Les Gorges du Fier (Haute Savoie) : un bel exemple de surimposition... encore que...

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

23/02/2015

Résumé

Une barre urgonienne incisée par le Fier, des gorges à visiter.


Figure 1. Quelque part dans les Gorges du Fier, à 7 km à l'Ouest d'Annecy (Haute Savoie)

Les Gorges du Fier correspondent à un très étroit canyon entaillant du calcaire urgonien. Cette gorge aux parois verticales mesure 40 m de profondeur, quelques mètres de largeur pour moins de 300 m de long. Elles sont aménagées pour les visites touristiques.


Tout le monde connaît les gorges grandioses que sont les gorges du Verdon, du Tarn... pour ne pas parler de celles du Colorado. À côté de ces "monuments à la grandeur de la nature", il existe de "petites" gorges, complètement différentes bien que tout aussi spectaculaires. Les Gorges du Fier sont de celles-là : 300 m de long, 40 m de profondeur avec des parois verticales, et de 1 et 5 m de largeur. Une passerelle est aménagée à mi-hauteur (à 20 m au-dessus du torrent). La gorge est si étroite que, bien qu'on soit situé à 20 m au-dessus du torrent, on peut, plusieurs fois sur le trajet, toucher à la fois les deux parois de la gorge en écartant les bras. Ces gorges entaillent une barre de calcaire urgonien (Crétacé inférieur). Dans un premier temps, nous ferons une visite commentée de ces gorges. Dans un deuxième temps, nous proposerons une explication à ce paysage hors du commun.

Figure 2. L'entrée (amont) des Gorges du Fier (Haute Savoie), vue vers l'amont

Après avoir dépassé le portail d'entrée (où l'on prend son ticket), on marche quelques dizaines de mètres sur une passerelle horizontale à flanc d'une pente raide. Puis on arrive à un tournant à angle droit (le point 1, là où se tient le personnage sur cette image) qui correspond à l'entrée des gorges. En amont de ce point (à l'arrière-plan de la photo), une vallée "classique", en V ouvert, aux pentes boisées. En aval, les gorges proprement dites aux parois de plus en plus resserrées et verticales. Les photos 4 et 5 ont été prises exactement du point où est situé le personnage.


Figure 3. L'entrée (amont) des Gorges du Fier (Haute Savoie), vue vers l'amont et vers le bas

En amont de ce point 1 (à l'arrière-plan de la photo, là où la passerelle tourne à droite et disparaît), on devine une vallée "classique", en V, aux pentes boisées. Dès la verticale de ce point, commencent les gorges proprement dites, aux parois de plus en plus resserrées et verticales. Les photos 4 et 5 ont été prises exactement depuis le point où la passerelle tourne à droite et disparaît.


Figure 4. Gorges du Fier, vue vers l'amont, juste avant l'entrée des gorges

Cette photo a été prise du point 1 (cf. figure 2). À l'arrière-plan, le Fier est un torrent classique au fond d'une vallée en V ouvert aux pentes boisées. En quelques mètres, cette vallée large se transforme en véritable entaille à parois verticales. Il n'y a pas de point de vue d'où on puisse prendre cette transition vue de l'amont vers l'aval. La résolution 3D des images et cartes Google Earth et IGN ne permet pas non plus de bien voir cette transition. Vue de dessus, à 20 m au-dessus du torrent, on voit quand même bien que celui-ci s'encaisse vers l'aval.


Figure 5. Gorges du Fier (depuis le point 1 = même endroit que la photo 3), vers l'aval

Le côté vertical et le resserrement des parois saute aux yeux.


Figure 6. Dans les Gorges du Fier (1/4)

La passerelle est à environ 20 m au-dessus du niveau du Fier, à mi-hauteur de la gorge.


Figure 7. Dans les Gorges du Fier (2/4)

La passerelle est à environ 20 m au-dessus du niveau du Fier, à mi-hauteur de la gorge.


Figure 8. Dans les Gorges du Fier (3/4)

La passerelle est à environ 20 m au-dessus du niveau du Fier, à mi-hauteur de la gorge.


