Mots clés : travertin, cascade, karst

Cascades de tuf (travertin) dans le massif du Jura

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Matthias Schultz

Professeur de SVT, Lycée H. de Chardonnet, Chalon sur Saône

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

11/01/2016

Résumé

Exemples de cascades de travertin actives et inactives.


Figure 1. La « cascade des tufs » de la reculée de Baume-les-Messieurs (Jura) vue sur son côté Sud

La « cascade des tufs » de la reculée de Baume-les-Messieurs (Jura) vue sur son côté Sud

Le Dard (le nom du ruisseau) sort par des sources au pied des falaises (visible à droite), coule une centaine de mètres par un lit constitué d'une succession de gours et de barrages de travertin et arrive au niveau d'une rupture de pente. Il franchit cette rupture de pente par une cascade où il dépose d'énormes quantités de travertin. Cette cascade progresse donc vers l'aval en constituant une sorte de promontoire à sommet plat presque horizontal sur lequel il coule ("promontoire" visible en haut à gauche de la photo) et se terminant par la cascade. Parfois, le haut de la cascade progresse plus vite vers l'aval que le bas, et forme donc un surplomb surmontant des "grottes" ou abris (visibles en bas à gauche).


Nous avons vu les deux semaines précédentes les types de concrétions carbonatées qu'engendrent certains cours d'eau du Jura très chargés en HCO3 - et en Ca2+ : boules stromatolithiques dans le cas d'une eau relativement calme (cf. Stromatolithes vivant dans des ruisseaux du massif du Jura ), et suite de gours et de barrages de travertin dans le cas d'une pente plus forte (cf. Les barrages de travertin, les gours (lacs) en escaliers et les coulées (escaliers) de "tuf" des ruisseaux du Jura ). Dans le cas d'une importante rupture de pente, le cours d'eau forme une cascade. Dégazage physique et photosynthèse déplacent l'équilibre Ca2+ + 2 HCO3 - ↔ CaCO3 + H2O + CO2 vers la droite, ce qui entraîne une très importante précipitation de travertin calcaire. La cascade progresse donc vers l'aval en constituant une sorte de promontoire à sommet plat presque horizontal sur lequel coule le ruisseau et se terminant par la cascade. Parfois, le haut de la cascade progresse plus vite vers l'aval que le bas, et forme donc un surplomb surmontant des "grottes" ou abris. Les "murs" de la cascades sont tapissés d'herbes dans les zones peu fréquemment inondées, de mousses, d'hépatiques et d'unicellulaires chlorophylliens variés dans les parties toujours humides. Ces cascades sont souvent appelées « cascades des tufs », ou « cascades de tuf ». Dans un premier temps, nous vous montrons des images de la cascade de Baume-les-Messieurs et de celle des Planches (Jura), deux cascades bien actives. Il s'agira aussi bien de vues d'ensemble que de vues de détail montrant la précipitation de carbonates sur les parois, les mousses… Puis nous vous montreront des photographies d'une cascade "en fin de vie" dans les Pertes de l'Ain (Jura), et enfin les dépôts d'une ancienne cascade qui ne coule plus du tout, elle aussi dans la reculée des Planches.

Figure 2. Détail sur le côté Sud de la cascade de Baume-les-Messieurs (Jura)

Détail sur le côté Sud de la cascade de Baume-les-Messieurs (Jura)

On y voit des "grottes" ou abris formés par l'avance du haut de la cascade et des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 3. Détail sur le côté Sud de la cascade de Baume-les-Messieurs

Détail sur le côté Sud de la cascade de Baume-les-Messieurs

On y voit des "grottes" ou abris formés par l'avance du haut de la cascade et des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 4. Détail sur le côté Sud de la cascade de Baume-les-Messieurs

Détail sur le côté Sud de la cascade de Baume-les-Messieurs

On y voit des "grottes" ou abris formés par l'avance du haut de la cascade et des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 5. Le côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs (Jura)

Le côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs (Jura)

On voit la structure globale de la cascade qui s'avance vers le milieu de la vallée ainsi que des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses et autres végétaux verts qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 6. Vue rapprochée sur le côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

Vue rapprochée sur le côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

On voit la structure globale de la cascade qui s'avance vers le milieu de la vallée ainsi que des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses et autres végétaux verts qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 7. Détail du côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

Détail du côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

On voit la structure globale de la cascade qui s'avance vers le milieu de la vallée ainsi que des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses et autres végétaux verts qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 8. Détail du côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

Détail du côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

On voit la structure globale de la cascade qui s'avance vers le milieu de la vallée ainsi que des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses et autres végétaux verts qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 9. Vue d'ensemble côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

Vue d'ensemble côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

On voit la structure globale de la cascade qui s'avance vers le milieu de la vallée ainsi que des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses et autres végétaux verts qui participent à la précipitation de calcaire.


Figure 10. Autre détail du côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

Autre détail du côté Sud-Est de la cascade de Baume-les-Messieurs

On voit la structure globale de la cascade qui s'avance vers le milieu de la vallée ainsi que des détails des pétrifications en cours d'édification, avec en particulier les mousses et autres végétaux verts qui participent à la précipitation de calcaire.



Figure 12. La cascade des tufs de la reculée des Planches (Jura)

La cascade des tufs de la reculée des Planches (Jura)

Cette cascade est situé environ 200 m en aval de la petite source de la Cuisance avant de sauter un ressaut topographique par une cascade où il dépose de grandes quantités de travertin. Les 200 mètres en amont et sur quelques centaines de mètres en aval, le lit de la Cuisance est "encombré" de barrages de travertin retenant des gours, comme on en voit au premier plan de cette image.


