À la découverte géologique des falaises d'Étretat : de l'anse de la Valaine à la porte d'Amont (Étretat Nord)

La Pointe de Valaine correspond à un endroit où les couches à silex (des monticules) sont à un minimum d'épaisseur. Cela tient à leur développement initial réduit, renforcé par le creusement d'une cuvette soulignée par un hardground.

Ce lieu est un dépocentre (site à vitesse de sédimentation maximale) où s'accumulent les sédiments successifs. Il s'agit de craies noduleuses comportant plusieurs niveaux de hardgrounds et qui appartiennent au Coniacien inférieur. Ces couches sont inaccessibles ; leur datation n'est donc pas possible par les moyens de la biostratigraphie classique et leur identification n'est ici basée que sur des analogies avec d'autres coupes, soit dans le Pays de Caux, soit en Angleterre.

Sur l'ensemble du parcours, c'est ici que le Coniacien inférieur est le mieux représenté car il est dilaté et il n'est presque pas affecté par du slumping.

Source - © 2010 Bernard Hoyez

Figure 3. Le Coniacien inférieur, au Nord de la Pointe de Valaine

La succession de hardgrounds observée est calée avec celle observée dans le Sussex :

En Angleterre, la formation du « Chalk Rock » désigne un ensemble condensé de craies du Turonien supérieur présentant une succession de 7 à 8 hardgrounds dont le plus bas est dénommé « spurious Chalk Rock ». Cet ensemble correspond à une période de refroidissement relatif (d'après le δ18O) et de bas niveau marin (d' après le δ13C). Il est limité par des pics de plus haut niveau marin :

A l'Ouest de Londres (Berkshire Downs), le Chalk Rock comprend 5 hardgrounds (2 au-dessous de la marne Fognam = Southerham 1, et 3 au-dessus).

À Étretat, l'équivalent du Chalk Rock semble être l'ensemble compris entre la « dolomie Étretat » et le dernier hardground précédant l'installation des monticules à silex. Cet ensemble est très condensé et sa partie supérieure a subi une abrasion qui a modelé une surface lisse et assez plane (ou à ondulations à grand rayon de courbure). Ce n'est plus le cas à l'Est de Fécamp où la série est plus dilatée et les hardgrounds moins marqués, seuls deux d'entre eux sont remarquables et désignés sous le nom de « hardgrounds Senneville ».

À la Manneporte, le Chalk Rock est un peu moins condensé que dans les lieux parcourus jusqu'à présent. L'altération dolomitique disparaît également. Au moins 6 hardgrounds peuvent être dénombrés :

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Figure 4. Le Chalk Rock, paroi Sud-Est de la Manneporte

La Manneporte se situe sur l'axe d'un monticule à silex, vraisemblablement une lentille biohermale. Au-dessus de ce haut-fond, l'espace d'accommodation est réduit, donc les couches qui le recouvre ont une épaisseur condensée et elles ne retrouvent une épaisseur normale qu'après un certain laps de temps. On peut le constater en regardant la partie supérieure de l'arche vers laquelle convergent les hardgrounds du Coniacien inférieur. On reconnaît facilement le HG Courtine et la marne Pertuiser, ainsi que les couches intercalaires fortement réduites. Ces niveaux repères montrent des décalages dus à la présence de 2 faisceaux de failles, appelées ici « failles aval et amont de la Manneporte ». Globalement, le pilier de la Manneporte se trouve abaissé d'environ 4 mètres. L'ouverture de la Manneporte est exactement encadrée par ces failles. Il est raisonnable de penser que ces zones de fracture ont servi de guide au découpage tardif de l'arche, après une période où la Manneporte ne formait qu'un cap (comme la Pointe de la Courtine). Ces failles étant inaccessibles (car en hauteur) et il n'est pas possible d'invoquer une éventuelle composante décrochante par une analyse de stries.

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Figure 5. Les failles de la Manneporte

On marche 160 m pour se placer face à l'échelle située à la base du chemin escarpé de la valleuse de Jambourg. Ce point correspond à un nouvel axe de monticule à silex.

