Article | 16/12/2016
Les phyllades du fort de Brégançon (Var) et leurs taffonis
16/12/2016
Résumé
Le fort de Brégançon, lieu officiel de villégiature du président de la République française, est aujourd'hui un site historique géré par le Centre des monuments nationaux, et à ce titre ouvert à la visite depuis 2014. La côte à proximité présente de nombreux affleurements intéressants de roches métamorphiques hercyniennes, ce qui ajoute des attraits géologiques à une visite historique du fort ou à un séjour balnéaire.
Table des matières
Localisation et pétrographie des roches métamorphiques hercyniennes à proximité du fort de Brégançon
Les roches hercyniennes du littoral proche du fort de Brégançon appartiennent au massif des Maures, dont la géologie a été présenté dans un article précédent (cf. Présentation de la géologie régionale du Var : le massif hercynien des Maures et de Tanneron), et, plus précisément, à l'unité occidentale des Maures. Cette unité, qui apparait en bleu foncé sur la carte métamorphique ci-dessous, et qui affleure sur 15 à 20 km, est constituée d'une épaisse formation de roches faiblement métamorphiques, comprenant principalement des schistes (appelés localement "phyllades"), micaschistes et quartzites.
 Source - © 2016 Google earth |  Source - © 2016 IGN / InfoTerre Le fort est situé au bord Est de la rade de Hyères, au Nord du cap Bénat, sur la commune de Bormes-les-Mimosas. |
 Source - © 2016 BRGM / InfoTerre Le secteur est situé sur la carte au 1/50 000 d'Hyères-Porquerolles. On distingue, à gauche, la feuille de Toulon. Les taffonis photographiés ci-dessous sont situés dans la couche verte claire légendés "Ss", phyllades détritiques des Sauvettes. |  Source - © 2016 BRGM / InfoTerre Les roches et les taffonis photographiés ci-dessous sont situés immédiatement au Nord du fort de Brégançon, sur la plage de Cabasson. La couche verte claire légendée "Ss" indique les phyllades détritiques des Sauvettes. On distingue, plus à l'Est, des formations affectées par un métamorphisme croissant : autres phyllades, micashistes, micashistes à minéraux, amphibolites, gneiss... Le fort lui-même est juché sur un monticule de quartzites mis en relief par l'érosion. |
Source - © 2009 Y. Rolland et al., BSGF
Figure 5. Carte métamorphique du massif des Maures-Tanneron
Cette carte illustre le degré croissant de métamorphisme (succession dalradienne ou barrovienne) d'Ouest en Est dans ces massifs hercyniens, et l'apparition des principaux minéraux indicateurs. Les sauts de métamorphisme délimitant les différentes unités correspondent à des contacts tectoniques. Les affleurements étudiés ici sont situés dans la zone à chlorite et grenat (en bleu foncé).
Source : Y. Rolland, M. Corsini, A. Demoux, 2009. Metamorphic and structural evolution of the Maures-Tanneron massif (SE Variscan chain): evidence of doming along a transpressional margin, Bulletin de la Société Géologique de France, 180, 3, 217-230
Les protolithes de ces roches métamorphiques sont des sédiments assez fins: alternance d'argilites et de sables siliceux. Cette alternance est attribuée à une sédimentation rythmique de type turbidites (flysch non-calcaire). La présence de plans de stratification (S0), souvent parallèles à la schistosité (S1), déformés mais encore visibles, atteste bien cette origine sédimentaire des roches.
Quelques graptolithes, exceptionnellement conservés malgré le métamorphisme, ont permis de dater du Silurien (-430 Ma) quelques rares strates. Cependant, selon le modèle choisi (série sédimentaire continue dans tout le massif ou superposition anormale par le biais de chevauchements et de plis à grande échelle...) l'estimation de l'âge de l'unité complète peut fortement varier.
Dans les phyllades, séricite et chlorite remplacent les argilites, et les grains de quartz issus du sable donnent naissance à des lits de quartzites. Ces minéraux caractérisent un métamorphisme de faible intensité (faciès schiste vert de basse température), qui s'intensifie vers l'Ouest (apparition des grenats). Des déformations importantes sont partout observables : plis, failles, schistosité.
Les affleurements situés immédiatement au Nord du fort de Brégançon, accessibles depuis la plage de Cabasson qui dispose d'un vaste parking (payant car la plage est privée), sont constitués de phyllades détritiques, roches que la carte géologique au 1/50 000 d'Hyères-Porquerolles décrit comme suit : « bancs métriques gréso-schisteux alternant avec des lits schisto-gréseux, [cette formation] est d'une grande monotonie et ressemble à un flysh non-calcaire de couleur grise. On notera une évolution progressive vers le Sud de ses caractères : elle devient de plus en plus fine et homogène, tandis que les séquences diminuent d'épaisseur pour ne plus mesurer que quelques centimètres au cap Bénat. Les cristaux de chloritoïde y sont abondants et développés ».
