Erosion et sédimentation - 2nde

Introduction

L’érosion est l’ensemble des phénomènes qui dégradent la surface de la Terre au cours du temps. Cette dégradation est souvent d’origine naturelle (essentiellement l’action de l’eau et du vent), mais peut aussi être fortement augmentée par les activités humaines (effet de l’agriculture, problème de la déforestation, etc.). L’érosion a donc le pouvoir de remodeler la surface terrestre, ce qui modifie le relief. Dans cette leçon, nous verrons d’abord les agents et facteurs d’érosion, puis les mécanismes d’érosion et nous terminerons par la formation des roches sédimentaires

I- Les facteurs de l’érosion

1. Les facteurs de l’érosion

Les facteurs d’érosion influencent l’intensité des processus de détachement, de transport et de dépôt. Les facteurs agissent donc sur les processus qui, eux, conduisent à des formes d’érosion spécifiques. Nous pouvons en citer cinq :

La végétation,
La pluie ,
La topographie,
Les techniques culturales.

2. La végétation

Elle est de loin le facteur le plus important. La végétation vivante protège la surface du sol de l’impact des gouttes de pluie, et donc du détachement par le splash ; les tiges et troncs forment des obstacles qui ralentissent la vitesse du ruissellement, ce qui réduit le détachement par le ruissellement ainsi que sa capacité de transport. Les racines forment un réseau près de la surface qui tient le sol en place, augmentant ainsi sa résistance au détachement. Les feuilles mortes et débris végétaux protègent la surface de l’impact des gouttes, ralentissent le ruissellement, et ajoutent de la matière organique au sol, ce qui le rend plus résistant à l’érosion.

Donc lorsqu’il n y a pas de végétation, le sol devient une proie pour l’érosion

3 . La pluie

C’est souvent le deuxième facteur d’importance après la végétation. Il n’y a ruissellement que quand la vitesse avec laquelle la pluie arrive au sol est plus importante que la vitesse avec laquelle l’eau entre dans le sol. Dit autrement, le ruissellement est la différence entre l’intensité de la pluie et le taux d’infiltration d’eau dans le sol (R=P–I, en mm h^-1). Si P >I, le surplus d’eau ruisselle en transportant la terre.

4. La déclivité de la pente ou la topographie

La pente est un facteur important d’érosion. Le ruissellement et l’érosion commencent sur des pentes faibles (1 à 2 %). Egalement, la perméabilité des sols est un acteur déterminant. En effet, si les sols sont absolument imperméables, le ruissellement de la pluie sera total et ne dépendra pour une surface de pente donnée que de l’intensité de la pluie. Par contre, si les sols sont relativement perméables, la pente aura une influence certaine sur l’infiltration et donc le ruissellement.

5. Les activités humaines

Les aménagements du territoire par les hommes (extension des villes, construction de routes, aménagement des cours d’eau) augmentent les risques d’érosion.
En agriculture, les zones cultivées fragilisent le sol, en raison du travail mécanique intensif qui s’effectue en profondeur avec les labours. Les déboisements et la déforestation aboutissent à un sol nu, ce qui augmente l’érosion par les eaux de ruissellement et par le vent.

II- les agents et les mécanismes de l’érosion

1- Les agents

L’érosion est le processus de désagrégation de la roche sous l’influence des agents externes. L’eau, le vent, la glace, sont les agents de l’érosion c‘est à dire des éléments qui agissent directement sur la roche et la dégradent.

2- Le mécanisme de l’érosion

Dans les processus d’érosion, on distingue généralement trois phases distinctes : destruction du matériel rocheux (ablation du matériel) ; transport ; accumulation des débris (dépôt du sédiment). C’est le schéma général du mécanisme d’érosion. Il existe deux types principaux d’érosion :
– l’érosion mécanique (ou physique), lorsque les roches se brisent en fines particules (désagrégation mécanique) ; ces débris sont ensuite lentement enlevés et déplacés (par le vent ou par l’eau) ;
– l’érosion chimique, avec la dissolution des roches par l’eau (eaux de pluie qui s’infiltrent dans le sous-sol, action chimique des vagues, etc.).

a) Le mécanisme de l’érosion mécanique

L’érosion mécanique par l’eau

L’érosion par les eaux courantes s’exerce sur les versants et dans le lit des cours d’eau. L’eau ruisselle sur les pentes lorsque la végétation discontinue ou dégradée protège mal les sols et les substrats rocheux. (Description orale du mécanisme de l’érosion par l’eau courante)