Figure 9. Dans les Gorges du Fier (4/4)

La passerelle est à environ 20 m au-dessus du niveau du Fier, à mi-hauteur de la gorge.



Figure 11. L'étroitesse des gorges du Fier représente un obstacle au libre parcours des eaux du Fier en période de crue

Le niveau de l'eau dans la gorge peut monter de façon extraordinaire (27 m au-dessus du lit moyen le 30 septembre 1960, record historique). Une échelle de crue est installée sur la passerelle qui domine déjà le torrent d'une vingtaine de mètres ("trait" vertical blanc dans le quart supérieur gauche de la photo).


Figure 12. L'échelle de crue des Gorges du Fier

En cas de crue, le niveau du Fier peut largement dépasser (et endommager) la passerelle. Le maximum de hauteur d'eau a été atteint le 30 septembre 1960, à plus de 27 m au-dessus du niveau moyen du Fier


Figure 13. Zoom sur l'échelle de crue des Gorges du Fier

En cas de crue, le niveau du Fier peut largement dépasser (et endommager) la passerelle. Le maximum de hauteur d'eau a été atteint le 30 septembre 1960, à plus de 27 m au-dessus du niveau moyen du Fier


Figure 14. Records de crues sur l'échelle de crue des Gorges du Fier

En cas de crue, le niveau du Fier peut largement dépasser (et endommager) la passerelle. Le maximum de hauteur d'eau a été atteint le 30 septembre 1960, à plus de 27 m au-dessus du niveau moyen du Fier.


Figure 15. L'aval des Gorges du Fier pris en direction de l'aval (vers l'Ouest)

Les gorges ne font alors plus que de 20 m de profondeur et la passerelle se trouve au niveau du sommet des falaises.


Figure 16. L'aval des Gorges du Fier pris en direction de l'aval (vers l'Ouest)

Les gorges ne font alors plus que  15 m de profondeur. Le chemin (qui a remplacé la passerelle) se trouve au niveau du sommet des falaises. Un bloc éboulé venu de l'amont et transporté pendant une crue forme un pont naturel.


Figure 17. L'aval des Gorges du Fier pris en direction de l'aval (vers l'Ouest)

Les gorges ne font alors plus que 10 m de profondeur. Le chemin (qui a remplacé la passerelle) se trouve au niveau du sommet des falaises. De nombreux rochers éboulés venues soit de l'amont et transportés pendant une crue, soit de la partie sommitale des falaises, forment un amoncellement de blocs. L'échelle est donnée par les personnages sur le chemin à droite.


Figure 18. La terminaison aval des Gorges du Fier

Les couches de calcaire urgonien pendent vers l'Ouest ; les versants de la gorge sont de moins en moins haut, et disparaissent complètement.


Figure 19. La terminaison aval des gorges du Fier

Les couches de calcaire urgonien pendent vers l'Ouest ; les versants de la gorge sont de moins en moins haut, et disparaissent complètement.


Pour essayer de comprendre l'origine de cette gorge, il faut en étudier le cadre géologique et morphologique. Entre Annecy et le Val de Fier, le Fier traverse sur une quinzaine de kilomètres de large une région vallonnée, d'altitude comprise entre 400 et 500 m. Les terrains à l'affleurement sont principalement constitués de Miocène, les fameuses molasses, respectivement en jaune (m1-2) ou en orangé (m1a) sur la carte géologique au 1/250 000 (figure 20). Ce Miocène est recouvert d'alluvions glaciaires, des moraines du Würm. Le Fier coule sur ces terrains en y ayant creusé une vallée "normale". Au centre du Nord de ce plateau molassique, les montagnes d'Age et du Mandallaz (qui forment le même anticlinal armé d'Urgonien) "sortent" de la molasse et des moraines ; elles forment des reliefs qui diminuent et disparaissent vers le Sud. Le Miocène et l'Urgonien sont plissés, mais pas les moraines, qui reposent en discordance sur leur substratum. Les Gorges du Fier entaillent sur 300 m de longueur environ une barre calcaire urgonienne appartenant à la terminaison péri-anticlinale de la Montagne d'Age, terminaison périclinale partiellement ennoyée sous les moraines du Würm.

