Généralités sur la formation des sédiments lacustres

L’épaisseur du dépôt annuel d’un sédiment varie avec le temps. Il serait commode de pouvoir trouver dans ce sédiment un corps étalon, c’est-àdire un corps dont le poids déposé chaque année soit constant. La détermination de la concentration de ce corps dans le sédiment, à différentes profondeurs, permettrait de calculer le rapport entre les poids annuels de sédiment formé aux époques correspondantes à ces profondeurs. Il serait possible, grâce à ces données, de se rendre compte des variations des épaisseurs des couches annuelles pour différentes époques.

Théoriquement, le problème est très simple. Nombreux sont les auteurs qui, qualitativement, ont mis en relation la variation de la concentration d’un corps dans un sédiment, avec l'épaisseur du dépôt annuel. M. WeL- TEN (1944, p. 125), grâce à la mesure de lépaisseur des dépôts annuels au moyen de lanalyse pollinique, a montré que dans le Faulenseemoos près de Spiez, cette épaisseur dépend principalement de la quantité de CO,Ca qui est précipitée, l'argile n’ayant que le rôle d’un accompagnant. L’argile pourrait jouer dans ce cas le rôle du corps étalon. Le calcul ne confirme malheureusement pas cette manière de voir; les épaisseurs des dépôts annuels que nous avons calculées ne correspondent pas à celles obtenues par M. WELTEN au moyen de l’analyse pollinique.

Pratiquement, les modifications de la précipitation d’un corps influencent toujours dans une certaine mesure la précipitation des autres corps. L'idée d’un poids étalon d’une substance déposée régulièrement chaque année dans les sédiments n’est guère valable si l’on considère le temps de quelques milliers d'années. Car si les limnologistes ont été frappés de la constance de la concentration en sels dissous dans l’eau d’un lac pour une durée de 50 ans, cette constance n’existe pas à Péchelle du millier d'années.

Cette dernière remarque permet de situer exactement le problème. Il faut renoncer à trouver dans les sédiments un corps dont la précipitation est régulière et égale pendant des milliers d’années. Par contre, il est possible, pour une période relativement courte, de supposer que, malgré des modifications des conditions physiques, le poids de certains corps n’ait que peu varié.

Cette hypothèse a été faite dans la première partie de ce travail (page 14) lors de la détermination de l’épaisseur du dépôt annuel des sédiments de la «Motte». Le changement du mode de précipitation n’est, dans ce cas, pas dû à une modification de la température mais à une variation du niveau du lac. Comme il s’est agit d’une variation très rapide (quelques années) et que la couche d’eau située au-dessus du sédiment n’a pas diminué de plus de 25%, on est en droit d’admettre en première approximation, une constance dans le poids de matériel silico-argileux déposé dans les sédiments, avant et après la transformation.

On peut se demander d’autre part si, pour une époque donnée, il est possible de trouver un constituant des sédiments qui se dépose d’une manière homogène sur toute la surface du fond du lac.

Pour le lac de Constance, HUMMEL (cité par J. ROMIEUX, 1930, p. 215) a déjà énoncé le principe d’une répartition homogène du carbonate de calcium puisqu'il écrit: « Le carbonate de calcium résulte de la libération par

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les algues en été, de particules calcaires. La quantité de calcite ainsi libérée devrait être à peu près du même ordre dans toutes les parties du lac par unité de temps et de surface.»

Pour le lac de Neuchâtel, il a été montré que la précipitation du carbonate de calcium se fait d’une manière homogène, au moins pour les échantillons que nous avons prélevés dans les régions semi-profondes et profondes du lac. La précipitation du matériel silico-argileux semble aussi homogène. En effet, alors que le matériel roulé, apporté au lac par les affluents, se dépose à proximité des embouchures, les particules les plus fines sont entraînées avec l’eau de la rivière dans le lac. La température moyenne de l'eau des affluents n’est pas inférieure à laxtempérature moyenne de Peau de Pépilimnion (A. QUARTIER, 1947, p. 57); les matières en suspension sont donc réparties dans la couche supérieure du lac, lors du mélange de Peau des affluents avec celle du lac. On pourrait supposer qu’elles se déposent ensuite d’une manière homogène sur toute la surface du fond du lac. Il serait alors naturel que les sédiments des zones semi-profondes et profondes aient relativement la même composition chimique.

