Est de la France)

γη : Terre μορφή : Forme λόγος : Discours (Étude)

Science de la forme des paysages

http://www.mercantour-parcnational.fr/fr/des-decouvertes/destination-parc-national-du-mercantour/les-vallees-du-parc/les-vallees-de-la-roya

Exemple de paysage rencontré dans la vallée de la Roya et ses alentours

La vallée de la Roya

La tempête Alex de 2020

Paysage de la Roya quelques jours après la tempête

Une trentaine de morts et disparus1.7 milliards d’euros de dégâts en France

L’exemple de la vallée de la Royaet la tempête Alex nous permettent d’aborder les questions suivantes:

• Qu’est-ce qu’un paysage?

• Comment décrire un paysage?

• Quels sont les processus qui façonnent un paysage?

• Sur quelles échelles de temps un paysage se forme-t-il?

http://www.mercantour-parcnational.fr/fr/des-decouvertes/destination-parc-national-du-mercantour/les-vallees-du-parc/les-vallees-de-la-roya

Exemple de paysage rencontré dans la vallée de la Roya et ses alentours

Q1: qu’est-ce qu’un paysage ?

Si on devait décrire avec des mots et des observations simples…

Paysage -Définition du Larousse:

Étendue spatiale, naturelle ou transformée par l'homme, qui présente une certaine identitévisuelle ou fonctionnelle : Paysage forestier, urbain, industriel.

Mais du point de vue scientifique…?

Le relief est la forte variation verticale d'une surfacesolide, soit positivement, en saillie, soitnégativement, en creux.

La topographie (du grec topos = lieu et graphein =dessiner) est la science qui permet la mesure puis lareprésentation sur un plan ou une carte des formeset détails visibles sur le terrain. Son objectif est dedéterminer la position et l'altitude de n'importe quelpoint situé dans une zone donnée

Carte topographique de la Roya

https://lacompagniedescartes.fr/products/carte-randonnee-vallee-de-la-roya-mercantour-alpes

Carte topographique du monde

Q2- Comment décrire un paysage?

L’image satellite montre qu’un paysage se caractérise par des formes et des ensembles dont la géométrie est complexeComment subdiviser un paysage? Sur quels critères?

Virginie, USA

(ou bassin de drainage)

pluie ➡ ruissellement ➡ formation de drains (drainage)

Les drains forment un réseau hydrographique qui converge

jusque vers un point bas de la topographie.

Chaque réseau est séparé de ses voisins par une ligne de partage

des eaux.

Elle délimite une aire géographique que l’on appelle bassin versant.

Le point bas vers lequel converge l’eau est appelé l’exutoire du

bassin versant.

Le bassin versant est donc une unité géomorphologique utilisée pour mesurer les flux de matière

Chaque réseau est séparé de ses voisins par une ligne

de partage des eaux.

Elle délimite une aire géographique que l’on appelle

bassin versant.

Le point bas vers lequel converge l’eau du réseau de

drainage est appelé l’exutoire du bassin versant.

Le bassin versant est donc une unité géomorphologiqueutilisée pour mesurer les flux de matière

Légendez la carte topographique de la Roya à partir de la définition de la notion de bassin versant

Chaque réseau est séparé de ses voisins par une ligne

de partage des eaux.

Elle délimite une aire géographique que l’on appelle

bassin versant.

Le point bas vers lequel converge l’eau est appelé

l’exutoire du bassin versant.

Le bassin versant est donc une unité géomorphologiqueutilisée pour mesurer les flux de matière

Ligne de partage

exutoire

Bassin versant

Réseau de drainage

Q3- Quels sont les processus qui façonnent un paysage?(Partie 1: processus d’origine endogène)

Carte de la sismicité du sud est de la France des années 60 à nos jours

Les ronds représentent les magnitudes de moment sismique

Etude du mouvement des plaques tectoniques sur plusieurs dizaines de millions d’années en Méditerranée: ➔ VIDEO

https://youtu.be/tf9r2SmTJ1A

Q3- Quels sont les processus qui façonnent un paysage?(Partie 1: processus d’origine endogène)

Q3- Quels sont les processus qui façonnent un paysage?

(Partie 2: processus d’origine exogène)

Etudions les effets de la tempête Alex sur l’évolution du paysage…L’essentiel des photos ci-après date de quelques jours après la tempête

Exemple Avant/après

https://www.nicematin.com/faits-divers/avantapres-les-impressionnantes-images-des-degats-dans-la-vesubie-et-la-roya-apres-la-tempete-alex-582271

Image satellite de la mer le lendemain de la tempête

BILAN- Formation et évolution d’un paysage

Qu’est-ce qu’un paysage?

Comment décrire un paysage?

Quels sont les processus qui façonnent un paysage?

Sur quelles échelles de temps un paysage se forme-t-il?

Nous pouvons désormais répondre à toutes ces questions!

PROCESSUS ENDOGÈNES

(Tectonique , Volcanisme, Isostasie)

Transport

Erosion

Interface Terre - Atmosphere

PROCESSUS EXOGÈNES

(Climat, Activité biologique)

Les paysages résultent de la

dynamique des enveloppes

internes et externes de la Terre

au niveau d’une zone d’interface

Chaque réseau est séparé de ses voisins par une ligne de partage

des eaux.

Elle délimite une aire géographique que l’on appelle bassin versant.

Le point bas vers lequel converge l’eau est appelé l’exutoire du

bassin versant.

Le bassin versant est donc une unité géomorphologique utilisée pour mesurer les flux de matière

Mouvement vertical

• Tectonique• Isostasie• Volcanisme

• Altération• Mobilisation des

particules

Paysage = résultat de la compétition entre tectonique, altération et érosion

ROCHE MÈRE

SOL

• Altération = modification chimique et / ou physique des roches, principalement due à l'eau et aux variations de températures et de pressions.

