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Vallée glaciaire

Une vallée glaciaire, vallée en auge ou vallée en U est un type de vallée caractéristique des régions de montagnes qui ont été affectées par une glaciation régionale. Elles résultent du travail d’écoulement en bloc des glaciers, emplissant tout le fond de la vallée et l’érodant par surcreusement. Les vallées glaciaires se définissent par leur profil transversal (plus précisément parabolique), mais surtout par profil longitudinal fait d'une succession de paliers et de ressauts. Dans la plupart des cas, les vallées glaciaires correspondent à des héritages des glaciations pléistocènes où de puissants icestreams (courants de glace) en provenance des hauts massifs ont utilisé ces axes préexistants pour se diriger vers les piémonts. Ils se sont souvent réunis dans de très grandes vallées longitudinales comme les vallées de l’Isère, du haut Rhône, du haut Rhin, de l’Inn, de l’Enns, de la Drave, où se concentrait la glace. Comme l’ont souligné P. & G. Veyret (1967), c’est cette exceptionnelle puissance de transport et de réaménagement qui a permis l’élargissement, le creusement et le surcreusement de ces vallées et qui confèrent aux vallées alpines une « surprenante maturité » par rapport à l’extrême jeunesse du massif.

Vallée symétrique du glacier Athabasca au Canada.
Vallée glaciaire symétrique dans les Écrins (vallée de la Romanche).
Vallée glaciaire asymétrique dans l'Himalaya indien.
Morphologie d'une vallée glaciaire
Formation d'une vallée glaciaire.

Le profil en travers

Le profil en travers des vallées glaciaires a fait couler beaucoup d’encre depuis le début du XXe siècle. De nombreuses erreurs d’interprétation ont pour origine la généralisation abusive de la forme du profil en travers en auge.

L’auge glaciaire

La forme la plus caractéristique apparaît donc être la vallée en « U », en auge, ou auge glaciaire, avec des flancs abrupts et un fond plat, notamment lorsqu’il s’agit du fond d’un ancien lac. Cependant, comme le souligne J. Tricart (1981), « l’auge glaciaire est en réalité un lit façonné par un écoulement de glace concentré ». De plus, la forme en auge n’apparaît pas comme une constante et on peut faire les remarques suivantes :

  • toute vallĂ©e glaciaire n’est pas en auge : la Maurienne et la Tarentaise prĂ©sentent davantage un profil en « V », d’autres prĂ©sentent un profil dissymĂ©trique comme les gorges du Manival, en Oisans ;
  • l’auge glaciaire peut ĂŞtre rĂ©duite Ă  certaines sections d’une vallĂ©e. Le profil peut s’évaser ou, au contraire, se rĂ©trĂ©cir dans des gorges Ă©troites et pas seulement dans les verrous, comme les gorges du Guil (Queyras) ou les gorges de Servoz Ă  l’aval de la vallĂ©e de Chamonix ;
  • toute vallĂ©e en « U » n’est pas obligatoirement d’origine glaciaire. De très belles vallĂ©es ayant ce profil existent dans le massif du SinaĂŻ, en Égypte.

Ainsi, les vallées glaciaires présentent de nombreux types de profils en travers[1] tout le long de leur développement longitudinal ; les auges existent principalement à l’amont des grandes vallées glaciaires, même si l’aspect en auge est plus apparent que réel. De plus, certaines auges glaciaires qui apparaissent ainsi suivant un certain profil sur le terrain, ne le sont plus d’un autre site ou ne résistent pas lorsque l’on dessine ce profil sur le papier. Dans les auges glaciaires « parfaites », le fond plat est lié à l’accumulation d’alluvions fini- ou post-glaciaires de fond de vallée[2], remblayant complètement le lit de l’ancien torrent sous-glaciaire qui peut être très profond. Il existe des épaulements et des vallées suspendues. Les interprétations traditionnelles de ces formes dépendent des positions des auteurs[3] :

  • pour les antiglacialistes : l’existence de ces formes serait liĂ©e au maintien du profil des anciennes vallĂ©es « mĂ»res » prĂ©glaciaires qui se seraient conservĂ©es. L’auge, quant Ă  elle, rĂ©sulterait du passage du glacier dans une vallĂ©e plus « jeune », emboĂ®tĂ©e dans la prĂ©cĂ©dente. Chaque replat correspondrait alors au fond d’une auge creusĂ©e par une glaciation antĂ©rieure.
  • pour les ultra-glacialistes : « L’auge glaciaire paraĂ®t correspondre souvent non pas Ă  un courant fait Ă  la mesure du glacier, mais Ă  la partie profonde du courant glaciaire » (Blache, 1960). En effet, dans un glacier alpin, la couche superficielle, circulant au niveau des replats, s’écoule sans grands effets sur le bedrock, alors que les couches profondes, soumises Ă  des pressions Ă©levĂ©es dĂ©terminent une forte Ă©rosion.

