Les sous-sols et la géodiversité

Transcription

L’anse du Cul Rond en Normandie : les plus vieilles roches de France
Frédéric Gresselin/DREAL BN
❝ La Basse-Normandie est le manuscrit
géologique le plus complet de France... ❞
Profil environnemental régional de Basse -Normandie
Version provisoire de travail du 31 juillet 2014
|
Conception de la thématique
Ce document a été conçu grâce à la contribution de nombreux rédacteurs issus de services spécialisés dans le domaine de
l’environnement. Il présente un état des lieux des sous-sols et de la géodiversité en Basse-Normandie. Compte tenu de
l’état de la connaissance et de l’importance du domaine considéré, ce recueil ne peut être exhaustif. Il prend en compte les
données qui ont été transmises par les acteurs mobilisés. Les services de l’État ont coordonné l’ensemble des travaux.
Directeur de publication : Jean Charbonniaud, Préfet de la région Basse-Normandie, Préfet du Calvados
Directrice de la rédaction : Caroline Guillaume, Directrice régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du
Logement de Basse-Normandie (DREAL)
Cadrage : Philippe Surville (DREAL)
Animation du projet : Sandrine Héricher (DREAL)
Expertise et direction techniques : Frédéric Gresselin (DREAL)
Rédaction
Un patrimoine géologique d’intérêt international : Frédéric Gresselin (DREAL)
Les usages des sous-sols et les risques :
Melissa Delavie, Nathalie Desruelles, Frédéric Gresselin, Guillaume Goodwin, Mathieu Morel, Matthieu Pelletier (DREAL)
Avec les contributions de :
Françoise Gigot (Lithotèque), Catherine Varlet-Coeffier (Lycée Malherbe)
Relecture et validation
Conseil régional de Basse-Normandie : Isabelle Bureau, Thierry Berthaux
DREAL : Michel Guéry, Ludovic Genet, Olivier Lagneaux, Philippe Surville, Patrice François
Secrétariat général aux Affaires régionales : Vincent Rivasseau
Ecovia : Roland Thaler
Développement graphique et mise en page : Séverine Bernard (DREAL)
Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie
3
2
Dans les versants escarpés du bocage, dans de nombreuses carrières et le long
du littoral, sur les estrans ou dans les falaises, la nature révèle en BasseNormandie quelques affleurements géologiques du plus grand intérêt,
national ou international.
C’est à travers l’étude de notre région que, dès la fin du XVIIIe siècle, des
pionniers ont contribué à poser les fondements d’une nouvelle discipline : la
géologie. Leurs noms sont peu connus du grand public. Ces érudits étaient
des membres de la « Société Linnéenne de Normandie », créée par Arcisse de
Caumont en 1823 et qui diffusa à l’époque une revue scientifique de portée
internationale.
Grâce à ces savants, l’Université de Caen a rayonné dans le passé et notre
patrimoine est connu des géologues du monde entier. Mais s’il suscite toujours
autant d’intérêt, deux siècles après la naissance des Sciences de la Terre, c’est
qu’il est d’une grande valeur scientifique et pédagogique. La Basse-Normandie
est en effet le manuscrit géologique le plus complet de France.
Ces prestigieuses ressources ont offert à nos villes et villages de magnifiques
constructions et monuments. L’exemple le plus réputé est celui de la pierre
de Caen qui traversa la Manche et même l’Atlantique pour édifier de célèbres
monuments tels que la cathédrale de Durban en Angleterre ou Christ Church à
Montréal.
Dès le Néolithique, nos ancêtres ont exploité les moindres richesses du sous-sol :
silex, houille, fer et autres métaux, pierres à chaux et de taille, craie, argiles…
Les matériaux les plus rares sont désormais épuisés ou, trop difficiles d’accès et
ne peuvent actuellement bénéficier d’une valorisation économique.
Le gisement de roches massives de types grès, granites, calcaires… est
volumineux et pour l’essentiel dédié à la fabrication de granulats. Il fait l’objet
d’une exploitation raisonnée.
L’exploitation des gisements souterrains a laissé de nombreuses cavités dont
quelques unes seulement sont parfaitement connues. A l’exception de certains
secteurs localisés, la connaissance de l’aléa et la maîtrise du risque sont peu
avancés, même si l’Etat et l’Union européenne ont tenté de mobiliser les
collectivités moins avancées sur ces aspects.
3
|
5
4
1
Un patrimoine géologique d’intérêt international
7
• Les roches les plus anciennes de France : l’Orosirien de l’anse du Cul Rond (âgées de 2 milliards d’années)
• Le Néoprotérozoïque et la création de la chaîne de montagne cadomienne (de -640 à -540 millions
d’années)
• Du Cambrien à la création de la chaîne de montagne varisque : une microplaque située au large de l’Afrique (de
-540 à -320 millions d’années)
• Le cycle alpin (de -200 à aujourd’hui)
2
Les fonctionnalités des sous-sols
31
• Les fonctionnalités écologiques
• Les fonctionnalités économiques : l’extraction de matériaux
3
Les risques liés au sous-sol
42
• Les cavités souterraines
• Les glissements de terrain et chutes de blocs
• Le risque sismique
4
Synthèse et enjeux
55
• Chiffres clés
• Grilles « AFOM »
• Enjeux et orientations
5
Acteurs régionaux et bibliographie
57
• Acteurs régionaux
• Bibliographie
5
|
7
6
1. Un patrimoine géologique d’intérêt
international
La géologie de la Basse-Normandie est d’une grande richesse. La région
appartient dans son intégralité à la plaque armoricaine même si, à l’Est, cette
dernière disparaît sous les recouvrements secondaires et tertiaires du Bassin
parisien.
A l’Ouest, le Massif armoricain, fortement plissé, forme des paysages de collines
bocagères, incisées de vallées plus ou moins échancrées, parcourues de zones
humides. A l’Est, le Bassin parisien propose un relief plus doux de plaines et de
plateaux, aux vallées ouvertes ou en auge, et quelques collines qui courent du
Pays d’Auge au Perche.
La Basse-Normandie tient depuis plusieurs centaines de millions d’années
un registre des plus complets sur l’histoire de notre planète. La tectonique
des plaques n’a plus de secret pour elle. Elle a vécu l’élévation de trois chaînes
de montagnes. Elle peut témoigner de l’explosion de la vie et de la disparition
des dinosaures. Elle était « invitée » à l’ouverture de l’Atlantique. Elle est
incollable sur les grandes glaciations. Qui peut se « vanter » d’avoir autant
voyagé dans le monde et amoncelé autant de souvenirs qu’elle nous offre sous
la forme de roches et de fossiles ? Probablement beaucoup d’autres régions à
travers le monde mais celle-ci est une des plus riches à l’échelle de la planète.
Du littoral escarpé du Cotentin ...
... aux bocages de l’Orne
Olivia Durande/DREAL BN
Romé India
A découvrir d
ans ce chapit
re
XX Des roches parmi les plus anciennes
de France
XX Le Néoprotérozoïque et la création
de la chaîne de montagne
cadomienne
XX Du Cambrien à la création de la
chaîne de montagne varisque
XX Le cycle alpin
Les richesses géologiques,
minéralogiques et paléontologiques
font partie du patrimoine naturel au
même titre que la biodiversité (article
L 411-5 du code de l’Environnement).
Un inventaire du patrimoine est
mené dans chaque région sous la
responsabilité des DREAL, sur la
base d’une méthode élaborée au
niveau national par le Muséum
National d’Histoire Naturelle, avec
l’appui technique du Bureau Régional
Géologique et Minier (BRGM).
La géodiversité représente « l’ensemble des éléments des sous-sols, sols et paysages qui, assemblés les uns aux autres,
constituent des systèmes organisés, issus de processus géologiques ». Cela concerne autant les phénomènes passés de la
Terre, observables dans les sous-sols, sols et paysages (traces de vie...), que les phénomènes courants actuels (biologiques,
climatiques, ...) qui agissent sur ces composantes.
Le monde minéral est le substrat de la vie, les écosystèmes actuels ne sont que la dernière image d’un livre que
le géologue cherche à reconstituer. L’environnement géologique et l’histoire de la Terre fournissent des indices qui
permettent de comprendre l’évolution de la vie et de la biodiversité actuelle. Ainsi, la géodiversité est le complément
incontournable de la biodiversité.
7
|
L’échelle stratigraphique est la division des temps géologiques fondée sur l’étude des strates sédimentaires qui se sont déposées
successivement au cours du temps. Elle est divisée en grandes unités, les ères, elles-mêmes divisées en unités de plus en plus courtes,
les systèmes ou les périodes, les époques ou les séries et les étages. L’étage est l’unité de base de l’échelle stratigraphique ; il est
représenté par un stratotype, c’est-à-dire une couche géologique caractérisée par un contenu lithologique et paléontologique spécifique.
9
8
La spirale écologique
Références
La Terre s’est formée il y a environ
4,5 milliards d’années et la vie y est
apparue il y a 3,5 milliards d’années.
Les seules traces de l’évolution
de la planète encore identifiables
aujourd’hui sont enregistrées dans les
roches présentes.
Pour dater les événements de
l’histoire de la Terre et des êtres
vivants, on dispose de deux types
d’outils : la stratigraphie et la
radiochronologie. La stratigraphie
permet d’établir la succession
d’événements au cours du temps en
déterminant l’ancienneté relative
des roches et des fossiles qu’elles
contiennent (datation relative). La
radiochronologie, par mesure de la
décroissance radioactive d’isotopes
permet, dans certaines conditions,
d’assigner à une roche ou à un fossile
son âge exact (datation absolue).
BINGO
La baie d’Ecalgrain et l’anse du Cul Rond
La DREAL coordonne l’élaboration de l’inventaire en s’appuyant sur l’Association Patrimoine Géologique de Normandie
et le Conseil Scientifique du Patrimoine Naturel (CSRPN) de Basse-Normandie.
Les inventaires du Calvados et de l’Orne sont disponibles sur le site internet de la DREAL, celui de la Manche est en cours de
réalisation.
9
|
 Les roches les plus anciennes de France :
l’Orosirien de l’anse du Cul Rond (âgées de 2 milliards d’années)
La géologie de la Basse-Normandie est un manuscrit dont
les premières pages ont été définitivement perdues. Il ne
reste aucune trace de l’histoire régionale avant 2 milliards
d’années. Seuls, de cette lointaine époque, persistent
quelques lambeaux d’un socle orosirien (icartien) dont les
témoins les plus célèbres affleurent dans la Hague et à
Guernesey, dans l’Icart Bay.
C’est à marée basse que l’Anse du Cul Rond (Jobourg, 50) dévoile les plus beaux
faciès des roches les plus vieilles de France. Elles sont datées de 2 milliards
d’années et prennent la forme de gneiss et de migmatites. Formées dans l’écorce
terrestre profonde, elles reposent désormais à la surface du globe.
Le Nez de Jobourg
Roche métamorphique : roche
qui a subi une transformation
minéralogique et structurale à la
suite d’élévations de la température
et de la pression
Gneiss : roche métamorphique. Les
gneiss de l’anse du Cul Rond sont
d’anciennes roches sédimentaires
(paragneiss) et magmatiques
(orthogneiss) qui, portées dans
des conditions de température et
de pression très élevées (550°c et
5 à 6 kilobars minimum) se sont
progressivement transformées en
gneiss. Certains minéraux inclus dans
ces gneiss sont datés de 2 milliards
d’années. Ce sont les seuls témoins
connus de cette époque en BasseNormandie.
Migmatites : roche d’origine
gneissique qui s’est engagée dans
un processus de fusion partielle.
Laurent Mignaux/MEDDE-MLET
Les migmatites de l’Orosirien (Icartien) de l’Anse du Cul Rond (La Hague, 50)
Orthogneiss oeillés
Lithothèque de Normandie
11
10
 Le Néoprotérozoïque et la création de la chaîne
de montagne cadomienne (de -640 à -540 millions d’années)
De nouveaux quelques feuillets arrachés et l’histoire
reprend au Néoprotérozoïque, il y a 640 millions d’années.
L’épopée de la plaque armoricaine débute. Pendant 100
millions d’années (Ma), la Basse-Normandie est « sous
le feu des projecteurs ». C’est l’époque « glorieuse » de la
création de la chaîne de montagne cadomienne, dont le
nom fait référence au nom latin de Caen (Cadomus).
La chaîne cadomienne, ou « The Cadomian belt », comme l’appellent les
Anglo-saxons, est, à l’époque, une chaîne de montagne puissante qui
s’étend du Canada à l’Espagne et du Royaume-Uni à la Pologne.
La Basse-Normandie est, à cette époque, un système d’arcs insulaires situé au
large de l’Afrique. Les processus cinématiques qui régissent son fonctionnement
s’apparentent à ceux actuellement observés dans les archipels du Pacifique,
au large de l’Australie (L’arc des îles Marianne par exemple). Edifiés par un
volcanisme particulièrement abondant autour de –585 Ma, les arcs insulaires du
Vast et de Coutances forment des cordillères montagneuses bordées de toute part
par des mers profondes. Les produits d’érosion générés par les arcs viennent s’y
déposer.
Le plus vaste des bassins sous-marins est celui de la Mancellia. Situé au SudEst de l’arc de Coutances, il est le siège, entre -585 Ma et -540 Ma, d’une
importante sédimentation qui donne naissance au « flysch briovérien ». Ce flysch
est une formation détritique essentiellement constituée de grès et de schistes.
Elle atteint plusieurs milliers de mètres d’épaisseur dans le bassin mancellien.
Orogenèse : ensemble des
événements aboutissant à la
formation d’une chaîne de
montagnes par compression.
Arcs insulaires : ensembles d’îles,
la plupart volcaniques, réparties en
un ou plusieurs alignements courbes
dessinant des arcs à convexité
généralement tournée vers le
large. Leur présence résulte de la
subduction d’une plaque océanique
sous une autre plaque tectonique.
Pluton : roche grenue formée par
cristallisation lente d’un magma
profond.