On peut alors proposer l'origine suivante pour ces gorges du Fier. Les glaciations successives ont relativement aplani-ondulé la région située entre Annecy et le Val de Fier. La terminaison Sud de l'Anticlinal de la montagne d'Age était partiellement érodée, et devait former localement une barre calcaire résiduelle dominant les environs (Urgonien plus érodé et/ou Miocène) de quelques dizaines de mètres. Le Fier avait creusé ses vallées successives dans ces terrains lors de chaque interglaciaire. Pendant et à la fin de la dernière glaciation, toute la région a été recouverte des moraines wurmiennes. Le Fier post-Wurm débouchant du Massif des Bornes et du paléo-lac d'Annecy a du se creuser une nouvelle vallée dans ces moraines, vallée dont le tracé s'est fait indépendamment de la géologie et de la topographie du substratum anté-moraines. Quand le fond de sa nouvelle vallée a atteint le niveau de la petite barre de calcaire Urgonien épargnée par l'érosion, le Fier n'a eu d'autre « choix » que de continuer à s'enfoncer sur place en creusant cette extraordinaire gorge. Comme l'Urgonien est un calcaire très résistant à l'érosion, cette néo-vallée ne s'est pas élargie au cours de ses 15 000 à 20 000 ans d'existence. Si cette interprétation est correcte, les gorges du Fiers ont donc été creusées en moins de 20 000 à 15 000 ans, depuis la fin de la dernière déglaciation.

Ce serait là un très bel exemple de surimposition. Et avec le Val de Fier, bel exemple d'antécédence situé 15 km en aval, la rivière Fier est un bel exemple des relations tectonique / sédimentation et climat / réseau hydrographique.

Figure 20. La position des Gorges du Fier (croix bleue) entre Annecy (centre droit) et le Gros Foug - Val de Fier (à gauche)

Les Gorges du Fier entaillent à peine sur 300 m de longueur la terminaison péri-anticlinale Sud de la montagne d'Age - Mandallaz. Cette montagne correspond d'ailleurs à un anticlinal recoupé par un décrochement senestre (cf. Miroir de faille décrochante : faille du Vuache, la Petite Balme, Sillingy (Haute Savoie) ). Les terrains légendés n"x" correspondent au Crétacé (nU = Urgonien), ceux légendés g ou m correspondent aux molasses oligo-miocènes, et ceux légendés Gy correspondent aux moraines würmiennes.


Figure 21. Juxtaposition des images brute, "habillée " et de la carte géologique du secteur des Gorges du Fier, vues depuis une faible altitude

En haut, l'image brute. Les Gorges du Fier, trop étroites, ne sont pas visibles à cette résolution, même de cette basse altitude.

Au centre, la même image. Mais le tracé du Fier dans ses gorges a été surligné en rouge, alors que le Fier hors de ses gorges (visible même sans surlignage) a été surligné en bleu.

En bas, la carte géologique, avec le tracé du Fier dans ses gorges qui a été surligné en rouge, alors que le Fier hors de ses gorges a été surligné en bleu. L'Urgonien est figuré en marron clair (hachuré ou non), la molasse en jaune, orange ou rouge, et les moraines en gris.


Figure 22. Juxtaposition de l'image habillée et de la carte géologique du secteur des Gorges du Fier, vues depuis une altitude moyenne

En haut, image où le tracé du Fier dans ses gorges a été surligné en rouge, alors que le Fier hors de ses gorges a été surligné en bleu.

En bas, carte géologique, avec le tracé du Fier dans ses gorges qui a été surligné en rouge, alors que le Fier hors de ses gorges a été surligné en bleu. L'Urgonien est figuré en marron clair (hachuré ou non), la molasse en jaune, orange ou rouge, et les moraines en gris. On voit très bien que le Fier recoupe la terminaison Sud de l'anticlinal d'Age - Mandallaz, mais que le tracé des gorges (en rouge) ne correspond pas à toute la traversée de l'Urgonien. On voit aussi très bien que cette terminaison périclinale est très largement recouverte de formations glaciaires.


