L'érosion glaciaire

et la formation des terrasses1

I

Le « surcreusement » des vallées alpines est généralement attribué, d'après M. Penck et son école, à l'action des grands glaciers alpins, à l'exclusion de toute action purement torrentielle ou fluviatile. Il ne semble pas inutile de revenir une fois encore sur cette question dont la portée ne parait pas avoir été toujours appréciée dans toute son étendue et dans toute sa complexité.

En 1902, et à propos des vallées de la Durance et de la Clarée2, j'exprimais à ce sujet des réserves expressés dans les termes suivants :

« Admettant pleinement avec notre excellent ami, le professeur Penck, l'existence de plusieurs glaciations séparées par des périodes de retrait interglaciaires et décomposables elles-mêmes en oscillations (stades) de moindre amplitude, nous considérons, comme lui, le surcreusement des vallées principales comme un fait d'expérience indiscutable, mais tandis que notre éminent collègue attribue ce surcreusement à la seule action de la glace des anciens glaciers, nous nous demandons, malgré les arguments très sérieux

1. Cette étude de M. le professeur W. Kilian a fait l'objet d'une longue communication verbale au dernier congrès de l'Association française pour l'avancement des Sciences (Congrès de Lyon, 2-7 août 1906). Grâce à l'heureuse initiative des présidents des deux sections de géologie et de géographie (MM. Depéret et Jean Brunhes), les deux sections ont décidé de faire d'un bout à l'autre séances communes; et, c'est à une de ces séances, présidée par M. Jean Brunhes, le vendredi 3 août, qu'a eu lieu une très solide et sérieuse discussion sur le problème de l'érosion glaciaire, discussion qu'a précisément amorcée et inaugurée la présente communication de. M. Kilian. Notons encore que les deux sections du Congrès de l'A. F. A. S. ont fait, le samedi 4 août, sous la direction de M. le professeur Depéret, une très intéressante excursion au Mont-d'Or. L'excursion s'est terminée dans l'hospitalière propriété de M. René Tavernier, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées. Là, à Volange, s'est encore tenue une séance, dans laquelle M. l'ingénieur de la Brosse a fait une communication et fait voter un vœu sur l'opportunité des études de topographie glaciaire dans les Alpes françaises. Nous aurons l'occasion de revenir sur les résultats de cette séance de Volange. (Note de la Rédaction.)

2. Notes pour servir à la Géomorphologie des Alpes dauphinoises, in La Géographie, t. VI, 1, 15 juillet 1902, p. 17 et suiv. Notre ami, M. le professeur Penck, nous ayant fait l'honneur de discuter notre manière de voir et d'en réfuter partiellement l'application à la Durance-Clarée, nous croyons utile de préciser et de compléter ici notre interprétation, en tenant compte de quelques-unes de ses objections.

par lesquels M. Penck démontre sa liaison constante avec les phénomènes glaciaires et le rapproche du creusement des lacs subalpins, s'il ne peut pas s'expliquer dans beaucoup de cas, plus naturellement, par l'action des eaux de fonte soit seule, soit combinée à celle de la glace, le mécanisme physique du creusement et de l'action excavante provoqués exclusivement par la glace' étant difficile à comprendre et n'ayant jamais été directement observé. »

De leur côté, M. Fritz Frech (1903) et M. Garwood, ainsi que M. Bonney (1902) se prononcèrent dans un sens analogue.

Enfin, tout récemment, M. Jean Brunhes (C. R. Acad. des Sc., 28 mai et 5 juin 1906) a fait ressortir un certain nombre de contradictions apparentes dans les effets que l'on a attribués à l'érosion glaciaire, par exemple, entre le surcreusement des vallées et l'existence de bosses et de barres à peine rabotées dans ces mêmes vallées; il a mis en évidence également l'analogie que présente le profil en U ou en auge (Trogthal) considéré comme éminement caractéristique des vallées « glaciaires » avec celui d'un grand nombre de vallées fluviales3. M. Brunhes a fait remarquer aussi et a prouvé avec beaucoup de sagacité que la « structure en paliers » se rencontre très nette dans les chenaux exclusivement torrentiels dont les formes, soigneusement relevées par lui, reproduisent, en petit, exactement celles des grandes vallées glaciaires. Il semble donc que certains caractères d'érosion torrentielle et fluviale subsistent dans les « vallées glaciaires D'après M. Brunhes, les eaux torrentielles sous-glaciaires éroderaient fortement leur substratum et il conclut que ce qu'on a appelé l'érosion glaciaire » résulte essentiellement d'une discipline générale de l'érosion torrentielle, discipline qui serait propre au glacier et dépendrait de lui.

Avant de pénétrer plus avant dans la question, il semble utile et intéressant de rappeler d'abord quelques considérations qui semblent découler de l'analyse minutieuse des phénomènes qui ont dû produire et développer le

1. Le rôle ercavant des glaciers est admis par divers savants et a été étudié notamment par MM. Finsterwalder, Blümcke, Hess, Drygalski, Salomon, etc.; les vues diffèrent beaucoup en ce qui concerne l'importance de cette action.

