B. ENTREE D UN AVEN PADIRAC, CAUSSE DE CRAMAT

Planche XIII.

E. de Martonne. Géographie Physique.

Toute l'Illyrie est coupée de plaines de ce genre atteignant jusqu'à 10 et 20 kilomètres de longueur, avec des rebords escarpés, quelquesunes traversées par des fleuves qui y entrent et en sortent par des gorges sauvages, la plupart complètement privées de drainage, avec des fonds marécageux envahis périodiquement par les eaux qui surgissent de sources puissantes au pied des escarpements et qui se

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Fig. 210. — Région du Karst bosniaque, d'après Gvuic [20]. Extension des polje, pertes et écoulements souterrains.

perdent dans des gouffres situés au bord ou même au milieu de la plaine (fig. 210).

Il existe aussi de vrais polje dans les Alpes, le Jura, l'Apennin et en général dans toutes les régions de Karst.

Leur origine a prêté à bien des discussions. On ne peut cependant douter que leur formation ne soit en rapport avec la tectonique ; l'orientation des polje illyriens parallèlement aux plissements (fig. 210) suffit à le montrer; mais leur développement est certainement dû aux phénomènes d'érosion et à l'hydrographie particulière des pays de Karst.

L'hydrographie karstique et son rapport avec les formes de surface. — C'est dans les conditions spéciales de l'hydrographie en pays calcaire qu'il faut en effet chercher l'explication des anomalies du modelé. L'eau est ici encore l'agent principal d'érosion, mais son action s'adapte à la nature du sol, très perméable et très soluble.

D'abord, on constate qu'elle n'apparaît presque pas à la surface. Si les vallées sont relativement peu nombreuses dans les régions calcaires, les rivières le sont encore moins. La plupart des vallées sont des vallées sèches. Souvent on peut parcourir de grandes étendues sans voir une goutte d'eau. Dans les fonds de doline où s'est accumulée la terra rossa, on trouve parfois des petits lacs temporaires; les sotch des causses du Massif central ont généralement une mare naturelle qui attire les habitations. Nous avons déjà parlé des lacs irréguliers du Karst (2e p. ch. iv).

L'eau absente de la surface circule en profondeur; il faudrait l'y suivre pour comprendre son action. C'est un véritable travail d'exploration, qui n'a é'é commencé que dans les dernières années du xixe siècle. E. A. Martel [21] a fait connaître un grand nombre de cavernes de France et des régions voisines, donné à ce genre de recherches le nom de spéléologie, et créé un périodique spécial pour publier les travaux y touchant, exemple imité dans différents pays. On a ainsi révélé l'existence de véritables rivières souterraines circulant dans des grottes ramifiées, où alternent des lacs avec des torrents à cascades. La grotte de Bramabiau a 6 500 mètres de galeries, celle d'Agtelek en Hongrie plus de 9 kilomètres, celle d'Adelsberg en Carniole 10 kilomètres.

Les parois des grottes offrent des traces incontestables d'érosion chimique; mais les eaux saturées de calcaire y laissent aussi des dépôts, stalactites et stalagmites, qui parent d'étranges draperies les boyaux souterrains et ont valu à certaines grottes une célébrité (Padirac, Dargilan, etc.).

Les rivières souterraines exercent une érosion mécanique incontestable, d'autant plus forte que leur pente est plus irrégulière et leur régime plus capricieux; elles charrient des alluvions souvent très grossières, qu'elles déposent quand la pente ou le volume des eaux diminuent. Des effondrements élargissent encore les cavités.

Ainsi le sol est en quelque sorte miné par ce travail d'érosion souterraine. Si l'on songe que les 6 kilomètres de galeries de Bramabiau se développent sous une surface de 10 hectares seulement, on comprendra comment l'érosion souterraine peut agir sur les formes de surface.

Les dolines, souvent alignées le long de thalwegs de vallées sèches, suivent évidemment une ligne d'écoulement souterrain. Les avens peuvent aboutir à des galeries souterraines, dont la voûte s'effondre. On a alors des puits ouverts de dimensions considérables, comme les célèbres dolines de Saint-Canzian, entre lesquelles ne subsiste qu'un pont, destiné lui-même à s'écrouler. Ce processus, en se répétant, donnera naissance à un canon à parois verticales ou sur-

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Fig. 211. — Pont naturel au fond de la gorge du Rummel à Coustantine. Dessin d'après une photographie.

plombantes. Bien des gorges calcaires présentent encore des indices évidents de ce mode de formation; des ponts naturels plus ou moins étendus s'y rencontrent. Un des exemples les plus connus est celui du Rummel à Gonstantine (fig. 211). Mais les plus grandioses sont ceux offerts par les chaînes calcaires du Yunnan et du Tonkin : le Cheun, affluent du Sonkoy y traverse un tunnel de 250 mètres creusé de grottes jadis habitées.

