Formes de relief et réseau hydrographique en structures tabulaires

Formes de relief et réseau hydrographique en structures tabulaires

I. LES FORMES DE RELIEF EN STRUCTURES TABULAIRES

On distingue trois types essentiels de formes de relief dans les structures tabulaires. Il s’agit :

1. Des surfaces planes ;
2. Des vallées ;
3. Des abrupts d’érosion à corniche qui bordent et limitent les plateaux.

1  –  Les surfaces planes 

On distingue trois types de surfaces planes :

a)  Surface de remblaiement au sommet d’une accumulation de dépôts meubles

b)  Surface structurale où la topographie correspond au plan stratigraphique supérieur d’une couche dure .

La mise en place de la surface structurale obéit aux trois conditions suivantes :

1. Un contraste de résistance marquée avec une CD massive et une CT sous-jacente épaisse
2. Une roche dure sommitale saine : si elle est altérée, on parle de surface substructurale
3. Un pendage ni trop fort ni trop faible pour permettre un ruissellement efficace.

c)  Surface d’aplanissement ou d’érosion qui est une topographie plus ou moins plane, résultat du travail prolongé de l’érosion dans des conditions tectoniques et climatiques stables.

2 –  Les vallées

Elles s’encaissent dans les surfaces planes et sont le résultat de l’érosion fluviale.

3 –  Les abrupts d’érosion à corniche (AEC)

 3. 1. Définition

Il s’agit des talus modelés dans une structure particulière et définis d’un triple point de vue : du point de vue topographique, du point de vue structural et du point de vue hydrologique.

a) Du point de vue topographique

 De ce point de vue, l’AEC combine les trois éléments suivants :

1. Un revers de pente variable mais souvent faible voire nul ;
2. Un front de pente forte et dans le sens opposé à celle du revers quand celui-ci est incliné ;
3. Une dépression plus ou moins large, de forme concave au pied du front.

 

b) Du point de vue structural

De ce point, l’AEC montre une superposition de RD et de RT, que l’on soit dans une structure concordante ou discordante. Le revers et le front sont modelés et dégagés dans la RD. Quant à la dépression, elle est dégagée dans la RT.

L’abrupt est le résultat de l’action de l’érosion différentielle dans une structure sédimentaire lithologiquement contrastée, les RD étant généralement perchées du fait du déblaiement des RT.

c) Du point de vue hydrographique

 De ce point de vue, la structure joue un rôle déterminant dans l’orientation du réseau hydrographique. Ici, les AEC permettent l’introduction d’un certain nombre de notions mises en évidence par J. Williams Powell en 1875, en l’occurrence :

• Les rivières cataclinales : leur écoulement se fait dans le sens du pendage des couches, on parle dans ce cas de l’aval pendage. C’est la première rivière à se mettre en place ;

• Les rivières orthoclinales : elles sont perpendiculaires au pendage des couches, et sont les deuxièmes rivières à se mettre en place ;

• Les rivières anaclinales : elles coulent dans le sens inverse du pendage des couches. On parle dans ce cas de l’amont pendage.

Le rôle du pendage est essentiel pour la définition des types d’abrupt en raison des facilités qu’il offre à l’érosion du front par les eaux de ruissellement mais surtout par les eaux de sources qui se forment au contact des RD et des RT. Quand le toit de la couche est imperméable, le ruissellement se fait à la surface. Quand il est perméable, les eaux s’infiltrent. Le pendage joue aussi dans la vitesse de recul des AEC et permet de procéder à leur classement.

3.2. Les types d’AEC

Les types d’AEC sont définis en fonction du pendage, mais surtout en fonction du type de structure concordante ou discordante.

a) En structure concordante

En structure concordante, on distingue quatre types d’abrupt qui répondent tous aux deux conditions structurales suivantes : concordance des couches et superposition de RD et RT. Ainsi, en fonction du pendage on a les abrupts suivants :

• Le coteau : il est caractérisé par un pendage nul ou des couches subhorizontales (< 1°) de sens opposé à la pente du front, ou de même sens mais plus fort que la pente du front

• La cuesta : il est caractérisé par un pendage relativement faible (2 à 15°) et de sens contraire à la pente du front.

• Le crêt : il est caractérisé par un pendage >15° et pouvant atteindre 45°.

• La barre : elle est caractérisée par un pendage vertical ou proche de la verticale.

b) En structure discordante

Il peut y avoir des possibilités de dégagement d’AEC à la condition qu’il existe une superposition de RD/RT. Dans ce cas, on distingue :

1. Un abrupt ordinaire si le pendage est subhorizontal (< 1°) ou de même sens que la pente du front ;
2. Une fausse cuesta si le pendage est inverse de la pente du front.

 

NB : il y a une distinction à faire entre :

–         Coteau et abrupt ordinaire

–         Cuesta et fausse cuesta…

… parce que les conditions qui président à la mise en place et à l’évolution du réseau hydrographique qui est responsable du façonnement des formes de relief sont différentes d’une structure à l’autre.

En structure concordante, la relation est directe entre le réseau hydrographique et la disposition des couches, ce qui favorise l’adaptation du réseau hydrographique à la structure. Ici, la structure a un rôle majeur dans l’installation et l’évolution du réseau hydrographique.

En structure discordante, le réseau hydrographique est essentiellement inadapté à la structure dès qu’il rencontre une structure profonde. Aussi, la durée d’une fausse cuesta reste éphémère.

En définitive, coteaux et cuestas sont des talus résultant de conditions structurales particulières mises en valeur par le travail de l’érosion, mais dont le tracé est plus ou moins indépendant du ou des réseaux hydrographiques qui en commandent l’évolution. En d’autres termes, les conditions structurales ont la primauté sur les facteurs d’érosion. Coteaux et cuesta sont d’authentiques formes structurales.

