Richesses géologiques de Provence :
Du Ventoux à la Durance, soit, en grande partie, le Vaucluse
(Texte de ma conférence)
La Provence renferme de très nombreux objets géologiques remarquables dans des paysages splendides. Exemples : Les-Mées – Huveaune – Ste Victoire -ph1 à 5 Le Vaucluse n’est pas en reste ! Le territoire de 3567 km² est limité à l’W par le Rhône, au S par la Durance, au N par la crête du Ventoux et à l’E par une ligne sinueuse reliant le fossé de Sault-Aurel à la Durance en amont de Mirabeau. 3 grands reliefs sculptent le département : les dentelles de Montmirail, les monts de Vaucluse avec le mont Ventoux- celui qu’on voit de loin- le géant de Provence qui culmine à 1912m et le Luberon. –ph6.
Les Monts de Vaucluse constituent au milieu du crétacé une PFC continue avec Cévennes, Ardèche, Jura et Vercors, accolée au vieux socle et au bombement provençal au sud. Cette PFC prograde vers le centre d’un golfe ouvert sur l’océan alpin : la fosse vocontienne, profonde, marneuse : les Baronnies d’aujourd’hui. –ph7,8.
Repris par les plissements pyrénéo-provençaux, le relief tabulaire de la PFC est aujourd’hui incliné vers le sud avec le Mont Ventoux à son extrémité nord.-ph9,10.
Les monts de Vaucluse occupent la partie nord du bloc provençal limité par la faille de Nîmes à l’E, la FMD à l’W et le chevauchement Ventoux-Lure au N. –ph11. Cette partie tabulaire présente de nombreuses failles normales, de distension, dont les plus importantes, NNE-SSW et NNO-SSE sont parallèles aux failles de Nîmes et FMD. Elles délimitent des bassins lacustres, étroits qui ont fonctionné à l’éocène et surtout à l’oligocène.
–le fossé de Sault est un graben limité par 2 failles bien visibles à Monieux, à la Ferrassière au dessus d’Aurel. L’oligocène lacustre épais d’environ 150 m, contient des niveaux à gypse qui donnent des eaux thermales sulfatées calciques à caractère sulfuré et magnésien exploitées à Montbrun les Bains pour soigner affections respiratoires et rhumatismes. –ph12 à 18.
— La falaise de la Madeleine à Lioux est une paroi qui affecte les roches calcaires du Bédoulien (Aptien) à faciès Urgonien. d’une longueur de 7km, et d’une hauteur pouvant atteindre 80m, c’est une une faille impressionnante, orientée NE-SW ( N40).le fossé d’effondrement de Lioux est un hémigraben, puisqu’il n’est limité que par cette seule faille. Au dessus du Bédoulien (Aptien inf) en concordance, on trouve les marnes grises du Gargasien ( aptien sup).au dessus, en discordance, on peut voir les sables rouges éocènes. Dans la partie supérieure, les calcaires blancs oligocènes lacustres affleurent vers la Verrerie. La faille a fonctionné de l’éocène à l’oligocène. L’érosion empêche de voir si elle est scellée par les terrains oligocènes, mais ce petit bassin a la même histoire que les autres bassins oligocènes ( Manosque, Forcalquier, Apt ). –ph19 à 22.
—Le fossé de Murs présente des calcaires du bédoulien à silex complètement cariés par des microcodium, bactéries filamenteuses calciphages liées aux paléosols éocènes. Elles utilisaient le carbone du calcaire dans leur métabolisme puis rejetaient le reste sous forme prismatique.
De ce fait, les silex se trouvaient déchaussés et l’homme a pu facilement exploiter ces silex dès le néolothique puis comme pierre à fusil, ensuite. Cet échantillon montre le front de l’altération. Voici un prisme de calcite schématisé. –ph23 à 29.
—Le fossé de Sénanque est situé tout près de celui de Murs. Il est limité, lui aussi, par des failles normales et entouré de calcaires cariés par les microcodium sur 40m d’épaisseur. Ils libéraient, de ce fait, des milliers de prismes de calcite lesquels venaient sédimenter dans le lac oligocène de Sénanque.
Ils ont constitué une roche appelée microcodiomite avec laquelle on a construit l’abbaye. –ph 30 à 38.