Remarques théoriques

D’après les calculs théoriques, la forme en tuile romaine serait la forme idéale, correspondant à un compromis entre la section idéale pour permettre l’écoulement de la glace et la section élargie par érosion latérale. Selon Embleton & King (1975), le profil transversal d’une auge correspondrait à une parabole d’équation . D’après R. Vivian (1975), la base des versants sont les sites où l’érosion est maximale pour trois principales raisons :

  • la prĂ©sence de grandes quantitĂ©s de dĂ©bris en provenance des versants permet le jeu de l’abrasion, notamment en dĂ©but et en fin de glaciation, lorsque les versants sont dĂ©nudĂ©s ;
  • la faible Ă©paisseur de glace favorise la pĂ©nĂ©tration d’ondes de gel Ă  l’intĂ©rieur du glacier, permettant le dĂ©bitage et la gĂ©lifraction. Le dĂ©logement et l’arrachement de dĂ©bris sont donc très puissants ;
  • dans ce secteur du glacier, existent Ă©galement les torrents juxtaglaciaires ou sous-glaciaires. Ceux-ci creusent des chenaux, voire des gorges et accentuent les valeurs de glissement du glacier sur le bedrock.

Ces types de modelages élargissent par la base le talweg de la vallée glaciaire et creusent des sections d’auges. En fait, « le calibrage et l’allure du profil en travers de la vallée sont essentiellement dus aux formes d’accumulations glaciaires » (Vivian, 1975), c’est-à-dire que les plaquages de moraines latérales et de dépôts juxtaglaciaires acquièrent un profil concave lors du passage du glacier, tandis que les inégalités du bedrock sont masquées par les accumulations fluvio-glaciaires et/ou fluvio-lacustres.

Les Ă©paulements

Classiquement, on définit les épaulements[4] comme des replats latéraux continus et symétriques situés sur les flancs d’une vallée glaciaire.

Les vallées suspendues

La plupart des vallées affluentes d’une vallée glaciaire débouchent au-dessus du fond de la vallée principale : on dit que ce sont des vallées suspendues. Le cours des rivières postglaciaires franchit ce gradin de confluence[5] par une gorge dite « de raccordement » ou par une cascade (vallée de Lauterbrunnen, dans l’Oberland bernois), lorsque la lithologie est homogène. Il est même possible que la vallée qui apparaît aujourd’hui comme la vallée principale ait été une vallée secondaire durant les glaciations pléistocènes, à l’image de la Romanche et du Vénéon, de l’Arc et du Doron de Termignon ou de la Durance et de la Gyronde. Ces vallées suspendues sont nettement moins creusées que les vallées principales et possèdent souvent un profil « en V ». Il est également possible qu’une grande vallée s’achève sur un ensemble de vallées suspendues comme la vallée de Chamonix en amont de Passy où le val Montjoie sont suspendues. On remarquera dans un premier temps, que les vallées suspendues sont liées à des glaciers moins puissants que le glacier principal. Cependant, il existe plusieurs cas de vallées suspendues :