➡ crée du sédiment• Érosion = ensemble des mécanismes de transport de sédiments physiques et chimiques à la surface de la Terre, sous l’effet de l’eau et de la gravité.

TRANSPORT

La notion de zone critique

La “zone critique” de la Terre

https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/alteration-erosion.xml

C'est à la fois la surface de séparation entre l'air et la terre, lafine couche organique cultivable, tout ce qui est entre cettesurface et les roches ‘dures’ de la lithosphère …

• La zone critique est comprise « entre les roches et leciel »

• Elle se forme par des réactions de transformationde la roche dure en un matériau divisé et poreux,elle se détruit par l'exportation (déplacement) deses constituants.

• Elle comprend des minéraux, de la matièreorganique morte, des êtres vivants qui vivent à sasurface ou à l'intérieur (biomasse profonde), de l'airet de l'eau, de surface (fleuves) ou profonde(nappes).

• Tous ces compartiments sont connectés (sol-eau-air-végétation).

• La zone critique est l'interface entre lamétéorologie, le climat ,la géologie et la biosphère

C’est la couche qui est modelée pour former les paysages.Les paysages reflètent la dynamique de la zone critique.

Le sol au sens large…

Érosion chimique Érosion physique

Transport particulaireTransport d’éléments en solution

➡modifie les reliefs

- HCO3-

- OH-

- Na+

- Ca2+

- K+

- Mg2+

- Al3+

- Fe2+

- etc

Histogramme de l’érosion physique et chimique calculée pour quelques grands fleuves de la planète (et les bassins

versants correspondant)

Les volumes mobilisés par l’érosion mécanique/physique sont plus importants

Summerfield & Hulton, 94

La dynamique d’évolution d’un paysage (et donc la loi detransport) dépend de l’échelle d’observation.

grande échelle(Chaîne, bassin versant)

idée = lien entre le flux de sédiments en sortie et les propriétés moyenne du bassin[Ahnert, 1970; Pinet and Souriau, 1988, ...]

couplage tectonique, érosion,climat.

10 - 104 km103 - 108 ans

Échelle intermédiaire(Rivière, versant, ...)

idée = lien entre flux de sédiments à l’échelle des temps géologique et propriétés locales (pente,débit, contrainte, ...)[Dietrich et al., 2003]

100m - 10 km1 - 103 ans

Échelle élémentaire(processus physique)

échelle de l’interaction grain/fluidedans une rivière, échelledu glissement sur un versant,...contraintes sur le transport desédiment à plus grande échelle.[Shields,1936]

10-3 - 10 mseconde - journée

LIEN ?

Différentes échelles spatiales, différentes échelles de temps!

La dynamique de la zone critique

L' altération désigne l'ensemble de deux processus :

i) la fragmentation mécanique d'une roche sans transformation chimique ou minéralogique,

ii) sa transformation avec une modification de sa composition chimique ou/et minéralogique.

Comme le volume molaire de la glace est supérieur à celui de l'eau liquide, del'eau liquide qui remplit une fracture va en gelant faire naître des contraintesqui peuvent élargir la fracture et conduire à transformer progressivement laroche en un amas de débris.

Les facteurs de l'altération sont des agents météoriques (glace,pluie, vent), chimiques (par exemple l'acide carbonique H2CO3 oul'oxygène), et des organismes vivants (des cyanophycées auxracines de ligneux en passant par les lichens, mousses,champignons, les animaux et l'Homme)

L'altération permet la pédogenèse : la formation des sols –de la zone critique

MECANIQUE (FRACTURATION)

CHIMIQUE (DISSOLUTION)

Glaciaire Fluvial Éolien

Gravitaire

Viscosité du fluide décroissante

Éboulis Coulée de débris Coulée de boue

Cisaillement fluide

Teneur en eau croissante

La dynamique de la zone critique

L' érosion désigne les processusde transferts latéraux d'éléments(mobilisation) qui peuvent êtredes particules minérales ouorganiques (érosion physique) oudes substances dissoutesinorganiques ou organiques(érosion chimique).

Si l'altération est statique,l'érosion désigne la mise enmouvement de la matière, mêmesur des distances limitées.

L'érosion s'exprime en masse ouvolume de matière par unité detemps. C’est un flux de matière.

Diversité des processus d’érosion (déplacement, flux de matière)

La dynamique de la zone critique

La dénudation désigne la perte nette demasse d'un relief sous l'effet des processusd'érosion. C’est la diminution del’épaisseur de la zone critique par unité detemps

Elle exprime donc un flux – ou taux, ouvitesse – de matière par unité de surfaceet de temps, ou d'une hauteur par unité detemps, comme dans le cas de l'érosion.

En première approximationDénudation = perte d’altitude par unité de

temps

Formation de la zone critique par altération de la roche mèreMise en mouvement de la zone critique par érosion, induisant unedénudationLa zone critique garde une épaisseur constante si sa vitesse de formationest égale à sa vitesse de dénudation (érosion chimique + physique).

Ne pas confondre les termes

Altération = fragmentation de la roche mère – Processus statique, la matière reste là où elle est altérée. L’altération forme le sol, contribue à son épaississement

Erosion = Mise en mouvement de la matière (arrachage du sol + transport) – Processus dynamiqueL’érosion ‘enlève’ du sol

Dénudation = variation d’épaisseur de la zone critique; dépend de l’équilibre entre altération et érosion. Se manifeste par des variations d’altitude par unité de temps.

La dynamique de la zone critique