–Dans le synclinal d’Apt qui fait suite aux monts de Vaucluse, quelques failles normales se poursuivent, mais l’érosion bien plus forte dans les terrains marneux a laissé en relief le fossé de Perreal qui se trouve donc surélevé par inversion de relief. –ph39.
Ce relief tabulaire des monts du Vaucluse est très karstifié, parcouru par d’anciens petits cours d’eau aujourd’hui à sec qui l’ont entaillé en gorges profondes.les rares rivières sont partiellement absorbées : le Calavon dans le canyon d’Oppedette, la Nesque après Monieux, dans sa gorge. –ph40, 41.
Les rivières, pourtant existent mais sont souterraines.
La Fontaine de Vaucluse est l’exutoire de cette grande zone karstique ; son bassin d’alimentation de 1200km² a une altitude qui varie de 84m à la fontaine à 1912m au Mt Ventoux avec une moyenne de 870m pour la zone d’infiltration. Les précipitations moyennes vont de 700mm à 1300 mm. La FV est située au pied d’une falaise de 200m sur le passage de la faille de Salon-Cavaillon. Son débit moyen est de 23,3 m3/s et de 4m3/s à l’étiage. De nombreux griffons pérennes alimentent la sorgue sous la côte 83m. la vasque déborde pour des débits supérieurs à 20m3/s. –ph42 à 48.
Unique exutoire du karst, la Fontaine de Vaucluse alimente la Sorgue qui s’écoule naturellement, puis, à partir du “partage des eaux”, premier ouvrage structurant, le tracé devient anthropique* et La Sorgue devient LES Sorgues, vaste et complexe réseau de plus de 500 km, façonné par les hommes. L’ensemble des bras du cours d’eau se rejoignent dans la partie aval de la plaine pour se jeter dans l’Ouvèze, à l’exception d’une partie de son débit, détournée par le canal de Vaucluse, alimentant les communes de Sorgues et d’Avignon. Cette rivière fonctionne à l’inverse des autres : elle nait d’un bras unique et se divise par la suite en plusieurs bras. Ainsi sa partie amont a des dimensions beaucoup plus importantes que ses parties aval. La Sorgue a un régime hydrologique atypique dans le contexte méditerranéen : elle est la seule rivière à bénéficier d’un débit important et régulier tout au long de l’année, grâce à la Fontaine de Vaucluse. De plus, la répartition des débits le long de la Sorgue est très particulière car elle résulte entièrement de l’action humaine. Plus d’une centaine d’ouvrages hydrauliques régule la circulation des eaux. Ainsi, les étiages sont peu marqués, les écoulements maintenus (près de 4 m3/s au cours des périodes les plus sèches alors que les autres rivières sont à sec) et les crues lentes. -ph49.
Trois aquifères principaux concernent le bassin des Sorgues : -ph50.
- L’aquifère karstique de Fontaine-de-Vaucluse :
La Fontaine draine un immense réservoir calcaire de plus de 1 200 km2 sur 1 km d’épaisseur. La réserve en eau est estimée à plus de 100 millions de m3. Elle alimente la Sorgue de deux façons : par des sources pérennes, appelées griffons et par un gouffre.
2- La nappe captive des molasses miocènes du Comtat
Qui s’étend sur 1 000 km2 sous la partie aval de la plaine des Sorgues et au-delà au nord.
3-La nappe alluviale de la plaine des Sorgues alimentée par la pluie et l’irrigation (restitution par les canaux). Elle circule à une profondeur de 0 à 3 m dans les alluvions récentes (galets, graviers, sables).
La FV a été de lieu de nombreuses explorations ; les plus récentes ont atteint la côte -308m à l’aide de robots, le but étant de connaître son bassin d’alimentation et son mode de fonctionnement. –ph51. Elle utilise un conduit karstique vertical qui doit dater du messinien. Il y a 6MA, le détroit de Gibraltar se ferme ; le niveau de la Méditerranée baisse d’au moins 1500m jusqu’à l’équilibre entre évaporation et apports d’eau par les 3 principaux fleuves qui l’alimentent. Les rivières creusent alors de véritables canyons pour retrouver un profil d’équilibre. Le Rhône, la Durance et leurs affluents sont concernés. Lorsque la mer revint au pliocène (5,3MA), elle remonta les canyons, formant ainsi des rias. Celle du Rhône jusqu’à Lyon, celle de la Durance jusqu’à Oraison et même Digne. –ph52 à 54.
