Fiche de révision : Processus élémentaires de l’érosion

📋 Plan du Cours

1. Météorisation et formation des sols
2. Altération mécanique des roches
3. Altération chimique et réactions
4. Réponse des roches altérées
5. Rythmes et facteurs d’altération
6. Érosion pluviale et splash
7. Ruissellement et formes érosives
8. Topographie et intensité érosive

📖 1. Météorisation et formation des sols

🔑 Notions clés & Définitions

• Météorisation : Ensemble des changements résultant de l’exposition des roches à l’air ou aux intempéries, qui les transforme sur place en matériaux moins résistants et participe à la formation des sols.

★ À maîtriser

📌 La météorisation constitue la première étape de l’érosion : elle désintègre la roche sur place avant que les particules soient enlevées et transportées.

Compléments

• L’eau, sous forme de rivières, de mer ou de glace, est l’agent principal de la météorisation.

💡 Astuce mémo

Météorisation sur place ≠ érosion avec transport

📖 2. Altération mécanique des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Altération mécanique : Désagrégation d’une roche par des processus physiques sans transformation de sa composition chimique.
• Thermoclastie : Fracturation des roches provoquée par de fortes variations de température, notamment dans les déserts chauds où elles peuvent atteindre 30 °C.

★ À maîtriser

• 🔄 La gélifraction se déroule ainsi:
  1. L’eau pénètre dans les fissures
  2. L’eau gèle et augmente de volume
  3. La glace exerce une pression sur la roche
  4. La répétition du gel-dégel fait éclater la roche

Compléments

• La glace prend environ 9 % de volume en plus que l’eau, ce qui favorise l’éclatement des roches lors du gel.

• La bioclastie désagrège les roches par l’action des plantes et des animaux, notamment lorsque les racines agrandissent les fissures, mais elle reste un processus mineur à l’échelle du globe.

💡 Astuce mémo

Gel de l’eau → pression → éclatement de la roche

📖 3. Altération chimique et réactions

🔑 Notions clés & Définitions

• Altération chimique : Attaque, modification ou destruction des minéraux des roches par l’eau et l’atmosphère, ce qui change la composition minéralogique de la roche.
• Dissolution : Transformation d’une roche en solution lorsque l’eau chargée en dioxyde de carbone attaque notamment les carbonates du calcaire et de la dolomie.

★ À maîtriser

• Les trois principales réactions sont:
  • L’hydrolyse
  • La dissolution
  • L’oxydation

• L’hydrolyse décompose un minéral en éléments solubles évacués par l’eau et en un nouveau minéral solide formé sur place, comme l’argile issue des feldspaths.

Compléments

• La ferrallitisation peut atteindre plus de 100 m et correspond au départ presque total de la silice, tandis que les matériaux ferreux et l’alumine s’accumulent sur place.

• L’oxydation associe le dioxygène au fer de minéraux comme l’olivine et l’amphibolite, formant de l’hématite ou de la limonite et fragilisant la roche.

💡 Astuce mémo

HDO : hydrolyse, dissolution, oxydation

📖 4. Réponse des roches altérées

🔑 Notions clés & Définitions

• Taffoni : Cavités sphériques formées dans des roches grenues lorsque l’évaporation d’une eau salée provoque la cristallisation et la croissance de sels dans les pores.

★ À maîtriser

📌 Les altérations mécanique et chimique se renforcent mutuellement : la désagrégation mécanique facilite l’altération chimique, et l’altération chimique fragilise à son tour la roche.

• Le quartz est très stable, tandis que le feldspath se désintègre rapidement, ce qui montre que la texture et la composition minéralogique contrôlent l’altération.

• L’arénisation du granite exploite les fissures formées lors de sa décompression, puis l’altération préférentielle des parties saillantes transforme progressivement les massifs en boules et en chaos granitiques.

Compléments

• Les roches se débitent d’abord en blocs ou en colonnes selon leurs faiblesses préexistantes, notamment les fissures, les diaclases, les feuillets et les couches.

• Le granite peut produire une arène granitique, le gneiss et le micaschiste des gores riches en argile, le grès du sable, le calcaire une solution et les schistes argileux des feuillets.