La diorite de Coutances
La principale phase de déformation liée à la constitution de la chaîne de
montagne cadomienne se situe vers -540 Ma. Les bassins sédimentaires se
trouvent progressivement émergés et leurs sédiments font l’objet d’un intense
serrage. Les plis et les failles qui en résultent, orientés Nord-Est/Sud-Ouest
structurent encore la région de nos jours.
Soumis à de très fortes pressions, les parties les plus profondes du bassin
mancellien entrent en fusion vers - 540 Maet émettent un abondant
magmatisme. En remontant vers la surface, les magmas donnent naissance à
de nombreux plutons : granodiorites de Vire, d’Avranches, de la Ferté-Macé,
d’Athis, de Fougères, d’Izé…En s’injectant dans le flysch briovérien, les magmas
le transforment par cuisson en cornéennes et schistes tachetés.
C’est le principal pluton armant l’Arc de
Coutances. D’autres diorites se mettent
en place plus au Nord, dans l’arc du Vast.
Les diorites ressemblent à des granites
mais sont moins acides que ces derniers.
11
|
Le flysch briovérien de la vallée de la Laize
Granodiorite : roche cristalline un
peu moins riche en silice qu’un
granite.
Cornéenne : roche « dure comme
de la corne » issue de la cuisson
d’une roche parent (grès, schistes,
calcaires…) par une intrusion
magmatique.
Le flysch briovérien est une formation détritique essentiellement constituée de « grès
et de schistes ». Sur des milliers de mètres d’épaisseur affleurent des alternances de
grauwackes, de grès et de siltites, anciens matériaux de remplissage du bassin océanique
de la Mancellia.
Schistes tachetés : roche très dure
issue également de la cuisson d’une
roche parent par une intrusion
magmatique. Situé plus loin de
l’intrusion que la cornéenne et
donc porté à une température
moindre que cette dernière, le
schiste tacheté est moins bien
recristallisé, moins dur et davantage
altérable. Ainsi, dans le Sud de la
Normandie, les schistes tachetés
forment-ils des reliefs assez mous
là où les cornéeennees déterminent
la présence de reliefs accentués
ceinturant les granodioritiques.
13
12
Totalement émergée à l’issue de l’orogénèse cadomienne, la plaque armoricaine
subit alors une phase d’érosion continentale de grande ampleur. Les premiers
dépôts recouvrent la chaîne cadomienne en discordance.
Galets cambriens issus de l’érosion de la chaîne
cadomienne (Equeurdreville-Hainneville)
Cette discordance angulaire s’observe de façon spectaculaire dans la vallée de
la Vire ou de la Laize, à Jacob Mesnil, où elle attire chaque année des milliers de
géologues en herbe. Ils viennent de la région parisienne et du Sud de la France
ainsi que de pays voisins.
La discordance angulaire entre les terrains du Néoprotérozoïque
(anciennement appelé Briovérien) et ceux du Cambrien
Discordance : surface d’érosion
séparant un ensemble plissé
lors d’une phase tectonique
d’un autre ensemble non plissé
par cette dernière, car déposé
postérieurement à la déformation.
La discordance cadomienne
correspond à la présence des terrains
cambriens reposant sur les terrains
néoprotérozoïques plissés.
Le conglomérat Cambrien, formation fluviatile à galets, repose sur le Néoprotérozoïque
(entre -1 milliard et - 540 millions d’années) plissé et érodé
La période de décompression qui suit l’orogenèse cadomienne au Cambrien
s’accompagne d’une montée des derniers magmas que cette dernière a généré.
Les régions de Saint-Germain-le-Gaillard (Nord-Cotentin) et d’Alençon (Orne)
sont alors le siège d’un véritable « feu d’artifice ». Les volcans explosifs
libèrent localement, par le biais de nuées ardentes, des centaines de mètres
d’épaisseur de roches éruptives. De tels trésors constituent aujourd’hui le
soubassement d’une partie de la forêt d’Ecouves…
La vie paraît absente à cette époque et semble attendre l’explosion de la
dernière caldeira pour s’épanouir dans la région. Aucun fossiles n’a été jusqu’ici
trouvé dans les terrains birovériens.
Caldeira : cratère volcanique
géant pouvant mesurer plusieurs
kilomètres de diamètre lié à
l’affaissement d’un volcan par
effondrement de la chambre
magmatique qui l’alimente.
Ignimbrite : roche formée de débris
de lave acide issus d’une nuée ardente
et soudés avant leur refroidissement.
Elle est principalement de couleur gris
foncé à gris-bleu. Le mot ignimbrite
vient du latin, de ignis, le feu, et
imber, la pluie.
Pyroclastites : roches issues
d’éruptions extrêmement violentes
au cours desquelles les volcans
expulsent des volumes considérables
de cendres et de ponces et émettent
des coulées acides riches en gaz
13
|
Le fossé volcanique du Maine (Source : J. Le Gall, 1993)
Des volcans en Basse-Normandie :
la caldeira cambrienne d’Ecouves
(Source : J. Le Gall, 1993)
Au cours du Cambrien, la bordure
Sud-Est de la Mancellia est le siège
d’une intense activité volcanique
s’étendant d’Ecouves à la Charnie.
L’extension de la province volcanique
est estimée à plus de 75 km de long
(limite Nord inconnue) et 50 km
de large. Les centres éruptifs
se situent au sein de grandes
caldeiras dont celle d’Ecouves.
Les produits émis, ignimbrites
et pyroclastites, reflètent le
dynamisme hautement explosif
du volcanisme.
Les premiers dépôts cambriens torrentiels à fluvio-deltaïques, témoignent du démantèlement de
la chaîne cadomienne à travers un processus dénommé pénéplanation.
Galets de très grande taille (cliché 1)
Galets de petite taille (cliché 2)
Les volcanites de la forêt
d’Ecouves se sont mises en
place très rapidement, dans un
environnement deltaïque au Nord
et marin au Sud. L’émission des
ignimbrites s’est exercée en lien
avec l’effondrement du toit de la
chambre magmatique, lors de la
formation de la caldeira d’Ecouves.
La texture des ignimbrites indique
une température de mise en place
supérieure à 500°C.
Sables grossiers avec graviers (cliché 3)
galets
graviers
galets
Les dépôts sont de plus en plus fins au fur et à mesure que diminuent l’altitude des reliefs et le pouvoir de transport des torrents et
des fleuves. A l’extrême base de la série cambrienne, le conglomérat se compose ainsi de galets de très grande taille (cliché 1). Ils
deviennent de plus en plus rares vers le haut de la série, remplacés par des galets de petite taille (cliché 2) puis par des graviers et des
sables grossiers (cliché 3).
15
14
 Du Cambrien à la création de la chaîne de montagne
varisque : une microplaque située au large de l’Afrique
(de -540 à -320 millions d’années)
L’écriture du manuscrit est plus distincte, quelques
paragraphes restent cependant illisibles et des pages sont
arrachées de temps à autre.
Une plate-forme sédimentaire au large
de l’Afrique, dans l’hémisphère Sud
La première transgression marine du Cambrien commence dans le Cotentin dès
-540 Ma. Les premiers dépôts, les schistes et grès de Carteret, contiennent la
faune la plus ancienne du Massif armoricain, éponges et hyolithes. Bientôt, les
fonds normands sont tapissés de dépôts bactériens et de stromatolithes. Mais
l’instabilité de la plaque armoricaine ne permet pas l’installation durable de cette
plate-forme carbonatée (fonds marins où se déposent les calcaires). La mer se
retire assez rapidement pour revenir petit à petit, du Cambrien à l’Ordovicien.
Les stromatolithes se localisent au Cambrien inférieur dans les trois
provinces marines du Cotentin, de la vallée de l’Orne et du Maine.
D’après Doré 87
0
30 km
Paléographie
au Cambrien inférieur
Stromatolithes
Calcaire et argiles silteuses
Argiles, schistes et grès
Dolomies et calcaire dolomitiques
Arkoses, Grès feldspathiques
Socles émergés
Haut-fond à sédimentation réduite
Valérie Guyot/DREAL BN - Université de Caen, laboratoire de géologie
Le premier fossile à carapace à apparaître dans la région est un trilobite
dénommé Bigotina. Cet organisme, découvert dans la falaise du Cap de Carteret
(50) et daté du Cambrien inférieur, est peut-être le plus vieux fossile à squelette
externe du monde.
Un des trilobites les plus célèbres
de Basse-Normandie : Asaphus, découvert lors
du creusement de la tranchée de chemin de
fer de Mortain
Transgression marine :
envahissement des continents par
la mer, dû à un affaissement des
terres émergées ou à une élévation
générale du niveau des mers.
Stromatolithe : formation
rocheuse calcaire formant des
massifs en forme de chou-fleur.
Les stromatolites ou stromatolithes
signifient « tapis de pierre » en
grec. L’origine biologique des
stromatolithes est avérée pour les
roches récentes, ayant moins de
350 millions d’années. Elle est le
fait de micro-organismes, telles
les cyanobactéries, qui précipitent
le bicarbonate en carbonate
de calcium. Les plus anciens
stromatolithes datent de -3,5
milliards d’années.
Hyolithes : fossiles semblables à de
petits mollusques coniques.
15
|
Position de la plaque
armoricaine vers -530 Ma
armoricaine vers -480 Ma
(tache noire de l’Arc cadomien)
Source : La Normandie (J. Le Gall et al., 2003)
(tache noire au Sud de l’Océan rhéic)
Pendant 200 millions d’années, les conditions de la sédimentation
vont essentiellement rester littorales dans la région. La mer ne recouvre
définitivement l’Armorique qu’au cours de l’Ordovicien (-480 Ma). Du Cambrien
au Dévonien (-540 à -410 Ma), la plaque armoricaine, demeure une province
marine située au large de l’Afrique (Gondwana) et, liée à cette dernière,
« voyage » à travers le monde.
La plaque armoricaine passe une grande partie de son histoire sous
les tropiques ou l’équateur. Jusqu’au Carbonifère, elle se positionne dans
l’hémisphère Sud faisant même une petite incursion près du pôle Sud, autour de
-440 millions d’années.
Mais vers -410 millions d’années, l’Armorique retrouve sa position tropicale.
La présence de récifs coralliens carbonatés dans la région de Baubigny (Manche)
en est une preuve indéniable.
Poussée progressivement par l’Afrique en direction du Nord, la plaque
cadomienne va de nouveau rentrer en compression, provoquant la création d’une
nouvelle chaîne de montagnes : la chaîne varisque (appelée anciennement
« hercynienne »). Le serrage varisque prend effet entre -360 et -320 Ma en
Basse-Normandie.
armoricaine (tache noire) vers
-380 Ma (Dévonien).
armoricaine (tache noire) vers
-300 Ma (Carbonifère).
Sandrine Héricher/DREAL BN
17
16
La création d’une nouvelle chaîne
de montagnes : l’orogenèse varisque
Les plis varisques (hercyniens) au large de
Vauville (photo des fonds marins pris par
sonar latar)
A la fin de l’orogenèse varisque, la Basse-Normandie présente le maillage
structural qui l’organise encore de nos jours. Il se compose de deux lignes
directrices :
• la ligne varisque (ou hercynienne) Ouest-Nord-Ouest / Est-Sud-Est
• la ligne cadomienne Ouest-Sud-Ouest /Est-Nord-Est.
Les plis varisques s’observent à toutes les échelles : ils déforment les terrains
précambriens, déjà abondamment plissés lors de l’orogenèse cadomienne,
et structurent les matériaux paléozoïques en de grands plis de longueur
d’onde déca-kilométrique. Ces plis disposent en leur sein de nombreux replis
secondaires. La matière est ainsi déformée parfois jusqu’au niveau du grain
sédimentaire qui la constituait à l’origine.
Galet cambrien déformé au cours de
l’orogenèse varisque
Le galet cambrien a été cisaillé (coupé en deux) par la pression s’exerçant sur la roche
et, entre les deux parties nouvellement formées, des cristaux de quartz gris surlignés de
rose et de la chlorite (verdâtre) ont recristallisé en cours de déformation.
L’o
ssa
t
ure
her
cyn
ien
les
ne
plis
her
cyn
ien
Discordance
s
s
ien
om
ad
lis c
nne
mie
p
les
ture
ssa
o
cad
L’o
17
|
Le relief actuel de la région s’articule autour des lignes de force héritées des orogènes cadomien et varisque
Synclinal de May
May-sur-Orne
N
Jurassique
Synclinal d’Urville
Laize-la-Ville
Jacob-Mesnil
S
La Roche Blain
Paléozoïque
Briovérien
Briovérien
0
1 km
lithothèque de Basse-Normandie
L’architecture géologique de la Basse-Normandie est héritée de son histoire. Le bâti briovérien, représenté en vert foncé, plissé lors de
l’érogénèse cadomienne, a été recouvert en discordance par les terrains paléozoïques (en vert clair). Pendant l’orogenèse varisque, les
assises paléozoïques sont déformées à leur tour par des plis plus ouverts. Ces plis redéforment le bâti cadomien. Après pénéplanation, la
mer jurassique a déposé petit à petit ses sédiments (en jaune), en discordance également. Certains reliefs paléozoïques comme à Maysur-Orne, n’ont été recouverts que tardivement par la mer jurassique. Les dépôts jurassiques y sont déjà érodés.
Le magmatisme varisque
Les magmas émis lors de la formation de la chaîne varisque sont beaucoup
moins abondants que ceux produits pendant la période cadomienne. Le serrage
varisque est par ailleurs moins « violent » en Basse-Normandie que le cadomien.
Les plis qui en résultent sont ainsi beaucoup plus amples et ouverts.
Dans la région, les premières déformations varisques sont enregistrées vers -360
millions d’années. Elles s’accompagnent du soulèvement de la plaque, de son
érosion et de la création de deux bassins sédimentaires (bassins de Laval et de
Montmartin-sur-Mer). Ils reçoivent les matériaux détritiques émis par l’érosion.