En général, les eaux de pluie s’infiltrent moins facilement ; si elles surviennent sous forme d’averses brutales, elles ne peuvent être absorbées. Les filets de ruissellement entraînent et poussent de minuscules particules. À l’issue de plusieurs précipitations importantes, les filets balayent successivement toutes les portions du versant, enlevant à la longue une fine tranche de matériaux meubles. Cette érosion qui s’exerce sur l’ensemble d’une surface est appelée érosion aréolaire. La plus grande épaisseur de lames d’eau ruisselée et l’augmentation de la quantité d’eau écoulée permettent au ruissellement de prendre en charge des particules plus grosses, de surmonter les obstacles qui créent des remous dans le courant. La turbulence peut décomposer les substrats les moins consolidés (sable, argile, marne) ; ainsi s’amorce une micro-incision qui attire les eaux de ruissellement suivantes ; c’est le début d’une érosion linéaire associée à un écoulement concentré dans une rigole qui, en s’approfondissant et s’élargissant, devient une ravine.

L’érosion mécanique par le vent

L’érosion éolienne agit dans les milieux arides et semi-arides. Le vent agit sur la roche ou sur sol par déflation et par corrasion. La déflation est un vannage qui consiste à balayer les débris fins laissant sur place les débris grossiers. Ce phénomène aboutit à un paysage de reg. La corrasion, quant à elle, consiste à l’attaque de la roche ou du sol par le vent chargé de matériaux qu’il transporte. La corrasion crée des sillons et crêtes sur les argiles et modèle les cailloux en facettes concaves (en creux

b- Les mécanismes de l’érosion chimique

Les modes d’action de l’eau sont nombreux mais le plus important et le plus fréquent est l’hydrolyse réalisée par des eaux chargées en CO2. L’eau, à l’état ionique devient : OH^– et H⁺. Or nous savons que la roche est composée de minéraux tels que le Fer, la silice, l’aluminium, etc. qui à l’état ionique donnent respectivement le Fe²⁺, Si²⁺et le Al^3-. L’eau échange ses ions avec les ions de la roche jusqu’à la décomposer en altérites. Ces altérites peuvent être des argiles ou de minéraux. Par exemple l’altération d’un granite donne du sable grossier et argileux. Cette altération chimique peut être schématisée par la réaction suivante :

Granite + eau d’attaque= sable grossier et argileux + eau de drainage (boue)

En plus de l’hydrolyse, les végétaux jouent un rôle non négligeable dans la décomposition de la roche. En effet, les végétaux secrètent des substances par les racines qui dégradent les roches.

III- La formation des roches sédimentaires

Le processus naturel de formation des roches sédimentaires s’effectue en quatre phases successives : l’altération superficielle des roches qui produit des particules, le transport de ces particules, la sédimentation, puis la diagenèse qui transforme les sédiments en roches sédimentaires

1- L’altération superficielle

L’altération superficielle s’effectue sur les roches préexistantes (magmatiques, métamorphiques et sédimentaires) qui se désagrègent naturellement en fines particules (sédiments) sous l’effet de processus physiques (action du vent, de l’eau, du gel-dégel), chimiques (dissolution des roches par les eaux de pluie et de ruissellement), et biologiques (attaque des minéraux par certains organismes comme les lichens).

2- Le transport des particules

Le transport des particules est assuré par le vent et l’eau (rivières, glaciers) jusqu’à un lieu de dépôt ; le temps de transport est fonction du type de transport et de son intensité.

3- La sédimentation

La sédimentation des particules a lieu dans les bassins de sédimentation (fond des lacs, océans, dépressions du relief) ; les sédiments se déposent et s’accumulent en couches successives formant des dépôts sédimentaires stratifiés ; les caractéristiques de l’agrégat ainsi formé (composition, couleur, etc.) dépendent de la nature des sédiments et du temps de sédimentation.

4- La diagenèse

Le phénomène de diagenèse permet la transformation des couches de sédiments en roche sédimentaire sous l’effet de la pression engendrée par les couches de particules (propre poids du dépôt) et de l’évacuation de l’eau (déshydratation) ; ces processus simples de compaction et de déshydratation aboutissent à la cimentation des couches de sédiments en strates rocheuses (parallèles ou discordantes).

Conclusion

L’érosion est le mécanisme par lequel la roche se décompose sous l’action de plusieurs facteurs et agents. Ce processus aboutit à la formation des débris ou sédiments qui seront transportés par les agents de transport et déposés : c’est la sédimentation. Ces sédiments sont transformés en roche sédimentaire sous l’action de la diagénèse.