Image de la semaine | 11/10/2021

La fontaine pétrifiante de Réotier, Hautes-Alpes

11/10/2021

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Résumé

Travertin, marches et gours, pisolites.


Vue générale sur la fontaine pétrifiante de Réotier, Hautes-Alpes

Figure 1. Vue générale sur la fontaine pétrifiante de Réotier, Hautes-Alpes.

Les dépôts de travertins calcaires sont particulièrement spectaculaires, avec en particulier un “bec” qui s'avance au-dessus du vide.

Localisation par fichier kmz de la fontaine pétrifiante de Réotier, Hautes-Alpes.


Nous avons vu le semaine dernière les sources pétrifiantes de Plan de Phazy (cf. Les sources thermales du Plan de Phazy (Hautes-Alpes)), source d'eau chaude chargées entre autres d'ions HCO3, Ca2+, Fe2+, Na+, Cl… sortant du sous-sol en empruntant le trajet d'un faisceau de failles, faisceau connu sous le nom de “faille de la Haute Durance”. À 1 km au Nord des sources de Plan de Phazy, de l'autre côté de la Durance mais sur le même faisceau de failles, coule une autre source, quasiment non captée ni aménagée contrairement à celles de Plan de Phazy, à une température un peu plus faible (20°C au lieu de 30°C) très minéralisée comme son homologue (mais moins riche en fer). Cette source a déposé et dépose encore un travertin donnant lieu à des concrétions très spectaculaires. Après les sources de Plan de Phazy, le but de cette image de la semaine n'est pas d'expliquer la genèse des travertins, mais simplement de donner des aperçus visuels et esthétiques de ces travertins. Cet article comprend des photographies prises en 2007, 2008, 2018 et 2021, ce qui permet de voir l'évolution morphologique des dépôts, l'augmentation de la masse par la formation de nouveaux travertins, ou leur réduction de taille à la suite de petits éboulements.

Vue latérale sur la fontaine pétrifiante de Réotier, Hautes-Alpes

Figure 4. Vue latérale sur la fontaine pétrifiante de Réotier, Hautes-Alpes.

On voit particulièrement bien le “bec” déposé par l'eau qui arrive de la droite. Ce “bec” croît très vite car quand l'eau tombe “en cascade” au lieu de couler tranquillement sur le travertin, du CO2 se dégage beaucoup plus, ce qui favorise la précipitation du CaCO3. Périodiquement, ce bec s'écroule plus ou moins complètement, mais se reconstitue assez vite, surtout si les autorités compétentes plantent dans ce qui reste du bec des tiges de béton qui sont très rapidement recouvertes de carbonates. On peut noter qu'au premier plan, les dépôts de calcaires ont tendance à faire des “marches”.




Le “bec” de la fontaine pétrifiante de Réotie (Hautes-Alpes) dans son état de 2021

Figure 7. Le “bec” de la fontaine pétrifiante de Réotie (Hautes-Alpes) dans son état de 2021.

L'extrémité pendante en 2007-2008 a dû s'écrouler entre 2008 et 2021.


Comparaison de deux photos de la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 8. Comparaison de deux photos de la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes).

Prises quasiment du même endroit pendant l'hiver 2007 et l'été 2021, ces photos montrent l'évolution morphologique des dépôts de travertin.


Vue d'un peu plus de dessus de la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 9. Vue d'un peu plus de dessus de la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes).

On voit la très belle “vasque” dans laquelle coule l'eau issue du bec, vasque vue de dessous dans la figure 3.


Vue de dessus de la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 10. Vue de dessus de la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes).

On voit le fin filet d'eau qui permet de (re)générer le bec.


Nous allons voir maintenant deux morphologies assez caractéristiques des dépôts de travertin : (1) des espèces de “marches d'escaliers” régulièrement espacées, et (2) des pisolites de carbonates connues sous le nom de “perle des cavernes”.