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Figure 6. Le monticule à silex de Jambourg

Le Chalk Rock occupe le bas de la falaise avec la marne Southerham parfaitement soulignée et accessible. Le monticule à silex s'installe sur une surface bien plane. Durant la phase de croissance, aucun hardground ne témoigne des effets de courants. Les silex montrent toutes les étapes d'une croissance régulière et symétrique. Ils ont une épaisseur variable , une continuité médiocre et un aspect contourné. Sur cet affleurement en hauteur, la structure interne des silex n'est pas visible.

Les monticules à silex appartiennent au même niveau stratigraphique que les mégasilex de la Courtine. Les structures décrites dans ces mégasilex s'apparentent en partie aux Stromatactis décrits dans les mud-mounds. La différence essentielle vient ici d'une épigénie par de la silice et non par de la calcite.

Dans cette hypothèse, les monticules à silex seraient des mud-mounds, c'est-à-dire des constructions de boue calcaire stabilisée par des éponges siliceuses et des bryozoaires.

Entre Manneporte et Porte d'Aval, parmi les gros galets de silex remaniés sur la plage, on observe la même structure que celle décrite dans les mégasilex de La Courtine.

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Figure 7. Galets de silex à éponges

Dans la partie supérieure du monticule s'observe un niveau marneux qui correspond probablement à la bentonite Lewes. En effet, systématiquement cette marne s'intercale entre les silex inférieurs et supérieurs Lewes, que ce soit dans les coupes du Sussex ou dans la coupe d'Életot, près de Fécamp.

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Figure 8. Slump de la valleuse de Jambourg

Ce slump mesure une centaine de mètres de largeur. Sa base est soulignée par une cicatrice concave dont la partie basse est creusée par le karst superficiel de la valleuse de Jambourg. On n'en voit donc que deux parties distinctes et symétriques. Curieusement, ce slump est disposé au-dessus de la structure en dôme du monticule de Jambourg.

Près de l'ouverture de la galerie, dans l'angle de la falaise, le Chalk Rock est constitué d'une suite condensée de hardgrounds. Sur ce Chalk Rock, et selon un contact très franc, repose une couche de craie blanche d'environ 2 mètres d'épaisseur affectée de glissements en masse. Cette couche est recouverte par un hardground, puis par 3 niveaux de silex et un autre hardground.

Les phénomènes sédimentaires qui affectent la couche basale sont particulièrement spectaculaires, néanmoins nous les examinerons de l'autre côté de la Porte d'Aval où ils sont encore plus nets.

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Figure 9. Craie slumpée à la base de la Porte d'Aval

Une grande partie des silex sont dispersés dans la masse crayeuse. Ils ont une forme subsphérique et un cœur creux très carié. La coque épaisse de couleur gris ou brun foncé est bordée du côté externe et du côté interne par une enveloppe siliceuse blanche. L'enveloppe interne est sinueuse. Il s'agit de la structure générale des éponges avec ectoderme, mésoglée à spicules et endoderme (ou choanoderme). La couche remaniée incorporerait donc un grand nombre d'éponges siliceuses déplacées de leur lieu de vie.

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Figure 10. Gros plan sur un silex à structure d'éponge dans la couche slumpée, Porte d'Aval

Comme toutes les parois exposées au Sud-Ouest, la surface de la roche est bien décapée et offre une excellente vision des couches. Le plafond de la galerie est entaillé dans le hardground couronnant l'ensemble qui vient d'être décrit comme un fond de cuvette. Ce hardground est supposé correspondre au HG Navigation à la limite Turonien – Coniacien.

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Figure 11. Paroi Sud-Ouest de la Porte d'Aval

Au-dessus, la succession des couches est assez similaire à celle de la Pointe de la Courtine :

L'angle que forme la falaise principale avec la Porte d'Aval permet une observation dans un plan perpendiculaire et de reconstituer la structure géologique en 3D. On se placera donc au plus près de l'arche.

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Figure 12. Évolution transversale des masses slumpées, Porte d'Aval

À la base, l'ensemble des couches décrites comme un remplissage de cuvette s'épaississent et s'enfoncent vers la gauche (vers le Nord-Est), c'est particulièrement évident pour la couche de craie à structure désordonnée.

Le slump 1 et les couches bien stratifiées supérieures disparaissent vers la droite, recoupées en biseau par la surface de base du slump 2. Cette surface de base se raccorde parallèlement à la surface du hardground Navigation où son rejet semble s'amortir.

Cet exemple montre bien qu'en quelques mètres la coupe du Coniacien inférieur peut varier considérablement.

