Les chirats : des éboulis... qui n'en sont pas

Thibault Lorin

Agrégé SV-STU, ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

08/02/2017

Résumé

Les chirats, des rivières de roche qui ne sont ni des éboulements (comme celui du Mont Granier), ni des coulées de lave (comme celle du Puy de Côme) mais un modelé périglaciaire.


Observation de quelques chirats du Pilat

Le massif du Pilat est situé sur la bordure orientale du Massif Central. Il culmine à quelques 1432 m au Crêt de la Perdrix et est "coincé" entre la vallée du Rhône, à l'Est, et la vallée du Gier, au Nord-Ouest. L'influence climatique y est multiple. Ce massif abrite ainsi des écosystèmes typiques de l'étage subalpin (lande à bruyère), montagnard (hêtraie), collinéen (charmaie, chênaie sessile) et même méditerranéen (chênaie pubescente). Cette diversité écosystémique a été reconnue très tôt et est notamment à l'origine de la création du Parc naturel régional (PNR) du massif du Pilat, en 1974.

Figure 1. Localisation du massif du Pilat, en France

Localisation du massif du Pilat, en France

Figure 2. Localisation du massif du Pilat, en bordure orientale du Massif Central

Localisation du massif du Pilat, en bordure orientale du Massif Central

Outre la diversité biologique du massif, il est possible d'y trouver de nombreuses roches témoins de son histoire géologique. Ce massif est en effet géologiquement associé à la chaîne hercynienne et de nombreuses "vieilles roches du socle" (granites, gneiss, micaschistes, leptynites...), d'âge variable mais antérieur à 280 Ma, y affleurent ; leur histoire géologique est très complexe et ne fait pas l'objet de ce présent article. Nous allons en effet nous intéresser ici à quelques formations beaucoup plus récentes (moins de 150 000 ans) qui constituent une curiosité géologique locale, quasi-unique en France : les chirats.

Il est à noter que ce double patrimoine biologique et géologique est reconnu jusque dans le logo même du PNR du massif du Pilat, qui représente deux sapins, un hêtre et ... un chirat !


Une randonnée autour des crêts du Pilat offre au visiteur un spectacle assez remarquable : de nombreux sommets (1000-1500 m) présentent des sortes "d'éboulis", dénués de végétation. Ces formations sont appelées chirats.

L'étymologie n'est pas claire mais ce mot pourrait signifier "tas de pierre", "pierrier", et dériver du gascon quer signifiant rocher, et ayant également donné "cheire", qui désigne un tas de pierre en auvergnat.

La présence sommitale de ces formations dénudées devrait donc indiquer :

  1. qu'elles sont récentes, soit quelques dizaines ou centaines d'années (temps qu'il faudrait à la végétation pour les recouvrir, à une altitude de moins de 1500 m). Or, ces formations datent de plusieurs milliers d'années (ce premier point ne peut cependant être facilement vérifié par les observations de terrain ci-dessous, à la différence du point suivant).
  2. qu'elles proviennent de l'effondrement d'une paroi rocheuse environnante. Or, le point culminant du massif du Pilat, le Crêt de la Perdrix (1432 m) est lui-même situé au sein d'un chirat ! L'absence de corniche rocheuse alentour, en amont, est d'ailleurs le cas le plus fréquent pour les chirats. Il faut donc envisager un autre mode de formation.

Figure 4. Chirat au Crêt de la Perdrix, massif du Pilat

Chirat au Crêt de la Perdrix, massif du Pilat

Cet amas rocheux a une déclivité très faible (autour de 10°) et n'est pas situé à l'aplomb d'une corniche ou d'une falaise. On peut noter qu'il est en grande majorité dénué de végétation.


Figure 5. Chirats au Crêt de l'Œillon vus depuis le Crêt de Botte

Chirats au Crêt de l'Œillon vus depuis le Crêt de Botte

Ces amas rocheux sont situés au sommet et ne sont pas à l'aplomb d'une corniche ou d'une falaise. Leur déclivité est d'environ 20° et ils sont bien distincts de la végétation alentour.


Figure 6. Chirats au Crêt de l'Œillon (au fond) et au Crêt de Botte (au premier plan)

Chirats au Crêt de l'Œillon (au fond) et au Crêt de Botte (au premier plan)

Ces amas rocheux sont situés au sommet et ne sont pas à l'aplomb d'une corniche ou d'une falaise. Leur déclivité est d'environ 20° et ils sont bien distincts de la végétation alentour.


Figure 7. Chirat non loin du Priel, massif du Pilat

Chirat non loin du Priel, massif du Pilat

Cet amas rocheux n'est pas à l'aplomb d'une corniche ou d'une falaise et sa déclivité est ici d'une trentaine de degrés au maximum. Il est particulièrement bien distinct de la végétation alentour.



Ces "amas rocheux", nombreux dans le Pilat, ne sont pas restreints à celui-ci ; il est possible d'en observer dans le Massif Central français jusqu'en Ardèche (vallée du Doux et de l'Eyrieux comprises) et également dans les Mont-Dore.

Figure 9. Chirat non loin de la commune du Mont-Dore (Puy-de-Dôme)

Chirat non loin de la commune du Mont-Dore (Puy-de-Dôme)

La déclivité est ici plus importante (une trentaine de degrés, soit le maximum observé pour les chirats).