  • les vallĂ©es suspendues Ă  englacement inexistant ou rĂ©duit : dans ce cas, le problème de la diffĂ©rence de creusement ne se pose pas. Le gradin de confluence est liĂ© Ă  l’absence de creusement en pĂ©riode glaciaire de la vallĂ©e suspendue. Dans certains cas, il y a pu avoir une diffluence du glacier principal dans la vallĂ©e secondaire. Ce fut notamment le cas du glacier de la Romanche dans la Matheysine ou du glacier de l'Isère dans le val de Lans ;
  • les vallĂ©es suspendues dissymĂ©triques : Dans le cas oĂą il a existĂ© des glaciers dans les deux vallĂ©es, il est possible de faire appel aux conditions structurales et Ă  l’orientation des vallĂ©es. En matĂ©riel homogène, les glaciers les plus puissants sont en orientation nord et les vallĂ©es suspendues sont donc plus nombreuses ; c’est notamment le cas dans la vallĂ©e du VĂ©nĂ©on (Oisans). En matĂ©riel hĂ©tĂ©rogène, les conditions structurales prennent l’avantage sur l’orientation. Ainsi, dans la vallĂ©e de la Romanche, les glaciers situĂ©s en rive droite ont des vallĂ©es plus profondes, creusĂ©es dans les roches sĂ©dimentaires. Ils ont Ă©tĂ© plus nombreux qu’en rive gauche, creusĂ©e dans les roches cristallines (Montjuvent, 1978) ;
  • les gradins de confluence : la dĂ©nivellation du gradin de confluence est, le plus souvent, dĂ©pendante de la surface de la vallĂ©e suspendue : plus cette surface est faible, plus la dĂ©nivellation du gradin de confluence est grande ;
  • les gorges de raccordement : le raccord entre les deux cours d’eau affluents peut se faire par une gorge de raccordement. Cette gorge a Ă©tĂ© creusĂ©e Ă  la fois par le cours d’eau sous-glaciaire et par le cours d’eau, hĂ©ritier de la vallĂ©e glaciaire. Lorsque les roches sont particulièrement rĂ©sistantes, il n’y a pas de gorge de raccordement et le raccord se fait par une cascade. Les vallĂ©es suspendues ont longtemps Ă©tĂ© des sites favorables au dĂ©veloppement d’usines hydroĂ©lectriques et de barrages de retenue.

Le problème des auges emboîtées

Dans certaines vallĂ©es glaciaires, il existe plusieurs Ă©paulements qui s’étagent jusqu’à la surface de la glace et qui apparaissent ainsi emboĂ®tĂ©s. L’origine de ces formes est posĂ©e ainsi : s’agit-il d’une diffĂ©rence d’intensitĂ© et de durĂ©e des processus glaciaires avec une Ă©paisseur de glace plus limitĂ©e sur les bords ou d’une diffĂ©rence d’ordre structural, les « Ă©paulements » sont taillĂ©s dans des roches oĂą la densitĂ© des fractures est moindre. Ainsi, les auges actuelles du glacier d’Argentière et de la Mer de Glace sont dĂ©limitĂ©es par des fractures. Cependant, mĂŞme si la glace ne peut transmettre des pressions supĂ©rieures Ă  20 000 Pa (2 bars), on ne peut que s’interroger sur ce problème en considĂ©rant les remarques suivantes (Bozonnet, 1981) :

  • les Ă©paulements n’existent pas dans les bassins d’alimentation glaciaire et apparaissent progressivement vers l’aval ;
  • il existe un emboĂ®tement d’auges sur la rive gauche du glacier du Brouillard (val Veny) qui s’explique difficilement par des raisons structurales.

L’obturation glaciaire

Le processus d’obturation glaciaire est lié à une diffluence modérée d’une langue glaciaire à l’intérieur d’une vallée non englacée. Les formes et formations associées à ce processus sont :

  • un ou plusieurs arcs morainiques frontaux, Ă  convexitĂ© tournĂ©e vers l’amont et non vers l’aval comme dans les vallĂ©es « normales » ;
  • un remblaiement fluvio-glaciaire ou glacio-lacustre, liĂ© au barrage constituĂ© par le glacier. Il forme alors une banquette ou une plaine alluviale.

Dans la plupart des cas, cette vallée est drainée par un ravin parallèle au glacier et entaillant les matériaux juxtaglaciaires. Dans le cas d’une région karstique, elle peut évoluer en une dépression fermée de karst couvert, c’est-à-dire en pseudo-poljé dont les eaux se perdent dans les versants calcaires.

Le profil en long : les verrous et les ombilics glaciaires

Le profil en long de la vallée glaciaire est plus caractéristique que le profil en travers : il montre des formes de surcreusement ou ombilics, c’est-à-dire des formes de creusement, correspondant topographiquement à des cuvettes lacustres, des petits bassins, voire des petites plaines alluviales, limitées à l’aval par une bosse, une contre-pente, un simple resserrement de la vallée ou verrou, contourné par les rivières principales. La première succession de modelés de ce genre est le cirque glaciaire, lieu de naissance du glacier.