Pour preuve :
—–Des cannelures ou lapiaz, entre 100 et 105m puis entre 220 et 282m soit 191m sous le niveau de la mer. Or, elles se forment à l’air libre. L’eau a dû baisser à cette époque d’au moins 200m
——En 2003, on a découvert des perforations de pholades dans la paroi des vasques. Les pholades vivant au niveau de la mer, sur côte rocheuse sont donc le témoin de la transgression pliocène. D’où l’idée qu’un karst profond s’est mis en place, drainé par le paléocanyon du Rhône ou de la Durance. Le colmatage de ce canyon au pliocène, en bloquant les circulations profondes ont conduit l’eau à utiliser le puits vertical de FV qui draine le karst (cheminée d’équilibre probable). –ph 55 à 59.
Un peu à l’Ouest du Ventoux, au nord de Carpentras, les dentelles de Montmirail , une des perles de la Provence , sont des plis jurassiques très redressés par la remontée diapirique de roches triasiques profondément enfouies, qui s’élèvent lentement dans la croûte sous l’action de la pression lithostatique exercée par les roches sus-jacentes. –ph60, 61, 62.
Les roches qui constituent le diapir sont surtout du sel, du gypse, mais aussi des cargneules, des marnes. –ph63. Ces roches ont une densité plus faible et une plasticité supérieure aux terrains encaissants d’autant qu’elles sont disposées sur la grande faille de Nîmes, ce qui a facilité la remontée des matériaux gypseux lors des phases de distension.
Après les dépôts du crétacé, vers 40MA, pendant que les chevauchements pyrénéo-provençaux organisent la Provence, le diapir se manifeste en soulevant les calcaires tithoniens qui forment les 3 dentelles séparées par des synclinaux assez étroits –ph61,62.
Sur la route de La Fare on voit très bien le contact jurassique sup (oxfordien) –trias du diapir. – ph64. Une intense érosion suit cette période ; l’oligocène repose en discordance sur le diapir érodé -ph 65.
Vers la fin du miocène, le diapir est réactivé puisqu’on peut voir à Montmirail, les couches marno-calcaires de l’oligocène renversées, comme en témoignent ces fentes de retrait en relief (au lieu d’être en creux). Le miocène inférieur et moyen est aussi affecté puisque ses couches sont très redressées -ph 66 à 70.
+ lac salé de Courthézon (84) . –ph71 à 73.
C’est un diapir qui n’a pas atteint la surface, seule de l’eau salée s’en échappe et remplit une dépression entourée de calcaires miocènes soulevés par le diapir avorté qui est en dessous. La partie au dessus de la nappe phréatique salée est occupée par des vignobles.
Ce diapir avorté et celui des dentelles de Montmirail sont liés car situés sur le même réseau de failles (faille de Nîmes et failles associées) qui passe par Entrechaux, Pierrelongue et Buis les Baronnies où elle déstabilise tout un pan de colline. –ph74 à 77.
Au dessus de cet immense plateau karstique, au nord du synclinal miocène d’Apt, c’est le pays des ocres (avec aussi Bédoin et Mormoiron plus à l’Ouest). –ph78,79.
On est sur le bombement Provençal constitué, à l’albo-cénomanien, d’un chapelet de terres émergées. –ph80.
Le Collet de Flaqueirol marque la limite entre les terres émergées et la mer alpine. –ph81, 82.
Les ocres se sont formées en 3 phases : –ph83 à 87.
- Transport par le vent des sables siliceux venant du massif central et dépôt dans la mer alpine sur le plateau continental à une profondeur maximale de 200m . les voiles bactériens transformèrent alors les éléments biodétritiques calcaires – test de foraminifères, fèces, restes de cadavres…) en argile néoformée-la glauconie, de couleur verte.
- émersion du bombement Provençal sous climat tropical avec forêt importante et sols très épais.
- Altération de ces sols.
Voici les grès verts glauconieux : on reconnait des grains de quartz, de glauconie, du mica et le ciment calcitique.
Premier stade d’altération : les ciments calcaires et les organismes calcaires des grès sont dissous puis, alignement de grains ferrugineux qui donnent une couronne marron à la périphérie des grains de glauconie.