Si, dans ce cas, une falaise existe non loin de là, elle ne peut cependant expliquer l'"énorme" masse rocheuse de ce chirat.


Figure 10. Vue aérienne de quelques chirats des Monts-Dore, ici à 500 m au sud du Lac de Guéry (Puy-de-Dôme)

Vue aérienne de quelques chirats des Monts-Dore, ici à 500 m au sud du Lac de Guéry (Puy-de-Dôme)

Le chirat de la figure précédente correspond au chirat allongé dans le sens Nord-Sud le plus au Nord sur cette photo.


Dans le Pilat, les chirats sont le plus souvent situés au sommet, sur les crêts, et ils sont pour l'essentiel situés à une altitude supérieure à 800 mètres. Ils peuvent descendre un peu plus bas pour les versants Nord des chirats les plus septentrionaux. Leur surface occupe régulièrement plusieurs centaines de mètres carrés, soit bien moins que les 23 km2 couverts par le plus grand éboulis que la France historique ait connus : l'éboulement du Granier de novembre 1248 (voir plus loin).

Leur épaisseur est difficile à estimer car il existe peu de coupes naturelles disponibles. Cependant, entre 2 et 6 mètres apparaissent au vu de certains chirats des valeurs plausibles. Les blocs sont, selon les chirats et la roche dont ils sont issus, constitués le plus souvent de micaschistes, de gneiss œillés ou de leptynites (gneiss à grain plus fin et souvent plus clair).

Figure 11. Peu avant la chapelle de Saint-Sabin, un sentier traverse un chirat, offrant ce qui s'approche le plus d'une coupe d'un chirat

Peu avant la chapelle de Saint-Sabin, un sentier traverse un chirat, offrant ce qui s'approche le plus d'une coupe d'un chirat

Le marteau (une trentaine de cm) donne l'échelle et indique que ce chirat, loin d'être le plus massif, a une épaisseur d'au moins 2 ou 3 mètres. Les chirats les plus épais peuvent donc avoir une épaisseur de 5 à 6 mètres.


Figure 12. Vue de quelques blocs du chirat embrumé de Saint-Sabin, l'un des chirats aux blocs les plus gros

Vue de quelques blocs du chirat embrumé de Saint-Sabin, l'un des chirats aux blocs les plus gros

Le marteau donne l'échelle et indique que les blocs photographiés font au moins 2 mètres de hauteur. Vu le volume des blocs, on imagine aisément que ce chirat a une profondeur de 5 à 6 mètres au moins.


Figure 13. Gneiss œillé constitutif du chirat des Trois Dents

Gneiss œillé constitutif du chirat des Trois Dents

Les chirats sont le plus souvent constitués de micaschistes, de leptynites ou de gneiss œillés.

Le couteau-suisse donne l'échelle.


Figure 14. Gneiss œillé constitutif du chirat des Trois Dents et présentant des déformations de type C-S

Gneiss œillé constitutif du chirat des Trois Dents et présentant des déformations de type C-S

L'origine des déformations de type C-S est expliquée plus en détail dans Plan d'aplatissement, plans de schistosité (plans S) et plans de cisaillement (plans C) . Les chirats sont le plus souvent constitués de micaschistes, de leptynites ou de gneiss œillés (comme ici, au Pic des Trois Dents).

Le couteau-suisse donne l'échelle.


Figure 15. Extrait de la carte géologique de Saint-Étienne au 1/50 0000

Extrait de la carte géologique de Saint-Étienne au 1/50 0000

M signifie "gneiss œillés granitoïdes" et λ "leptynites". Ainsi, au Crêt de la Perdrix, le chirat est constitué de leptynites, et au Pic des Trois Dents et au Crêt de l'Œillon, de gneiss... œillés.


La faible déclivité des chirats, comprise entre une dizaine et une trentaine de degrés, les rapproche de celle des glaciers rocheux. Les glaciers rocheux, comme leur nom l'indique, sont des masses de débris rocheux mélangés à un peu de glace. Ils comportent donc une fraction plus importante de roches que les glaciers noirs (voir à ce propos la comparaison glacier noir / glacier blanc dans La Mer de Glace : grandeur (et décadence ?) d'un glacier alpin ).

En France, il est possible de trouver de nombreux glaciers rocheux dans les Pyrénées ou les Alpes, par exemple dans le massif du Combeynot, dans les Écrins. Ces glaciers rocheux avancent à une vitesse d'environ 1 m/an, soit beaucoup plus lentement qu'un glacier "normal".

Sans être des glaciers rocheux (les chirats n'avancent pas d'un mètre par an et sont moins hauts en altitude que les glaciers rocheux, qui sont au-dessus de 2800-3000 m), les chirats ont néanmoins une origine et un mode de maintien en lien avec une activité glaciaire, et ne sont donc en aucun cas des éboulis.

Figure 16. Localisation du massif du Combeynot, non loin de Briançon

Localisation du massif du Combeynot, non loin de Briançon

Le col du Lautaret est indiqué.


Figure 17. Localisation du massif du Combeynot, non loin de Briançon

Localisation du massif du Combeynot, non loin de Briançon

Le col du Lautaret est indiqué. En bleu, la langue glaciaire d'un glacier rocheux a été soulignée.