DĂ©finition et environnement du verrou

On appelle verrou une barre rocheuse accidentant le profil en long d’une vallée glaciaire et le plus souvent située à l’aval d’un ombilic.

  • Les verrous sous la glace : lors de l’englacement, le glacier franchit les verrous par un dĂ©collement de la glace Ă  l’amont et Ă  l’aval. La rupture de pente est franchie par une sĂ©rie de crevasses et de sĂ©racs. Les eaux sous-glaciaires s’étalent Ă  l’amont, façonnant l’ombilic et creusent des gorges de verrou Ă  leurs cĂ´tĂ©s.
  • Aspect et genèse des verrous-barres : dans les zones dĂ©glacĂ©es, on peut remarquer que les verrous-barres sont de tailles variables, mais leur caractĂ©ristique est d’être Ă  l’échelle du relief environnant. Mais, ils peuvent ne correspondre qu'Ă  un simple resserrement de la vallĂ©e associĂ© Ă  une rupture de pente comme les gorges de la Poya dans la vallĂ©e de Chamonix ou les resserrements entre Ville-Vieille et Aiguilles ou entre Aiguilles et Abriès dans le Queyras). Il faut alors imaginer les ombilics beaucoup plus profondĂ©ment creusĂ©s sous le glacier qu'ils ne le sont Ă  l'Holocène après piĂ©geage de divers sĂ©diments dĂ©tritiques glaciaires, glacio-lacustres, fluvio-glaciaires, lacustres et fluviatiles. Lorsqu’ils sont monolithiques c’est-Ă -dire constituĂ©s d’une seule roche, l’origine du profil dissymĂ©trique des verrous ressort nettement, du fait de la double action de l’abrasion Ă  l’amont et du quarrying Ă  l’aval :
    • l’aspect de roches moutonnĂ©es que l’on constate Ă  l’amont du verrou est liĂ©e Ă  l’abrasion provoquĂ©e par la compression de la glace : la roche est alors lissĂ©e et striĂ©e, c’est-Ă -dire moutonnĂ©e ;
    • l’aspect dĂ©charnĂ© Ă  l’aval du verrou — profil en « marches d’escalier » — est dĂ» au quarrying, processus Ă  mettre en rapport avec l’alternance gel/ dĂ©gel sous le glacier dĂ©collĂ© du verrou ;
    • certains verrous dĂ©glacĂ©s peuvent ĂŞtre en partie ennoyĂ©s et former des Ă®les dans la mer — au large des fjords, par exemple — ou dans un lac comme les Ă®les BorromĂ©es sur le lac Majeur au large de Stresa (Italie du Nord). Dans d’autres cas, ils forment des presqu’îles Ă  l'image du roc de Chères sur le lac d'Annecy.
  • Les verrous-gradins : ce sont des discontinuitĂ©s dans un lit ou ancien lit glaciaire sans contre-pente Ă  l’amont et sans surcreusement de l’ombilic. On les trouve gĂ©nĂ©ralement Ă  l’amont des vallĂ©es glaciaires, entre les cirques et les amphithéâtres glaciaires ou Ă  l’aval des vallĂ©es suspendues pouvant alors ĂŞtre qualifiĂ©es de gradins de confluence.

Les ombilics

L’ombilic désigne une cuvette topographique située le plus souvent à l’amont d’un verrou au sein d’une vallée glaciaire. Les ombilics sont liés à l’étalement des eaux sous-glaciaires et à une vitesse moindre du glacier en amont du verrou. Ces deux phénomènes sont accentués par la stagnation éventuelle d’un culot de glace morte pendant les périodes de fonte du glacier.

Les rapports entre les verrous et les ombilics

Dans la très grande majorité des cas, les verrous sont précédés d’un ombilic. Les verrous sont façonnés sinon dans des roches dures, au moins dans des roches plus résistantes que les ombilics. Ceci est dû à l’augmentation de la pression hydrostatique à l’amont d’un obstacle qui permet l’abaissement du point de congélation et permet la fusion. Les matériaux solides présents à la base du glacier vont pouvoir pénétrer à l’intérieur du fait de la surcharge en glace.