2. L'espace nous manque pour passer ici en revue les nombreux travaux consacrés depuis Heim et Penck à cette intéressante question et que MM. Salomon (Neues Jahrb. f. Min. 1900, II, 117) et Virgilio (Boll. Cl. Alp. ital., 1901, t. XXXIV, no 67), ont chacun de leur côté parfaitement résumés en y ajoutant leurs observations personnelles. Notre but n'est pas, en effet, de discuter ici l'existence même de l'érosion glaciaire, mais de mettre en lumière la part prépondérante que parait avoir eue, à côté d'elle, dans le surcreusement des vallées alpines, l'érosion régressive purement torrentielle.

3. J'ajouterai que dans les vallées fluviales, la forme en V ou en U de la section dépend surtout de la nature de la roche entamée par le cours d'eau.

4. En 1900, M. Penck faisait déjà remarquer cette analogie en ajoutant que la différence entre l'érosion glaciaire et l'érosion fluviale n'est pas à ses yeux « qualitative mais surtout quantitative ».

modelé géographique de la chaîne alpine depuis la surrection orogénique de ce bourrelet montagneux.

L'histoire des vallées alpines consiste essentiellement, depuis l'époque ancienne où les premiers ruissellements, descendant du relief alpin, en dessinèrent l'ébauche initiale et y déterminèrent les cirques et dépressions où devaient plus tard s'installer les glaciers, en une série de creusements successifs alternant avec des façonnements et des remblaiements glaciaires et fluvioglaciaires; ces actions se sont exercées alternativement et à plusieurs reprises (ainsi que l'admet du reste M. Penck), avec des intensités et des modalités variant avec la dureté, la nature et la disposition tectonique des roches qu'elles entamaient, avec l'importance des bassins de réception glaciaires ou torrentiels, ainsi qu'avec les oscillations périodiques (glaciations) des glaciers. Mais il semble, d'autre part, évident que les oscillations du niveau des mers et notamment les abaissements successifs du niveau de la Méditerranée depuis le début des temps pliocènes, dont la réalité a été mise hors de doute par les beaux travaux de MM. de Lamothe, Depéret, Boule, Négris, etc., ont contribué à entretenir et à renouveler périodiquement la force érosive des cours d'eau alpins. On sait également par la magistrale monographie consacrée au bassin de l'Isser (Algérie) par M. de Lamothe, que ces oscillations ont eu pour effet même dans les régions exemptes de glaciers ', la constitution de terrasses imputables à des remblaiements suivis de creusements nouveaux. Des terrasses analogues et correspondantes ont été constatées depuis dans le bassin inférieur de la plupart des grandes vallées d'Europe.

Il est, d'autre part, hors de doute que, si les glaciers ont, dans des conditions exceptionnelles et exclusivement dans leur partie inférieure, une action érosive occasionnant parfois des contre-pentes, la formation de cuvettes locales, etc., mais toujours incomparablement moins considérables que les effets désignés par le terme de « surcreusement », les névés et souvent même l'ensemble de la couverture glaciaire agissent fréquemment comme conservateurs des formes topographiques.

Les Alpes se sont donc trouvées, depuis qu'a commencé à se dessiner leur modèle géographique, soumises à deux influences, en quelque sorte contraires. Pendant les périodes interglaciaires et interstadiaires successives notamment, l'érosion et le creusement des vallées remontant vers l'amont n'ont laissé subsister sous leur couverture conservatrice que des portions de

1. Le phénomène des terrasses d'origine non fluvio-glaciaire s'est produit non seulement dans les grandes vallées fluviales, mais aussi dans les vallées affluentes où il en subsiste souvent des traces très nettes. Dans la région située à l'ouest du Rhône, par exemple, nous avons eu l'occasion d'en décrire dans la vallée du Doux (Ardèche), en amont de Lamastre; il en est de même aux environs d'Aubenas, de Balazuc, de la Villedieu, où toute une série de nappes de cailloutis étagées à diverses attitudes sont autant de témoins des creusements successifs dus aux déplacements du niveau de base depuis l'époque pliocène.

plus en plus réduites des « anciennes topographies » préglaciaire et glaciaires. Il en est résulté pour les vallées actuelles une série très complexe de caractères topographiques dont la coexistence et la superposition parfois contradictoires en apparence ne sauraient être expliquées d'une façon trop simpliste.