Quand de l'eau chargée de Ca2+ et de HCO3 coule sous forme de film sur une surface inclinée, l'eau coulera un peu plus vite et sur une épaisseur moindre à l'aplomb d'une petite irrégularité positive (une bosse). Cette eau perdra plus de CO2 à ce niveau, et la petite bosse s'élèvera. Les irrégularités ne peuvent que s'amplifier, ce qui est à l'origine de marches d'escalier, avec souvent une petite “flaque” d'eau (un gour) à l'arrière de la bosse. Des problèmes complexes d'hydrodynamisme dans des flux laminaires sur une surface initialement lisse génèreront des précipitations de carbonates localisées et non pas continues, et ce avec une (ou des) longueurs d'onde constante(s) (voir, par exemple, Les barrages de travertin, les gours (lacs) en escaliers et les coulées (escaliers) de "tuf" des ruisseaux du Jura ainsi que les figures 10 à 14 de Les sources thermominérales d'Auvergne : aspects géologiques).

Vue d'ensemble sur la zone située au Nord de l'écoulement principal et de son bec, source de Réotier, Hautes-Alpes

Figure 11. Vue d'ensemble sur la zone située au Nord de l'écoulement principal et de son bec, source de Réotier, Hautes-Alpes.

Un film d'eau s'écoule sur la partie beige claire au centre droit de la photo. On voit bien des “marches d'escalier” naturelles avec un espacement décimétrique en haut de cette zone d'écoulement.


Zoom sur le bas de l'écoulement de la figure précédente, source de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 12. Zoom sur le bas de l'écoulement de la figure précédente, source de Réotier (Hautes-Alpes).

On voit bien les “marches” décimétriques en haut de l'écoulement, et on devine des mini-marches centimétriques en bas.





Analogie possible quant à l'espacement régulier des “marches” des photos précédentes

Figure 16. Analogie possible quant à l'espacement régulier des “marches” des photos précédentes.

On voit ici un film d'eau coulant sur une route en pente juste après une pluie d'orage. On devine deux longueurs d'onde de “vagues”, une longueur d'onde décimétrique, et une longueur d'onde centimétrique. Des problèmes complexes d'hydrodynamisme dans des flux laminaires sur une surface initialement lisse génèrent en effet des ondes, et ce avec une (ou des) longueurs d'onde constante(s). Il est possible que de tels phénomènes servent d'“amorce” à la précipitation régulièrement espacée des “digues” de carbonates qui ensuite sont amplifiées.

Les lecteurs intéressés par la genèse de ces ondes peuvent se renseigner auprès de leurs collègues de physique, et/ou trouver des renseignements dans une thèse de 2014 (Nicolas Kofman, Films liquides tombants avec ou sans contre-écoulement de gaz : application au problème de l'engorgement dans les colonnes de distillation d'où est extraite cette photo. Les principaux facteurs de contrôle des longueurs d'onde sont, outre la viscosité du liquide, son débit et sa vitesse ou, paramètres liés, son débit et sa hauteur d'écoulement ainsi que la pente et la rugosité de la surface sur laquelle a lieu l'écoulement.


Fontaine de Réotier (Hautes-Alpes), la masse principale de carbonate surmontée d'un “bec” et, à droite, la zone avec les marches et leurs deux longueurs d'onde

Figure 17. Fontaine de Réotier (Hautes-Alpes), la masse principale de carbonate surmontée d'un “bec” et, à droite, la zone avec les marches et leurs deux longueurs d'onde.

On va, ci-après, détailler ce qui se trouve sous l'écoulement de gauche (au Sud), écoulement le plus jaune-orangé de la source.


Vue générale de l'écoulement actif le plus au Sud de la source actuelle de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 18. Vue générale de l'écoulement actif le plus au Sud de la source actuelle de Réotier (Hautes-Alpes).

Les photos 20 à 23 correspondent à des zooms sur les petits bassins recevant l'eau chutant de la masse de calcaire.


Détail de l'écoulement actif le plus au Sud de la source actuelle de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 19. Détail de l'écoulement actif le plus au Sud de la source actuelle de Réotier (Hautes-Alpes).

Les photos 20 à 23 correspondent à des zooms sur les petits bassins recevant l'eau chutant de la masse de calcaire.


Petits bassins recevant les gouttes d'eau tombant de l'écoulement Sud de la source de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 20. Petits bassins recevant les gouttes d'eau tombant de l'écoulement Sud de la source de Réotier (Hautes-Alpes).

On voit des petites sphères blanches dans ces bassins, des pisolites de calcaire bien blanc, appelées ainsi parce qu'elles ont la taille d'un pois, pisum en latin. Ces pisolites sont appelées “perles des cavernes” quand on les trouve dans des grottes.