Ainsi bien des traits de la topographie superficielle s'explique-

raient par le travail de taupe accompli par les eaux souterraines. Il importe d'autant plus d'essayer de connaître les lois de la circulation dans le sous-sol. Malheureusement il y a désaccord à ce sujet entre les spécialistes, les uns, comme Martel, voulant s'en tenir aux seuls faits observés et observables, qui sont la circulation torrentielle dans des canaux largement ouverts; les autres comme Grund admettant l'existence de fissures assez nombreuses pour que l'eau puisse former une sorte de nappe. Il faut avouer que l'intelligence des différents types de topographie calcaire est impossible sans avoir recours à cette dernière hypothèse. Elle seule peut permettre d'établir un enchaînement des formes du Karst, comme on l'a fait pour les formes du modelé superficiel normal. S'il est certain que la théorie du cycle karstique telle que l'a exposée Sawicki [29] devra subir plus d'une retouche, il n'est pas moins certain qu'on ne saurait comprendre les différences qui séparent les régions calcaires sans essayer d'établir la succession des formes de Karst.

Différents types de topographie calcaire, le cycle karstique. — Nous avons déjà indiqué que toutes les formes du Karst signalées ne se trouvent pas dans toutes les régions calcaires. Il y a des pays calcaires où existe une circulation superficielle abondante, au moins dans les vallées principales. Il en est où les lapiés sont peu développés (Jura méridional). D'autres n'ont pas de dolines et abondent en vallées sèches. Ailleurs les dolines fourmillent au point que la surface semble une écumoire (Karst croate, environs de Fiume). Dans les régions à canons profonds, il existe des réseaux de cavernes sèches (Causses du Massif central). D'autre part, des régions calcaires ayant presque tous les caractères de régions de modelé normal présentent des gouffres du type aven (plateaux calcaires de la région parisienne). On peut penser que la nature de la roche est pour quelque chose dans ces différences : il y a des calcaires plus ou moins massifs, plus ou moins diaclasés, plus ou moins purs. Mais la raison la plus générale doit être cherchée dans le degré d'évolution du modelé karstique, en rapport avec la circulation souterraine.

La circulation superficielle tend à atteindre le plus vite possible le niveau de base, en nivelant les reliefs par l'érosion des cours d'eau. La circulation souterraine tend aussi à atteindre le plus vite possible son niveau de base en creusant des canaux de plus en plus développés. De môme que les vallées ne se développent que progressivement, de même la circulation torrentielle souterraine ne s'organise que peu à peu. Le creusement des vallées est d'autant plus actif que la différence de niveau est plus grande avec le niveau de base et il est arrêté quand la surface se rapproche du profil d'équilibre. De même le travail des eaux souterraines, avec ses conséquences sur la surface, est d'autant plus violent que la différence est plus grande entre la surface du sol et le niveau de base karstique et il s'arrête quand la différence est trop faible.

Le niveau de base karstique n'est pas tout à fait le même que le niveau de base de l'érosion subaérienne. Il est formé par la partie supérieure de la

nappe de karst. Nous avons admis que les eaux infiltrées descendent jusqu'à la couche imperméable supportant le calcaire, et y forment une nappe discontinue imprégnant toutes les fissures de la roche. La surface de cette nappe est le niveau de base de l'hydrographie karstique. Dans le cas d'un massif calcaire descendant notablement au-dessous du niveau de la mer, la nappe de karst peut descendre au-dessous du niveau de base ordinaire; on en a la preuve dans l'existence de sources sous-marines sur les côtes d'Istrie et de Dalmatie; mais la pression exercée par les eaux marines doit cependant amener un refoulement, qui ne permet pas aux eaux de karst de descendre beaucoup au-dessous du niveau de la mer. La nappe de karst a toujours une surface irrégulière dépendant de l'état

Fig. 212. — Schéma des conditions hydrauliques du karst. D, dolines; «, avens; MM'M" niveau moyen de la nappe de karst dans le compartiment de droite, NN' niveau plus élevé dans le compartiment de gauche (à cause de la faille rapprochant la coucho imperméable de la surface).

de fissuration de la roche; cette surface devient très inégale en terrains plissés, suivant grossièrement les ondulations de la couche imperméable. De même que, dans les régions de modelé superficiel normal, des roches dures peuvent former pour quelque temps un niveau de base local, il y a de nombreux cas où la nappe de karst forme des niveaux de base souterrains à des altitudes différentes dans des compartiments voisins (fig. 212).