Figure 18. Détail sur le glacier rocheux de la figure précédente

Détail sur le glacier rocheux de la figure précédente

La langue glaciaire repéré en bleu sur la figure précédente est celle la plus à gauche sur cette photo (vue depuis le Nord). On peut noter que les bords de la langue glaciaire sont abrupts, ce qui montre que le glacier est actif. S'il ne l'était pas, l'érosion aurait tôt fait de l'aplanir.


D'autres formations semblent toutefois assez proches des chirats, citons le clapas de Thubiès, en Aveyron, (cf. Le clapas de Thubiès, improprement connu sous le nom de "coulée de lave de Roquelaure", Aveyron ) et la tout aussi mal nommée "coulée de lave de Bourrianne" en Haute-Loire (à 30 km au Sud-Sud-Est du Puy-en-Velay), deux "coulées" d'éboulis basaltiques aux caractéristiques proches des chirats (faible déclivité, falaise pas "évidente", absence de végétation).



Figure 21. La "coulée de lave" de Bourrianne, "éboulis" de basalte (Haute-Loire)

La "coulée de lave" de Bourrianne, "éboulis" de basalte (Haute-Loire)

Plus d'information sur la page dédiée à la coulée de lave de Bourrianne.


Figure 22. La "coulée de lave" de Bourrianne, "éboulis" de basalte (Haute-Loire)

La "coulée de lave" de Bourrianne, "éboulis" de basalte (Haute-Loire)

On remarque que la "coulée" est indiquée avec des pointillés qui la différencie des "éboulis" végétalisés qui l'entourent.

Plus d'information sur la page dédiée à la coulée de lave de Bourrianne.


Pourquoi les chirats ne sont pas de "simples" éboulis : comparaison avec l'éboulement récent du Granier, en Chartreuse

Généralement, un éboulis se forme à l'aplomb d'une corniche, par effondrement d'une partie de celle-ci. Après quelques années (plus ou moins longtemps en fonction de l'altitude, de la pluviométrie, de l'exposition, etc), l'éboulis est recouvert par la végétation, ou même par un autre éboulis. Ce phénomène peut être observé en utilisant les images historiques du Géoportail et en prenant l'exemple de l'éboulement du Granier de 1953.

Le Mont Granier, dans le massif de la Chartreuse, a fait récemment parler de lui par son "énorme" éboulement double ("énorme" aux dire de France 3, qui propose par ailleurs une vidéo de cet éboulement du Granier) d'avril et de mai 2016, ayant libéré près de 100 000 m3 côté Entremont-le-Vieux et moins de la moitié côté Chapareillan.

Figure 23. Vue de l'éboulis de la face Nord-Ouest du Granier (côté Entremont-le-Vieux), en Chartreuse

Vue de l'éboulis de la face Nord-Ouest du Granier (côté Entremont-le-Vieux), en Chartreuse

Le cliché est pris en août 2016, 3 ou 4 mois après l'éboulement. La prise de vue est faite au coucher du soleil depuis le Mont Outheran, qui fait de l'ombre au pied du Granier. La zone éboulée est beaucoup plus claire que la zone non éboulée, et on peut voir que les débris ont quelque peu recouvert la forêt.

Notons ici que cet éboulement de 2016 a aussi permis l'observation d'un type de mouvement gravitaire intermédiaire entre les éboulements secs, très "rapides", et les chirats, très "lents". Le film de l'équipe EDYTEM, proposé par Le Dauphiné Libéré, montre un exemple de ce type de mouvement très rarement filmé, une «  lave torrentielle  ».


Cet éboulement de la falaise urgonienne constituant le Mont Granier, aussi énorme soit-il, n'est pas le premier, ni, et de loin, le plus massif. L'éboulement historique (et documenté) le plus important est celui de la nuit du 24 au 25 novembre 1248, qui a causé entre 1000 et 5000 morts selon les sources. Cet éboulement a libéré 150 millions de mètres cubes de roches, soit 1000 fois plus qu'au printemps 2016 ! Les débris de l'éboulement de 1248 ont même atteint le tracé actuel de l'autoroute A43, au Nord, vers Myans. Les restes de cette volumineuse coulée forment aujourd'hui des collines très caillouteuses dans la cluse de Chambéry. Ces collines propices à la viticulture sont appelée "Abymes", ou "Abymes de Myans", et y sont cultivées les AOC d'Apremont et d'Abymes.

Le Granier connut de nombreux autres éboulements, mais dans notre démonstration c'est celui de 1953 qui nous intéresse car il correspond au plus vieil éboulement majeur français dont des photos aériennes soient disponibles sur le Géoportail. Cet éboulement a libéré entre 100 000 et 500 000 m3 de roches, soit possiblement 3 fois plus que l'"énorme" éboulement de 2016. On observe sur les clichés suivants (avant l'éboulement, juste après l'éboulement et sub-actuels) l'impact immédiat de l'éboulement et sa recolonisation par la végétation. On note que ces éboulements, sur le flanc du Nord du Granier, sont particulièrement peu propices (car secs, froids et peu ensoleillés) à une activité végétative intense ; et pourtant, sur une échelle d'un demi-siècle, la succession écologique est manifeste.


Figure 25. Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 1948, 5 ans avant l'éboulement de 1953

Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 1948, 5 ans avant l'éboulement de 1953

Détail sur la face Nord du Granier.


Figure 26. Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 1956, 3 ans après l'éboulement de 1953

Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 1956, 3 ans après l'éboulement de 1953

On peut noter l'apparition de la piste forestière depuis 1948 (en rapport avec l'éboulement ?).