Petit bassin recevant les gouttes d'eau tombant de l'écoulement Sud de la source de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 21. Petit bassin recevant les gouttes d'eau tombant de l'écoulement Sud de la source de Réotier (Hautes-Alpes).

On voit des petites sphères blanches dans ces bassins, des pisolites de calcaire bien blanc, appelées ainsi parce qu'elles ont la taille d'un pois, pisum en latin. Ces pisolites sont appelées “perles des cavernes” quand on les trouve dans des grottes.


Gros plan sur un “trou d'eau” à pisolites, fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 22. Gros plan sur un “trou d'eau” à pisolites, fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes).

Les pisolites au centre du trou sont libres et peuvent se déplacer les unes par rapports aux autres. Celle de la périphérie sont soudées.


Goutte d'eau tombant dans le trou d'eau à pisolites de la figure précédente, Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 23. Goutte d'eau tombant dans le trou d'eau à pisolites de la figure précédente, Réotier (Hautes-Alpes).

L'énergie de la chute agite et ”remue” l'eau du trou et met en mouvement les pisolites, qui “tournent” les unes par rapport aux autres et ne se soudent pas. Chaque goutte et chaque “rotation” entraine le dépôt d'une couche de calcaire sur la pisolite qui grossit de jour en jour. Au départ, la pisolite ne devait être qu'un petit grain de quelque chose (sable), qui, couche après couche, est devenu une pisolite.



Panneau expliquant que la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes) existait déjà du temps des Romains

Figure 25. Panneau expliquant que la fontaine pétrifiante de Réotier (Hautes-Alpes) existait déjà du temps des Romains.

En effet, on y a trouvé plus de 400 pièces de monnaie romaine prises dans la masse du travertin. Une fontaine de Trévi hautalpine ?


Extrait de la carte géologique de Guillestre à 1/50 000 traversé du Nord au Sud par un faisceau de failles qui affectent toute la série locale, Trias évaporitique et socle hercynien compris

Figure 26. Extrait de la carte géologique de Guillestre à 1/50 000 traversé du Nord au Sud par un faisceau de failles qui affectent toute la série locale, Trias évaporitique et socle hercynien compris.

Certaines de ces failles sont sismiques et jouent actuellement avec un jeu normal (et une légère composante dextre). C'est la faille active connue sous le nom de faille de la Haute Durance. Deux sources thermales sont situées sur ces failles là où elles traversent la vallée de la Durance : les sources de Plan de Phazy (punaise rouge, que nous avons vues la semaine dernière) et la source de Réotier (punaise orange). Il est à noter que trois sites décrit dans Planet-Terre sont contenus dans la petite surface couverte par cet extrait de carte : le pli de Saint-Clément (cf. «Giga-plis dans la nappe des flyschs à helminthoïdes : le célèbre pli de Saint-Clément (cf. Giga-plis dans la nappe des flyschs à helminthoïdes : le célèbre pli de Saint Clément (Hautes Alpes)), les terrasses fluvio-glaciaires de Mont-Dauphin (cf. Les terrasses fluvio-glaciaires de la moyenne Durance : Mont-Dauphin, Chateauroux-les-Alpes et Embrun, Hautes-Alpes), et les calcaires à ammonites de Guillestre (cf. Le "marbre griotte" jurassique supérieur du Briançonnais, dit "marbre de Guillestre", et ses ammonites). Que de bonnes raisons d'y faire des excursions et d'y passer des vacances “géologiques” !


Coupe géologique située à une dizaine de km au Nord de Réotier (Hautes-Alpes)

Figure 27. Coupe géologique située à une dizaine de km au Nord de Réotier (Hautes-Alpes).

Le faisceau de failles de la Haute Durance est indiqué par la flèche rouge. Les sources de Réotier sont situées sur ce même faisceau de failles.

SC signifie socle cristallin, T Trias, CD couverture dauphinoise, EB écailles briançonnaises et FH flysch à helminthoïdes.

Source : coupe présente dans la partie inférieure de la Carte géologique de la France à 1/50 000, feuille de Guillestre, par J. Debelmas et M. Lemoine, 1986, BRGM.