CHAPITRE I

APFUCAUOI U U MCTHOOC CZFtBIMEHTALE A L'HISTOIRE

iB ntBOMtns Bs TBirmunoi et de traitspokt

§ 1 . F0RmiTI05 DES GALETS , MJ SABLE ET DU UVOX.

Les questions qui se rattachent à la formation des galets, du sable et du limon, pourraîenUau premier abord, paraître tellement simples qu*il était superflu de les soumettre h un eiamen approfondi; mais les phénomènes qu*on néglige", comme trop connus , sont souvent ceux qui, en réalité, restent le plus longtemps obscurs.

Ainsi, nous foulons de toutes parts sous nos pieds d('< galets, des sables et du limon ; à Tétat incohérent ou agi:lutiné ils occupent un large développement dans la série d**^ terrains stratifiés. Cependant, à part quelques faits gônrraux, la formation de ces matériaux est loin d'être rt'cllt*ment éclaircie.

Bien que le lit des torrents et des fleuves et surtout !•• littoral des mers nous ofTrent continuellement, en activité, le phénomène de Tusure mutuelle des roches en mouvement dans les eaux, Tobservation directe ne suflit pas pour «mi apprécier toutes les circonstances. Nous ne pouvons observer de quelle manière et avec quelle rapidité les fragment^ anguleux s'arrondissent et diminuent graduellement sous I^^

rORMÂTIOIl DES GALETS» DU SABLE ET DU UMON. 949

frottements et les chocs. Les sables et les limons, qui résultent de ces actions incessantes, sont immédiatement triés et emportés par les eaux, sans qu'on puisse en étudier les caractères. D*ailleurs« il serait souvent impossible de distinguer les sables formés journellement de ceux qui préexistaient dans le lit du fleuve ou sur la plage, et qui proviennent, tout simplement, du remaniement d'anciens dépôts.

Il n'est pas toutefois besoin d'un examen bien attentif pour reconnaître que les innombrables variétés de sable appartiennent a plusieurs types distincts; la connaissance des conditions dans lesquelles chacun de ces types s'est produit éclaircirait l'histoire des terrains sédimentaires et la géographie physique des anciennes mers, qui n'ont cessé de travailler à démolir l'écorce solide du globe.

J'ai donc cherché depuis longtemps, à l'aide d'une série d'expériences directes, le moyen de combler les lacunes que présente nécessairement l'observation du phénomène naturel. Lors même qu'on ne l'imiterait pas dans toute sa complexité, on peut certainement en préciser diverses circonstances en les isolant ^

■raiatioa. — Lcs mouve^mcnts principaux des galets dans la nature peuvent être reproduits avec assez de fidélité, au point de vue des frottements et des chocs qu'ils subissent, au moyen de quelques appareils mécaniques peu compliqués. L'un des plus faciles à employer consiste en un cylindre horizontal, dans lequel les matériaux sont placés avec de l'eau, et auquel on donne un mouvement de rotation autour de son axe* (fig. 70, page 270). La vitesse doit varier à volonté; j'ai adopté, dans la plupart des expé-

' Recherches eipérimentales sur le striage des roches et sur la formation des galets, du sable et du limon. Comptée rendue de V Académie des Sciences, t. XLIV, p. 907. imolet d£s Mines, 5* série, t. XII.

* Il but un cylindre facile à ou?nr et qui cependant retienne bien l'eau.

S50 APPUGATION AUX PHÉNOMÈNES DE TRANSPCAT.

riences dont je rends compte, un mouvement de translation de 0",80 à 1 mètre par seconde.

Si Ton place dans cet appareil des fragments anguleux de roche» ils se transforment bientôt en galets, en sable et en limon.

J'ai opéré de préférence sur les roches les plus dures et les plus répandues dans les terrains détritiques, sur le gra* nite commun et sur le quartz. Des fragments anguleux de Tune ou de l'autre roche , de la grosseur du poing à celle d'une noisette, étant mis en mouvement dans les conditions dont nous venons de parler, s'arrondissent rapidement. Après un trajet de 25 kilomètres seulement, les angles sont parfaitement arrondis, et les galets obtenus ne peuvent être distingués des galets naturels, ni pour les formes, ni pour l'aspect.