Figure 27. Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 1956, 3 ans après l'éboulement de 1953

Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 1956, 3 ans après l'éboulement de 1953

Détail sur la face Nord du Granier. On peut noter l'apparition de la piste forestière depuis 1948 (en rapport avec l'éboulement ?).


Figure 28. Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 2003, 50 ans après l'éboulement de 1953

Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 2003, 50 ans après l'éboulement de 1953

On peut voir que la végétation a repris ses droits dans la partie la plus distale de l'éboulement de 1953.


Figure 29. Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 2003, 50 ans après l'éboulement de 1953

Photographie aérienne du secteur du Mont Granier prise en 2003, 50 ans après l'éboulement de 1953

Détail sur la face Nord du Granier. On peut voir que la végétation a repris ses droits dans la partie la plus distale de l'éboulement de 1953.


Figure 30. Comparaison des surfaces couvertes par les éboulements de 1248 et de 1953

Comparaison des surfaces couvertes par les éboulements de 1248 et de 1953

L'éboulement de 1248 a atteint le tracé actuel de l'autoroute A43. La nappe d'écoulement des débris de 1258 forme les collines aujourd'hui appelées "Abymes" ou "Abymes de Myans", très caillouteuses et propices à la viticulture.

Contour de l'éboulement de 1248 d'après Pachoud (1991) [2].


Figure 31. Localisation du Mont Granier, au Nord du massif de la Chartreuse

Localisation du Mont Granier, au Nord du massif de la Chartreuse

On peut comparer ces vues aériennes du Granier à des vues aériennes des chirats sur la même période (correspondant environ aux 50-60 dernières années). Les roches de nature calcaire des éboulis du Granier étant par nature moins propices à la croissance de la végétation qu'un substratum siliceux (tel que rencontré dans le Pilat), on devrait s'attendre à ce que l'eau soit plus retenue au niveau des chirats et que le rythme de croissance soit plus élevé. Et pourtant, il n'en est rien. Les vues aériennes montrent en effet qu'à part de manière très marginale, les chirats actuels et les chirats des années 1960 occupent des positions similaires et que la végétation ne les a pas recouverts.

Figure 32. Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1953

Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1953

Figure 33. Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1999

Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1999

Figure 34. Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1953

Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1953

Vue rapprochée des Crêts (le Crêt de la Perdrix est au niveau du carré blanc sur la gauche de l'image).


Figure 35. Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1999

Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1999

Vue rapprochée des Crêts. Par rapport à la photographie précédente, prise un demi-siècle plus tôt, les chirats sont toujours à (quasiment) la même position.


Figure 36. Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1953

Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat prise en 1953

Vue rapprochée des Crêts.


Figure 37. Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat consultée en 2016 sur le site du Géoportail

Photographie aérienne de quelques chirats des Crêts du Pilat consultée en 2016 sur le site du Géoportail

Vue rapprochée des Crêts. Par rapport à la photographie précédente, prise plus d'un demi-siècle plus tôt, les chirats sont toujours à (quasiment) la même position.


De plus, alors que les phénomènes gravitaires sont essentiels dans la formation d'un éboulis, ils sont négligeables dans le cas de la majorité des chirats. Ainsi, la pente des chirats, comprise entre environ 10 et 30°, est inférieure à celle qu'on pourrait attendre s'il s'agissait d'un éboulis "classique", avec des pentes variables mais parfois supérieures à 50-60° (voir, plus haut, les flancs du Granier). La formation et la dynamique d'un chirat ne dépendent donc pas uniquement de phénomènes gravitaires.

Enfin, un éboulis comporte souvent les blocs les plus massifs à sa base, alors que souvent les chirats n'ont soit pas de granoclassement visible, soit ont un granoclassement inverse, avec les plus gros blocs en haut de la colonne de roches.

Figure 38. Chirat au Crêt de Botte, massif du Pilat

Chirat au Crêt de Botte, massif du Pilat

On peut voir que les blocs sont mêlés sans granoclassement flagrant, avec éventuellement un léger granoclassement inverse (au-dessus du marteau, les blocs sont plus gros qu'en-dessous du marteau). Il faudrait une étude statistique pour le confirmer, et surtout une coupe d'ensemble d'un chirat. Le marteau donne l'échelle.


La nature pétrologique des chirats du Pilat, constitués essentiellement de gneiss ou micaschistes, exclut évidemment une origine volcanique directe à ces formations, mais on ne peut s'empêcher de remarquer la ressemblance entre un chirat et certaines coulées de lave scoriacées de type aa. Voir ou revoir à ce propos les articles sur la colonisation des coulées de lave à Hawaï ou La Réunion, La colonisation des coulées de lave par des fougères et des graminées en climat chaud et humide, versant Sud du Kilauea (Hawaii) , ainsi qu'en Islande, La colonisation d'une coulée de lave par des mousses en climat atlantique froid, coulée du Lakagigar (Laki), Islande .

La vitesse à laquelle une coulée est recolonisée par la végétation dépend de nombreux facteurs, dont son épaisseur, sa vitesse de refroidissement, et surtout le climat local. Ainsi, une coulée islandaise ne sera pas recouverte d'arbres à la même vitesse qu'une coulée à la Réunion !