  • Dans les roches sĂ©dimentaires hĂ©tĂ©rogènes : lorsque la lithologie est hĂ©tĂ©rogène, ce sont les couches les plus rebelles Ă  l’érosion glaciaire qui sont mises en relief (grès durs, calcaires) et les couches tendres qui sont excavĂ©es.
  • Lorsque la lithologie paraĂ®t homogène, c’est-Ă -dire que les roches sont les mĂŞmes dans le fond de l’ombilic et sur le verrou, l’érosion diffĂ©rentielle s’est appuyĂ©e sur d’autres facteurs :
    • les conditions tectoniques faisant alterner des zones de roches broyĂ©es et des zones de roches saines ;
    • la direction de l’écoulement glaciaire par rapport au pendage des couches, voire Ă  la foliation des roches.

On admet qu’un verrou n’est pas obligatoirement prĂ©cĂ©dĂ© d’un ombilic. Ainsi, le verrou de SĂ©chilienne ou Portes de l’Oisans (vallĂ©e de la Romanche), n’est prĂ©cĂ©dĂ© d’aucun ombilic. Il correspond Ă  une large bande d’amphibolites très rĂ©sistantes. L’ombilic de Vizille a un encaissement considĂ©rable (135 m en amont de la ville). Il comporte deux cuvettes (Vizille et SĂ©chilienne), sĂ©parĂ©es par le rĂ©trĂ©cissement de La Bathie. Il est creusĂ© au contact entre le massif cristallin de Belledonne et le sillon subalpin, en position monoclinale.

La genèse des verrous et des ombilics

La préservation des verrous et l’approfondissement des ombilics est donc un fait acquis, mais il faut revenir sur les conditions de leur existence et de leur façonnement.

  • Dans les hautes vallĂ©es glaciaires Ă  structure et lithologie homogènes : Ă  l’image de la haute vallĂ©e du VĂ©nĂ©on, il n’y a ni ombilic ni verrou, ni Ă©largissement du profil aux nombreux confluents. Il n’y a donc aucun rapport entre la genèse de ces formes et la puissance des anciens glaciers.
  • Dans d’autres vallĂ©es glaciaires, plus petites, Ă  structure hĂ©tĂ©rogène : comme dans les vallĂ©es de l’Eau d’Olle ou de la Bonne (Oisans), on trouve des ombilics (Grand’Maison, Valbonnais) sur des affleurements de roches tendres, fermĂ©s par des verrous (Maupas, Pas du PrĂŞtre). Ă€ Gap, le verrou est en roche peu rĂ©sistante (marno-calcaires) mais qui constitue un relatif mĂ´le de rĂ©sistance dans une dĂ©pression creusĂ©e dans les marnes noires callovo-oxfordiennes autour du dĂ´me de RĂ©mollon. Or, les glaciers surcreusent aux endroits oĂą leur Ă©coulement est lent et n’érodent que très peu lĂ  oĂą l’écoulement est rapide, car la glace est un fluide très visqueux, suivant les lois physiques gĂ©nĂ©rales qui rĂ©gissent cet Ă©tat de matière. Les expĂ©riences menĂ©es montrent ainsi qu’un fluide circulant dans un conduit avec un dĂ©bit supposĂ© constant exerce sur ses parois une pression inversement proportionnelle Ă  sa vitesse. Il y a ainsi surpression dans la section large par rapport Ă  la section Ă©troite :
    • Ă  l’amont des verrous, la glace est soumise Ă  de fortes pressions et a tendance Ă  fondre. Ces alternances engel/dĂ©gel permettent ainsi le façonnement des ombilics ;
    • Ă  l’aval des verrous, la glace est soumise Ă  des pressions plus faibles et l’eau libĂ©rĂ©e Ă  l’amont a tendance Ă  regeler, ce qui permet l’arrachement de blocs (quarrying) aux verrous.

Il suffit donc d’un rétrécissement transversal, hérité du modelé préglaciaire, pour que s’amorce le surcreusement en amont par suite des différences de pression dynamiques que le glacier exerce sur son lit. Ainsi, il n’y a pas de surcreusement possible sans rétrécissement à l’aval, comme dans la Dombes, au Nord-Est de Lyon, pourtant composées de formations tendres — « Alluvions Jaunes » ou formation lacustre du Pliocène inférieur —, envahies par les glaciers lors de la glaciation de Riss.

Synthèse

Une vallée glaciaire : la fourche sud de l'Avalanche Canyon dans le parc national de Grand Teton (État américain du Wyoming).