L'âge du protolithe, peu contraint, serait ordovicien à dévonien, selon l'interprétation des relations stratigraphiques au sein de l'unité occidentale des Maures, tandis que leur métamorphisme faciès schiste vert (de basse température et moyenne pression) est hercynien, et plus précisément daté du Carbonifère.
La minéralogie des phyllades à proximité de Brégançon comprend du quartz, parfois bien cristallisé en bancs laiteux, en lentilles ou en filons mis en reliefs par l'érosion, des grenats, et des phyllosilicates divers : minéraux argileux résiduels, micas (principalement séricite, ici), chlorites...
Les taffonis se développant dans ces roches
On observe dans les phyllades à proximité du fort de Brégançon, comme en d'autres points du littoral varois, la présence de nombreux taffonis, cavités dont le nom provient du corse tafone, trou. La tectonique, l'orientation des minéraux sous l'effet du métamorphisme et des circulations hydrothermales ont sans doute facilité leur formation.
Les taffonis (cavités dans les roches dont le nom dérive du corse tafone, trou) et autres formes d'érosion alvéolaire apparentées ont été évoqués à plusieurs reprises sur : Érosion alvéolaire dans des calcaires bioclastiques à Chinon (Indre et Loire) et Uzès (Gard), Quand les grès de l'Éocène inférieur (Yprésien) du Pays basque espagnol (Mont Jaizkibel) imitent le gothique flamboyant, Les taffonis du Cap de Creus (Espagne), de la côte de Namibie et de l'ile d'Elbe, Quand l'érosion alvéolaire fabrique des taffonis géants et emboités, et fête la Saint Valentin, Uluru (Australie) et, plus récemment, Les taffonis dans les andésites de Terre-de-Bas des Saintes (Guadeloupe).
La multiplication des exemples illustre le fait que ces formations alvéolaires sont susceptibles d'apparaitre dans des contextes divers et surtout dans des roches variées.
La formation de s taffonis reste assez mal comprise, mais semble souvent être une conséquence de l'altération / érosion des roches en présence d'embruns. Ces structures se mettent souvent en place là ou préexistent des fractures ou des irrégularités de la roche (d'origine diagénétique pour les roches sédimentaires, mais aussi d'origine tectonique, volcanique, métamorphique, hydrothermale, etc). Plusieurs processus combinés conduisent à la formation de ces structures (cf. Les taffonis du Cap de Creus (Espagne), de la côte de Namibie et de l'ile d'Elbe) :
- L'haloclastie (du grec hals, sel, et klastos, brisé) désigne la fragmentation de la roche par la formation de sels à partir des ions contenus dans l'eau de mer, lors de l'évaporation au soleil de l'eau salée déposée par les embruns. L'évaporation de l'eau dans les fractures de la roche conduit à la formation de cristaux (halite ou gypse) qui créent une surpression sur les minéraux environnants et désolidarisent les minéraux de la roche.
- L'hydrolyse est l'altération des minéraux par l'eau, qui conduit à la libération des produits ioniques d'hydrolyse et la néoformation de minéraux secondaires argileux (donc plus friables).
- La thermoclastie (du grec thermos, chaleur, et klastos, brisé) correspond à la fragmentation par l'action de surpressions liées à des dilatations thermiques (changements de volume) au gré des variations de température. La présence localisée de sels, déposés par les embruns et présentant un fort coefficient de dilatation thermique, conduirait à de telles surpressions sur les minéraux environnants.
- Les réactions chimiques entre minéraux. L'eau de mer et les ions qu'elle contient réalisent avec les minéraux des roches des échanges chimiques qui déstabilisent les réseaux cristallins et augmentent l'altérabilité de la roche.
Les embruns et la pluie lessivent et transportent ensuite les fragments des minéraux et les éléments chimiques ; les vents côtiers, parfois violents, peuvent évider les points bas des cavités et entrainer dehors les grains de sable qui stagnaient au fond. Tout cela forme les cavités observées, par exemple, sur les grès, schistes et pĥyllades de la plage de Cabasson, présentées ci-dessous.