Il n'est cependant nul besoin d'aller aussi loin pour observer une coulée de lave en passe d'être recolonisée par la végétation. Il y en a ainsi en France métropolitaine, à l'endroit où elle a connu son volcanisme le plus récent : dans la Chaine des Puys, active de -95 000 à environ -6000 ans. Certains puys sont en effet entourés de coulées rocheuses appelées "cheires" (on retrouve la même étymologie que "chirat" !). Comme les chirats, elles sont caractérisées par des blocs entremêlés mais à l'inverse des premiers, elles finissent après quelques milliers d'années par être recouvertes par de la végétation (alors que, on le rappelle, les chirats sont en l'état depuis au moins 10 000 ans !). Une cheire assez majeure des "volcans d'Auvergne" est celle du Puy de Côme (déjà détaillée dans Géométrie des coulées de laves fluides : île de La Réunion et Chaîne des Puys i et Les trous à glace de la cheire du Puy de Côme (Puy de Dôme) ), et, sur le terrain, dans les rares secteurs peu boisés et peu végétalisés, on peut noter la ressemblance avec un chirat. Cette coulée, qui date probablement d'il y a 7600 ans (date de la dernière éruption du Puy de Côme) très majoritairement revégétalisée.

Figure 39. Coulée de lave scoriacée de type aa du Puy de Côme

Coulée de lave scoriacée de type aa du Puy de Côme

Dans les rares endroits peu végétalisés, on peut constater la ressemblance avec les chirats du Pilat : des blocs entremêlés sans granoclassement visible, a priori , ainsi qu'une faible pente. La lithologie n'est cependant pas la même, il s'agit ici de leucobasaltes.


Mécanismes à l'origine de la formation des chirats

Les chirats diffèrent donc des éboulis "classiques" par :

  1. le plus souvent, l'absence de corniche les alimentant ;
  2. l'absence continue, depuis 10 à 20 000 ans au moins, de végétation ;
  3. l'absence, le plus souvent, de phénomènes gravitaires majeurs.

Ils diffèrent également des glaciers rocheux par leur altitude (entre 800 et 1400 m seulement pour les chirats, contre plus de 2500 m pour les glaciers rocheux) et par leur vitesse d'avancement. Ils diffèrent enfin des coulées de lave par leur nature pétrologique et par l'absence de végétation après plusieurs milliers d'années.

Nul besoin de maintenir le mystère plus avant autour de la formation de ces structures géologiques : le mécanisme proposé pour la formation des chirats est essentiellement d'origine glaciaire, ou plutôt péri-glaciaire (les glaciers n'ayant jamais atteint les hauteurs du Pilat au cours de la dernière glaciation du Würm).

L'explication retenue dans la littérature suppose, lors de la dernière période glaciaire (alors que les glaciers alpins atteignaient la vallée du Rhône), la présence d'un front froid péri-glaciaire ayant facilité la formation de névés permanents sur les sommets alentour du Pilat et de l'Est du Massif Central (les chirats sont d'ailleurs actuellement rencontrés à des altitudes toujours supérieures à 800 m).

Les névés sont des masses gelées en hiver et emprisonnant les roches, et peuvent localement se réchauffer en été. Cette alternance de températures est à l'origine d'un processus caractéristique d'érosion des roches en climat froid : la gélifraction (ou cryoclastie), qui démantèle les blocs en place et permet donc la genèse de nouveaux blocs rocheux. Celle-ci, particulièrement intense alors qu'un glacier parcourait la vallée du Rhône, a toujours lieu aujourd'hui, car au-dessus de 800 m, les roches sont sous la couche de neige hivernale qui alterne avec une fonte de surface en été (ou pendant des épisodes de redoux hivernaux). Les roches subissent donc d'importantes variations de températures pouvant induire des fissurations par dilatation / rétraction de la roche (thermoclastie) ou, en cas d'alternace gel / dégel, de l'eau présente dans la roche et ses fissures (cryoclastie, fissuration induite par l'augmentation de volume de l'eau qui gèle). Il est possible d'observer la gélifraction des blocs de surface (qui se fracturent par un processus déjà expliqué, par exemple, dans Galets islandais fracturés par cryoclastie ).

Figure 40. Figures de gélifraction (ou cryoclastie) sur un bloc rocheux du chirat du Crêt de Botte

Figures de gélifraction (ou cryoclastie) sur un bloc rocheux du chirat du Crêt de Botte

La roche est ici un gneiss.

Le couteau-suisse donne l'échelle.


Figure 41. Figures de gélifraction (ou cryoclastie) sur un bloc rocheux islandais

Figures de gélifraction (ou cryoclastie) sur un bloc rocheux islandais

La roche est ici un basalte. Par comparaison avec la figure précédente, on voit que la cryoclastie produit les mêmes formes d'érosion quelle que soit la lithologie.

Le randonneur donne l'échelle.


La gélifraction agit également dans la profondeur du chirat. En effet, le chirat emprisonne une couche d'air isolante allant jusqu'à parfois quelques mètres d'épaisseur. Cette couche d'air et la couche neigeuse isolante en hiver tamponnent les variations thermiques quotidiennes hivernales et permet la présence d'une couche gelée en permanence en hiver à la base du chirat (glace "vraie" puis permafrost sur les premiers mètres du sol).