Le niveau de la nappe de karst est beaucoup plus sensible aux variations des pluies que celui des nappes ordinaires, parce que le volume des vides remplis d'eau est relativement faible. C'est au-dessus de ce niveau de base irrégulier que se produit le travail souterrain karstique : érosion mécanique torrentielle, accompagnée d'érosion chimique, tendant à élargir de plus en plus les creux et à provoquer des tassements. En même temps les eaux tombées à la surface exercent, avant de disparaître en profondeur, des actions mécaniques plus ou moins prolongées et une érosion chimique toujours importante en formant des dolines et des lapiés.

Essayons maintenant de concevoir l'évolution et la combinaison de ces influences. Une masse calcaire livrée à l'érosion karstique présente au début peu d'espaces vides. La nappe de karst se forme par l'infiltration

avant que la circulation torrentielle souterraine soit organisée; son niveau est très irrégulier, à sa surface l'érosion chimique est très active. A la surface même du sol, les eaux qui ne sont pas absorbées rapidement peuvent creuser des vallées sèches; sur les pentes, où le ruissellement enlève les résidus de décomposition, les lapiés se développeront, bien avant que n'apparaissent les dolines et les avens.

La formation des dolines indique que la dissolution gagne en profondeur. Elles se creusent d'autant plus que la nappe de karst est plus profonde et en pente plus forte ; elles s'étalent davantage si la nappe est plus près de la surface et en pente faible. En se rejoignant, elles forment des dépressions irrégulières, pour lesquelles Cvijic a trouvé en Herzégovine le nom d'Uvala : ce sont de petits polje, dus uniquement à la dissolution et aux tassements superficiels.

Le développement continuant, les vides seront de plus en plus grands dans la masse calcaire; le niveau de la nappe de karst baisse et devient moins irrégulier. Mais la surface du sol s'abaisse encore plus vite sous l'influence de la dissolution, de l'extension des dolines, des tassements ou effondrements. Quand la nappe karstique se trouve assez près delà surface, elle peut venir affleurer dans les points déprimés et inonder temporairement les dolines, uvala ou polje. C'est l'acheminement vers la sénilité du karst. Le domaine de la circulation souterraine se réduit; les résidus delà décomposition chimique ne peuvent plus être entraînés aussi facilement; ils s'accumulent dans les conduits souterrains qu'ils tendent à obstruer, ou même à la surface. Les dolines cessent de se développer en profondeur et tendent toutes vers la forme à fond plat. Les lapiés eux-mêmes s'ensevelissent sous la terra rossa. Les traits caractéristiques du karst tendent à s'oblitérer.

Cette sénilité karstique sera d'autant plus vite atteinte que le niveau de karst sera plus profond. Si l'épaisseur des couches est faible, le karst sera rapidement atrophié et pourra en rester aux premiers stades. D'après ce que nous avons dit de l'irrégularité du niveau de karst dans les régions disloquées, on doit s'attendre à ce qu'on puisse trouver côte à côte des parties de karst sénile et de karst jeune. C'est ce qui explique qu'on ait pu méconnaître le principe de l'évolution karstique. A la notion de karst plus ou moins évolué, certains préfèrent celle de karst plus ou moins profond (c'est-à-dire dont la surface est plus ou moins éloignée de la couche imperméable) [Katzer, 27].

Le Jura est une région de karst peu profond et en général peu évolué. Le Karst d'Illyrie est une région de karst de profondeur très variable, jeune en général, mais parvenu en certains points à la maturité ou même à la sénilité. Le Karst croate est une région de karst sénile. Les Causses du Massif central sont une région de karst profond, probablement rajeunie récemment.

Cas particuliers de la topographie calcaire : dolomie, craie. —

L'évolution du relief calcaire dépend, bien entendu, nous l'avons déjà indiqué, de la nature de la roche. Les lapiés les plus beaux se trouvent dans les calcaires les plus purs; les avens se forment plus vite dans les calcaires diaclasés verticalement et en bancs massifs. Certaines roches présentent des conditions très particulières.

Topographie calcaire

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Remarquer le contraste de la topographie du causse avec les formes du massif granitique de l'Aigoual (à I'arrière-plan). On dislingue plusieurs avens jalonnant le cours souterrain du Bramabiau. Le rôle des diaclases dans la formation dos cavernes est visible dans la paroi d'où la rivière sort en cascade.

Cliché E. de Martoi