Le manteau, bombé par cette déformation, se met à fondre très partiellement et
émet un magmatisme intraplaque. Tandis que des laves s’épanchent au Sud de
la Mancellia, un important champ filonien doléritique s’injecte entre Mayenne et
Saint-Lô.
Magmatisme intraplaque :
magmatisme émis au cœur d’une
plaque tectonique par fusion
partielle du manteau terrestre.
Les laves produites possèdent une
signature géochimique particulière
qui les distinguent des laves émises
par fusion de la croûte terrestre.
Dolérite : roche filonienne formée à
partir d’un magma basaltique.
A la fin de l’orogenèse, la fusion de la croûte armoricaine donne naissance à
des granites hyper-alumineux. Le granite d’Alençon, à deux micas, en est un
archétype. Il n’est connu à l’affleurement que sur quelques hectares. Aussi est-on
tenté de ne lui accorder que peu d’importance dans l’histoire régionale. Mais
sa signature géophysique s’étend sur une incroyable surface qui, en forme de
baïonnette, court d’Alençon à La Loupe, en Eure-et-Loir.
19
18
Le granite de Flamanville se met en place au Carbonifère vers -300 Ma. Il a
été formé plus profondément que celui d’Alençon et résulte d’un mélange de
deux magmas, l’un en provenance du manteau, l’autre formé dans la croûte
terrestre. Il prend naissance le long d’une ancienne faille du bâti cadomien qui
longe les côtes françaises de Barfleur à l’Aber Ildut, en Bretagne, en passant par
Ploumanac’h.
Le granite de Flamanville est un des joyaux de notre patrimoine. Les conditions
de son observation, le long du littoral, sont quasi-idéales. Des générations de
chercheurs et d’étudiants viennent l’analyser. Alimenté par des filons s’injectant
dans la croûte terrestre depuis une chambre magmatique située en profondeur,
le granite a gonflé en refoulant et cuisant son encaissant. Le Cap de Flamanville
offre le spectacle de la « lutte » physique et chimique que se sont livrés deux
corps en « pleine bataille » : un magma chaud et son encaissant froid. Celui-ci,
composé de roches sédimentaires s’est, à travers sa température et sa rigidité,
opposé à l’intrusion. Le granite lui même est le théâtre de la lutte de deux
matériaux : un magma basique et un magma acide qui, incompatibles sur un plan
chimique, ont désorienté les processus de cristallisation des minéraux et forcé
ces derniers à se protéger, les uns contre les jus acides, les autres contre les jus
basiques.
Dolérite dans la région de La Hague
S’échappant de la chambre magmatique
et traversant des roches plus froides,
le magma basaltique à l’origine d’une
dolérite cristallise assez rapidement,
surtout sur les bordures du filon. Il arrive
qu’au cœur du filon, si ce dernier est
suffisamment épais et que son magma
refroidit plus lentement, que des cristaux
apparaissent comme ici des cristaux
de plagioclase (en gris pâle). A partir
d’un même magma, selon la vitesse de
refroidissement, des roches grenues,
micro-grenues (filon) ou sans cristaux ou
presque (laves) sont formées.
Restite au sein d’un bloc de granite
Le granite de Flamanville
Le granite de Flamanville au microscope
Une restite
bordure blanche
cœur rosâtre
Afin de comprendre l’histoire de la terre, le géologue se penche sur le moindre indice.
Ce cristal rosâtre bordé de blanc, observé au sein du granite de Flamanville, a commencé
à cristalliser sous la forme d’un minéral acide dénommé orthose, riche en sodium et
en potassium (cœur rosâtre). Il a fini sa cristallisation sous la forme d’un minéral plus
basique, dénommé plagioclase, riche en calcium (bordure blanche). Or, lorsque un
magma cristallise, le plagioclase apparaît normalement avant l’orthose. Si l’orthose a
stoppé sa cristallisation au profit du plagioclase, c’est que le chimisme du magma a
soudainement changé, devenant trop basique et trop riche en calcium pour que l’orthose
poursuive sa cristallisation. Ce changement provient du fait qu’un magma basique,
formé dans le manteau terrestre, s’est injecté dans la chambre magmatique du granite
de Flamanville alors que les processus de cristallisation étaient déjà engagés. D’une
anomalie de croissance d’un minéral, on en déduit que le granite de Flamanville est issu
du mélange de deux magmas : un acide, un basique.
Au sein de la chambre magmatique du
granite de Flamanville, le mélange entre
le magma acide et le magma basique
n’est par toujours parfait. Il subsiste
des « restites » du magma basique qui
se présentent sous la forme d’enclaves
noirâtres, d’aspect plus ou moins
fantomatiques selon qu’elles ont été peu
ou fortement ingérées par le magma
acide.
19
Les cornéennes
|
Magma et cornéennes
Littoral de la région de Flamanville
magma s’injectant
dans les cornéennes
les roches
cuites à son
contact
le granite
cornéennes enclavées
dans le granite
le contact entre le granite
et son « encaissant »
« Dures comme de la corne », les roches
cuites au contact immédiat du granite
sont appelées cornéennes. Certains
minéraux présents dans les cornéennes,
comme la sillimanite, indiquent que la
température de cuisson a dépassé 550 °C
en bordure de l’encaissant.
Le magma repousse les cornéennes à
sa périphérie tout en s’y injectant. Il
« tente » d’en ingérer des enclaves. Trop
froides, celles-ci sont très « indigestes »
pour le magma. Contrairement aux
enclaves du magma basique, elles
présentent un bord franc démontrant
qu’elles n’ont pu être « ingérées ».
Altération en boule du granite de Flamanville
liée au processus d’arénisation
Injections de magma dans les cornéennes
magma injecté dans les
cornéennes puis plissé par
le gonflement du granité
Injections de magma dans les cornéennes
magma injecté dans les
cornéennes puis plissé par
le gonflement du granité
Les injections de magma qui surviennent dans les cornéennes constituent des filons
initialement rectilignes. En s’injectant dans un encaissant plus froid, le magma filonien
cristallise, forme une roche qui finit par se déformer. Les injections les plus tardives sont
les moins déformées, telle celle de gauche. Les plis dans les cornéennes sont, au contact
du granite, tellement serrés qu’il est difficile de les diagnostiquer.
21
20
 Le cycle alpin (de -200 à aujourd’hui)
L’orogenèse varisque prend fin en Basse-Normandie il y a
320 millions d’années environ, laissant place aux processus
d’érosion, de sédimentation et de distension.
La distension et la pénéplanation
post-varisques
Ces processus façonnent la plaque pendant près de 100 millions d’années
et la préparent aux transgressions marines du Jurassique. L’Armorique est
désormais située au niveau de l’équateur. L’érosion des reliefs hercyniens
génère de volumineux produits détritiques qui s’épandent dans des dépressions
et des bassins continentaux. Au Carbonifère, ces cuvettes sont le réceptacle
d’une abondante matière organique émise par la flore locale (fougères
arborescentes, conifères…). Elle donne naissance aux futurs charbons du
bassin de Littry (14) et de Plessis-Lastelle (50). La Basse-Normandie constitue
alors la partie occidentale du bassin houiller anglo-franco-belge.
L’émission d’un volcanisme intraplaque accompagne les premières étapes de
la distension. Ce volcanisme est essentiellement émis dans le Cotentin où des
laves basiques viennent s’injecter dans les sédiments houillers de la région de
Carentan. C’est le dernier épisode volcanique survenu dans la région.
La pénéplanation de la chaîne varisque se poursuit tout au long du Permien et
du Trias (entre -300 et -200 millions d’années) sous un climat chaud et assez
sec. Pour décrire la paléogéograhie de l’époque, certains auteurs se réfèrent
aux paysages du Sud-Est américain. La Basse-Normandie est alors rattachée à
l’actuelle Amérique du Nord et se situe non loin de l’Afrique.
Pénéplanation : formation d’une
surface topographique caractérisée
par de faibles pentes et des dépôts
superficiels.
Erosion : phénomène résultant de
l’action de l’eau, des vents et de la
gravité qui provoque l’enlèvement
des couches supérieures des sols
Sédimentation : ensemble des
processus par lesquels les particules,
transportées par un agent d’érosion
(eau, vent, gravité) cessent de se
déplacer et se déposent, devenant
ainsi des sédiments.
Distension : étirement de la
croûte terrestre qui provoque
son amincissement et sa rupture.
La distension se matérialise
généralement au niveau structural
supérieur par l’apparition de failles
perpendiculaires à la direction des
forces de distension. Les failles de
distension sont des failles typiques
des zones de rift.
Fougère du Carbonifère
Le bassin houiller de Basse-Normandie
La Compagnie minière de Littry fut la première compagnie minière crée
en France, en 1747. Le gisement fut découvert en 1740 dans le cadre de la
prospection du fer pour une forge de Balleroy.
Mais le bassin houiller bas-normand n’a pas connu le même essor économique
que ceux de Belgique et du Nord de la France. Les veines de charbon, peu
nombreuses et peu épaisses, ont généré des volumes restreints de combustible.
Ses débouchés furent donc régionaux (fours à chaux, maréchaux-ferrants). Le
charbon bas-normand a cependant fourni le gaz d’éclairage de la ville de Paris
en 1860 (source : guide géologique Normandie-Maine).
Le charbon de Normandie
21
|
Paléogéographie de la Basse-Normandie vers -255 Ma - Source Scotese CR, 1998
Basse-Normandie
Magmatisme de la distension post-varisque
un filon de lamprophyre
Mer des Sargasses
La pénéplanation de la chaîne varisque s’effectue en Basse-Normandie sous un climat
aride équatorial. Les continents sont en brun, les océans en bleu et les mers en gris bleu.
D’après Scotese CR, 1998
Le magmatisme de la distension postvarisque n’affleure qu’en de rares endroits
comme ici ce filon de lamprophyre dans
l’anse du Culeron (la Hague).
La transgression jurassique
Vers -200 Ma, la région est une surface presque aplanie. Elle dispose alors d’un
relief peu différent de celui d’aujourd’hui et accueille ses premiers dinosaures.
La surface de pénéplanation post-varisque
banc de calcaire
jurassique
forme de la surface de
pénéplanation
La surface de pénéplanation post-varisque
n’est pas régulière. Elle présente des
creux et des bosses selon la dureté des
matériaux érodés. Très durs, les grès
dessinent souvent des reliefs que la mer
jurassique a recouverts tardivement. A
l’aplomb de ces reliefs, qui dessinaient
au Jurassique des écueils, des îlots ou
des archipels, les calcaires jurassiques
sont souvent moins épais. C’est le cas ici
à Villedieu-les-Bailleuls (14) où un petit
écueil se dresse parmi les bancs calcaires
du Jurassique.
Poisson du Trias supérieur
grès paléozoïque
Pénéplanation : processus d’érosion qui conduit à la formation de larges
espaces ne possédant que de faibles dénivellations et de rares reliefs résiduels.
23
22
Environnement paléogéographique de la Basse-Normandie
vers -195 Ma (Jurassique inférieur) - Source Scotese CR, 1998
Marnes de Port en Bessin
Basse-Normandie
Mer des Sargasses
L’Armorique est une île située sous les tropiques au large de l’Afrique et de l’Amérique
du Nord. Elle se positionne au cœur de l’ancien delta d’un immense fleuve, qui, au Trias,
drainait le territoire compris entre l’Afrique et les deux Amériques. Ce fleuve la reliait à
la future Mer des Sargasses (Sa), située en amont hydraulique. Selon les périodes, la mer
armoricaine est sous l’influence des eaux chaudes de la Thétys (l’océan alpin) ou des
eaux froides de l’Océan arctique, via la Mer du Nord. D’après Scotese CR, 1998
Au Jurassique, l’Armorique est une île de grande taille que la mer recouvre
petit à petit. Elle est isolée du reste du Bassin anglo-parisien par un sillon sousmarin, dénommé le « sillon marneux ». Les argiles produites par l’érosion
continentale viennent s’y déposer. Plus près des côtes, la sédimentation est plus
carbonatée. Port-en-Bessin et sa falaise offrent un point d’analyse exceptionnel
des conditions de sédimentation régnant au cours du Bathonien dans le sillon
marneux. Au cours de la même période, plus près du rivage, se déposent les
sédiments calcaires de la future pierre de Caen (-165 Ma).
Le recouvrement marin s’effectue par impulsions, entrecoupées de
cycles régressifs. Les épisodes transgressifs (de recouvrement par la mer)
s’accompagnent d’une sédimentation plus argileuse. Lors des phases les plus
transgressives, la sédimentation devient plus argileuse y compris dans la région
de Caen.
Les épisodes régressifs permettent à la plate forme carbonatée de se
réimplanter : le milieu marin, davantage soumis à l’influence des houles car
moins profond, devient trop agité pour que les argiles puissent s’y déposer.
Les sédiments se chargent alors en débris coquilliers et en carbonates. Ces
changements majeurs s’accompagnent même parfois de l’installation d’une
barrière de corail. Le Mont-Canisy, près de Deauville, est un très bel exemple
de récif corallien datant de cette époque. Les coraux fossiles, la faune et la flore
associées (algues, oursins, mollusques), y sont dans un remarquable état de
conservation.
Les Marnes de Port-en-Bessin et le
Calcaire de Caen ont le même âge et
sont géographiquement très proches.
Leur différence de faciès s’explique
par leurs conditions de sédimentation :
littorale pour le calcaire de Caen et
domaine marin plus distal (et donc
plus profond) pour les marnes de
Port-en-Bessin (clichés lithothèque de
Normandie). En effet, le milieu littoral,
trop énergétique (houle, marée), ne
permet pas la sédimentation des argiles.