3.3. Les profils d’AEC

a) Le revers

Les revers est une surface structurale ou substructurale, ou encore un surface d’aplanissement.

b) Le front et la dépression

Ils ont les mêmes facteurs explicatifs et sont étudiés ensemble en fonction des éléments suivants :

–         La dénivellation topographique : elle est calculée avec l’épaisseur des RD et des RT

–         Le rapport d’épaisseur RD/RT : il joue un rôle essentiel dans le dessin du profil en ce sens que les RD entrainent une convexité sommitale et les RT une concavité basale. Ainsi, si la RD est épaisse, la convexité est marquée, et si elle est mince la convexité est faible. Par contre, si la RT est épaisse, l’érosion hydrique est active et entraine l’éboulement de la RD.

–         Le contraste de résistance RD et RT : si le contraste est marqué, les formes sont nettes car il se produit un dégagement parfait du plan stratigraphique inférieur des RD. Par contre, si le contraste est faible le profil n’est pas net, il est émoussé car il y a un retard dans l’éboulement des RD ;

–         Le pendage des couches : si le pendage est faible, le recul de l’abrupt est accéléré, la corniche étant fraiche et la dépression large. Cependant, si le pendage est fort le recul de l’abrupt est ralenti et la dépression est étroite.

3.4.  Les types de profils d’AEC

Ils dépendent de la lithologie (les couches de roches) et de la stratigraphie (succession des couches de roches).

a)  En fonction de la lithologie

Ici le modelé des AEC à corniche dépend du rapport d’épaisseur RD/RT et du contraste de résistance entre ces roches. Trois types de profil sont à distinguer :

–         L’abrupt à profil massif : il se présente une forte convexité sommitale et une faible concavité basale. Cela s’explique par le fait que l’épaisseur des RD est supérieure à celle des RT ;

–         L’abrupt à profil délié : il présente une faible convexité sommitale et une forte concavité basale. Dans ce cas, l’épaisseur des RT est supérieure à celle des RD ;

–         L’abrupt de type intermédiaire ou mixte : il présente un équilibre entre convexité sommitale et concavité basale, l’épaisseur des RD étant égale à celle des RT.

b)  En fonction de la stratigraphie

Chaque superposition de RD/RT individualise un couple de résistance. Il convient alors d’évoquer l’existence d’un ou de plusieurs couples de résistance RD/RT. Ainsi, on distingue en fonction des couples de résistance RD/RT :

–         L’abrupt à profil continu : il est dégagé dans un seul couple de résistance RD/RT ;

–         L’abrupt à profil discontinu ou à côte double : il s’agit d’un talus où se superposent 2 cuestas, deux côtes dégagées du fait de l’alternance répétée de deux couples de RD/RT. Le couple de résistance supérieur dégage le premier AEC et le couple de résistance inférieur se manifeste dans le profil du talus par un replat.

II. RESEAU HYDROGRAPHIQUE ET DRAINAGE EN STRUCTURES TABULAIRES

Le principal agent d’érosion qui commande le dégagement des formes est le réseau hydrographique qui, par son creusement, entraine le recul des versants. Mais ce dégagement dépend de l’enfoncement, du creusement vertical des rivières :

–          Un enfoncement trop lent donne des formes sans vigueur, l’érosion des versants étant faible ;

–          Un enfoncement trop rapide entraine un ralentissement du recul des versants et la mise en valeur des formes structurales n’est pas nette.

En fonction du tracé du réseau hydrographique et de la structure qui est déterminée par la tectonique, on distingue trois types de rivières :

–          La rivière cataclinale ou conséquente : c’est la première rivière à se mettre en place sur le revers et elle s’écoule dans le sens du pendage des couches ;

–          La rivière orthoclinale ou subséquente : c’est un affluent de la rivière cataclinale ou conséquente et son écoulement est perpendiculaire au pendage des couches ;

–          La rivière anaclinale ou obséquente : c’est un affluent de la rivière orthoclinale ou subséquente et elle s’écoule dans le sens contraire au pendage des couches.

Le drainage est étudié surtout en relation avec le tracé des abrupts. Le réseau hydrographique peut ainsi être adapté ou inadapté à deux éléments :

–          Adapté ou inadapté à la structure monoclinale, car en structure aclinale (horizontale) les notions d’adaptation et d’inadaptation n’ont pas un grand intérêt. En effet, l’orientation de l’écoulement dans une structure aclinale est liée aux accidents (failles, ondulations) qui affectent la structure et non à la structure elle-même. Par conséquent, on ne parlera pas d’adaptation ou d’inadaptation dans le cadre d’une structure aclinale ;

–          Adapté ou inadaptation à la lithologie (liée à la roche sur laquelle s’écoule la rivière).

1. Drainage adapté à la structure monoclinale

a)       Adaptation à la tectonique

C’est le cas de la rivière cataclinale qui est l’artère principale et qui s’écoule dans le sens du pendage des couches imposé par la tectonique.

b)      Adaptation à la lithologie

C’est le cas pour les rivières orthoclinale et anaclinale qui s’écoulent sur les affleurements de roches tendres.

2. Drainage inadapté à la structure monoclinale

On distingue deux cas :

–          Le premier cas concerne la rivière orthoclinale dont la vallée est perpendiculaire au pendage et donc parallèle à la cuesta. Elle s’écoule dans la dépression orthoclinale de roches tendres. Elle est donc adapté à la lithologie et non à la tectonique (ou la structure) ;

–          Le second cas concerne la rivière anaclinale. Elle est orientée dans le sens contraire au pendage des couches, donc inadaptée à la tectonique, à la structure qui a incliné les couches en leur imposant un pendage.

[…].