💡 Astuce mémo

Fissures → désagrégation → arène ou sol

📖 5. Rythmes et facteurs d’altération

★ À maîtriser

• Le rythme de l’altération dépend de la composition de la roche, du climat et de la surface exposée, et les formes produites par des climats anciens sont appelées formes héritées.

• Des températures élevées et de fortes précipitations favorisent les réactions chimiques et expliquent les grandes profondeurs de météorisation des régions tropicales humides.

• Dans les régions froides et peu humides, la gélifraction produit surtout des fragments et des talus d’éboulis, tandis que dans les régions chaudes et humides l’altération chimique domine.

Compléments

• L’altération chimique double lorsque la température augmente de 10 °C.

• La végétation accélère l’altération par les acides humiques et les racines, mais elle protège principalement les sols contre l’érosion pluviale et éolienne.

💡 Astuce mémo

Climat froid : mécanique ; climat tropical humide : chimique

📖 6. Érosion pluviale et splash

🔑 Notions clés & Définitions

• Érosion : Ensemble des processus externes qui modifient la surface terrestre en détachant, transportant et déposant des particules.

• Splash : Action des gouttes de pluie qui désagrègent et dispersent les particules superficielles d’un sol non protégé par la végétation.
• Battance : Obstruction des pores du sol par des particules fines détachées par la pluie, formant une croûte qui réduit l’infiltration et déclenche ensuite le ruissellement.

★ À maîtriser

• L’eau est l’agent essentiel de l’érosion, qui transfère en permanence des matériaux depuis les zones d’altitude vers les zones plus basses sous l’action de la gravité.

Compléments

• Le splash peut libérer des micro-agrégats ou des particules de moins de 100 mm et déplacer les particules sur quelques dizaines de centimètres.

💡 Astuce mémo

Gouttes sur sol nu → détachement → transport → dépôt

📖 7. Ruissellement et formes érosives

🔑 Notions clés & Définitions

• Ruissellement diffus : Lame d’eau formée de nombreux petits filets qui provoque une érosion en nappe, un transport limité et un dépôt de colluvions au bas des pentes.
• Érosion en tunnel : Développement sur des pentes faibles dans des matériaux fissurés, notamment les argiles gonflantes et les marnes riches en gypse, pouvant produire des badlands par érosion régressive.

★ À maîtriser

📌 Le ruissellement hortonien apparaît lorsque l’intensité de la pluie dépasse la capacité d’infiltration de la surface, tandis que le ruissellement par saturation apparaît lorsque le sol est entièrement rempli d’eau.

• 🔄 La hiérarchie des formes d’écoulement est:

  1. Flaques
  2. Filets d’eau
  3. Griffures
  4. Rigoles
  5. Nappes ravinantes
  6. Ravines

• Les pertes de sol sont de:

  • 1 t/ha/an en nappe
  • 10 t/ha/an en rigoles
  • 100 t/ha/an en ravines
  • 1 000 t/ha/an en badlands

Compléments

• D’après Hjulström (1935), les filets d’eau acquièrent une énergie érosive propre lorsqu’ils atteignent environ 25 cm par seconde.

📌 Pour limiter le ravinement agricole, il faut cultiver perpendiculairement à la pente, si possible en terrasses, plutôt que dans le sens de la pente.

💡 Astuce mémo

Nappe → rigole → ravine → badlands

📖 8. Topographie et intensité érosive

★ À maîtriser

📌 Le ruissellement et l’érosion peuvent commencer sur des pentes faibles de 1 à 2 %, puis l’érosion augmente avec la déclivité toutes choses égales par ailleurs.

• Plus une pente est longue, plus le ruissellement peut s’accumuler, accélérer et gagner de l’énergie, ce qui intensifie l’érosion lorsque l’écoulement peut se concentrer.

Compléments

• Les principaux facteurs sont:
  • La pente
  • La longueur du versant
  • Le substrat
  • Les précipitations
  • L’intensité des averses
  • La couverture végétale

💡 Astuce mémo

Pente longue et inclinée → ruissellement accumulé → érosion accrue

📊 Tableaux de synthèse

Types de ruissellement