Les gravures anciennes témoignent que ce roc de 42 mètres de hauteur existe depuis plusieurs siècles. Sa coupe géologique ne diffère pas de celle de l'arche en vis-à-vis, mais comme il s'agit d'un site remarquable, elle est détaillée sur la photographie.

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Figure 13. L'aiguille d'Étretat

La cavité dite du Trou-du-Chien est une longue cavité parallèle à l'axe de la Porte d'Aval. Son ouverture n'est accessible que par basse mer de vive-eau, juste sous l'arche. Elle s'allonge sur 34 mètres en suivant une diaclase continue. Deux voies transversales étroites (entrées 1 et 2) permettent la communication avec la Crique du Petit-Port (ou plage de Jambourg), mais seule l'entrée 2 est accessible par petit coefficient de marée.

Source - © 2010- 1992 Google / d'après Rodet Figure 14. Cavité karstique du Trou-au-Chien, Porte d'Aval, Étretat) Vue Google Earth et réseau souterrain d'après Rodet (1992)	Source - © 1992 D'après Rodet (1992) Figure 15. Cavité karstique du Trou-au-Chien, Porte d'Aval, Étretat
Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 16. Entrée de la grotte de la Porte d'Aval Voir position au NW sur la figure 15.

La stratification de la couche de craie blanche est matérialisée par des alignements de silex. Elle est rarement plane et horizontale, mais plus généralement ondulée ou oblique, avec une pente pouvant dépasser 45°. Une partie de cette stratification est originelle, témoignant que le fond sous-marin devait être constitué de dunes hydrauliques mobiles. La partie supérieure de ces dunes a été ultérieurement érodée car un hardground et une surface d'abrasion discordants constituent le toit de la couche. La stratification est également perturbée par des plis et des contacts mécaniques inverses et normaux. Ces déformations sont pénécontemporaines du dépôt de la couche et attribuables à des slumpings gravitaires ou à des secousses sismiques ou bien encore à des houles violentes.

À l'endroit où nous nous situons, la couche blanche mesure environ 2 mètres d'épaisseur et on remarque qu'elle s'amincit progressivement et disparaît en direction du Nord-Est.

Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 17. Stratification oblique dans la couche de craie slumpée, Trou-à-l'Homme

Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 18. Déformations synsédimentaires dans la couche slumpée, paroi NE du massif d'Aval

Les galets accumulés au fond de l'anse permettent d'être à la hauteur du contact entre le Chalk Rock et de la couche de craie blanche. Dans la partie inférieure de cette couche, on observe des amas de petits silex hétérométriques aux formes anguleuses et acérées. Ces silex résultent donc de la fragmentation d'une même sorte de silex alors que ceux-ci ont déjà acquis leur rigidité. On peut qualifier ces amas de brèche intraformationnelle et les associer aux nombreux contact mécaniques qui viennent d'être décrits. Il est intéressant de noter que la diagénèse de ce type de silex (spongiaires) est très précoce.

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Figure 19. Silex éclatés, anse du Trou-à-l'Homme

Le cap du Trou à galets est associé à un bas récif, ce qui permet de supposer qu'il est le vestige d'un ancien porche effondré. La coupe géologique est d'un intérêt limité. En effet, le recoupement de la valleuse de Jambourg a pour conséquence l'ablation des niveaux supérieurs présents à la Porte d'Aval. La qualité de l'affleurement n'est guère meilleure que celle de la paroi Nord-Est du massif d'Aval. Néanmoins, c'est le lieu le plus facilement accessible et le plus fréquenté de l'Étretat touristique, donc il peut être utile de le présenter ici.

Le raccord du platier avec la falaise s'opère au niveau du hardground Tilleul 2. Sous les pieds, en plan, on examinera la craie durcie, perforée de terriers, du hardground Tilleul 1. Au-dessus des couches dolomitiques recouvertes par un voile d'algues unicellulaires, le niveau marneux Jambourg-Southerham est érodé, réduit à un filet à peine visible. La couche blanche à slumping voit également son épaisseur se réduire à moins d'un mètre.

Au-dessus des 3 niveaux de silex et du hardground, les couches successives apparaissent continues et concordantes, mais quelques sheet-flints indiqueraient un décollement (φ1). Environ 5 mètres au-dessus, un second décollement (φ2) est plus évident car les niveaux de silex reposent dessus selon une troncature basale.