Cette opposition est particulièrement nette, lorsque d'un de nos hauts massifs alpins on considère le panorama qui s'offre aux regards; il est facile, dans la plupart des cas, de faire alors abstraction des gorges et des vallées profondes; il semble alors qu'on ait devant soi, et au-dessous de la zone déchiquetée des sommets dont la désagrégation entretient sans cesse les formes hardies, un vaste relief, aux formes relativement moins accentuées adoucies et moutonnées par le poli glaciaire, zone moyenne dont il est aisé de reconstituer la continuité au-dessus d'une certaine limite hypsométrique et qui contraste vivement avec les pentes raides, les escarpements, les gorges qui caractérisent la région plus basse des vallées, zone inférieure aux deux précédentes et d'une topographie plus abrupte. La limite entre les deux régions est accusée en général par une rupture de pente facile à observer.

L'impression ressentie par l'observateur est celle d'une érosion progressant de bas en haut, d'une action rongeante attaquant la montagne par l'aval, remontant les vallées et montant pour ainsi dire à l'assaut d'une ancienne chaîne au relief plus doux en faisant sans cesse progresser vers l'amont son cortège de ravinements, de cañons et de gorges étroites.

Ces trois zones sont particulièrement nettes dans le massif de Belledonne, lorsqu'on le considère d'un des belvédères de la rive droite de l'Isère, du Saint-Eynard par exemple.

.*.

Si nous revenons à la question du surcreusement, il nous semble impossible de l'attribuer exclusivement à l'action glaciaire, non seulement parce que l'action approfondissante de la glace, très réelle, mais habituellement bien minime, n'a jamais été observée avec l'énorme intensité qu'il serait nécessaire de lui attribuer pour expliquer le surcreusement1, mais, en outre, parce que la disposition en paliers, si caractéristique, de la plupart des vallées << surcreusées» de nos Alpes se retrouve, ainsi que vient de le faire ressortir M. Brunhes, dans les vallées d'érosion purement torrentielles et indemnes de toute action glaciaire.

1. Pour la vallée de l'Arc, près de la Praz (Savoie), l'approfondissement attribuable au surcreusement est de 1 024 mètres, différence entre l'altitude du seuil de la Bissortelle, là où elle subit une brusque rupture de pente (2 031 m.), et le confluent de ce torrent avec l'Arc (957 m.). Cet approfondissement est en disproportion évidente avec les effets excavants observés chez les glaciers actuels.

Il nous semble que le surcreusement des vallées principales de nos Alpes. peut être attribué à deux phases distinctes:

1o Erosion fluviatile ou torrentielle rapide, interstadiaire ou interglaciaire provoquée par une cause agissant de l'aval vers l'amont. Cette action, dont l'intensité devait être en raison directe de l'importance des cours d'eau et par conséquent du bassin de réception des glaciers qui les alimentaient, a approfondi les vallées principales. Son activité paroxysmale à certains moments aurait été déterminée et entretenue par des déplacements du niveau de base (niveau de la mer).

2o Façonnement glaciaire dû au retour du glacier dans la vallée surcreusée et parfois déjà encombrée de produits fluvio-glaciaires ', ce façonnement s'effectuant en partie par les eaux sous-glaciaires suivant le processus indiqué par M. Brunhes et produisant les formes topographiques spéciales considérées comme caractéristiques des vallées glaciaires.

Les vallées latérales, correspondant à des bassins de réception et à des glaciers moins importants alimentant par conséquent des torrents moins puissants, ont subi nécessairement une érosion fluviatile (phase I) notablement moindre; en outre elles n'ont pu, pendant que la vallée principale était occupée par le glacier principal (phase II) régulariser le gradin de confluence ainsi produit; l'évolution de leur talweg s'est donc trouvée retardée, et c'est là la cause des gradins de confluence (fig. 43), si fréquents dans les grandes vallées alpines. De plus, dans leur partie amont, une couverture permanente de névés assurait la conservation des formes topographiques anciennes, antérieures au dernier surcreusement et au réveil de l'érosion. Une fois la vallée principale dégagée et abandonnée par le glacier, l'érosion régressive s'est étendue dans les vallées latérales en creusant des gorges dans les gradins de confluence (Ex. : Domêne, Lancey, Brignoud, etc., sur le côté gauche du Graisivaudan; La Roche de Rame (Hautes-Alpes), Mont Genèvre, etc.); il en est résulté pour ces affluents des ruptures de pentes, qui vont du reste en s'atténuant avec les progrès de l'érosion régressive. Cette disposition est, du reste, fréquemment utilisée pour l'aménagement d'installations hydro-électriques.

Plus ces ruptures de pente seraient anciennes, plus le travail ultérieur en aurait atténué les traces (exemple: gorge d'Asfeld à Briançon), qui sont, du reste, appelées à disparaître, lorsque les cours d'eau auront définitivement réalisé leur courbe d'équilibre.

L'altitude maxima des paliers les plus élevés qui ont été habituellement

1. Il est à noter que les vallées surcreusées (Isère, Durance, Drac, etc.) sont habituellement encombrées de puissantes alluvions qui masquent la partie inférieure de leur section. 2. M. Penck a mis en évidence le rôle obstructeur du glacier occupant la vallée principale et provoquant parfois (Drac, haute Durance) le remblaiement partiel (« Verbauung ») de la vallée