Pinces d’Eryma bedelta, genre éteint de crustacés décapodes de la région d’Écouché
Calcaire de Caen
Fossiles de coraux à Mont-Canisy
23
|
Le paradis des paléontologues
De manière générale, les terrains jurassiques de Basse-Normandie sont très
riches en fossiles. Cette richesse attire des amateurs du monde entier qui
viennent gratter les éboulis des falaises des Vaches Noires pour y trouver des
ammonites pyriteuses, observer les récifs à éponges du Cap Romain, remplir leur
besace de brachiopodes à Lion-sur-mer, mais aussi, hélas, piller le stratotype
historique du Bajocien. Utilisée comme référence internationale, la falaise des
Hachettes à Sainte-Honorine-des-Pertes ne fait pour l’instant l’objet d’aucune
protection. C’est pourtant, avec le granite de Flamanville, notre patrimoine
géologique le plus remarquable. C’est ici effectivement qu’Alcide d’Orbigny a
décrit et nommé l’étage bajocien pour la première fois au monde et lui a attribué
le nom de « Bayeux ».
Le stratotype (= strate type) du Bajocien :
la référence internationale pour décrire cet
étage géologique
On ne peut décrire la paléogéographie régionale au cours du Jurassique sans
évoquer quelques raccourcis. Ainsi, au cours du Bathonien (-165 Ma), avec
ses îlots qui s’égrainent au large de l’Armorique, la région de Falaise devait
ressembler à l’archipel des Bahamas. Elle était en effet à une latitude comparable
à celle de ce dernier (30°Nord) et disposait des mêmes plages de sable blanc.
Mais revenons à la réalité. Sur le littoral, les mangroves sont « infestées » de
crocodiliens. Plus de 400 spécimens du fameux Teleosaurus ont été découverts
dans la région. Gare aussi aux prédateurs marins car les pliosaures, ichtyosaures
et plésiosaures chassent sur nos côtes et celles du Dorset voisin. De nombreuses
découvertes dont les plus célèbres sont celles de l’Anglaise Marry Anning (17991847) le prouvent.
Belle plaque de fossiles d’ammonites en
Basse-Normandie
Côté terre, la Basse-Normandie abrite aussi des dinosaures. Un Mégalosaurus
a ainsi été découvert à la Maladrerie, à Caen, en 1837. D’autres restes de
dinosaures carnivores ont été trouvés ici et là dont récemment une mâchoire
d’Allosaure dans les falaises des Vaches noires. Il s’agit d’un des plus grands
prédateurs du Jurassique. La dernière découverte connue est le fruit d’un
chantier de l’A13 qui a exhumé en 1998, à Mondeville (Calvados), les traces d’un
dinosaure herbivore gigantesque : le Brachiosaure de Normandie. En 2008, seuls
45 brachiosaures avaient été identifiés dans le monde, c’est dire la rareté de la
découverte et la richesse méconnue du patrimoine fossilifère local.
Vous ne reviendrez pas bredouille d’une excursion paléontologique, tellement la
région foisonne d’ammonites, bélemnites ou lamellibranches !
Plésiosaurus dolichodéirus, un des dinosaures ayant vécu en Normandie
25
24
Le rift et l’ouverture de l’Atlantique
A la fin Jurassique (-145 Ma), les conditions géographiques changent
radicalement dans la région. Le futur avenir pour la Basse-Normandie se dessine
avec un événement qui aura des implications historiques remarquables : le rift
précurseur de l’ouverture de l’Atlantique Nord prend forme.
Environnement de la Basse-Normandie vers -152 Ma
(Jurassique terminal) - Source Scotese CR, 1998
Basse-Normandie
Mer des Sargasses
Mots clés
Rift : région où la croûte terrestre
s’amincit. En surface, un rift forme
un fossé d’effondrement allongé,
dont les dimensions peuvent
atteindre quelques dizaines de
kilomètres de large pour plusieurs
centaines de kilomètres de long.
Un rift peut avorter ou conduire à la
création d’un océan.
Ride médio-océanique : frontière
de divergence entre deux plaques
tectoniques qui s’écartent l’une de
l’autre.
La plaque armoricaine commence à
s’étirer et à se fractionner sous le jeu
de failles normales.
Le Gondwana composé de l’Afrique et des Amériques commence à se disloquer.
L’ouverture de l’Atlantique central est déjà bien engagée tandis que le rift de l’Atlantique
nord se met en place. Sa = future mer des Sargasses D’après Scotese CR, 1998
Environnement de la Basse-Normandie vers -94 Ma (Crétacé inférieur) -
La Basse-Normandie bascule vers l’Est
(de 1° environ), la mer se retire. Elle
ne reviendra que quelques 40 millions
d’années plus tard, vers -95 Ma
(Cénomanien). L’Armorique se trouve
alors dans une position comparable
à celle du Kenya ou de la Tanzanie
actuels vis-à-vis du rift des grands lacs
africains. De nouveaux contours se
dessinent, des blocs s’écartent.
Source Scotese CR, 1998
Vers -125 Ma, l’ouverture du Golfe
de Gascogne « arrache » au bloc
armoricain l’Espagne et le Portugal.
Basse-Normandie
Mer des Sargasses
Le Gondwana poursuit sa dislocation par ouverture de l’Atlantique Nord. Le Golfe de
Gascogne débute également son océanisation, séparant l’Espagne (Es) de l’Armorique.
Sa = future mer des Sargasses. D’après Scotese CR, 1998
Lorsque la mer revient vers - 95 Ma,
l’Atlantique Nord n’est encore qu’un
très jeune océan qui s’ouvre en ciseau.
La Grande-Bretagne et le Groënland
demeurent proches l’un de l’autre
mais l’Espagne et les USA sont déjà
très clairement séparés. Centimètre
par centimètre, siècle après siècle,
la Basse-Normandie s’éloigne de la
ride médio-océanique et les tensions
qui résultaient de sa proximité
disparaissent. La plaque se stabilise et
les conditions s’avèrent de nouveau
favorables pour un retour de la mer.
25
|
La transgression crétacée :
le dépôt de la craie (-95 à –65 Ma)
Le Crétacé est la dernière grande période marine locale. La transgression
marine utilise le futur axe de la Seine avant de déborder sur la BasseNormandie. Elle l’envahit de façon concomitante par le Nord et par le Sud. La
mer crétacée atteint, au maximum de la transgression, un niveau très élevé,
supérieur à celui qu’avait atteint la mer jurassique. La Basse-Normandie a-t-elle
été alors entièrement submergée ? Probablement non mais le Crétacé affleure
actuellement au sommet du Mont-Pinçon, point culminant du Calvados.
Les dépôts de la mer crétacée sont épais mais presque partout érodés sauf à
l’Est (Perche, Pays d’Auge et Pays d’Ouche). Ils prennent la forme de craies ou de
sables. De premier abord, la craie apparaît comme un matériau bien banal mais
au microscope, sa composition peut laisser rêveur :
• 20 à 50 % de coccolithes (des piécettes calcaires produites par des nanoalgues vivant avec le plancton),
• des foraminifères planctoniques et benthiques,
• d’autres débris coquilliers, quelques argiles, du quartz et minéraux communs.
Il faut imaginer les milliers de blooms, efflorescences d’algues ou organismes
unicellulaires, qu’il aura fallu pour générer presque 300 m de craie (avant
érosion), par addition de piécettes calcaires microscopiques…
La craie au microscope : un enchevètrement
microscopique de coccolithes et autres particules.
coccolithes
Gérard Rico
Noyaux de craie (en blanc) entourés d’argiles
à silex (en brun)
Le Paléogène et le Néogène (de -65 à -2,6 Ma)
Il y a 65 millions d’années, la mer régresse de nouveau.
L’Atlantique nord poursuit son ouverture tandis que la Thétys se ferme, donnant
naissance aux Alpes.
L’Armorique bascule dans un nouveau champ de contraintes, d’influence alpine.
Des petits bassins d’effondrement apparaissent le long de failles, comme au
Sud-Ouest de Domfront (marais de Saint-Mars d’Egrenne) ou dans la région
de Briouze. Lorsque la mer tertiaire pénètre en Basse-Normandie, seuls les
sédiments déposés dans ces bassins seront protégés de l’érosion et persisteront
jusqu’à aujourd’hui.
L’ère tertiaire, par son climat tropical, est essentiellement une période de
pénéplanation très active. Les conditions météoriques sont particulièrement
redoutables pour les matériaux carbonatés, au premier rang desquels se trouve la
craie.
La dissolution de la craie par les eaux
acides s’apparente au processus de
cariage d’une dent. La carie pénètre
de plus en plus profondément dans la
matrice crayeuse jusqu’à déchausser
des blocs de craie. Les silex et les argiles
contenus dans la craie, très peu solubles
dans l’eau, restent sur place.
Détail d’un silex
Très soluble dans l’eau, la craie disparaît presque partout... Là où elle persiste
aujourd’hui, dans l’Est de la région, elle repose désormais sous une épaisse
couche d’altérites (altération de roches) produite à ses dépens : les argiles à silex.
Dans le socle armoricain, l’altération s’attaque préférentiellement aux volcanites
et aux granites, matériaux moins résistants que les grès et les schistes.
27
26
Le Quaternaire :
l’influence péri-glaciaire (à partir de -2,6 Ma)
Poussée petit à petit vers le Nord par l’Afrique, lors de la création de la chaîne
alpine, la Basse-Normandie se rapproche de sa nouvelle position, le 50e parallèle
Nord, et les conditions climatiques tropicales disparaissent. Nous sommes vers -2,6
Ma, au début du Quaternaire. Le climat planétaire subit son premier refroidissement
significatif depuis longtemps : les premiers blocs glaciels font leur apparition dans
la partie sommitale des sables de Saint-Vigor (Bessin et Bassin de Carentan).
S’engage alors la période la plus récente de notre histoire, celle que nous croyons
connaître parfaitement mais qui va encore révéler quelques surprises. Habituée
au climat tropical depuis des temps immémoriaux, la Basse-Normandie
est maintenant confrontée au crachin ou au blizzard. Avec sa position
septentrionale, elle ne peut en effet échapper aux influences des grandes
glaciations. Celles-ci durent longtemps, près de 200 000 ans chacune, et
permettent l’installation d’inlandsis puissants, de plusieurs milliers de mètres
d’épaisseur. Ces derniers recouvrent l’Europe du Nord jusqu’au Sud du Pays de
Galles et font de la Basse-Normandie un territoire circum-polaire.
Sable de Saint-Vigor-le-Grand
Solifluxion d’un versant dans le Pays d’Auge
Chacune des glaciations voit le niveau de la mer de la Manche baisser
d’environ 120 m par rapport à l’actuel. Les cours d’eau normands charrient
alors graviers, galets et blocs rocheux tandis que leurs versants se couvrent de
dépôts de pente. Les versants les plus instables font l’objet de glissements de
terrain dont certains ont conservé une certaine activité jusqu’à nos jours.
En fin de période glaciaire, les conditions climatiques changent : les températures
sont alors très basses et le climat plus sec. Les vents circum-polaires, très
puissants, soufflent sur la région. Leur capacité érosive est élevée. Les
particules qu’ils transportent sont abrasives et balayent les substrats rocheux
affleurants, contribuant à leur érosion. A l’abri du vent ou retenues par les plantes
de la steppe herbacée, les poussières peuvent se déposer. Elles s’accumulent
notamment derrière les reliefs qui font obstacle au vent dominant. Ainsi se créent
des dépôts éoliens dénommés loess qui recouvrent les plateaux ou les versants
abrités de limons parfois épais.
Le sol descend progressivement vers
le bas du versant, selon la ligne
de plus grande pente, générant du
moutonnement dans les champs.
Head à La Hague
Chaque période interglaciaire dure une dizaine de milliers d’années et
s’accompagne d’une remontée du niveau marin, du retour sur nos côtes de la mer
de la Manche et d’un comblement des basses vallées par des matériaux d’origine
marine ou fluviale. La végétation profite de ces nouvelles conditions pour se
développer à nouveau, facilitant la formation des sols. L’alternance glaciation/
interglaciaire est marquée ainsi par une sédimentation de type :
• head (froid humide),
• loess (froid sec),
• sol (tempéré humide).
Chaque période glaciaire provoque en général la quasi disparition des
dépôts antérieurs. Aussi est-il exceptionnel de rencontrer des superpositions
glaciaires / interglaciaires comme celles des quatre cycles loessiques de SaintPierre-des-Elbeuf (vallée de la Seine), ou comme dans le Cotentin celles des deux
cycles head-loess-sols de la Baie d’Ecalgrain.
Le head est constitué de fragments
rocheux anguleux pris dans une matrice
argilo-sableuse. Les heads, mis en place
lors des dernières glaciations, couvrent
de nombreux versants et pieds de
versant en Basse-Normandie.
27
|
La région possède d’autres témoins remarquables des périodes
interglaciaires : les nombreuses plages fossiles quaternaires qui jalonnent
son littoral. Ces plages sont en général perchées, c’est à dire à une altitude plus
élevée que celle des plages actuelles. C’est le cas par exemple à Saint-Aubin-surMer, où une ancienne plage quaternaire recouvre les couches calcaires suprarécifales bathoniennes. Il s’agit d’une terrasse marine à petits galets de calcaires,
de silex et de grès qui domine la plage actuelle de 2 à 3 m. Elle a fourni entre
autres les restes d’une faune disparue dont le rhinocéros laineux. Un à deux
mètres de loess de la dernière glaciation la surmonte.
Toujours à Saint-Aubin, la plage actuelle abrite plusieurs blocs exotiques de
roches cristallines ou sédimentaires abandonnés par des icebergs au Quaternaire.
Les pêcheurs les utilisent pour se repérer et les appellent des « gas ». Certaines
de ces roches sont constituées de roches inconnues en Basse-Normandie et donc
nécessairement exogènes.
Si les sites fossilifères quaternaires sont moins riches que ceux de nos voisins
haut-normands, la région dispose néanmoins d’un patrimoine remarquable.
Dans la vallée de la Mue, à Fontaine-Henry (village des Moulineaux, 14), ont
été ainsi découverts des ossements d’aurochs, de mégaceros et de mammouths.
Le creusement de la tranchée de chemin de fer à Venoix (Caen, 14) a exhumé,
en 1857, un rhinoceros laineux. Les terrassements nécessaires à l’implantation
du casino de Luc-sur-Mer ont permis la mise à jour d’un mammouth. Enfin, la
hyène des cavernes, disparue il y a environ 11 000 ans vivait à Orval (50), en
compagnie de chevaux, de cervidés, de bisons et de mammouths.