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 6. Niveau gréseux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Photographie prise en direction de l'Ouest. En fond, la rade d'Hyères, la presqu'île de Giens, et, à peine visible, tout à fait à gauche de la photo, l'île de Porquerolles. Quelques filons de quartz laiteux subverticaux sont observables dans les grès. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 7. Divers faciès de phyllades sur le littoral près de Brégançon On distingue des niveaux gréseux au premier plan (teintes jaunes et rouges), et des niveaux plus fins, schisteux au second plan (teintes plus sombres). On devine une schistosité, des failles et des plis complexes. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 8. Le fort de Brégançon, en fond, et des phyllades, au premier plan On distingue quelques taffonis grossiers dans les niveaux gréseux du premier plan. En fond, en direction du Sud, le fort de Brégançon est juché sur un îlot de quartzite mis en relief par l'érosion. | |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 9. Niveau gréseux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Diaclases et failles tectoniques, réutilisées par des circulations de fluides, découpent le grès en blocs, ce qui facilite sans doute l'altération en boules voire l'apparition des taffonis. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 10. Niveau gréseux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Diaclases et failles tectoniques, réutilisées par des circulations de fluides, découpent le grès en blocs, ce qui facilite sans doute l'altération en boules voire l'apparition des taffonis. On distingue des lits schisteux au grain plus fin. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 11. Niveau gréseux à taffonis dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Diaclases et failles tectoniques, réutilisées par des circulations de fluides, découpent le grès en blocs, ce qui facilite sans doute l'altération en boules voire l'apparition des taffonis. On distingue des lits schisteux au grain plus fin. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 12. Niveau gréseux à taffonis dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Diaclases et failles tectoniques, réutilisées par des circulations de fluides, découpent le grès en blocs, ce qui facilite sans doute l'altération en boules voire l'apparition des taffonis. On distingue des lits schisteux au grain plus fin. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 13. Niveau schisteux à taffonis dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Ces lits schisteux ont un grain plus fin. Les surfaces de schistosité S1 sont parallèles aux plans de stratification S0. Ces surfaces ont un aspect soyeux et scintillent au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux plis et fractures sont observables. L'altération et les circulations hydrothermales laissent des traces d'oxydes de fer et quelques filons de quartz laiteux. Les taffonis, enfin, se développent préférentiellement dans ces niveaux plus tendres et altérables. | |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 14. Niveau schisteux à taffonis dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Ces lits schisteux ont un grain plus fin. Les surfaces de schistosité S1 sont parallèles aux plans de stratification S0. Ces surfaces ont un aspect soyeux et scintillent au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux plis et fractures sont observables. L'altération et les circulations hydrothermales laissent des traces d'oxydes de fer et quelques filons de quartz laiteux. Les taffonis, enfin, se développent préférentiellement dans ces niveaux plus tendres et altérables. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 15. Niveau schisteux à taffonis dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Ces lits schisteux ont un grain plus fin. Les surfaces de schistosité S1 sont parallèles aux plans de stratification S0. Ces surfaces ont un aspect soyeux et scintillent au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux plis et fractures sont observables. L'altération et les circulations hydrothermales laissent des traces d'oxydes de fer et quelques filons de quartz laiteux. Les taffonis, enfin, se développent préférentiellement dans ces niveaux plus tendres et altérables. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 16. Niveau schisteux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Ces lits schisteux ont un grain plus fin. Les surfaces de schistosité S1 sont parallèles aux plans de stratification S0. Ces surfaces ont un aspect soyeux et scintillent au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux plis et fractures sont observables. L'altération et les circulations hydrothermales laissent des traces d'oxydes de fer et quelques filons de quartz laiteux. Les taffonis, enfin, se développent préférentiellement dans ces niveaux plus tendres et altérables. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 17. Niveau schisteux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Ces lits schisteux ont un grain plus fin. Les surfaces ont un aspect soyeux et scintillent au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux plis et fractures sont observables. Les taffonis se développent préférentiellement dans ces niveaux plus tendres et altérables. Un filon vertical plus important d'oxydes de fer est visible ici ; de tels filons ont été exploités comme minerai dans l'antiquité. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 18. Niveau schisteux à taffonis dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon Ces lits schisteux ont un grain plus fin. Les surfaces de schistosité S1 sont parallèles aux plans de stratification S0. Ces surfaces ont un aspect soyeux et scintillent au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux plis et fractures sont observables. L'altération et les circulations hydrothermales laissent des traces d'oxydes de fer et quelques filons de quartz laiteux. Les taffonis, enfin, se développent préférentiellement dans ces niveaux plus tendres et altérables. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 19. Détail du plan de schistosité dans les phyllades à grain fin près de Brégançon La surface de ce lit schisteux a un aspect soyeux et scintille au soleil en raison des nombreux phyllosilicates orientés dans le plan de schistosité (chlorites, séricites...). De nombreux grenats millimétriques, très altérés, sont présents. On observe à cette échelle également les plis, les traces d'oxydes de fer et les taffonis. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 20. Niveau schisto-gréseux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon De nombreux plis et fractures sont observables, ainsi que les taffonis. Des traces de sel (responsable potentiel de la formation des taffonis) blanchissent ce rocher exposé aux embruns. |  Source - © 2015 Matthias Schultz Figure 21. Niveau schisto-gréseux dans les phyllades sur le littoral près de Brégançon De nombreux plis et fractures sont observables, ainsi que les taffonis. Des traces de sel (responsable potentiel de la formation des taffonis) blanchissent ce rocher exposé aux embruns. |
 Source - © 2015 Matthias Schultz Des cristaux de sels se forment dans un creux de ce niveau schisto-gréseux des phyllades. Taffonis en formation ? |
