Mots clés : fente de dessiccation, argile, fossile, cupule

Fentes de dessiccation

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire des Sciences de la Terre

Emmanuelle Cecchi

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

05/05/2003

Résumé

Fentes de dessiccation permiennes et actuelles.


Figure 1. Vue de fentes de dessiccation fossiles

Vue de fentes de dessiccation fossiles

Fentes de dessiccation dans les alternances gréso-pelitiques permiennes, région de Lodève (34).


Au Permien, la région de Lodève correspondait à un bassin subsident, remplis d'un lac très peu profond, qui s'asséchait très fréquemment. On y trouve des centaines de niveaux à fente de dessiccations, parfois même avec des traces fossiles de pas de reptiles.

Classiquement, les fentes de dessiccation dessinent des hexagones, et l'argile entre les fentes forment des cupules concaves.

  • Pourquoi des fentes ?

    En s'asséchant, l'argile se rétracte. La diminution de surface se fait par ouverture de fentes.

  • Pourquoi des fentes hexagonales (statistiquement parlant) ?

    La rupture de la croûte argileuse qui s'assèche consomme de l'énergie (énergie de rupture). Et la nature "choisit" toujours la solution qui dépense le moins d'énergie. Ici, la croûte argileuse doit (1) se rompre, (2) délimiter des fragments jointifs, et (3) minimiser l'énergie de rupture. L'argile va donc "choisir" de se rompre en formant des fentes qui vont enserrer des éléments ayant le maximum de surface avec le minimum de longueur de fente (le rapport R (périmètre sur surface) doit être le plus petit possible). La figure géométrique avec le plus petit rapport R est le cercle; mais un pavage de cercle n'est pas jointif : il reste des "entrecercles" qui eux ont un rapport R très élevé... Il ne reste que 3 possibilités de polygones égaux et totalement jointifs qui recouvrent l'ensemble d'une surface : des triangles équilatéraux, des carrés ou des hexagones réguliers... C'est le même problème qu'ont des abeilles qui doivent loger leur larves sans perdre de place (loge jointive sans vide entre elles) et en consommant le moins de cire possible. Argile et abeilles "choisissent" donc le polygone pour lequel ce rapport R est le plus petit : c'est l'hexagone.

  • Pourquoi des cupules en général concaves ?

    Parce que l'argile s'asséchant par le haut, la surface du haut de la croûte diminue plus et avant la base de la cupule.

  • Pourquoi des cupules parfois convexes ?

    Il arrive parfois (bien que rarement) que les les fentes dessinent un pavage "convexe", comme sur la photographie prise dans la vallée de la Mort (Figure 2). Plusieurs causes peuvent engendrer cette forme atypique. Par exemple, si les fentes se remplissent de débris (apportés par le vent par exemple), et si à la fin de la saison sèche, l'argile se réhydrate graduellement (remontée d'une nappe phréatique superficielle par exemple), alors l'argile se dilatera. Mais comme les fentes sont comblées, elles ne peuvent pas se refermer ; le gonflement de l'argile va donc entraîner un bombement entre les fentes. Il peut aussi arriver que l'argile sèche complètement ; l'épaisseur complètement asséchée sera plus importante le long des fentes qu'au milieu de la plaquette. L'argile complètement sèche s'érodant (par le vent par exemple) plus facilement que l'argile encore légèrement humide, l'érosion formera des reliefs dont la forme est celle de cupules convexes.

Figure 2. Fentes de dessiccation actuelles, vallée de la Mort (Californie).

Fentes de dessiccation actuelles, vallée de la Mort (Californie).

Les cupules d'argile sont convexes.


Mots clés : fente de dessiccation, argile, fossile, cupule