Une plage perchée dans l’Anse du Brick (Fermanville, 50)
Traces de la dernière glaciation dans une petite
falaise de la Hague, en dessous du sol actuel
sol (climat tempéré)
head (climat froid et humide)
loess (climat froid et sec)
plage actuelle (climat tempéré)
Blocs « GAS »
Crédit
29
28
La dernière transgression marine est qualifiée d’holocène. La mer vient alors
recouvrir d’immenses territoires terrestres. Très récente, cette transgression prend
effet vers -15 000 ans à l’issue d’un optimum glaciaire où la mer de la Manche se
situait à une altitude de -120 mètres par rapport à l’actuel.
Le Cromlec’h de Chausey Le rythme de la transgression est rapide. La mer monte en moyenne de 7 mm
par an, avec une accélération vers -13 000 ans (37 mm par an pendant un
millier d’années). Elle couvre progressivement des territoires où l’implantation
humaine s’était déjà exercée.
Quelques restes préhistoriques sont ainsi observables à marée basse, comme le
Cromlec’h de Chausey, tandis que d’autres sont désormais noyés sous de grandes
épaisseur d’eau.
La surélévation du niveau marin au cours de la dernière transgression :
simulation de la position du trait de côte à partir de la courbe de la
transgression holocène et de la topographie (Carte DREAL).
Témoignage d’un repli stratégique
organisé par une société humaine il y a
plusieurs milliers d’années, en lien avec
la montée des eaux de la Manche.
La mer de la Manche a rejoint sa
frontière actuelle en pénétrant la
paléo-vallée de la Seine et celle de ses
affluents. Cette paléo-vallée passe au
Nord de Cherbourg. Le liserai bleu ciel
correspond à la position du trait de côte
il y a 10 000 ans.
La transgression holocène il y a environ 7 500 ans
La transgression marine gagne Jersey il
y a environ 7 500 ans. A cette époque,
Guernesey est déjà une île. Le liserai bleu
ciel correspond à la position du trait de
côte il y a 7 500 ans.
29
|
La transgression holocène il y a environ 5 000 ans
La Baie du Mont Saint-Michel
Bernard Suard/MEDDE-MLET
La transgression marine gagne Chausey
il y a environ 5 000 ans. A cette époque,
Guernesey, Aurigny et Jersey sont déjà
des îles. Le liserai bleu ciel correspond
à la position du trait de côte il y a 5 000
ans.
La transgression holocène il y a environ 2 500 an
La transgression marine gagne les
côtes du Calvados tardivement. Au
maximum de la transgression holocène,
les marais de la Dives et de l’Isthme
du Cotentin sont des territoires marins.
La surélévation actuelle de la mer
laisse à penser qu’ils le redeviendront
rapidement à l’échelle géologique. Le
liserai bleu ciel correspond à la position
du trait de côte il y a 2 500 ans
Les marais d’Asnelles
Ce sont les marais d’Asnelles qui nous racontent, grâce aux pollens fossiles
piégés dans des tourbes, la partie récente de cette histoire. Les plus anciens
dépôts sédimentaires de ces marais abritent un spectre pollinique caractéristique
d’une végétation boréale avec ses pins et ses bouleaux. Les cortèges floristiques
les plus récents témoignent d’une influence de plus en plus forte de la mer.
Le marais d’Asnelles est ainsi, avec la baie du Mont-Saint-Michel, le site basnormand le plus riche pour l’étude de la fin de l’ère glaciaire et de la période
qui a suivi. Il offre même une transition intéressante entre l’histoire géologique
et celle des hommes puisque les derniers spectres polliniques sont dominés par
les céréales, témoignant ainsi de l’apparition de l’agriculture dans la région. Des
vestiges gallo-romains y ont été découverts.
Les pollens révèlent l’histoire des
changements écosystémiques survenus
depuis la dernière glaciation en lien avec
la transgression holocène.
31
30
2. Les fonctionnalités des sous-sols
Fruit d’une histoire géologique très riche et très ancienne, les sous-sols de
Basse-Normandie constituent aujourd’hui à la fois un réservoir écologique et un
patrimoine économique.
 Les fonctionnalités écologiques
Un réservoir d’eaux souterraines
A découvrir d
ans ce chapit
re
XX Les fonctionnalités écologiques
XX Les fonctionnalités économiques :
l’extraction de matériaux
Bagnoles-de-l’Orne, station thermale
Les sous-sols sont le réservoir au sein duquel circulent les eaux souterraines. Des
volumes d’eau considérables transitent sous nos pieds. Ils sont partiellement
protégés des pollutions par les roches qui les abritent. Au cours de leur parcours
les eaux souterraines sont minéralisées en différents ions parmi lesquels les
bicarbonates, le calcium, le sodium... Roches et eaux constituent un écosystème
au sein duquel vivent certaines bactéries qui ont un rôle d’épuration des eaux.
V. Luzinier
Une source de géothermie
Les roches et l’eau contenues dans les sous-sols véhiculent de la chaleur (fonction
caloriportrice). Le gradient géothermique de la région n’est pas connu avec
précision. Par référence à ceux des massifs anciens ou du Bassin parisien, il est
estimé à 30 °C par km. La région se prête donc mal à l’exploitation de la
géothermie haute température. Ce gradient est très éloigné par exemple de
celui du fossé rhénan (Alsace) qui atteint localement 100°C par km. La BasseNormandie possède à Bagnoles-de-l’Orne la seule station thermale de l’Ouest de
la France. La source d’eau chaude qui y fut découverte au XIXe siècle sort à une
température de 25°C environ.
Le sous-sol de la région se prête cependant assez bien à la géothermie très
basse énergie. La température du sous-sol régional reste en effet relativement
constante en surface, entre l’hiver et l’été, avoisinant 11 à 12°C.
Mais le développement de ce type de géothermie génère des impacts sur
l’écosystème de proximité, qui en est parfois profondément altéré. Les risques
concernent autant le fait de provoquer des entrées de pollutions que celui de
modifier la température de la nappe d’eau souterraine.
Bagnoles-de-l’Orne
V. Luzinier
Fontaine de l’établissement thermal
La genèse des sols
Le sous-sol est par ailleurs le matériau parent du sol (cf. thématique sol). Avec lui,
il échange certains ions nécessaires à la constitution du sol et au métabolisme de
nombreuses espèces de la pédofaune (le calcium, les phosphates, les silicates…).
Le stockage de carbone
Le sous-sol est enfin un immense réservoir de carbone, sous forme de gaz, de
fluides ou de carbonates. Il participe ainsi à la régulation de l’effet de serre,
stockant ou émettant, selon les contextes, du carbone (cf. partie climat).
D Morel
31
|
 Les fonctionnalités économiques :
l’extraction de matériaux
Le Grès armoricain de la région de Falaise est
un matériau noble utilisé en tant que ballast
pour les lignes TGV
La Basse-Normandie dispose d’un sous-sol riche. Son passé minier (fer et
charbon), et ses pierres de taille y font référence. La ressource permet de
répondre à la grande majorité de ses demandes courantes, notamment en
granulat, en béton et ciment, par exploitation de proximité.
Les carrières en activité en 2013 sont assez bien réparties dans l’espace. Elles
exploitent pour l’essentiel des granulats de type roches dures ou meubles. La
production était de 18 millions de tonnes en 2011 dont 83 % de granulats de
roche massive (grès, schistes, calcaires…).
En mer, la région possède des gisements très importants de sables le long de la
paléo-vallée de la Seine qui longe ses côtes depuis Honfleur jusqu’à la Hague.
Une concession de 30 ans a été octroyée sur un de ces gisements en mars 2012.
Source : schémas des carrières de Basse-Normandie
33
32
La pierre de taille et d’ornementation
La diorite de Coutances et ses veines noires
Les Normands des siècles passés étaient des bâtisseurs remarquables qui, puisant
dans les réserves naturelles du sous-sol, ont œuvré pendant des siècles pour nous
léguer un patrimoine exceptionnel, abondamment détruit en 1944.
Depuis les granites de la Mancellia jusqu’aux calcaires de la Plaine de Caen, les
matériaux de construction abondent en Basse-Normandie, sauf dans l’Est de la
région. Seuls les silex et les argiles y ont en effet été exploités. Actuellement
délaissée au profit de matériaux de construction modernes, la pierre de taille
a-t-elle encore un avenir régional ? Son utilisation ne porte quasiment plus que
sur la réhabilitation du patrimoine d’exception, comme ce fut le cas pour la réexploitation de la pierre de Caen, avec le parement des murs du Mémorial de
Caen et la restauration de quelques églises régionales et britanniques.
Si on en juge par l’abondance des bâtiments construits en pierre de Caen en
Normandie et, au XIe et XIIe siècle, en Angleterre, le marché de la rénovation
semble pourtant attractif. Ce marché est par ailleurs ouvert bien au delà de
l’Europe. En raison de sa beauté et de ses qualités mécaniques remarquables, la
pierre de Caen a séduit en effet des architectes du monde entier. Le hall de
la Grand Central Station de la gare de New-York est probablement sa plus belle
vitrine internationale.
Une construction typique de la région de Cherbourg-Octeville en schistes et granite écrasé
33
|
Le marché de la rénovation est également très ouvert sur Cherbourg et ses
typiques schistes bleus ou sur Coutances dont la diorite quartzite donne un cachet
irremplaçable au bâti local, sans équivalence actuelle dans les matériaux modernes.
Un mur de cornéennes (en gris foncé) et de
granodiorite (plus clairs) dans la région de Vire.
Hall de la gare centrale de New-York
Clôture en blocs de granite
35
34
Les granulats de roche acide
Les granulats de roches acides sont des roches saturées en silice (66 % ou plus
de leur poids) : il s’agit des granites, cornéennes, grès… Ces granulats constituent
l’essentiel des matériaux produits dans la région. Il s’agit d’une ressource
relativement stratégique au regard de la proximité avec le Grand-Paris, qui en
est largement déficitaire. Ces matériaux sont utilisés en construction et dans la
réalisation des infrastructures routières, ferroviaires et des réseaux.
Un sol squelettique sur grès armoricain
Les roches fournissant les meilleurs granulats sont des volcanites de type rhyolite,
des cornéennes acides et des grès. De telles roches affleurent sur de très grandes
surfaces en Armorique.
Tous ces matériaux ne disposent pas de la même valeur technique et marchande.
Le grès armoricain est le plus intéressant d’entre eux puisqu’il s’agit d’un quartzite
hyper-siliceux répondant aux exigences de la SNCF en termes de ballast TGV.
Il présente une épaisseur pouvant atteindre localement 150 mètres mais ses
gisements sont rares.
DREAL BN
Le grès armoricain répond aux exigences de
ballast TGV
Les principaux problèmes liés à l’exploitation des granulats de roches acides
sont, outre les nuisances générées par toute exploitation (poussières, bruit,
circulation des camions…), le rabattement de la nappe phréatique et le rejet
d’eaux très acides.
Des progrès importants ont été faits ces dernières années pour tamponner le pH
des rejets et diminuer leur impact possible sur le milieu naturel. Quelques efforts
portent également sur la minimisation des impacts sur les nappes phréatiques.
Arnaud Bouissou/MEDDE-MLET
(données BRGM, réalisation DREAL)
35
|
Les granulats de roche calcaire
La Basse-Normandie dispose d’une grande expérience dans la fabrication
de ciments. L’usine de Ranville est en effet un des pilotes en la matière.
Elle exploite les calcaires de la Plaine de Caen qui, additionnés d’argiles, lui
permettent de fabriquer le ciment nécessaire à l’approvisionnement des besoins
régionaux pour la construction. Elle exporte par ailleurs 10 % de sa production
vers la Bretagne.
La spécificité de cette carrière est la proximité des deux gisements nécessaires
à la production du ciment : calcaires et argiles. La ressource semble inépuisable
puisqu’elle s’étend de Caen à Alençon. La position de la cimenterie de Ranville,
en zone portuaire, lui confère un atout de grande importance pour l’exportation
par voie maritime par rapport à des cimenteries qui s’implanteraient plus au Sud.
Les calcaires bathoniens et la craie sont également exploités à des fins agricoles :
sous forme de poudre, ils servent à l’amendement des sols acides ou comme
additifs nutritifs pour les élevages industriels de poules pondeuses. Les besoins
en carbonates de calcium de ces dernières sont en effet très importants. Les
carrières d’Ecouché et de Billy se sont positionnées sur ce créneau.
Le calcaire : substance minérale
caractérisée par une composition
chimique dans laquelle prédomine
le carbonate de calcium (CaCO3),
d’origine organique ou chimique.
Les roches calcaires sont
inégalement résistantes, plus ou
moins perméables, et susceptibles
d’être attaquées par dissolution si
l’eau qui les baigne est riche en gaz
carbonique.
Les calcaires bathoniens servent d’additifs
nutritif pour les élevages industriels de poules
pondeuses
La Basse-Normandie produit ici pour ses propres besoins mais exporte également
vers la Bretagne. Le calcaire peut être également utilisé en voirie, en tout venant
uniquement, puisque ses qualités mécaniques et sa solubilité dans l’eau ne lui
permettent pas d’autres rôles.
Valérie Guyot/DREAL BN
Les argiles : entre tradition artisanale
et industrie cimentière
Normandy céramics à Moon-sur-Elle
Depuis la haute technologie à l’art de la poterie, les argiles offrent un panel
assez étendu d’utilisations potentielles qui pourraient encore connaître des
développements.
Les argiles régionales présentent un intérêt majeur pour l’industrie
cimentière. Leurs gisements sont suffisamment nombreux et volumineux pour
permettre, si on le souhaitait, de relancer l’économie de la terre cuite autrefois
fleurissante.
De nombreuses tuileries et briqueteries ont existé dans le passé dans les trois
départements bas-normands mais l’activité y est presque tombée en désuétude.