Au printemps, la fonte des neiges de surface n'est pas pour autant associée à un réchauffement direct des couches profondes des chirats. En effet (1) la fonte de surface s'accompagne d'un ruissellement important et absorbe de la chaleur, ce qui maintient une couche d'air froid et humide. De plus, (2) l'air frais, circulant lentement entre les blocs, peut évaporer l'eau dans l'épaisseur du chirat, ce qui le rafraîchit encore plus. Ces mécanismes ont été détaillés dans le cas de la cheire de Côme, dans Les trous à glace de la cheire du Puy de Côme (Puy de Dôme) .

Ces facteurs, conjugués à l'altitude élevée des chirats, font que la "saison froide" dure longtemps pour un chirat, et la fonte totale des neiges n'a probablement lieu qu'en été. Le ruissellement de surface et la stagnation des eaux plus en profondeur favorisent l'altération chimique des blocs et ameublissent le sol sous-jacent. Sous le poids du chirat, une réorientation des blocs a lieu sur toute l'épaisseur du chirat et une légère migration a lieu, de quelques millimètres par an (soit bien inférieure à celle des glaciers rocheux, de quelques mètres par an, et de celle des glaciers "classiques").

Ce mécanisme de formation permet d'expliquer l'origine du granoclassement inverse parfois observé dans les chirats :

  1. les blocs, initialement gros, en place, sont petit à petit fragmentés en blocs plus petits ;
  2. les blocs plus petits peuvent s'immiscer dans la masse du chirat, alors que les plus gros, générés sur place, restent en surface ;
  3. en profondeur, les roches seraient donc de plus en plus petite taille, pouvant produire un granoclassement inverse.

Figure 42. Le chirat du versant Nord du Crêt de l'Œillon, pris depuis la rampe de décollage des parapentes

Le chirat du versant Nord du Crêt de l'Œillon, pris depuis la rampe de décollage des parapentes

Le cliché est pris au mois de septembre.


Figure 43. Le chirat du versant Nord du Crêt de l'Œillon

Le chirat du versant Nord du Crêt de l'Œillon

On distingue, à droite, la rampe de décollage des parapentes. Le cliché, pris au mois de décembre, illustre la possible couverture neigeuse en surface des chirats. Dans la masse du chirat, plus en profondeur, l'eau est gelée.


Figure 44. Schéma de formation d'un chirat

Schéma de formation d'un chirat

Durant la dernière période glaciaire (au maximum il y a environ 20 000 ans), les glaciers de la vallée du Rhône induisaient un climat très froid sur les sommets du Pilat et une épaisse couche de glace et/ou neige en hiver (en bleu) ainsi qu'un pergélisol sur les premiers mètres du sol (croisillons bleus). Considérons un piton rocheux au sommet d'un "paléo-crêt" (stade 1). Le froid induit une cryoclastie du piton rocheux, de plus en plus intense, détachant petit à petit des blocs qui restent sur place (stades 2 à 4). Une fois le piton rocheux complètement démantelé, l'amas de bloc nouvellement formé (en quelques milliers d'années tout au plus) se comporte comme un chirat. Les petites flèches (stade 5) indiquent que les blocs ne sont pas fixes mais qu'ils changent de position les uns par rapport aux autres au gré des alternances gel/dégel. En profondeur et à la base du chirat, les blocs s'émoussent peu à peu par l'altération chimique produite par les circulations d'eau. L'échelle est indiquée de manière approximative, les dimensions des objets pouvant être variables.


Figure 45. Des chirats en cours de formation... ou évoluant en surface

Des chirats en cours de formation... ou évoluant en surface

Au niveau des rochers des Trois Dents, il y a encore quelques pitons rocheux de gneiss œillés avec en contre-bas quelques blocs. Le Crêt de l'Œillon est en arrière-plan (antenne, au centre) et le Crêt de Botte est en arrière-plan à gauche.

Ces chirats ne sont probablement plus en cours de formation car le froid n'est plus assez intense pour les "alimenter" mais les hivers froids des crêts du Pilat permettent certainement d'en "entretenir" le mouvement et donc d'éviter la revégétalisation.


Figure 46. Des chirats en cours de formation... ou évoluant en surface

Des chirats en cours de formation... ou évoluant en surface

Au niveau des rochers des Trois Dents, il y a encore quelques pitons rocheux de gneiss œillés avec en contre-bas quelques blocs. Le Crêt de l'Œillon est en arrière-plan (antenne, au centre) et le Crêt de Botte est en arrière-plan à gauche.

Ces chirats ne sont probablement plus en cours de formation car le froid n'est plus assez intense pour les "alimenter" mais les hivers froids des crêts du Pilat permettent certainement d'en "entretenir" le mouvement et donc d'éviter la revégétalisation.


Figure 47. Des chirats avec traces de cryoclastie en surface

Des chirats avec traces de cryoclastie en surface

Au niveau des rochers des Trois Dents, il y a encore quelques pitons rocheux de gneiss œillés avec en contre-bas quelques blocs. Ici, on peut observer la cryoclastie à l'œuvre sur le piton rocheux.


Figure 48. Des chirats avec traces de cryoclastie de surface

Des chirats avec traces de cryoclastie de surface

Au niveau des rochers des Trois Dents, il y a encore quelques pitons rocheux de gneiss œillés avec en contre-bas quelques blocs. Ici, on peut observer la cryoclastie à l'œuvre sur le piton rocheux.

Le couteau-suisse donne l'échelle.