Deuxième stade : un plasma beige à marron argilo-ferrugineux a envahi les ciments qui disparaissent ; les plages noires (de fer) s’insèrent dans la glauconie par des “golfes de corrosion“ .
glauconie + eau ——————-goethite + kaolinite + solubles
kaolinite + goethite == ocres
plus bas, la goethite est elle aussi solubilisée, il ne reste que la silice des grains de quartz.
Le fer transporté peut cristalliser plus bas et donner des grès ferrugineux.
Au dessus, il y a une dynamique pédologique : la cuirasse ferrugineuse contient 50% de quartz et 50% de fer. Les quartz sont désilicifiés et remplacés par la goethite in situ. Les paléosols donnent des quartzites (silcrêtes). Au final, on aboutit à un profil d’altération (qui peut être différent selon le lieu où on se trouve). –ph88, 89.
Plus tard, après la mise en place des reliefs, il y a 40MA, dans le synclinal de Mormoiron et sous climat méditerranéen s’élaborent des sols ; les nappes riches en calcaire dissous ont un pH élevé qui facilite la dissolution de la silice.
Les grains de quartz et la kaolinite donnent des argiles de la famille des smectites ferriques puis magnesiennes puis de l’attapulgite (palygorskite, argile magnesienne et fibreuse).
Les ions Ca remplacent la silice par des calcaires ; elle va se reconstituer plus loin.
Ainsi se forment les calcrêtres et les silcrêtes, roches d’origine pédogénétique. –ph90 à92.
Fin éocène, début oligocène, le synclinal de Mormoiron est presque comblé ; en son cœur subsident se dépose du gypse activement exploité sur 200m d’épaisseur à Mazan. –ph93, 94.
Ce régime lacustre persiste à l’oligocène et plusieurs dalles à empreintes sont connues dans le Vaucluse et témoignent d’une vie active en bordure de ces lacs.
Les animaux venaient au bord de l’eau pour se désaltérer ; 200 traces sont visibles au milieu des joncs. Mammifères de type antilopes, rhinoceros sans cornes (ronzothères), sangliers, ibis. –ph95 à 99.
Le Luberon est un long anticlinal structuré il y a 40MA, mais il chevauche le pays d’Aigues depuis la fin miocène. De ce fait, le delta de la paléodurance qui existait déjà a été repoussé de Cucuron, Cabrières d’aigues vers Ansouis, et Pertuis avant de prendre sa place actuelle au messinien. –ph100,101.
C’est à Buoux qu’on a la meilleure vue sur les fluctuations du niveau de la mer méditerranée naissante, suite à la dérive corso-sarde au début miocène (burdigalien), avec des dépôts marno-calcaires gris pendant les phases transgressives et avec des barres sableuses, pendant les périodes de reflux, les rivières creusant dans les dépôts précédents pour rejoindre la mer, puis déposant de nouveaux sédiments à la séquence suivante. –ph 102 à 105.
Le Petit Luberon détaché du Grand par une faille décrochante chevauche plus avant le secteur de Mérindol et vient ployer les couches calcaires de l’éocène.
Pendant les glaciations du quaternaire, la Durance était un fleuve ; passant par le seuil de St Pierre de Vence, elle longeait les Alpilles et se jetait dans la mer au niveau d’Arles, repoussant le Rhône vers la faille de Nîmes. Puis elle passa par le seuil de Lamanon pour se jeter dans la mer au niveau de Fos sur mer. Aujourd’hui, le canal EDF emprunte ce passage pour aller vers Salon. Puis, il y a environ 30 000 ans au würm récent, elle emprunta le seuil d’Orgon pour devenir affluent du Rhône. Mais son cône de déjection repoussa le Rhône vers l’Ouest et obligea l’Ouvèze à remonter vers l’amont pour le contourner. –ph106, 107.
Elle rejoint aujourd’hui le Rhône à Avignon. Le passage vers Avignon a été permis par un affaissement du seuil d’Orgon dû au jeu de la faille Salon-Cavaillon.
Voilà, tous ces paysages sont attachants et leur géologie révèle de véritables richesses à protéger au même titre que les plantes ou les animaux.
ps: les cartes geologiques sont éditées par le BRGM.