Le profil longitudinal d’une vallée glaciaire apparaît donc comme le résultat d’un double travail de l’érosion et de l’accumulation.

  • L’évolution des vallĂ©es en pĂ©riode glaciaire : le creusement des fonds de vallĂ©es ainsi que des bords infĂ©rieurs des versants s’effectue principalement en pĂ©riode glaciaire. Il s’accompagne d’un remblaiement morainique d’ampleur variable, constituĂ© de tills de fond puis de tills d’ablation lors de la dĂ©glaciation. Lors des pĂ©riodes de dĂ©glaciation ce modelĂ© caractĂ©ristique permet le tronçonnement de l’icestrĹ“m : les verrous sont gĂ©nĂ©ralement dĂ©glacĂ©s plus prĂ©cocement que les ombilics.
  • L’évolution des vallĂ©es en pĂ©riode interglaciaire : le remblaiement postglaciaire des fonds de vallĂ©es s’effectue notamment par des processus fluviatiles et lacustres. Les processus affectant les versants sont très variables, suivant les sites : certains sites tendent Ă  s’évaser, par Ă©croulement de pans de versants, tandis que d’autres tendent Ă  se rĂ©gulariser, par les actions pĂ©riglaciaires ou par le ruissellement. Les ombilics sont souvent remblayĂ©s par des dĂ©pĂ´ts morainiques (tills de fond), surmontĂ©s par des alluvions fluvio-glaciaires fini-glaciaires, puis lacustres et/ou fluviatiles postglaciaires. Ces matĂ©riaux proviennent de l’amont de la vallĂ©e ou des vallons et des versants perpendiculaires Ă  l’ombilic, dont la frĂ©quence et l’intensitĂ© des apports sont liĂ©s aux fluctuations climatiques. Le contrĂ´le de la sĂ©dimentation Ă  l’intĂ©rieur de l’ombilic est assurĂ© par diffĂ©rents Ă©lĂ©ments :
    • le contrĂ´le-aval, reprĂ©sentĂ© par les barrages temporaires, soumis Ă  des processus d’embâcles et de dĂ©bâcles, ces dernières pouvant ĂŞtre brutales ou non ;
    • le contrĂ´le litho-structural qui règle la prĂ©sence et la hauteur du verrou ainsi que la profondeur de l’ombilic.

En outre, ce contrôle du comblement de la sédimentation au niveau local conditionne le niveau de base, la pente de l’ombilic ainsi qu’indirectement, la géométrie des formations contenues, du fait des ruptures éventuelles de barrages qui permettent l’étagement ou la superposition des dépôts.

Le problème du surcreusement des ombilics

Le surcreusement peut se dĂ©finir comme le profond creusement d’une portion de vallĂ©e limitĂ© Ă  l’aval par une contre-pente, rĂ©sultat caractĂ©ristique des actions glaciaires. Les cuvettes laissĂ©es par les grands glaciers quaternaires sont souvent de taille et de profondeur impressionnantes. Par exemple, le LĂ©man est limitĂ© Ă  l’aval par un seuil de 310 m dont 255 m sont liĂ©s au surcreusement et 55 m au barrage morainique frontal de Laconnex-Bardonnex, Ă  l’aval de Genève (Charollais & al., 1990).

La localisation théorique des zones surcreusées

La localisation des zones surcreusées dépend de deux facteurs : la position par rapport à l’inlansdsis et les influences litho-structurales.

  • La position par rapport Ă  la calotte glaciaire ou Ă  l’inlandsis : sous les langues glaciaires et surtout sous les calottes et les inlandsis, les surcreusements sont profonds. Ces organismes glaciaires ont eu plusieurs types d’impacts sur l’évolution gĂ©omorphologique rĂ©gionale :
    • ils ont protĂ©gĂ© le relief des rĂ©gions centrales, n’ayant eu que des glaciers peu mobiles et donc peu susceptibles d’érosion ;
    • les courants glaciaires divergeant Ă  partir de la calotte centrale ont rabotĂ©, surcreusĂ© le pourtour des rĂ©gions centrales ;
    • ils ont dĂ©posĂ© divers types de matĂ©riaux morainiques et fluvio-glaciaires le long des icestrĹ“m et sur les piĂ©monts.