Figure 49. Chirats au Pic des Trois Dents, neige sur versants Nord en octobre

Chirats au Pic des Trois Dents, neige sur versants Nord en octobre

Les versants Nord des crêts ont assez souvent des chirats plus importants car la neige reste plus longtemps en hiver. Ils correspondent à "l'ubac", les versants de vallées les moins exposés au soleil, par opposition à "l'adret". Illustration du phénomène au Pic des Trois Dents, photographié fin octobre.

On remarque les sommets enneigés des Alpes de l'autre côté de la vallée du Rhône.


Figure 50. Chirats au Pic des Trois Dents, contraste adret / ubac

Chirats au Pic des Trois Dents, contraste adret / ubac

Les versants Nord des crêts ont assez souvent des chirats plus importants car la neige reste plus longtemps en hiver. Ils correspondent à "l'ubac", les versants de vallées les moins exposés au soleil, par opposition à "l'adret". Illustration du phénomène au Pic des Trois Dents, photographié mois d'août.


On comprend donc que les chirats soient peu propices au développement de la végétation :

  1. la masse rocheuse du chirat, gouvernée par des phénomènes climatiques, est en réorganisation permanente en surface, entre certains blocs nouvellement créés et d'autres s'enfonçant dans la masse ; cela ne peut que perturber la croissance végétale ;
  2. l'espace entre les blocs est important (jusqu'à quelques dizaines de centimètres en surface, de moins en moins en profondeur) ; ces espaces accumulent de la neige en hiver, et les fontes induisent un ruissellement peu propice à l'accumulation de sables, de silts ou d'argiles susceptibles de former un sol et/ou de retenir l'eau ;
  3. le sol est présent en profondeur (parfois quelques mètres sous la surface du chirat), mais il est alors trop profond pour que les végétaux puissent s'y fixer et croître jusqu'en surface.

La seule solution des végétaux pour conquérir le chirat est alors soit par "le dessus", depuis la surface du chirat, soit par "le côté", depuis la périphérie du chirat.

Les chirats offrent de belles observations de succession écologique gouvernée par la disponibilité en eau et la pédogenèse

Les chirats constituent des lieux de lutte acharnée entre une végétation "désireuse" de s'installer et des roches en réorganisation quasi-permanente. Les chirats permettent des observations intéressantes concernant les processus de pédogenèse et de succession écologique, et permettent de montrer en quoi ces processus sont gouvernés par la géologie et la disponibilité en eau.

Quand les roches "gagnent"

Les chirats montrés jusqu'à présent constituent tous des exemples de "victoire" de la géologie sur la végétation : la réorganisation permanente des blocs, l'épaisseur du chirat, et les espaces conséquents entre les blocs sont peu propices au développement des végétaux et seuls les lichens peuvent se développer à la surface des blocs rocheux.

Quand la végétation "gagne" : les différents stades de la succession écologique

Le subtil équilibre entre la réorganisation des roches, d'une part, et la croissance végétale, d'autre part, peut parfois basculer en faveur de cette dernière. Dès que le point d'équilibre est franchi, la croissance végétale prend le dessus et s'oppose au maintien du chirat : les végétaux pionniers (mousses surtout) retiennent les particules d'érosion et d'altération et donc, aussi, de l'eau, ils facilitent ainsi la formation d'un sol puis l'installation d'une strate de végétation basse (fougères, callune, myrtillier, framboisier), qui consolident eux-mêmes le sol, l'épaississent, limitent le mouvement des blocs, et facilitent enfin la colonisation du milieu par une strate arbustive pionnière (à sorbier des oiseleurs) puis par une forêt climacique (selon l'altitude et l'exposition, de hêtres ou de sapins). Les mouvements des blocs sont alors petit à petit limités par la végétation, ses racines et le sol qu'elles permettent de former : le chirat n'est alors plus. Les Crêts du Pilat permettent d'observer plusieurs stades de cette succession écologique et de la pédogenèse associée.

Figure 51. En surface, le chirat est sec, et n'est propice qu'au développement de quelques lichens

En surface, le chirat est sec, et n'est propice qu'au développement de quelques lichens

Dans les zones un peu plus humides (souvent des petites dépressions), quelques mousses peuvent se développer.

Le marteau donne l'échelle.


Figure 52. Une fois installées, les mousses retiennent localement l'eau et permettent la formation d'un premier et bien maigre sol

Une fois installées, les mousses retiennent localement l'eau et permettent la formation d'un premier et bien maigre sol

Le sol permet à quelques fougères et à une strate buissonnante (ici quelques framboisiers) de s'implanter.

Le couteau-suisse donne l'échelle.


Figure 53. Une fois installées, les mousses retiennent localement l'eau et permettent la formation d'un premier et bien maigre sol

Une fois installées, les mousses retiennent localement l'eau et permettent la formation d'un premier et bien maigre sol

Le sol permet à quelques fougères et à une strate buissonnante (ici quelques framboisiers) de s'implanter. On voit ici la pédogenèse en cours sur un bloc de chirat. Le sol est essentiellement constitué des rhizoïdes séchés des Bryophytes qui forment des conditions favorables au développement de plantes nécessitant plus d'eau.

Le couteau-suisse donne l'échelle.


