Géologie Du Bassin De La Loire Pierre Nehlig
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Géologie du bassin de la Loire Pierre Nehlig To cite this version: Pierre Nehlig. Géologie du bassin de la Loire. Géosciences, BRGM, 2010, pp.10-23. hal-00663278 HAL Id: hal-00663278 https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-00663278 Submitted on 26 Jan 2012 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. géologie du bassin de la loire Les roches qui constituent le substratum du bassin versant de la Loire ont une histoire géologique longue de plus de 500 millions d’années. Le fleuve tel que nous le connaissons est très récent. Cet article explore ces deux facettes et montre que les paysages que nous rencontrons aujourd’hui ont beaucoup changé au cours des temps et que leur histoire n’est pas figée. Géologie du bassin de la Loire 10 orges de l’Allier, Velay, bassin du Puy, Limagnes, Sologne, Beauce, Touraine, Anjou, sont autant de noms qui évoquent des paysages caractéristiques, identifiables par une physionomie qui leur est propre : formes de relief, types de végétation, modes de Gconstruction, couleur des terres, lignes d’horizons… Selon l’échelle d’observation, le relief, Pierre Nehlig la culture de celui qui l’observe, on y verra pour certains principalement la végétation, Service Géologie, BRGM pour d’autres la part de l’homme, ou encore le relief. Mais la composante essentielle de géologie [email protected] ces paysages, celle dont l’appréhension est souvent la plus difficile, est celle dusubstratum minéral, de la géologie. C’est bien elle qui s'impose dès que le recul est suffisant. Reliefs, géo-ressources minérales et énergétiques, aléas naturels, potentiel agricole et industriel…, c’est le monde minéral qui conditionne une grande part des paysages ainsi que l’implanta- tion humaine. Longtemps l’habitat s’est concentré le long des voies de communications naturelles que Maisons troglodytes creusées dans constituaient les fleuves. La Loire et ses affluents ne dérogent pas à la règle et ont structuré les escarpements de craie-tuffeau du lit majeur le bassin et son développement économique. Il n’est pas étonnant qu’en retour plusieurs de la Loire entre Amboise et Saumur. barrages et d’importantes protections latérales contre les crues aient vu le jour. Si la Loire Cave houses dug into the chalky tuffeau of the Loire’s flood plain between Amboise and Saumur. est souvent présentée comme le « dernier grand fleuve sauvage » en France, cette appella- © F. Michel, BRGM Im@gé. tion est abusive. Depuis l’Antiquité elle a connu des aménagements pour favoriser la the geology of the loire basin Laval Le Mans La Sarthe Orléans Le Loir La Mayenne La Angers La Loire Tours Nantes Le Cher La Sèvre Nantaise Cholet Bourges L’Indre Châteauroux La Loire La Vienne Poitiers L’Allier Limoges Clermont-Ferrand Saint-Étienne 11 navigation et protéger les populations riveraines de Fig.1 : Principales composantes du relief ses crues. Pour autant, la Loire n’est pas uniquement un et de l’hydrologie « fleuve d’aspect sauvage ». Elle reste un agent géolo- du bassin de la Loire. gique puissant qui transporte chaque année des millions Fig. 1: Main components de tonnes de sable, d’argile et d’éléments dissous depuis of the relief and hydrology le Massif central et les régions environnantes vers la mer. of the Loire Basin. Ce transport n’est pas uniforme et se traduit localement • numéro 12 • décembre 2010 par des alternances de dépôts sédimentaires et des inci- sions dans les lits des rivières et leurs berges qui sont susceptibles d’affecter les infrastructures économiques. Géosciences Le bassin de la Loire La Loire sur plus de 1 000 km draine un bassin de Photo 1 : Site troglodyte 2 à trois étages creusé 117 000 km , de l’Ardèche à la Bretagne [Bouchardy et al. dans des dépôts de lahars (2002)]. Étonnamment, le fleuve ne coule pas au milieu du Cantal (La Roche Percée de son bassin (figure 1). À l’exception de la Maine qui à Fraisse Haut dans la vallée vient grossir la Loire à Angers, on ne trouve en rive droite de l'Alagnon, affluent de l'Allier). que quelques petits affluents venus du Vivarais, du Photo 1: A three-storey Charolais et du Morvan. La ligne de séparation des eaux troglodyte structure hollowed avec le Rhône et la Seine est très proche du cours même out of lahar deposits in de la Loire. En revanche, en rive gauche affluent l’Allier, the Cantal region (La Roche presque aussi important que la Loire à la confluence près Percée at Fraisse Haut, in the valley of the Alagnon, a de Nevers, mais aussi le Cher, l’Indre, la Creuse et la tributary of the Allier River). Vienne (figure 1) pour ne citer que les plus grands. © P. Nehlig. Fig. 2 : Carte géologique