Il semble que l’on pourrait s’inspirer de telles idées, lors de Pétude des sédiments du lac Léman, en particulier pour la région orientale de ce lac. Comme la montré E. UETRECHT (1906), le Rhône charrie de grandes quantités de matières en suspension {en moyenne au mois de juillet 690 mg/l) formées de. matériel micacé. En supposant une précipitation homogène du CO,Ca sur toute l'étendue du lac, la comparaison de la teneur en CO;Ca dans les sédiments devrait permettre l’estimation de l'épaisseur des dépôts annuels. Malheureusement, il n’existe aucune correspondance entre la teneur en carbonates déterminée par J. ROMIEUX (1930, p. 253) et l’épaisseur des dépôts annuels mesurée par ED. PAREJAS (1929, p. 209). L'influence du Rhône sur la formation des sédiments ne consiste pas seulement en un apport de matériel silico-argileux ; elle apporte au sédiment du carbonate de calcium en suspension et modifie certainement les conditions de précipitation du carbonate de calcium.

Pour expliquer que les sédiments de la région profonde du lac de Constance ont une teneur en CO,Ca plus faible que les sédiments des régions peu profondes, HUMMEL (1923) émet Phypothèse que les cristaux de calcite formés dans l’épilimnion subissent une dissolution lors de leur chute. D’après les données de Pexpédition «Challenger», L. CAYEUX (1916) montre que les particules calcaires astreintes à franchir de grandes épaisseurs d’eau pour gagner le fond de la mer, subissent une dissolution d’autant plus grande que la profondeur est plus grande. 80°, des coquilles de

la surface atteignent des fonds de 900 m, 50% atteignent 3000 m où elles sont partiellement dissoutes.

Il résulte de ces quelques constatations que les lacs pour lesquels la précipitation du carbonate de calcium est rigoureusement homogène ne peuvent pas être nombreux. L'apport par les affluents d’un abondant matériel en suspension, la redissolution des particules de carbonate de calcium lors de la chute vers le fond du lac, sont autant de facteurs qui s’y opposent.

La formation des sédiments de la région littorale est plus complexe que celle des sédiments appartenant à la région pélagiale. Elle est compliquée par la présence d’un matériel résultant de lérosion des rives. Les facteurs qui influent la formation de ces sédiments sont les suivants: 1° Erosion des rives; 2° dépôt des matières contenues en suspension dans l’eau du lac; 3° précipitation accentuée de carbonate de calcium due à la faible profon-

deur à laquelle se trouve le sédiment.

La nature des rives influe directement la composition chimique de ces sédiments. Par exemple, les sédiments de la rive nord du lac de Neuchâtel sont plus calcaires que ceux de la rive sud. On peut préciser l’action de l'érosion par l'étude de la granulométrie du sédiment. Les fractions les plus grossières des sédiments de la rive nord du lac de Neuchâtel contiennent une importante partie du matériel formé par érosion (forte teneur en CO,Ca). L’action des vagues maintient le matériel fin en suspension; il se dépose dans des régions légèrement plus profondes. Pour de petites profondeurs, la précipitation du CO, Ca et du matériel silico-argileux augmente jusqu’à des profondeurs de 6 à 9 m. Il doit alors se produire des particules de calcaire relativement grosses, analogues à celles formées sur la « Motte». La précipitation du carbonate devient ensuite moins intense lorsque la profondeur augmente. Pour ces profondeurs, le matériel silico-argileux qui se dépose diminue lorsque la profondeur croît; en effet, l'augmentation de l'intensité des courants lacustres avec l’éloignement du rivage mesurée pour le lac Léman par A. BETANT et G. PERRENOUD (1932, p. 267) vérifient ces afhrmations.

La combinaison de ces différents facteurs permet l'explication des valeurs des épaisseurs des sédiments crayeux prélevés dans le lac Léman par

J. FAVRE (1935, p. 301).

Epaisseur d’eau . | 3,50 | 6,35 m | 10,45 m 19,5% | 24,5 m 32 m Epaisseur des sédiments crayeux . 13 m 16 m 15/5 LM 10,8 m 7,4 m

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En terminant ce travail je veux exprimer ici ma reconnaissance à MM. les Professeurs E. WEGMANN et CH.-G. BOISSONNAS qui m'ont dirigé dans mes recherches et aidé par leurs conseils ainsi qu’à M. le Professeur H. LAGOTALA pour ses suggestions lors de la rédaction.