Figure 13. Vue générale de la cascade des tufs de la reculée des Planches (Jura)

Vue générale de la cascade des tufs de la reculée des Planches (Jura)

Localement, le haut de la cascade progresse plus vite vers l'aval que le bas, et forme donc un surplomb surmontant des "grottes" ou abris (visibles au centre et en bas à gauche).


Figure 14. Détail de la gauche de la cascade où le débit de l'eau est faible

Détail de la gauche de la cascade où le débit de l'eau est faible

La masse de travertin est complètement recouverte par des mousses, et même par des angiospermes là où l'eau ne coule qu'exceptionnellement.


Figure 15. Détail de la gauche de la cascade où le débit de l'eau est faible

Détail de la gauche de la cascade où le débit de l'eau est faible

La masse de travertin est complètement recouverte par des mousses, et même par des angiospermes là où l'eau ne coule qu'exceptionnellement.


Figure 16. Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

On observe des pétrifications en cours d'édification avec, en particulier, la présence de mousses et de colonies de cyanobactéries probables, identifiées grâce à leur couleur bleutée caractéristique.


Figure 17. Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

On observe des pétrifications en cours d'édification avec, en particulier, la présence de mousses et de colonies de cyanobactéries probables, identifiées grâce à leur couleur bleutée caractéristique.


Figure 18. Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

On observe des pétrifications en cours d'édification avec, en particulier, la présence de mousses et de colonies de cyanobactéries probables, identifiées grâce à leur couleur bleutée caractéristique.


Figure 19. Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

Détail d'une zone avec un fort débit, même en ce mois de juillet 2015, période d'étiage

On observe des pétrifications en cours d'édification avec, en particulier, la présence de mousses et de colonies de cyanobactéries probables, identifiées grâce à leur couleur bleutée caractéristique.


Figure 20. La cascade des tufs de la reculée des Planches vue depuis son rebord supérieur

La cascade des tufs de la reculée des Planches vue depuis son rebord supérieur

Figure 21. Une cascade de tuf en train de "mourir", Pertes de l'Ain (Jura)

Une cascade de tuf en train de "mourir", Pertes de l'Ain (Jura)

La masse de travertin, qui devait correspondre, il y a quelques décennies à quelques siècles, à une cascade de morphologie assez voisine de celles des reculées de Baume-les-Messieurs ou des Planches, est maintenant complètement recouverte de plantes variées (à gauche) et seulement de mousse (à droite). Plus aucune eau ne coule sur la gauche, et il n'y a plus que quelques suintements à droite au niveau des mousses. Cette masse de travertin était issue d'une résurgence / exsurgence située quelques mètres en amont, source que les modifications du réseau karstique est en train de tarir et/ou déplacer.


Figure 22. Détail de la partie moussue (encore très légèrement active) de cette cascade de tuf

Détail de la partie moussue (encore très légèrement active) de cette cascade de tuf

Figure 23. De l'eau sort encore à la base de cette cascade "mourante" en y faisant des gours de plus ou moins grande taille

De l'eau sort encore à la base de cette cascade "mourante" en y faisant des gours de plus ou moins grande taille

Les barrages limitant ces gours sont très moussus, ce qui participe à leur croissance.


Figure 24. De l'eau sort encore à la base de cette cascade "mourante" en y faisant des gours de plus ou moins grande taille

De l'eau sort encore à la base de cette cascade "mourante" en y faisant des gours de plus ou moins grande taille

Les barrages limitant ces gours sont très moussus, ce qui participe à leur croissance.


Figure 25. Échantillon de travertin ramassé près d'un de ces barrages au pied de cette cascade "mourante", Pertes de l'Ain (Jura)

Échantillon de travertin ramassé près d'un de ces barrages au pied de cette cascade "mourante", Pertes de l'Ain (Jura)

On retrouve la structure des mousses "pétrifiées".


Figure 26. Vue d'ensemble sur une masse de travertin totalement inactive, reculée des Planches (Jura)

Vue d'ensemble sur une masse de travertin totalement inactive, reculée des Planches (Jura)

Cette masse de travertin a perdu toute relation avec la source et/ou la cascade qui lui a donnée naissance, et est maintenant recouverte de végétation non liée à l'eau. Cette masse de travertin laisse voir sa structure en couches concentriques, ainsi que des trous correspondant à d'anciens arbres ou morceaux de bois s'étant fait recouvrir en leur temps par les lamines de carbonates.


Figure 27. Zoom sur une masse de travertin totalement inactive, reculée des Planches (Jura)

Zoom sur une masse de travertin totalement inactive, reculée des Planches (Jura)

Cette masse de travertin a perdu toute relation avec la source et/ou la cascade qui lui a donnée naissance, et est maintenant recouverte de végétation non liée à l'eau. Cette masse de travertin laisse voir sa structure en couches concentriques, ainsi que des trous correspondant à d'anciens arbres ou morceaux de bois s'étant fait recouvrir en leur temps par les lamines de carbonates.


Figure 28. Localisation de la cascade (étoile rouge) au fond de la reculée de Baume-les-Messieurs (Jura)

Localisation de la cascade (étoile rouge) au fond de la reculée de Baume-les-Messieurs (Jura)

Les ellipses bleues localisent la position des gours et barrages de travertin vus la semaine dernière (cf. Les barrages de travertin, les gours (lacs) en escaliers et les coulées (escaliers) de "tuf" des ruisseaux du Jura ), et l'ellipse rouge localise les secteurs à boules stromatolithiques vues il y a deux semaines (cf. Stromatolithes vivant dans des ruisseaux du massif du Jura ).




 
Mots clés : travertin, cascade, karst