Fentes de tension et boudinage dans la vallée de la Durance (Hautes-Alpes)

Cette situation est caractéristique des deux types de déformation qu'on enseigne dans les livres : déformation cassante et discontinue dans les calcaires, et déformation ductile et continue dans les marnes, les calcaires et les marnes ayant été soumis en même temps, au même champ de contrainte régionale, aux mêmes pression et température (même profondeur). Dans leur position actuelle (qui n'est sans doute pas la position dans laquelle se sont faites les déformations), la masse de l'affleurement a été allongée dans une direction et aplatie dans la direction perpendiculaire, le tout à volume constant. Aux conditions de pression et de température régnant sur ce site pendant la déformation (à faible profondeur, quelques kilomètres tout au plus), les marnes peuvent se déformer de façon plastique et ductile ; elles se sont allongées et aplaties à la fois, puisqu'on déforme à volume constant. Mais à ces mêmes conditions de température et de pression, les calcaires sont trop résistants pour se déformer de façon plastique et ductile, et, au-delà d'un certain seuil d'étirement élastique, ne peuvent que se casser. Et, comme la déformation se fait à volume constant et qu'il n'y a pas d'aplatissement possible, la conservation du volume se fait par ouverture de fractures (maintenant remplies de calcite). Cette différence de comportement entre calcaire et marnes qui se voit ici à l'échelle de l'affleurement pourrait se voir à l'échelle de l'échantillon si on avait trouvé une bélemnite (cf. Bélemnite tronquée dans des marnes). Notons que dans leur jargon, les géologues nomment « compétents » les matériaux qui résistent à la déformation ductile et qui, soumis à une déformation, ne peuvent que casser. Les matériaux qui peuvent se déformer de façon ductile sont dit « incompétents ». À faible profondeur (faibles température et pression), granite, gneiss, calcaire, grès, basalte… sont compétents, alors qu'argiles et marnes, évaporites… sont incompétentes. Par contre, soumis à une déformation appliquée à une plus grande profondeur (température et pression plus fortes), même les calcaires, granites… deviennent incompétents et se déforment de façon ductile et plastique. Les deux types de déformation (plastique-ductile ou cassante) d'un même matériau (en fonction des température et pression (profondeur) sont manifestes dans Oolites déformées où l'on voit comment se déforment un calcaire oolitique.

Cette coexistence de types de déformation est classique dans les terrains constitués d'alternances marno-calcaires. Or de tels terrains abondent dans la vallée de la Durance entre le lac de Serre-Ponçon et Briançon. Nous vous montrons deux autres sites : l'Argentière-la-Bessée dans des marnes et calcaires Jurassique supérieur-Crétacé inférieur du Subbriançonnais, et Saint-André-d'Embrun dans des marnes à caractère flyschoïde de l'Éocène subbriançonnais.

Les marnes et flysch éocènes de Saint-André-d'Embrun affleurent sur plusieurs centaines de mètres sur les bords de la D994d. Sur ces centaines de mètres, on peut voir de la fracturation, du boudinage et l'association des deux processus dans des boudins fracturés. Le boudinage est un terme géologique issu du Français car les géologues français sont souvent aussi des gastronomes. Ce terme a été repris inchangé par les géologues anglo-saxons. Le boudinage est un processus géologique générant des structures formées par extension, où un corps tabulaire rigide et compétent (strate, filon…) est étiré et déformé dans un environnement moins compétent. Le lit compétent commence à s'amincir, puis à se briser au niveau des zones amincies, formant des groupements de boudins qui, en coupe, ressemblent à des chapelets de saucisses si les boudins ne sont pas trop séparés. Si l'extension est très importante, les boudins peuvent être très éloignés les uns des autres et sembler isolés. Le boudinage est un phénomène courant qui peut se produire à n'importe quelle échelle, de la microscopie à la lithosphère ou dans n'importe quelle roche, du moment qu'il y a association de couches de compétence différente, par exemple dans des gypses (Boudinage et déflection de schistosité dans des gypses) ou dans des migmatites (Boudins basiques dans les migmatites de la Sand River, Afrique du Sud). À côté du boudinage sensu stricto qu'on vient de décrire, certains géologues parlent aussi de boudinage sensu lato pour les couches fracturées comme dans les figures précédentes. Un fort contraste de compétence favorise le débitage de la couche par fracturation, alors qu'un contraste plus faible favorisera le boudinage sensu stricto. Une diminution de la compétence de la couche rigide (augmentation de la température) favorisera le boudinage sensu stricto. Une hétérogénéité de la couche, par exemple variation d'épaisseur d'origine sédimentaire comme on en voit souvent dans les turbidites, dans des séries avec chenaux… peut favoriser le boudinage sensu stricto.

Sur le bord de cette route départementale 994d (cf. les onze photos suivantes), on peut voir des boudins de tailles décimétriques à plurimétriques. On peut aussi voir des boudins affectés de fractures remplies de calcite, comme dans les couches des figures 1 à 10. On peut proposer que la déformation ait commencé à faible profondeur, avec fracturation des couches compétentes par une série de fentes se remplissant de calcite. Une augmentation de la profondeur à laquelle s'applique la déformation (“arrivée” d'une nappe de charriage par exemple), avec passage vers la striction et le boudinage sensu stricto affectant une couche pré-fracturée (mais les fractures préexistantes étant “soudées” par la calcite). On pourrait aussi proposer une chronologie inverse : un étirement “superficiel” post-exhumation ayant fracturé des boudins préexistants ayant été formés plus en profondeur. Une étude détaillée serait nécessaire pour trancher. La figure 7 où l'on voit une couche fracturée avec un début de striction plaide pour la première chronologie.