Séndtate de« ezpérienccfl. — GalctS. — GommC il CSt facile

de le comprendre, l'usure se fait avec rapidité, tant qu'elle peut s'attaquera des contours anguleux , mais elle décroît à mesure que les arêtes s'émoussent davantage. Dès que les fragments sont tout à fait arrondis, ils ne s'amoindrissent plus qu'avec une lenteur excessive, à moins toutefois qu'ils ne se concassent par le choc. Ce dernier cas arrive assez fréquemment aux plus petits, ainsi qu'on le constate facilement, en comptant les galets, à diverses époques de leur parcours. Par quelques expériences, j'ai constaté que, pour les 25 premiers kilomètres parcourus, des fragments anguleux de granité ont perdu 4/iO de leur poids, tandis que, pour le même parcours, des fragments déjà complètement arrondis n'ont plus perdu que 1/100 à 1/400, c'est-à-dire 4/1000 à 1/1000 par kilomètre '.

* On a remarqué, en général, dans les cours d'eau, que les galets vont en déeronnM de la source à l'emboudiure. Cette diminution n'est pas due seulement à rusoret conuat

rORMATIOU DES GALETS, DU SABLE ET DU LINON. S51

Dans d'autres expériences, dont il sera question plus loin, à propos de la décomposition chimique des silicates par les actions mécaniques, j'ai déterminé le degré d'usure des matériaux soumis à la trituration, en le rapportant au kilomètre parcouru.

La quantité de limon produite m'a conduit aux coefficients suivants :

Feldspath en fragments anguleux. . . • 0,005

Feldspalh en fragments arrondis. • • • 0,002

Obsidienne 0,003

Serpenlioe 0,003

Silex de la craie 0,0002

L'usure du silex a donc été dix fois moins rapide que celle du feldspath en fragments arrondis*

lûnon. — Le principal produit de l'action mutuelle des fragments de roche solide qui s'usent dans le sein des eaux n'est pas du sable, comme on l'a souvent prétendu, mais du limon.

Le limon produit par des matériaux feldspathiques est, en général, impalpable et d'une ténuité telle qu'il reste plusieurs jours en suspension dans l'eau. Il est très-plastique ; par la dessiccation, il se prend en masses si solides qu'on ne peut toujours les briser sans l'aide d'un marteau. Ordinairement, il ressemble beaucoup aux argiles schisteuses du terrain houiller , et quand il provient de la destruction du granité, il est parsemé de petites lamelles de mica, comme

Ms npériences le proarent. J*ai étudié le mécanisme qui Ta produite, au moyen d*une loneUe de 2 mètres qui plongeait dans le Rhin, et permettait d'en examiner le fond. On toraii, de temps en temps, du sable et de petits galets entraînés parcourir un trajet de ^aelqnes dédmèires ; puis un gros galet, ainsi déchaussé, s'ébranlait à son tour; mais, ^>achûsint seulement quelques centimètres, il se trouvait ainsi en retard sur ceux qui raTùe&tderancé. Un tel triage, constamment répété, finirait nécessairement par produire le cUssemeat des galets par ordre de grosseur» tel qu'on l'observe dans toutes les nlléei.

i5S APPLICATION ACI PUÉNOMÈ!ŒS DE TRANSPORT.

ces dernières. On ne saurait d'ailleurs distinguer ce résidu de rusure artificielle des granités de celui qui s'accumule journellement sur une partie du littoral de la Norvège.

La désagrégation mécanique, pour le dire en passant, nVst pas le seul phénomène produit dans mes expériences. En effet, en mettant en mouTement dans de l'eau pure des fragments de granité qui ne présentaient aucun indice d'altération, j'ai constaté qu'après quelques dizaines d'heure> cette eau se charge, même à froid, d'une quantité très-notable de silicate de potasse. Après un parcours de i60 kilomètres, 3 kilogrammes de granité ont donné 3,5 grammes de sels solubles, dont ce composé constituait la part principale. C'est un sujet qui sera exposé plus loin, avec détails.

D'un autre côté, le limon de trituration parait avoir fixé une certaine quantité d'eau, ce qui porterait à conclure que celle-ci est entrée dans quelque combinaison nouvelle comparable aux argiles. Ce qui domine cependant dans cette boue plastique, ce sont les anciens éléments du granité; car elle reste fusible au chalumeau. Elle rappelle complètement, par toutes ses propriétés, certains phyllades ou schistes de transition, dont la composition moyenne est, d'après M. Bischof * , la même que celle des granités, et qui pourraient bien n'être, pour la plupart, d'après ce qui précède, que de la boue de roches granitiques.

Comme il existe néanmoins des argiles qui présentent d'autres caractères que ces limons feldspathiques, il faut reconnaître une différence entre ces produits du frottement et les argiles infusibles. Ces dernières paraissent résulter d'une décomposition profonde des silicates, comme Ebelmeu l'a depuis longtemps démontré.

Sables détritiques. — Outre le limon, il se produit encore.

' Bischof, Lekrhuch der chemiêche Géologie, t. U.