Figure 23. Juxtaposition de l'image habillée et de la carte géologique du secteur des Gorges du Fier, vues depuis une haute altitude

En haut, image où le tracé du Fier dans ses gorges (très courtes à cette échelle) a été surligné en rouge, alors que le Fier hors de ses gorges (entre Annecy et le Rhône) a été surligné en bleu (il disparaît de la vue au niveau du Val de Fier).

En bas, carte géologique, avec le tracé du Fier dans ses gorges qui a été surligné en rouge, alors que le Fier hors de ses gorges a été surligné en bleu. L'Urgonien est figuré en marron clair (hachuré ou non), la molasse en jaune, orange ou rouge, et les moraines en gris. On voit encore que le Fier recoupe la terminaison Sud de l'anticlinal d'Age - Mandallaz, mais que le tracé des gorges (en rouge) ne correspond pas à toute la traversée de l'Urgonien. On voit aussi très bien que cette terminaison périclinale est très largement recouverte de formations glaciaires.


Figure 24. Schémas théoriques résumant ce que sont les phénomènes d'antécédence (en haut, cf. Val de Fier) et de surimposition (Gorges du Fier, en bas)

Le néo-Fier s'est installé sur les moraines lors de la déglaciation post-Würm, il y a -20 000 à -15 000 ans (les moraines sont en gris). Il s'est enfoncé dans la vallée qu'il creusait. En arrivant sur la terminaison de l'anticlinal d'Age-Mandallaz, il s'est enfoncé sur place dans le très résistant calcaire Urgonien (en jaune). Par rapport à ce schéma théorique, la réalité doit être un peu plus complexe, car l'anticlinal situé sous les moraines doit avoir une morphologie assez érodée et beaucoup moins régulière que ce qui est dessiné ici, car cet anticlinal a été partiellement érodé par toutes les glaciations anté-Würm qui ont précédé le dépôt des moraines würmiennes.

On a déjà vu le Fier dans une condition d'antécédence dans La cluse du Val de Fier et l'anticlinal du Gros Foug (Savoie et Haute Savoie) : antécédence ou surimposition ? .


On peut aussi, peut-être, encore compliquer ce schéma de simple surimposition. En effet, l'anticlinal d'Age - Mandallaz est un anticlinal encore "actif". Il est séparé en deux par la faille du Vuache (cf. Miroir de faille décrochante : faille du Vuache, la Petite Balme, Sillingy (Haute Savoie) ), faille active qui joue en décrochement (dernier séisme important en 1996). Mais si le raccourcissement est principalement accommodé par ce décrochement, il n'est pas exclu que l'anticlinal se bombe encore un peu, au moins localement. On pourrait même proposer une hypothèse extrême, à savoir que les 40 m d'incision des Gorges du Fier ne seraient dus qu'à 40 m de surrection locale subactuelle de l'Urgonien, surrection qui aurait lieu depuis la fin de la glaciation et qui affecterait ce petit secteur de la terminaison de l'anticlinal. On aurait là un bel exemple d'antécédence. Si cette hypothèse était vraie à 100%, alors ce creusement de 40 m (40 000 mm) en 20 000 ans correspondrait à une surrection de 2 mm/an. C'est une vitesse qui n'a rien d'invraisemblable dans les Alpes et qui a même été mesuré dans certains secteurs du Jura interne et des Massifs Cristallins Externes. Bien sûr, ces remontées mesurées affectent de vastes surfaces et non pas des fragments de 300 m de large, mais une (petite) part de surrection active se rajoutant au phénomène de surimposition n'est pas à exclure formellement pour expliquer la "vigueur" et la "jeunesse" du relief des Gorges du Fier.

Figure 25. Position des Gorges du Fier (et du Val de Fier) dans les Alpes du Nord


Figure 26. Position des Gorges du Fier (et du Val de Fier) en France