Les conditions d’une renaissance sont davantage économiques que techniques
puisque les gisements sont loin d’être épuisés. Malgré l’effondrement de
cette activité, le savoir faire normand n’a pas totalement disparu, notamment
à Bavent, où les artistes locaux continuent de fabriquer et d’exporter dans le
monde entier les épis de faîtage qui coiffent les plus belles demeures du Pays
d’Auge. La fabrication de la tuile vieillie normande s’y exerce également. A Glos,
l’industrie de la briqueterie traditionnelle a su persister.
Normandy céramics à Moon-sur-Elle
37
36
Pour ce qui concerne le carrelage, un spécialiste demeure à Moon-sur-Elle dont
le travail s’inscrit dans la lignée des céramistes normands. Dès le 14e siècle,
ces derniers ont contribué à la réputation du Pays d’Auge à travers les centres
artistiques de Manerbe et du Pré-d’Auge. Noron-la-Poterie a su également
conserver un certain savoir-faire malgré le choix d’importer l’essentiel des terres
cuites ces dernières décennies.
Les argiles calloviennes offrent d’autres débouchés, moins nobles mais tout aussi
importants. La carrière de Cesny-aux-Vignes exporte en effet 30 000 tonnes par
an d’une argile dont la remarquable imperméabilité lui autorise d’être utilisée en
couche de fond des centres d’enfouissement techniques de déchets.
Tuilerie de Bavent
Tuilerie de Bavent - Groupe Terreal
Poteries artisanales réalisées à Noron la Poterie
37
|
Les sables et graviers
Il existe une grande diversité de gisements sableux dans la région. Le
plus noble d’entre eux est celui de Saint-Vigor, près de Bayeux, dont le sable
hypersiliceux dispose d’une qualité industrielle. Une partie de la production est
destinée à la fabrication de moules et de noyaux utilisés pour la fonderie (moules
de pièces automobiles, de voiries, d’assainissement…).
Le gisement sableux de Saint-Vigor
Une autre sert à la réalisation de sols sportifs ou à la décoration. L’essentiel est
cependant vendu en l’état pour la réalisation de mortiers ou les terrassements
des réseaux, ou criblé pour la fabrication de bétons traditionnels, armés ou
précontraints. Cette ressource rare mériterait peut-être une autre destinée que
l’enrobage de câbles et de tuyaux ou le sablage des routes.
Les autres gisements bas-normands, bien que très nombreux, ont le défaut d’être
moins purs : sables du Perche, sables de Glos, sables du Trias, sables apto-albiens,
sables du plio-quaternaire de l’Isthme du Cotentin, sables d’arènes granitiques…
Ces « sablons », utilisés entre autres pour la viabilisation, le remblai, la souscouche routière, servent aussi de correcteurs de courbes dans l’utilisation de
concassés de roche massive pour la fabrication de bétons.
Source : BRGM
39
38
La ressource des sables et sablons se positionne cependant dans des secteurs ou
contextes à fort enjeu environnemental :
• présence d’eau souterraine plutôt dédiée à l’alimentation en eau potable pour
les sables du Trias et les réserves de l’Isthme du Cotentin,
• paysages remarquables dans le Perche et le Pays d’Auge,
• patrimoine piscicole élevé pour les alluvions du Sud Manche ou de la
Touques…
Sable marin
Aussi l’attention se porte-t-elle régulièrement, pour les granulats meubles, sur
les gisements marins dont il est très difficile de cerner l’impact d’une exploitation
intensive. Les potentialités régionales sont là aussi élevées, notamment dans la
paléo-vallée de la Seine.
L’exploitation de ces ressources doit intégrer de manière très précise les
contraintes liées à la protection des milieux benthiques et pélagiques et veiller
à ce qu’elles n’induisent pas de nouveaux impacts inacceptables pour un milieu
marin déjà fortement perturbé par les autres activités humaines.
Localisation des gisements potentiels de granulats marins en mer de la Manche
Source : IFREMER
39
|
Les conditions d’exploitation
des carrières
L’impact écologique de l’exploitation des carrières
Les schémas départementaux des carrières ont pour vocation de définir les
conditions générales d’implantation des carrières dans un département et
de préciser les conditions dans lesquelles elles peuvent être exploitées. Leur
réalisation et leur révision décennale sont prévues par la loi du 4 janvier 1993.
Ils doivent prendre en considération :
• l’intérêt économique national, les ressources et les besoins en matériaux du
département et des départements voisins,
• la protection des paysages, des sites et des milieux naturels sensibles,
• la nécessité d’une gestion équilibrée de l’espace, tout en favorisant une
utilisation économe des matières premières.
Carrière de la Roche Blain à Fresney-le-Puceux
avec la couverture calcaire jurassique reposant en discordance sur les schistes et grès
briovériens
Francis Cormon
Ils fixent également les objectifs à atteindre en matière de remise en état et de
réaménagement des sites à l’issue de la phase d’exploitation.
Les orientations principales des schémas bas-normands sont les suivantes :
• répondre aux besoins et optimiser la gestion des ressources de façon économe
et rationnelle ;
• inscrire les activités extractives dans le développement durable ;
• développer le recyclage et l’emploi de matériaux recyclés ;
• encadrer le développement de l’utilisation des granulats marins dans la
définition et la mise en oeuvre d’une politique maritime intégrée.
Certaines orientations visent le réaménagement des sites après fermeture
de l’exploitation. Une carrière se révèle en effet un espace souvent difficile à
réaménager, trop fréquemment transformé en simple plan d’eau sans qualité
particulière, voire à l’origine de dysfonctionnements écologiques.
Il s’agit pourtant d’un lieu offrant en général des opportunités certaines en
termes de biodiversité ou de géodiversité. Il n’est pas rare en effet que des
particularités géologiques de haute valeur patrimoniale aient été mises en
évidence lors des phases d’extraction. La biodiversité qui colonise une carrière
abandonnée s’avère par ailleurs d’une très grande richesse si le réaménagement
prévoit la création d’écosystèmes diversifiés.
Matériaux produits par les carriers en Basse-Normandie en 2011
Données exprimées en tonnes - Source : DREAL
Calvados (14)
Alluvions en eau
Manche (50)
Orne (61)
Région
13 000
363 931
0
376 931
Alluvions hors eau
1 520 046
434 027
544 734
2 498 807
Calcaire
1 140 005
0
233 680
1 373 685
Roche dure
5 767 269
4 761 054
3 213 725
13 742 048
0
67 499
0
67 499
8 440 320
5 626 511
3 992 139
18 058 970
Autres
Total
Activité d’exploitation dans une carrière
Emmanuel Riche
Un inventaire des richesses
géologiques présentes dans les
carrières exploitées ou abandonnées
vient d’être réalisé en BasseNormandie. Il devrait déboucher
à terme sur une valorisation
pédagogique, scientifique voire
touristique des anciens fronts de
taille délaissés. Des études sont par
ailleurs faites par l’Union Nationale des
Industries de Carrières Et Matériaux
(UNICEM : www.unicem.fr/) de
construction pour démontrer la haute
valeur écologique des anciens sites
d’extraction.
41
40
Le transport des matériaux extraits
Port de Granville
La région est exportatrice de matériaux, notamment en direction de la HauteNormandie et de l’Ile-de-France. Malgré une façade maritime importante, le
transport des matériaux régionaux s’exerce essentiellement par voie routière.
Les échanges maritimes sont très faibles :
• le port de Honfleur importe en moyenne 76 000 tonnes de matériaux par an ;
• les ports de Cherbourg et de Granville en exportent respectivement 15 000 et
80 000 tonnes.
Deux carrières (Vignats, Chailloué) sont connectées au réseau ferroviaire. La
carrière de Vaubadon dispose d’un accès ferroviaire indirect depuis 2012, via une
plate-forme de stockage située sur Bayeux. En 2009, les carrières de Chailloué et
de Vignats ont exporté 820 500 tonnes par voie ferrée.
La majorité du transport de matériaux (10 millions de tonnes) se fait par
voie routière en intra-départemental, sur des distances inférieures à 100
kilomètres. 65 % du transport routier fait moins de 50 km. La moyenne des
distances parcourues par les camions depuis les sites d’extraction est de 45 km,
soit davantage que la moyenne nationale (30 km). Cet écart s’explique par
l’importance des exportations s’exerçant depuis la Basse-Normandie.
Port de Cherbourg
41
|
3. Les risques liés au sous-sol
Les risques liés au sous-sol sont loin d’être anodins en Basse-Normandie. Pour
la plupart d’entre eux, ils sont liés à la présence de cavités souterraines ou de
couches géologiques peu stables, susceptibles de générer des mouvements de
terrain dangereux.
Même si les tassements différentiels paraissent anecdotiques au premier abord,
le nombre de demandes de catastrophe naturelle relatives à ce risque croît
constamment, du fait notamment d’erreurs d’aménagement et de la faible
qualité des constructions actuelles.
A découvrir d
ans ce chapit
XX Les cavités souterraines
XX Les glissements de terrain et chutes
de blocs
XX Le risque sismique
re
Une cavité souterraine dans l’Orne
La région n’est pas indemne également de risques sismiques même si ces
derniers s’avèrent peu comparables à ce que vivent les territoires alpins et
pyrénéens et, bien sûr, les Antilles.
 Les cavités souterraines
Le sous-sol de Basse-Normandie a fait l’objet dans les siècles passés d’une
intense exploitation dont on ne sait aujourd’hui plus toujours localiser les centres
d’extraction.
Les extractions souterraines s’accompagnent généralement a posteriori de
l’apparition de désordres en surface par vieillissement des cavités. Certains
d’entre eux surviennent brutalement et s’avèrent dangereux. Aussi convient-il
de connaître précisément leur localisation. Jusqu’à présent, peu de collectivités
ont recensé, diagnostiqué leurs vides souterrains, et intégré les risques qui en
résultent dans les politiques d’aménagement, comme l’exige la réglementation.
Pour amorcer une prise de conscience collective, le Ministère de l’écologie a
lancé ces dernières années des inventaires dans les départements bas-normands.
Les études, confiées au BRGM, ont consisté en une exploitation des archives
publiques relayée par des enquêtes menées auprès des collectivités.
Nombre d’archives ayant été détruites en Basse-Normandie pendant la seconde
guerre mondiale, la méthode n’a pas pu porter tous ses fruits. L’analyse des
données recueillies et mises à disposition du public dans la base de données
nationale « bdcavites » met en évidence des lacunes et l’imprécision relative du
positionnement des informations. Des efforts importants visent actuellement
l’amélioration des connaissances, notamment à l’Est de la région où les services
de l’État ont lancé un plan ambitieux de cartographie des cavités, dénommé plan
marnières.
Parallèlement, l’État met en œuvre les études nécessaires à l’évaluation des
risques d’affaissement et d’effondrement des anciennes exploitations minières.
Des plans de prévention miniers sont en cours de réalisation.
Une cavité souterraine dans l’Orne
Grand Rhinolophe
Le BRGM (bureau de recherches
géologiques et minières) est
l’établissement public de référence
dans le domaine des sciences de la
Terre pour gérer les ressources et les
risques du sol et du sous-sol.
43
42
Les marnières
Des cavités issues du passé agricole dans l’Est
de la région
Le sous-sol du Pays d’Auge, du Pays d’Ouche et du Perche a fait l’objet au cours
des siècles passés d’une importante exploitation de la craie. Ce matériau servait,
avant l’apparition des engrais industriels, à l’amendement des terres acides afin
d’en améliorer les rendements agricoles.
L’exploitation de la craie, dénommée à tort « marne » en Normandie, se faisait
par le biais de petites cavités souterraines, les marnières, reliées au plateau par
un puits d’accès, en général maçonné. L’extraction était réalisée par l’agriculteur
lui-même qui, bien souvent, était le seul à connaître les modalités d’exploitation
(localisation, profondeur, volume…). Les marnières sont des cavités de petite
taille, en moyenne 300 m3, en général à un étage.
Remplissage d’un puits de marnière
Les marnières : une fonction agricole
Vidange du remplissage d’un puits de marnière
3m
Remblais
Terre végétale
Terre
Limons
Mélange fagots, terre et argile
Argile à silex
Madriers
Source du croquis : CETE Normandie-Centre
amendement
sol acide
Puits
Terre végétale
Limons
Argile à silex
Quelques mètres à dizaines de mètres
d’argile à silex
Craie
DREAL
Galerie
2,50 m
Oeillards
Oeillard = zone de stockage et d’abri
en cas d’effondrement
L’hiver 1995 a rappelé l’existence des marnières à la mémoire de tous
lorsque de nombreux effondrements se sont produits en Haute-Normandie,
endommageant bâtiments, voiries et réseaux. La Basse-Normandie a été
moins affectée du fait de sa plus faible densité de population et d’une
moindre représentation de la craie dans la géologie régionale (Est de la région
seulement). Quelques sinistres ont néanmoins été enregistrés.
Les mouvements de terrain générés par le vieillissement d’une marnière sont de
deux types :
• vidange du matériau dont le puits avait été comblé dans le passé,
• effondrement du plafond de la cavité et remontée d’une cloche de fontis.
L’effondrement total d’une marnière peut survenir si les piliers atteignent la
rupture. Ceci se produit en général lors des hivers les plus pluvieux, la résistance
de la craie étant amoindrie lorsqu’elle est humide ou baignée par une nappe
d’eau souterraine.
La vidange du remplissage d’un puits de marnière peut survenir de manière très
brutale et générer un risque en surface.
Effondrement en masse d’une marnière en
Haute-Normandie
CETE Normandie-Centre
43
|
Les mesures à prendre pour la collectivité
Descente dans un puits de marnière
L’effondrement d’une cavité souterraine ou d’une marnière est considéré comme
un risque naturel majeur. En cas de danger imminent, le maire doit prendre un
arrêté de péril.
Il peut solliciter pour sa commune la reconnaissance de l’état de catastrophe
naturelle afin de permettre aux victimes de bénéficier de garantie (loi n° 82600
du 13 juillet 1982). La connaissance du risque doit être traduite dans les
documents d’urbanisme.