Ces couches déformées sont recoupées par une surface d'érosion (HG Courtine) au-dessus de laquelle s'instaure une sédimentation régulière et rythmique à silex épais. Les toutes premières craies présentent des filets marneux ondulés rapportés à la marne Shoreham 1, suivie à environ 5 mètres au-dessus par la marne Vaudieu [Shoreham 2]. Le hardground Belval est très peu apparent. Dans cette coupe, on constate que le Coniacien inférieur est fortement réduit, soit par condensation sédimentaire, soit plus probablement par une ablation due au slumping.

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Figure 20. Le Cap du Trou à Galets, au Sud-Ouest d'Étretat

Le Perrey Est se situe à la base du flanc Est d'un monticule dont l'axe devait coïncider avec l'hôtel des Roches Blanches actuel. Il offre une coupe analogue à celle de la valleuse d'Antifer. Elle débute par les craies à silex Thalassinoides, suivies par un hardground Tilleul unique et un niveau marneux assimilé à une des marnes Glynde. Le niveau de dolomie précède la marne Jambourg – Southerham bien préservée. Plusieurs niveaux de hardgrounds (HG Vévigne 1 à 4) constituent le sommet du Chalk Rock. Les niveaux à gros silex sont très peu représentés, probablement érodés jusqu'à un niveau de hardground qui les recoupe obliquement [HG Navigation ?].

En se déplaçant vers la Porte d'Amont, on remarque que les précédents niveaux dessinent une courte cuvette relayée par un autre monticule. Ce monticule devait avoir un développement plus important à l'origine, mais son flanc oriental et son sommet ont subi une forte érosion dont nous examinerons les effets secondaires à l'arrêt suivant. En se plaçant à environ 50 mètres du perrey, au niveau de l'axe du second monticule, on constate :

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Figure 21. Le Perrey Est d'Étretat

Les deux monticules coalescents que nous venons de traverser peuvent être considérés comme des formes sédimentaires « positives », à croissance convexe progressive au-dessus du HG Tilleul qui forme une surface assez plane. Ces formes sont sectionnées assez précocement par un hardground qui représente une phase « négative » d'ablation.

À la base de la falaise, un amas de calcaire dur et bréchique repose sur la dolomie. Il s'agit d'une craie qui a subi une première cimentation et qui s'est disloquée sous l'action d'un glissement sur le flanc du monticule. Le contact entre les blocs éboulés et la dolomie est irrégulier, ceci étant dû en partie à la métasomatose de la calcite par la dolomie. Les blocs sont perforés de nombreuses cavités globuleuses résultant de la dissolution d'un minéral qui pouvait être soit la calcite, soit un minéral plus soluble (dolomie, gypse…) dans ce contexte.

Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 22. Brèches d'effondrement, falaise d'Amont

Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 23. Blocs bréchiques glissés, falaise d'Amont

Les blocs éboulés sont emballés dans une matrice qui n'est pas de la craie, mais une roche que l'on peut qualifier de biocalcarénite ou de packstone selon la classification adoptée. Il s'agit d'une accumulation de débris de fossiles dont la taille peut atteindre plusieurs centimètres et constitués de bryozoaires, de bivalves et d'oursins. Cette concentration provient de l'érosion du relief sous-marin adjacent et du vannage des produits d'érosion par des courants (marées, tempêtes).

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Figure 24. Biocalcarénites, falaise d'Amont

Quels sont les indices qui permettent de caler stratigraphiquement l'effondrement des blocs ? L'affleurement n'est pas situé au plus bas de la cuvette puisque la dolomie basale s'enfonce sous le cordon de galets pour ne réapparaître qu'une centaine de mètres plus loin. Le remplissage de la cuvette s'effectue de l'Est vers l'Ouest (de la gauche vers la droite) par des couches en downlap, puis en onlap. L'âge inférieur est donné par la surface d'érosion de la dolomie et qui remonte jusqu'aux hardgrounds Vévigne. L'âge supérieur est donné par le biseau recouvrant de craies à silex [= silex Lewes d'Angleterre ?].

L'hypothèse ici proposée est d'associer la couche à blocs à la période de plus bas niveau marin du Turonien supérieur (événement Bridgewick ou minimum du δ¹³C).

