Mots clés : érosion différentielle, argile gréseuse, crête, pinacle, cheminée de fée, demoiselle coiffée, hoodoo

Bryce Canyon (Utah, USA), un musée des formes d'érosion torrentielle dans des argiles gréseuses plus ou moins indurées

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

03/12/2012

Résumé

Crêtes et pinacles dus à la présence de niveaux indurés lors d'une érosion intense.


Figure 1. Vue sur Bryce Canyon, Utah, USA

Vue sur Bryce Canyon, Utah, USA

Bryce canyon est typique des formes d'érosion torrentielles se produisant dans une série sédimentaire tabulaire constituée d'alternances d'argiles, d'argiles gréseuses et d'argiles calcaires (marnes). Suivant la teneur en grès ou en carbonate, ces argiles sont plus ou moins résistantes à l'érosion. Cette érosion creuse des ravins, aux pentes de plus en plus raides en fonction de la résistance à l'érosion ; les pentes peuvent même être verticales quand la roche est très résistante à l'érosion (argile gréseuse ou argile calcaire bien indurées). Ces ravins isolent des crêtes, qui peuvent même devenir des pinacles. Ces figures sont localement nommées «  hoodoos  ». Les sommets de ces crêtes et pinacles sont souvent situés dans un même plan, car formés des restes d'une couche particulièrement résistante à l'érosion.


Figure 2. Vue détaillée de Bryce Canyon, Utah, USA

Vue détaillée de Bryce Canyon, Utah, USA

Bryce canyon est typique des formes d'érosion torrentielles se produisant dans une série sédimentaire tabulaire constituée d'alternance d'argiles, d'argiles gréseuses et d'argiles calcaires (marnes).


Figure 3. Vue "grand champ" sur Bryce Canyon, Utah, USA

Vue "grand champ" sur Bryce Canyon, Utah, USA

Bryce canyon est typique des formes d'érosion torrentielles se produisant dans une série sédimentaire tabulaire constituée d'alternance d'argiles, d'argiles gréseuses et d'argiles calcaires (marnes).



Bryce Canyon est sans doute un des parcs nationaux les plus spectaculaires de l'Ouest américain. Il s'agit d'un ensemble de « cirques » entaillant un plateau, dont la coalescence constitue le bassin de réception d'un système d'érosion torrentiel amont d'un affluent du Colorado. La série stratigraphique locale, tabulaire, est constituée d'une alternance de dépôts continentaux d'âge paléocène (≈-60 Ma) principalement argileux, dépôts qui font partie de la Claron Formation . Cette argile est très souvent colorée en rouge par des oxydes ferriques (Fe3+). La résistance de ces couches à l'érosion est variable, du fait d'une teneur variable en grès et en carbonates. L'érosion par les eaux de ruissellement creuse des ravins, aux pentes de plus en plus raides en fonction de la résistance à l'érosion ; les pentes peuvent même être verticales quand la roche est très résistante à l'érosion (argiles gréseuses ou argiles calcaires bien indurées). Ces ravins isolent des crêtes, qui peuvent même devenir des pinacles. Ces figures sont localement nommées hoodoos . Les sommets de ces crêtes et pinacles sont souvent situés dans un même plan horizontal, car formés des restes d'une couche particulièrement résistante à l'érosion. Quand ils forment des pinacles chapeautés par un fragment de couche particulièrement résistante, ces hoodoos peuvent alors être appelés « cheminées de fée » ou « demoiselles coiffées ».

Ce modelé est certes fonction de la nature du sous-sol, mais il est aussi fonction de la topographie et du régime des pluies. Le plateau se situe à environ 2500 m d'altitude, le pied des escarpements à 2300 m, ce qui fait 200 m de dénivelé sur une faible distance. La vitesse des eaux de ruissellement y est forte. La pluviométrie moyenne est assez faible (450 mm/an), mais la majorité de cette eau tombe pendant de brefs mais violents orages d'après-midi de fin d'été, où il tombe souvent 50 litres d'eau par m2 et par heure. Cette énorme quantité d'eau tombe sur un sol très sec et imperméable, elle ruisselle sans s'infiltrer, et a une grande puissance érosive.

On peut comparer cette morphologie d'érosion avec celle qu'on trouve dans les Badlands (région du parc national des Badlands dans le Dakota du Sud), où une érosion dans un relief assez similaire avec un régime pluviométrique voisin entaille une série argileuse beaucoup plus homogène et globalement moins résistante à l'érosion.

Figure 5. Figure d'érosion dans le Parc national des Badlands, Dakota du Sud, USA

Figure d'érosion dans le Parc national des Badlands, Dakota du Sud, USA

Dans les Badlands , les conditions d'érosion sont assez similaires à celles de Bryce Canyon , à une différence près : la série sédimentaire est beaucoup plus homogène et principalement composée d'argiles (peu gréseuses et peu carbonatées)... d'où une morphologie différente.


Figure 6. Site morpho-structural de Bryce Canyon

Site morpho-structural de Bryce Canyon

Bryce Canyon est situé à l'amont d'un affluent de la rive droite du Colorado, affluent long d'une centaine de kilomètres (en ligne droite). Cet affluent au régime très irrégulier (souvent avec un faible débit, sauf pendant les violents et brefs orages de fin d'été). L'amont du bassin versant de cet affluent du Colorado est constitué de multiples torrents qui, chacun, entaillent le plateau du Sud de l'Utah. C'est quand l'amont de ces torrent entaille la formation paléocène d'argiles gréseuses rouge de la Claron Formation que l'on a ces paysages typique de Bryce Canyon, qui n'est donc pas un canyon au sens "gorge" du terme.


Figure 7. Site morpho-structural de Bryce Canyon

Site morpho-structural de Bryce Canyon

Bryce Canyon est situé à l'amont d'un affluent de la rive droite du Colorado, affluent long d'une centaine de km (en ligne droite). Cet affluent au régime très irrégulier (souvent avec un faible débit, sauf pendant les violents et brefs orages de fin d'été). L'amont du bassin versant de cet affluent du Colorado est constitué de multiples torrents qui, chacun, entaillent le plateau du Sud de l'Utah. C'est quand l'amont de ces torrent entaille la formation paléocène d'argiles gréseuses rouge de la Claron Formation que l'on a ces paysages typique de Bryce Canyon, qui n'est donc pas un canyon au sens "gorge" du terme.


Pour le plaisir des yeux, nous vous montrons quelques photographies prises en deux saisons et avec trois horaires de prise de vue différents. Il y aura tout d'abord des vue prises du rebord du plateau, puis des vues que l'on peut prendre en descendant la pente et en se « promenant » au sein des hoodoos .

Figure 8. Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Figure 9. Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Figure 10. Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Figure 11. Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Vue hivernale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Figure 12. Vue estivale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Vue estivale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Figure 13. Vue estivale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Vue estivale sur Bryce Canyon prise du rebord du plateau

Figure 14. Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en descendant entre les hoodoos

Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en descendant entre les hoodoos

Figure 15. Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en descendant entre les hoodoos

Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en descendant entre les hoodoos

Figure 16. Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en se promenant au pied des hoodoos

Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en se promenant au pied des hoodoos


Figure 18. Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en se promenant entre des hoodoos

Bryce Canyon, en contrebas du rebord du plateau, en se promenant entre des hoodoos


Mots clés : érosion différentielle, argile gréseuse, crête, pinacle, cheminée de fée, demoiselle coiffée, hoodoo