Le règlement graphique du Plan local d’urbanisme doit préciser les secteurs
où l’existence de risques naturels justifie que soient interdites, ou soumises à
prescriptions particulières, les constructions et installations de toute nature.
Un permis peut être refusé si le projet peut porter atteinte à la salubrité ou la
sécurité publique.
Comblement d’une marnière
Visite suite à l’effondrement d’une cavité souterraine chez un particulier
Des témoins visibles directement sur le terrain
ou indirectement par décapage du sol lors
de chantiers, tôle, arbre... pour repérer les
marnières.
La reconnaissance d’une marnière sur le terrain
Les inventaires de cavités souterraines reposent sur la compilation de toutes les
informations disponibles (terrain, connaissances locales, archives communales ou
départementales, photographies aériennes). Tout indice repéré doit être vérifié
sur le terrain pour une analyse précise. Lorsqu’une marnière est diagnostiquée et
qu’elle s’avère générer un risque important, des investigations souterraines sont
nécessaires (spéléologie, caméra, forages). Les coûts deviennent très rapidement
élevés. C’est pourquoi une zone sensible ne doit pas être aménagée sans en
avoir au préalable décapé le terrain pour un diagnostic. Lorsqu’une marnière est
identifiée sous une zone construite, sa surveillance doit être effectué dans les
plus brefs délais, son comblement est souvent nécessaire.
Malgré les efforts de l’État, avec le soutien de l’Union européenne, le taux de
connaissance des marnières reste encore très faible aujourd’hui.
45
44
Les autres cavités anthropiques
Les cavités souterraines creusées pour l’exploitation de la pierre de taille sont beaucoup plus
grandes que les marnières
La pierre de taille
Centre important d’exploitation de la pierre de taille, en lien avec l’histoire anglonormande, la région présente également de très nombreuses cavités souterraines
dans les terrains calcaires. Beaucoup d’entre elles se situent autour de Caen.
Les cavités de pierre de taille ont presque toujours des ouvertures disposées en
versant ou en front de taille de carrière, avec des puits rejoignant la surface pour
en assurer l’aération. Les dangers qui résultent de leur présence sont équivalents
à ceux générés par une marnière. Le vieillissement prend des formes identiques
avec fragilisation progressive par dissolution du calcaire puis modification de son
aptitude à résister au cisaillement et à la gravité.
Les cavités accessibles par le côteau
Le vieillissement des cavités de pierre de taille
Chambre
DREAL BN
Un inventaire des cavités de la région de Caen a été confié par la DREAL il y a
quelques années au Centre régional d’architecture médiéval, en lien avec les
spéléologues régionaux. Le repérage des anciennes carrières souterraines était
en effet imprécis dans la région, sauf sur Caen et Fleury-sur-Orne qui bénéficient
du travail d’investigation et de surveillance du service des carrières de la ville de
Caen. Cet inventaire n’est pas allé jusqu’à la description de l’aléa.
puits
En raison de son passé, la région possède également un important « patrimoine »
de galeries et excavations militaires, notamment le long des côtes. Le BRGM,
dans le cadre des études que le Ministère de l’Ecologie lui a confiées, a référencé
la plupart de ces ouvrages, notamment ceux réalisés lors de la seconde guerre
mondiale. Quelques souterrains médiévaux ont également été recensés. Le
travail de repérage des souterrains civils (SNCF, galerie d’exploitation des eaux
souterraines…) est également réalisé.
pilier
DREAL BN
45
|
Les mines
Au delà de ses matériaux classiques, la région possède également du minerai de
charbon, de fer et de petits amas de sulfures métalliques dont certains ont été
exploités dès les Romains.
La région compte ainsi 34 anciens titres miniers, si l’on ne comptabilise que les
concessions et les permis d’exploitation. La dernière mine de fer bas-normande,
située à Soumont-Saint-Quentin, a stoppé ses activités en 1989. La plupart de ces
exploitations concernaient le fer, mais la région a aussi compté :
• deux anciennes mines de charbon, à Littry (Calvados) et au Plessis Lastelle
(Manche),
• une mine de mercure, à la Chapelle-en-Juger (Manche),
• une mine de plomb argentifère, à Surtainville (Manche).
Synthèse des mines recensées en Basse-Normandie
Catégorie d’activités minières
Fer, charbon, polymétalliques, mercure,
plomb argentifère
Titres miniers (hors permis de
recherche et minières)
34
Titres miniers en cours de validité
avec un exploitant viable
Un, en cours de procédure d’arrêt définitif
des travaux (concession de Mortain)
Sites d’exploitation arrêtés
tous
Concessions orphelines
7 concessions
Photos anciennes mines
Le rôle de l’État dans la gestion de l’après-mines
Autrefois la fermeture d’une mine était officialisée par la renonciation de la
concession (ou du titre minier) après une mise en sécurité du site. Celle-ci
visait essentiellement à obturer les ouvrages débouchant au jour. Compte tenu
de l’insuffisance de ces mesures, le code minier a été modifié en 1999 pour
introduire :
XXla notion de responsabilité illimitée dans le temps et dans l’espace de
l’exploitant, ce qui implique que celui-ci peut être mis en cause, y compris
après la renonciation du titre minier ;
XXl’obligation pour l’exploitant de mettre en place les équipements nécessaires
à leur surveillance et à leur prévention, lorsque des risques importants
susceptibles de mettre en cause la sécurité des biens ou des personnes ont été
identifiés lors de l’arrêt des travaux.
En complément , le code minier prévoit depuis 1999 :
XXque la fin de la validité du titre emporte à l’État la responsabilité de la
prévention des risques miniers ;
XXqu’en cas de défaillance du responsable, l’État se porte garant de la réparation
des dommages liés à l’activité minière.
47
46
Au niveau régional, c’est la DREAL qui a en charge la gestion de ces questions
avec l’appui de deux entités :
• GEODERIS, groupement d’intérêt public regroupant des experts géologues,
hydrogéologues, géotechniciens du BRGM et de l’INERIS ;
• le Département de Prévention et de Sécurité Minière du BRGM.
De façon à maîtriser l’urbanisation dans les zones à risques, l’État doit élaborer
des Plans de Prévention des Risques Miniers (PPRM) dans les secteurs où des
risques sont mis en évidence. Ces documents valent règlement d’urbanisme et
permettent d’assujettir les réalisations d’ouvrages et l’occupation des sols à des
prescriptions ou à des restrictions pouvant aller jusqu’à l’interdiction d’usage. Une
fois adopté, un PPRM doit être annexé aux plan local d’urbanisme (document
d’aménagement de la commune). La décision d’élaborer un PPRM est prise sur la
base d’une étude d’aléas réalisée par GEODERIS, en fonction des risques mis en
évidence.
Dans le cas d’aléa de niveau moyen et fort impactant des enjeux de surface, trois
types de mesures peuvent être mises en œuvre.
XXLa réalisation de travaux de mise en sécurité (comblement de galeries ou de
chambres d’exploitation, pose de dalles…) ;
XXLa réalisation d’opérations de surveillance (visuelle ou instrumentée, par le
fond ou depuis la surface) ;
XXL’expropriation si le risque menace gravement la sécurité des personnes.
Attente photo Géoderis
crédit
Cristaux mine de fer
crédit
47
|
Les plans de prévention des risques minier
Compte tenu des enjeux impactés, il a été nécessaire de recourir à l’élaboration
de Plans de Préventions des Risques Miniers (PPRM) sur les bassins miniers
suivants :
• Bassin minier de Soumont-Saint-Quentin (18 communes concernées : PPRM
approuvé),
• Bassin minier de May-sur-Orne (9 communes concernées : PPRM en cours
d’élaboration),
• Bassin houiller du Molay-Littry (5 communes concernées : PPRM en cours
d’élaboration),
• Bassin minier de La Ferrière-aux-Etangs (4 communes concernées : PPRM
approuvé).
Dans le cadre de la gestion des risques miniers, de nombreux travaux de mise
en sécurité ont déjà été entrepris. Parallèlement, des opérations régulières de
surveillance sont réalisées au droit des zones à enjeux.
Les cavités souterraines naturelles
De nombreuses cavités souterraines naturelles existent dans la région.
Certaines sont des grottes littorales liées à l’érosion mécanique et à l’action des
vagues. D’autres sont dues à la présence de systèmes karstiques affectant les
formations calcaires et crayeuses. Ces matériaux sont en effet très solubles dans
l’eau, notamment la craie.
Le karst est une structure
géomorphologique résultant de
l’érosion de formations de roches
solubles dans l’eau (craie, calcaire,
gypse...).
Les karsts présentent pour la plupart
un paysage tourmenté, un réseau
hydrographique souvent souterrain
et un sous-sol creusé de nombreuses
cavités : reliefs en forme de ruines,
pertes et résurgences de cours d’eau,
grottes et gouffres... Sur les marges
Sud et Ouest du Massif-central
français, les plateaux karstiques sont
dénommés causses.
Un bétoire est une zone naturelle
de communication directe entre la
surface et le réseau karstique sousjacent. Elle peut former un petit
entonnoir naturel par où se perdent
les eaux superficielles.
Une doline est une dépression
circulaire du terrain due à la
dissolution de la roche mère.
Le karst régional prend la forme de fissures ou de fractures ouvertes ou de petites
cavités. Son action se traduit en surface par la présence de bétoires, qui sont des
trous d’engouffrement de l’eau de ruissellement, d’affaissements plus ou moins
circulaires, et par des effondrements.
Les bassins de l’Orbiquet, de la Guiel, de l’Avre et de l’Iton disposent d’un
réseau karstique très dense qui s’accompagne de pertes et de résurgences dans
les vallées. Tous ces bassins versants se localisent dans la partie Est de la région.
Les phénomènes karstiques se produisent également dans le Bessin où les
pertes de l’Aure en sont l’exemple le mieux connu. De très nombreuses dolines
(dépression circulaire) marquent également de leur forme caractéristique les
campagnes autour de Bayeux et de Tilly-sur-Seulles ainsi que le plateau qui longe
la RN13 de Bayeux à Isigny-sur-Mer. Ce système karstique affecte les calcaires
dits du Bajocien.
Le karst des calcaires bathoniens est moins actif. De belles cavités souterraines
naturelles ont néanmoins été observées autour de Caen et sa présence est
notamment prouvée sur Hérouville-Saint-Clair. De part et d’autre du massif
d’Ecouves, un réseau de pertes et de résurgences affecte également les calcaires
bathoniens.
Cavité souterraine naturelle
crédit
49
48
La vie d’un système karstique s’accompagne de phénomènes plus ou moins
discrets
Affaissement sur un vide karstique à Port-en-Bessin
Luc Leblanc/DREAL BN
Affaissement sur un vide karstique à Port-en-Bessin
Vidange d’un conduit karstique rempli d’argiles après épisode pluvieux.
49
|
 Les glissements de terrain et chutes de blocs
Les roches composant le sous-sol de Basse-Normandie sont dans l’ensemble
résistantes à la rupture et n’occasionnent que rarement le déclenchement de
glissements de pente, coulées de boue ou chutes de matériaux. Les versants
ont atteint pour la majorité d’entre eux leur profil d’équilibre depuis la dernière
glaciation (-15 000 ans) et sont naturellement stables.
Chute de bloc à Trouville-sur-Mer en juin 2003
Cependant, l’érosion naturelle entretient çà et là la persistance de pentes fortes,
suffisamment importantes pour permettre la déstabilisation de certains horizons
géologiques. D’importants glissements de terrain sont ainsi survenus récemment
en région en 1982, 1988, 1995, 2001 et 2003 et 2013.
Les matériaux en mesure de rompre, glisser ou chuter sont très divers. Les
roches les plus propices sont en cela les roches meubles (les formations
superficielles, les argiles sableuses par exemple) et, parmi les roches indurées,
les plus fracturées d’entre elles. Ces matériaux se rencontrent un peu partout en
Basse-Normandie mais leur coexistence, qui est un facteur aggravant, survient
préférentiellement dans la partie orientale de la région.
Les glissements de terrain
Les configurations les plus défavorables aux glissements de terrain se rencontrent
dans le Pays d’Auge et le Perche. La présence de roches dures fracturées (un
calcaire, de la craie par exemple) reposant sur des couches dites « savons » (des
argilites ou des marnes) y est assez fréquente. Le cas le plus problématique est celui
lié à la superposition de la craie sur des argiles sableuses dites « à glauconie ».
La combinaison craie/glauconie est à l’origine de nombreux glissements de
grande ampleur. Cette association peut en effet se déstabiliser dans des
conditions de pente assez faible, de l’ordre de 6° à 7°. La glauconie peut par
ailleurs fluer (se répandre) seule dans des pentes encore plus faibles, ce qui
survient de temps en temps dans le Perche. Fort heureusement, la rupture de
ces matériaux n’intervient que sous conditions climatiques exceptionnelles, de
récurrence au moins décennale.
Sans atteindre la rupture, de nombreux versants argileux ou argilo-sableux de
l’Est de la région (les « picanes » du Pays d’Auge) subissent des mouvements
très lents, d’ampleur limitée, dénommés fluage de pente. Sous l’action de l’eau
et de la gravité, les sols fluent vers le bas. Les mouvements, imperceptibles,
s’accompagnent de l’apparition de moutonnements dans les champs. Ces
phénomènes s’observent également le long des versants composés des sables
et argiles du Trias, au Sud-Ouest de Caen et dans la région de Port-en-Bessin. Ces
mouvements, bien que sans danger, n’en affectent pas moins le bâti si celui-ci
n’a pas été conçu pour résister.
Un glissement de terrain en train de se former
Déformation d’un mur par fluage de pente à
Port-en-Bessin
DREAL BN
51
50
La dynamique des glissements ralentit ou s’interrompt l’été, lorsque les eaux
souterraines sont basses, pour reprendre en automne avec la recharge des
nappes. Les principaux glissements de pente régionaux sont ainsi survenus lors
d’hivers très pluvieux (1988, 1995 ou 2013 par exemple) ou dans le cadre d’une
séquence d’hivers humides, comme en 1982. Le risque n’en est pas pour autant
écarté en été. Des glissements dangereux sont ainsi survenus lors des orages de
juin 2003, dans la région de Trouville-sur-Mer. Le très spectaculaire glissement du
Bouffay, près de Port-en-Bessin (le Chaos de Longues), s’est également déclenché
en été.