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Figure 25. Insertion de la couche à blocs éboulés, falaise d'Amont

En se dirigeant vers la Porte d'Amont à partir de l'éboulement précédent, presque jusqu'à l'entrée d'une galerie artificielle, la base de la falaise est occupée par des craies à gros silex. Cet ensemble est limité à sa base par un hardground et au sommet par des craies à patine sombre. Un hardground médian les subdivise en une couche à silex 1 et une couche à silex 2.

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Figure 26. Les couches de craie à silex, falaise d'Amont

La couche à silex 2 présente 2 particularités :

Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 27. La couche à silex 2, falaise d'Amont

Source - © 2010 Bernard Hoyez Figure 28. Mégasilex à éponges, falaise d'Amont

En levant les yeux au-dessus des couches à mégasilex, on observe des craies à petits silex entrecoupées de hardgrounds. Il est difficile d'attribuer un nom à chacun de ces hardgrounds, mais ils appartiennent au Coniacien inférieur. Vers le sommet de la falaise, entre deux niveaux de silex, des craies à texture flaser pourraient représenter la marne Shoreham 1. Le sommet est occupé par un hardground coloré qui constitue un trait majeur de toute la falaise puisqu'il la parcourt en écharpe, de haut en bas.

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Figure 29. Coniacien inférieur, falaise d'Amont

Le Cap de la Porte d'Amont culmine à 39 mètres d'altitude. C'est une lame élancée se terminant par une double arche ayant l'allure d'un éléphant plongeant sa trompe dans la mer. Deux conduits, empruntant des diaclases, traversent le cap (le plus large étant celui du côté de la mer). C'est la pointe la plus remarquable du Pays du Caux par son avancée d'environ 120 mètres. Cette avancée vers le large la fait se comporter comme un véritable barrage ou écran, par rapport aux courants de marée ou de dérive littorale. Le lieu-dit « le Chaudron » est un cône évidé résultant probablement de la coalescence de plusieurs racines de dissolution et qui forme une anse en bordure Sud de la Porte d'Amont ; les galets s'y accumulent au pied de la galerie artificielle qui traverse le cap.

À basse mer, sur le platier, on remarque deux bas reliefs fréquentés par les cormorans et qui se rattachent à la falaise par un haut-fond. Il s'agit là vraisemblablement des vestiges d'un ancien cap terminé par une arche. Ce promontoire permet une observation avec un certain recul par rapport à la falaise.

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Figure 30. Panorama de la falaise d'Amont, en face du Chaudron

La Porte d'Amont et le Chaudron se trouvent dans l'axe d'une grande gouttière d'érosion soulignée par 3 niveaux de hardgrounds qui s'emboîtent et se rejoignent. La position stratigraphique de chacun de ces hardgrounds n'est pas encore élucidée car le remplissage ne montre aucun repère reconnaissable. Le hardground inférieur (ici appelé hardground majeur car il est le mieux marqué et son tracé est le plus long) ravine les couches du sommet du Coniacien inférieur. S'il correspond au hardground majeur au Nord-Est de la Porte d'Amont, alors son âge serait postérieur au sommet du Coniacien moyen.

De part et d'autre de la Porte d'Amont, les couches inférieures au grand ravinement se trouvent décalées en altitude. La marne Shoreham 2 s'enfonce sous le platier au Nord-Est alors que sa position virtuelle au Sud-Est est au sommet de la basse falaise, soit une différence d'une trentaine de mètres. Deux explications peuvent être proposées :

Le monticule au Sud-Ouest de la Porte d'Amont montre en son cœur la dolomie et la marne Southerham. Les couches sur son flanc Nord-Est ont été érodées ou profondément altérées avant et pendant le grand ravinement.

En dehors du Chaudron, la falaise d'Amont montre d'autres cheminées de l'exokarst. Une d'entre elle, à moins de 100 mètres au Sud-Ouest du Chaudron, est particulière car elle est recoupée par un conduit karstique. Par appel au vide, le plafond de ce conduit s'est effondré et des fragments de craie sont incorporés aux limons déposés dans la phase terminale d'activité du karst. Les craies au-dessus du plafond sont désorganisées et se sont affaissées en dessinant une sorte de poche. Par effet de dominos, deux autres cavités plates se sont ouvertes au-dessus et ont-elles-mêmes été remplies par des limons.

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Figure 31. Cavité karstique et effondrement du plafond, falaise d'Amont