simplifiée du bassin de la Loire. Fig. 2: Simplified geological map of the Loire Basin. © BRGM, P. Nehlig et D. Rambourg. géologie du bassin de la loire Étonnamment, le fleuve ne coule pas au milieu de son bassin. > Le sous-sol de la Loire vu du ciel José Perrin – BRGM, Service Géologie – [email protected] Sétareh Rad – BRGM, Service Géologie – [email protected] 14 La géophysique aéroportée qui a pris son essor il y une cinquantaine La disposition de ce réseau hydrographique traduit de d’années consiste à quadriller le territoire avec un aéronef équipé façon très nette la dissymétrie du relief du bassin versant d’instruments de mesure aptes à caractériser à distance certaines avec un ensemble de rivières tournées vers l’Atlantique, propriétés physiques du sol et du sous-sol. Complémentaire de la carte alors que le Rhône et la Méditerranée sont plus proches géologique, cette méthode apporte une information homogène sur leur en zone amont. Le Massif central se présente comme un géométrie et leurs caractéristiques physiques. Selon la taille des instru- territoire basculé, relevé du côté des Alpes au sud-est et ments géophysiques, les contraintes de relief, les impératifs de sécurité, plus affaissé du côté de l’Atlantique au nord-ouest. un hélicoptère ou un avion léger effectuent des vols à basse altitude (< 100 mètres) de façon à imager les formations géologiques en haute Une autre curiosité de la Loire attire le regard. Un grand résolution. coude affecte son tracé entre Gien et Orléans ainsi que Ces levers s’appuient sur des méthodes d’acquisition « active » comme ses affluents de rive gauche (Cher, Indre et Vienne). l’électromagnétisme ou « passive » tels le magnétisme et la radiométrie D’abord nord-sud, l’écoulement passe à est-ouest spectrale. comme si le substratum de l’ensemble du bassin avait – L’électromagnétisme renseigne sur la conductivité des roches : cette été basculé à un moment donné de l’histoire géologique méthode permet de différencier les argiles, des roches compactes ou du fleuve. encore imprégnées d’eaux douces ou salées jusqu’à plus de 200 mètres de profondeur. Le bassin de la Loire draine trois régions géologiques – Le magnétisme permet d’identifier la nature et la structure des distinctes avec un sous-sol varié dans sa nature litho- formations géologiques en fonction de leurs concentrations en minéraux logique et dans ses reliefs : le Massif central, le bassin magnétiques. Cette méthode est couramment utilisée par l’industrie de Paris et le Massif armoricain. La carte géologique minière pour la détection directe de gisements métalliques ou en (figure 2) illustre ces grands ensembles, qui comprennent géologie pour la cartographie des structures profondes, de manière du socle cristallin dans le Massif central et dans le Massif indirecte, en vertu de la présence disséminée dans les roches de minéraux armoricain, des terrains sédimentaires d’âge paléozoïque aimantés. en Anjou, jurassique dans le Berry, en Bourgogne et en – La radiométrie spectrale enregistre le rayonnement gamma émis par Poitou, crétacé en Touraine et cénozoïque en région la radioactivité naturelle émanant des premiers décimètres du sol. Cette Centre. méthode décèle les types de roches caractérisées par des teneurs ou des proportions particulières de radioéléments. Cette empreinte radiomé- Le Massif central trique est une clé supplémentaire dans l’identification lithologique ; on Le Massif central, comme son voisin le Massif armoricain, parle alors de spectrofaciès. est une entité aisément identifiable sur la carte géolo- Les deux dernières méthodes sont mises en œuvre simultanément pour gique de la France. Il appartient à un très vaste ensemble la couverture géophysique aéroportée haute résolution du territoire géologique qui a constitué dans la deuxième partie français. Avec la réalisation au printemps 2010 de la zone de jonction du Paléozoïque (il y a 300 Ma) une grande chaîne de entre le Massif armoricain (levé de 1998) et de la région Centre (levé de montagnes, la chaîne varisque ou hercynienne, vraisem- 2008), il existe désormais une couverture continue du quart nord-ouest blablement analogue par sa taille à l’actuelle chaîne de de la France. Les cartes obtenues donnent une perception nouvelle du l’Himalaya. Les roches de cette chaîne, très arasées par cadre géologique du bassin de la Loire. l’érosion dès 255 Ma, forment aujourd’hui l’ossature La radiométrie spectrale montre l’origine des sédiments transportés par géologique de l’Europe de l’Ouest. Elles affleurent dans la Loire au cours de son histoire : sables de Sologne ou minéraux issus le Massif central et le Massif armoricain et constituent du lessivage des terrains volcaniques ou granitiques du Massif central.