Figure 54. Une fois installées, les mousses retiennent localement l'eau et permettent la formation d'un premier et bien maigre sol

Une fois installées, les mousses retiennent localement l'eau et permettent la formation d'un premier et bien maigre sol

Le sol permet à quelques fougères et à une strate buissonnante (ici des pieds de callune) de s'implanter, et l'environnement ainsi formé est à son tour propice au développement d'arbustes pionniers (ici des sorbiers des oiseleurs). Sur cette image, il y a un gradient en eau depuis le centre du chirat (vers le photographe), où la disponibilité est faible, vers les arbustes, où elle est plus élevée.

Le marteau donne l'échelle.




Figure 57. Un chirat non loin du Crêt de Botte, massif du Pilat

Un chirat non loin du Crêt de Botte, massif du Pilat

Le chirat est entouré d'un milieu de type lande à callune et sorbier des oiseleurs (au premier plan), et en arrière-plan, les épicéas dominent. Il y a un gradient de disponibilité en eau depuis le centre du chirat (où la disponibilité est très faible) jusqu'à la sapinière (disponibilité plus élevée) en passant par la lande à callune et sorbier des oiseleurs (disponibilité intermédiaire). Il est intéressant de noter que la zonation latérale de la végétation reflète la succession écologique temporelle.


Figure 58. Exemple de facilitation écologique, les mousses permettent la formation d'une mince couche de sol propice au développement des arbustes (ici un sorbier des oiseleurs se distingue dans la brume hivernale)

Exemple de facilitation écologique, les mousses permettent la formation d'une mince couche de sol propice au développement des arbustes (ici un sorbier des oiseleurs se distingue dans la brume hivernale)

À son tour, le sorbier des oiseleurs crée un microenvironnement favorable aux mousses car ses branches permettent d'étendre la zone d'humidité propice aux mousses, et ainsi de suite. À terme, cela peut conduire, s'il n'y a pas de réorganisation majeure des blocs du chirat, à une colonisation définitive du chirat par les végétaux.

Le marteau donne l'échelle.


Conclusion

Les chirats du Pilat et du reste du Massif Central oriental constituent donc des curiosités géologiques caractéristiques d'un environnement péri-glaciaire. Leur formation et leur alimentation par gélifraction, doublée d'une réorganisation permanente et d'un processus de migration lent, les rapprochent plus des glaciers rocheux que des éboulis, avec lesquels ils présentent des différences majeures.

On peut se demander pourquoi des structures équivalentes aux chirats ne se sont pas développées ailleurs en France que dans le Massif Central durant la dernière glaciation, notamment dans d'autres massifs de moyenne montagne. Les réponses, sans être tranchées, font probablement intervenir plusieurs facteurs.

  1. Besoin d'un relief élevé mais pas trop, pour ne pas qu'un glacier ait pu s'y installer.
  2. À la différence des Vosges et du Jura, la proximité d'un glacier dans la vallée, créant un environnement froid sur les sommets alentour, sans pour autant que ceux-ci ne soient recouverts par le glacier (ce qui aurait mobilisé les blocs)... même si certains sommets d'altitude moyenne des Vosges devaient montrer des conditions climatiques proches de celles du Pilat.
  3. Certains évoquent enfin une pétrologie micaschisto-gneissique favorisant particulièrement la gélifraction au niveau des plans de schistosité. Une discussion plus longue sur ces facteurs est proposée en bibliographie [1].

Il faut donc un relief important, pour que la neige puisse le recouvrir et que les premiers mètres de sol soient gelés, mais pas trop, pour ne pas qu'un glacier puisse s'y installer !

On estime que le massif des Appalaches, aux États-Unis, est l'un des seuls (le seul ?) autres endroits au monde où il est possible d'observer des formations équivalentes aux chirats. En particulier, le Hickory Run Boulder Field , véritable "rivière rocheuse", a donné son nom au Hickory Run State Park et a conduit à sa création. Cette formation est même reconnue comme étant un National Natural Landmark (programme américain visant à reconnaître les curiosités biologiques ou géologiques, publiques ou privées, d'intérêt exceptionnel pour les États-Unis ; l'exemple peut-être le plus connu de National Natural Landmark est le Grand Canyon.

En France, il existe également l'Inventaire national du patrimoine géologique (INPG), lancé en 2007, et piloté par plusieurs institutions, dont le Muséum national d'histoire naturelle (MNHN) et le BRGM. Cet inventaire a pour but de recenser, au niveau régional (le recensement étant mené par les DREAL - Directions Régionales de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement), les différentes richesses géologiques françaises, et il est ainsi préliminaire à la désignation des zones à protéger. On ne peut donc que se réjouir qu'en 2015, les Crêts du Pilat aient à leur tour été classés en tant que site d'intérêt patrimonial !

Figure 59. Un "chirat américain", le Hickory Run Boulder Field , dans le Hickory Run State Park (Pennsylvanie, USA)

Un "chirat américain", le Hickory Run Boulder Field, dans le Hickory Run State Park (Pennsylvanie, USA)

La ressemblance avec les vues aériennes des chirats est saisissante.


Figure 60. Localisation du Hickory Run State Park (Pennsylvanie, USA)

Localisation du Hickory Run State Park (Pennsylvanie, USA)

Figure 61. Le chirat, ici du Pilat, une "rivière rocheuse" à la française ?

Le chirat, ici du Pilat, une "rivière rocheuse" à la française ?

Bibliographie

Bernard Etlicher, 2004. Les chirats de la bordure orientale du Massif Central Français : un paysage marqué par la macro-gélifraction des socles ( pdf )