QCM : Processus élémentaires de l’érosion — 21 questions

Explication

La météorisation regroupe les transformations produites par l’air et les intempéries, directement sur place, et contribue à former les sols. Elle précède l’érosion, qui enlève puis transporte les particules; l’érosion ne correspond donc pas à une transformation sur place.

Explication

L’altération mécanique désagrège la roche par des processus physiques sans changer sa composition chimique. La gélifraction repose sur des cycles de gel-dégel, tandis que la thermoclastie est liée aux variations de température; la glace augmente d’environ 9 % de volume.

Explication

Lors de la gélifraction, l’eau pénètre les fissures, gèle, augmente de volume et exerce une pression qui finit par faire éclater la roche. La thermoclastie dépend des variations de température et non du gel de l’eau; elle peut être importante dans les déserts chauds, où les écarts atteignent notamment 30 °C.

Explication

L’altération chimique modifie ou détruit les minéraux sous l’action de l’eau et de l’atmosphère, ce qui change la composition minéralogique. Les trois réactions principales sont l’hydrolyse, la dissolution et l’oxydation; contrairement à l’altération mécanique, elle ne conserve donc pas nécessairement la composition minérale.

Explication

L’hydrolyse décompose un minéral en éléments solubles évacués par l’eau et en un nouveau minéral solide formé sur place, comme l’argile provenant des feldspaths. La mise en solution d’une roche carbonatée par une eau chargée en dioxyde de carbone relève de la dissolution, non de l’hydrolyse.

Explication

La dissolution transforme une roche en solution lorsque l’eau chargée en dioxyde de carbone attaque notamment les carbonates. Le calcaire et la dolomie sont cités comme roches concernées; l’hydrolyse produit, elle, un nouveau minéral solide sur place.

Explication

L’oxydation associe le dioxygène au fer présent dans des minéraux comme l’olivine et l’amphibolite. Elle peut former de l’hématite ou de la limonite et fragiliser la roche; la ferrallitisation correspond, quant à elle, au départ presque total de la silice avec accumulation du fer et de l’alumine.

Explication

La désagrégation mécanique augmente les surfaces exposées et facilite donc l’altération chimique. En retour, les réactions chimiques fragilisent les minéraux et la structure de la roche ; le quartz reste stable alors que le feldspath se désintègre rapidement. L’arénisation du granite exploite ses fissures de décompression et l’altération préférentielle de ses parties saillantes.

Explication

Le quartz est très stable, tandis que le feldspath se désintègre rapidement ; la composition minéralogique contrôle donc la réponse de la roche. Les roches se débitent aussi selon leurs faiblesses préexistantes, comme les fissures et les diaclases. La solution est le produit caractéristique de l’altération du calcaire, et non du grès.

Explication

L’arénisation du granite utilise les fissures formées lors de sa décompression. L’altération préférentielle des parties saillantes transforme progressivement les massifs en boules et en chaos granitiques. Les fissures de décompression ne résultent donc pas d’une compression, et les formes produites ne sont pas des colonnes régulières.

Explication

Le rythme d’altération dépend de la composition de la roche, du climat et de la surface exposée. Les températures élevées et les fortes précipitations favorisent les réactions chimiques, tandis que les régions froides et peu humides favorisent la gélifraction. Les formes issues de climats anciens sont appelées formes héritées.

Explication

Les températures élevées et les précipitations abondantes favorisent les réactions chimiques et expliquent les grandes profondeurs de météorisation tropicale humide. Dans les régions froides et peu humides, la gélifraction produit surtout des fragments et des talus d’éboulis. Les sols tropicaux profonds sont donc associés à l’altération chimique, non à la fragmentation mécanique.

Explication

L’érosion détache, transporte et dépose des particules, tandis que l’eau en est l’agent essentiel. Le splash correspond à l’action des gouttes de pluie sur un sol non protégé, et la battance forme une croûte réduisant l’infiltration. La météorisation désagrège les matériaux sur place sans assurer leur transport.

Explication

Le splash est produit par les gouttes de pluie qui désagrègent et dispersent les particules superficielles d’un sol dépourvu de protection végétale. Il peut libérer des micro-agrégats ou des particules de moins de 100 mm et les déplacer sur quelques dizaines de centimètres. Il ne correspond donc pas à un transport sur plusieurs kilomètres.

Explication

La battance correspond à l’obstruction des pores par des particules fines détachées par la pluie. Elle forme une croûte qui réduit l’infiltration et déclenche ensuite le ruissellement. Le splash peut, quant à lui, déplacer les particules sur quelques dizaines de centimètres et libérer des particules de moins de 100 mm.

Explication

Le ruissellement hortonien survient lorsque l’intensité pluviométrique dépasse temporairement l’infiltration, tandis que le ruissellement par saturation exige un sol entièrement rempli d’eau. Le ruissellement diffus forme une lame composée de petits filets, responsable d’une érosion en nappe et d’un transport limité. Dans le ruissellement concentré, l’écoulement évolue des flaques vers les filets, puis les griffures, les rigoles, les nappes ravinantes et les ravines.

Explication

Le ruissellement diffus répartit l’érosion sur la surface, produit une érosion en nappe, transporte peu de matériaux et favorise le dépôt de colluvions en bas de pente. Le ruissellement concentré focalise l’écoulement dans des lignes et suit une évolution progressive vers des formes ravinées.

Explication

L’organisation de l’écoulement augmente fortement les pertes de sol : elles passent de 1 à 10, puis 100 et 1 000 tonnes par hectare et par an selon la forme considérée. D’après Hjulström, les filets d’eau acquièrent une énergie érosive propre vers 25 cm/s. L’érosion en tunnel concerne des pentes faibles dans des matériaux fissurés et peut contribuer à former des badlands.

Explication

Les pertes de sol augmentent avec l’organisation de l’écoulement : elles atteignent environ 10 t/ha/an dans les rigoles, 100 t/ha/an dans les ravines et 1 000 t/ha/an dans les badlands. L’érosion en tunnel peut se développer sur des pentes faibles, dans des argiles gonflantes ou des marnes riches en gypse, et produire des badlands par érosion régressive.

Explication

L’érosion peut commencer sur des pentes faibles de 1 à 2 %, puis augmenter avec la déclivité à conditions comparables. Une pente longue favorise l’accumulation, l’accélération et la concentration du ruissellement, ce qui accroît son énergie érosive. L’intensité érosive dépend aussi du substrat, des précipitations, des averses et de la couverture végétale.

Explication

La longueur du versant favorise l’accumulation, l’accélération et le gain d’énergie du ruissellement lorsque celui-ci peut se concentrer. L’intensité érosive dépend également de la pente, du substrat, des précipitations, de l’intensité des averses et de la couverture végétale.