Quelques glissements de terrain le long des
côtes du Calvados
Cricquebœuf : le hameau Sainte-Anne
Les aménagements fonciers ne prennent malheureusement pas tous en compte
l’exposition d’un territoire à ce risque. Des facteurs aggravants peuvent fragiliser
un territoire prédisposé :
• terrassements ou affouillements mal conçus,
• déboisements de versants prédisposés,
• ou rejet d’eau pluviale en zone à risque.
Les glissements de terrain les plus problématiques font l’objet de plans de
prévention des risques. Les zones prédisposées sont cartographiées depuis 10 ans
par la DREAL et sont en ligne sur son site internet.
Honfleur : hameau de Grâce
Longues-sur-Mer : le Chaos
51
|
Les chutes de matériaux
Les chutes de matériaux, pierres ou blocs, surviennent plutôt à l’Ouest de la
région. Leur apparition dépend de la présence de roches intimement fracturées,
tels les grès ou les schistes, et de fortes pentes. Les facteurs déclenchants sont
pour la plupart climatiques. La dynamique est accélérée par le ruissellement mais
la préparation du phénomène est lente. Elle fait appel à de nombreux facteurs :
• l’érosion du versant,
• sa décompression,
• l’orientation des champs de fissures et fractures de la roche,
• l’exposition climatique…
Les chutes les plus fréquentes surviennent le long du littoral du Calvados et de
la Manche et dans les gorges de l’Orne, de la Vire ou d’autres vallées au profil
escarpé.
Seulement quelques millièmes du territoire sont concernés par l’aléa chute
de matériaux. Parmi les collectivités touchées, seule Granville fait l’objet d’un
plan de prévention des risques. Mais des reflexions sont en cours à CherbourgOcteville, Saint-Lô et Vire. Quelques bâtiments ont été expropriés dans le Nord du
Pays d’Auge.
53
52
 Le risque sismique
La Basse-Normandie n’est pas une région exposée à un risque sismique majeur.
Néanmoins, de nombreux séismes l’ont affectée dans le passé. En effet, depuis
le IXe siècle, plus de 110 secousses sismiques ont été ressenties dans la région,
dont un important séisme en 1775 à Caen, d’intensité VII (échelle MSK), ayant
entraîné des dommages non négligeables.
Dans l’attente de disposer de chroniques sur la sismicité actuelle de la France,
l’Etat s’est appuyé dans un premier temps sur la sismicité historique pour
établir les bases de la réglementation. C’est dans ce cadre que l’agglomération
caennaise, par référence au séisme de 1775, a été classée zone à faible sismicité
dès les années 1990.
Le séisme de Bricquebec du 11 janvier 2014
Temps mis par les premières ondes à atteindre
différents sismographes du Nord de la France
et de Belgique
63,12 s
27,74 s
20,28 s
23,01 s
86,01 s
Depuis le 1er mai 2011, une nouvelle réglementation est en application. Le
zonage sismisque s’appuie désormais non seulement sur la sismicité historique
mais aussi sur les données produites par un réseau de sismographes aux données
désormais suffisamment longues et précises pour être représentatives de l’aléa.
A la lecture de ces informations, le nouveau zonage sismique s’est étendu à
l’ensemble de la partie armoricaine de la Basse-Normandie qui est désormais
classée « zone à très faible activité sismique ».
53
|
La nouvelle réglementation impose des règles complexes qui répondent aux
exigences du code européen de construction parasismique : « l’Eurocode 8 ».
Elle a pour principal objectif d’assurer la sécurité des personnes en garantissant la
stabilité des bâtiments qui les abritent.
Les normes s’appliquent différemment selon le type de bâtiment concerné. Seuls
les bâtiments des catégories les plus importantes doivent faire l’objet d’une
construction parasismique (décret et arrêtés n° 2210-1254 du 22 octobre 2010).
Les méthodes de constructions, qui se traduisent par des surcoûts minimes,
inférieurs à 5 % du coût total du bien, permettent non seulement de se prémunir
contre l’aléa sismique mais aussi contre les tassements différentiels.
Catégories d’importance des bâtiments
I
II
III
IV
1
2
Aucune exigence
-
3
Action
4
sismiqu
e de ca
lcul
Construction PS
5
+
Classification des bâtiments
Catégories
d’importance
Description
Exemples
I
• Bâtiments dans lesquels il n’y a aucune activité humaine
nécessitant un séjour de longue durée
Hangars,
bâtiments
agricoles
II
• Habitations individuelles
• Établissements recevant du public (ERP) de catégories
4 et 5
• Habitations collectives de hauteur inférieure à 28 m
• Bureaux ou bâtiments à usage commercial non ERP, h ≤
28 m, max. 300 pers.
• Bâtiments industriels pouvant accueillir au plus 300 pers.
• Parcs de stationnement ouverts au public
Maisons
individuelles,
petits
bâtiments
III
• ERP de catégories 1, 2 et 3
• Habitations collectives et bureaux, h > 28 m
• Bâtiments pouvant accueillir plus de 300 pers.
• Établissements sanitaires et sociaux
• Centres de production collective d’énergie
• Établissements scolaires
Grands
établissements,
centres
commerciaux,
écoles
IV
• Bâtiments indispensables à la sécurité civile, la défense
nationale et le maintien de l’ordre public
• Bâtiments assurant le maintien des communications, la
production et le stockage de l’eau potable, la distribution
publique de l’énergie
• Bâtiments assurant le contrôle de la sécurité aérienne
• Établissements de santé nécessaires à la gestion de crise
• Centres météorologiques
Protection
primoridale :
hôpitaux,
casernes...
55
54
4. Synthèse et enjeux
A découvrir d
ans ce chapit
 Chiffres clés
re
XX Chiffres clés
XX Grilles AFOM
XX Enjeux et orientations
Géologie
• 2 milliards d’années : c’est l’âge des plus anciennes roches de la région.
Elles figurent parmi les plus anciennes roches de France.
• 3 chaînes de montagnes se sont formées en Basse-Normandie, puis elles
ont été aplanies ensuite.
Ressources et exploitation
• En 2013, 90 carrières sont en activité en Basse-Normandie
• 18 millions de tonnes de matériaux ont été extraits avec l’exploitation des
carrières en 2011 en Basse-normandie.
• 400 millions de tonnes de granulats sont produits chaque année en
France (Source : UNICEM).
• 20 000 à 30 000 tonnes de granulats sont nécessaires pour réaliser 1 km
d’autoroute (Source : UNICEM).
• Plus de 20 millions de tonnes de granulats issus du recyclage sont
produits chaque année (Source : UNICEM).
• 34 anciens titres miniers sont recensés en Basse-Normandie.
Ressources et exploitation
• 4 Plans de prévention des risques miniers.
• Depuis le IXe siècle, plus de 110 secousses sismiques différentes ont été
ressenties dans la région, dont une importante en 1775 à Caen ayant entraîné
des dommages non négligeables.
 Grilles « AFOM »
Atouts
Faiblesses
• Grande richesse et diversité des soussols régionaux dues à l’histoire géologique
particulière de la Basse-Normandie : pierre
de Caen, cornéennes de Vire, diorite de
Coutances, dinosaures, mamouth,…
• Présence de sites géologiques remarquables
d’intérêt international, qui sont un terrain
privilégié d’apprentissage : Anse du CulRond, granite de Flamanville, stratotype du
Bajocien, falaises des Vaches Noires
• Mise en valeur des ressources naturelles
dans le cadre d’activités économiques
d’exploitation et d’exportation : carrières,
notamment.
• Connaissance des sous-sols régionaux
insuffisamment développée au regard
des enjeux dans la mesure où il existe des
zones importantes à risque d’effondrement
de cavités (marnières, karst,...) et de
mouvements de terrain.
• Risques de mouvements de terrain
insuffisamment pris en compte par les
collectivités.
• Impacts de la mise en place de carrières
d’exploitation sur les écosystèmes (air, eau,
sols, biodiversité…).
• Existence d’un risque sismique sur une
bonne partie de la région.
• Méconnaissance de la richesse de leur
patrimoine géologique par les Bas-Normands.
Opportunités
• Développement de technologies permettant
l’exploitation de granulats en mer, à mettre
en œuvre de façon néanmoins très encadrée
pour ne pas perturber les écosystèmes.
Menaces
• Changement climatique (impacts sur les
mouvements de terrain, etc.).
Les grilles « Atouts Faiblesses
Opportunités Menaces » permettent
de faire le lien entre les principaux
éléments du diagnostic et les enjeux.
Elles constituent donc une synthèse
et se construisent par rapport à
un objectif. Ici, l’objectif est un
équilibre harmonieux entre la qualité
environnementale, l’organisation
sociale et le développement
économique.
Les atouts et faiblesses ont
une origine interne liée aux
caractéristiques régionales, les
opportunités et menaces ont une
origine externe.
55
|
 Enjeux et orientations
Les enjeux régionaux mis en avant concernent notamment :
• le développement et le partage de la connaissance régionale,
• l’accompagnement des collectivités dans une meilleure gestion des risques,
• la protection des écosystèmes qui font l’objet d’une intense exploitation
souterraine.
Enjeu 1 : Développement et partage
de la connaissance régionale
Orientation 1
Développer la connaissance des risques liés aux sous-sols bas-normands
Orientation 2
Soutenir les démarches de valorisation et mise à disposition du public du patrimoine
géologique
Enjeu 2 : Accompagnement des collectivités dans
une meilleure gestion des risques liés aux sous-sols
Orientation 1
Développer les moyens d’accompagnement des collectivités
Orientation 2
Développer la gestion des risques liés aux sous-sols par les collectivités
Orientation 3
Améliorer la prise en compte des sous-sols dans les plans d’urbanisme
Enjeu 3 : Encadrement et vigilance concernant
les impacts de l’exploitation des sous-sols sur les
écosystèmes marins et terrestres
Orientation 1
Développer et partager la connaissance des impacts avérés et potentiels de
l’exploitation des carrières terrestres et marines sur les écosystèmes
Orientation 2
Poursuivre le suivi des impacts de l’exploitation des carrières
Orientation 3
Favoriser l’exploitation de ressources de proximité pour les approvisionnements de
territoire
57
56
5. Acteurs régionaux et bibliographie
 Acteurs régionaux
A découvrir d
ans ce chapit
re
XX Acteurs régionaux
XX Bibliographie
XXAPBG (Association des professeurs de biologie et de géologie) :
• Promotion et soutien des bio et géosciences dans le cadre scolaire,
• Organisation d’excursions et de conférences géologiques.
XXBRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) :
• Recherche scientifique,
• Appui aux politiques publiques,
• Coopération internationale,
• Sécurité minière,
• Formation.
XXCommunes et intercommunalités
• Inventaire des risques liés à leurs sous-sols,
• Intégration de ces risques dans leurs documents d’aménagement.
XXDREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du
logement)
• Définition des niveaux d’aléas et mise à disposition des documents pour
information publique,
• Promotion des politiques d’acquisition des connaissances sur les sols,
• Suivi et inspection des installations classées soumises à autorisation.
XXGéodéris (www.geoderis.fr/):
• Expertise et assistance technique aux services de l’État pour l’exercice de leurs
compétences dans les domaines liés à l’après-mine.
XXLithothèque (www.discip.ac-caen.fr/geologie/index.htm)
• Informations sur la géologie normande,
• Présentation des principaux circuits géologiques régionaux
XXUNICEM (Union nationale des industries de carrières et matériaux de
construction : fédération qui regroupant la quasi-totalité des industries
extractives de minéraux ainsi que les fabricants de divers matériaux de
construction ) :
• expertise professionnelle,
• représentation de l’ensemble des entreprises qu’elle rassemble,
• défense des intérêts collectifs et individuels de ces entreprises,
• consultation, assistance et information auprès de ses adhérents.
57
|
 Bibliographie
• Arnaud Guérin (sous la direction de ). La Normandie. La géologie, les milieux,
la faune, la flore, les hommes. La biblothèque du naturaliste. Mai 2003. 364
pages.
• DREAL de Basse-Normandie, Schémas départementaux des carrières 2013
(Calvados, Orne, Manche).
• Dugué Olivier. Le massif armoricain dans l’évolution mésozoïque et
cénozoïque du Nord Ouest- de l’Europe. Contrôles techniques, eustatiques
et climatiques d’un bassin intracratonique (Normandie, Mer de la Manche,
France). Mémoires géosciences Rennes.
• Gresselin Frédéric. Evolution varisque du massif armoricain oriental. Insertion
dans une dorsale Ouest-européenne. Sous la direction de F. Dore. 18
décembre 1990. 350 pages.
• Le Gall Jean. Petrogenèse des magmas andesitiques et ignimbritiques et leur
signification dans l’évolution géodynamique cadomienne. Géosciences Rennes
n°52. Mémoires 1993. 4ème trimestre 1993. 362 pages.
• Union Nationale des Producteurs de Granulats. Livre blanc pour un
approvisionnement durable des territoires. Carrières et granulats à l’horizon
2030.134 pages.
Site internet complémentaire
• catalogue numérique de la prévention des risques majeurs :
catalogue.prim.net/
• www.scotese.com/earth.htm
58

Les sous-sols et la géodiversité

Transcription

Documents pareils

Affiche Guillaume 2011 - Université de Caen Normandie

Saint-Lieux-Lafenasse

Tour de Valmeray et abords

14141

Appel à candidature - Ligue de Basse Normandie de Tennis de Table

Les DRIRE, DIREN et DRE fusionnent et laissent place aux DREAL

L`Atelier des images - CRDP Basse

1 M. LEVEEL Raymond CPE Lycée Jean Rostand, Caen, 14 2 M