Cependant, les zones zurcreusées ne correspondent pas obligatoirement aux zones de fortes accumulations de masses de glace : ce phénomène, même s’il est nettement visible actuellement, apparaît davantage comme une conséquence du surcreusement que d’une véritable cause. En effet, « les variations de pression ne sont pas proportionnelles à la variation d’épaisseur de glace qui surmonte les points de mesures. La glace ne peut transmettre aucune contrainte dépassant 200 Pa, soit 2 bars » (Vivian, 1975).

  • Les influences litho-structurales : les donnĂ©es lithostructurales influent non seulement par la nature de la roche, mais encore par l’orientation des joints stratigraphiques, des fractures, des failles, des diaclases et des zones de broyage. Les glaciers tendent Ă  surcreuser dans des secteurs particuliers oĂą l’on remarque les conditions suivantes :
    • l’écoulement de la glace est lent ;
    • l’écoulement de la glace est Ă©talĂ© sur une large portion du lit ;
    • les eaux sous-glaciaires sont largement Ă©talĂ©es ;
    • Ă  ces trois phĂ©nomènes est associĂ©e l’érosion diffĂ©rentielle dans des roches plus fragiles.

Ces facteurs permettent le façonnement des ombilics par la multiplication des cycles d’alternances gel/dégel consécutifs aux variations de pression car à l’amont des obstacles, la glace est soumise à de fortes pressions et a tendance à fondre. Au contraire, lorsque la vitesse est rapide, l’érosion est limitée.

Ainsi, la cuvette du bas Grésivaudan est-elle particulièrement surcreusée, puisque l’on passe d’une vallée large à une vallée plus étroite — la cluse de Grenoble —, où la vitesse a dû être accélérée, alors que le débit était accru par les apports de la Romanche (Monjuvent, 1978). La haute Maurienne en amont du verrou de l’Esseillon est un exemple intéressant avec alternance de verrous et d’ombilics liés aux conditions litho-structurales :

  • l’ombilic de Bramans-Termignon, long de 10 km, creusĂ© dans la semelle gypsifère de la nappe des schistes lustrĂ©s. Il est en plus calquĂ© sur un accident majeur constituĂ© par la faille de Modane-Ruisseau de la Chavrière ;
  • l’ombilic de Lanslebourg, long de km, qui appartient Ă  la mĂŞme unitĂ© morphostructurale ;
  • enfin, l’ombilic de Bessans, long de km Ă©galement, est surcreusĂ© dans la nappe de schistes lustrĂ©s elle-mĂŞme.

Interprétation dynamique du surcreusement

On peut distinguer deux grands types de surcreusement : le surcreusement sous-glaciaire et le surcreusement proglaciaire.

  • Le surcreusement sous-glaciaire : c’est le dĂ©bitage de blocs Ă  l’aval des protubĂ©rances du lit, liĂ© au regel et Ă  la cavitation qui s’y produisent et ne dĂ©pend pas de l’apparition d’un fort glissement par coalescence des cavitĂ©s. L’érosion sous-glaciaire peut donc se poursuivre mĂŞme si le lit se creuse et si, corrĂ©lativement, l’épaisseur de la glace croissant, la vitesse du glissement diminue. Le polissage, par contre, est fonction de la vitesse du glissement : il est maximal au-dessus des verrous, oĂą le glacier est mince et la vitesse est très grande.

En Antarctique, les sondages et les radio-échosondages montrent que les icestroem étudiés se localisent dans des zones en creux du substratum qui sont de larges vallées en berceau évasés alternant avec des ombilics profonds et étroits. En surface, la glace se présente avec un profil longitudinal plus ou moins concave, la concavité la plus nette étant marquée par la convergence des flux de glace (Godard & André, 1999).

  • Le surcreusement proglaciaire : lorsqu’un glacier est en pĂ©riode de recul, le bedrock apparaĂ®t d’abord sur les verrous et le glacier finit par se fragmenter, isolant des culots de glace morte qui stagnent dans les ombilics. Dans ces paliers intermĂ©diaires, il n’y a plus d’avance ni de recul du front, faute d’alimentation en provenance de l’amont, ce qui provoque une alternance de pĂ©riodes de gĂ©livation frĂ©quentes, associĂ©es Ă  des pĂ©riodes d’évacuation des dĂ©bris prĂ©cĂ©demment arrachĂ©s.

La typologie des vallées glaciaires

Le rôle de la structure dans l’élaboration des vallées glaciaires est évident : les vallées glaciaires ouvertes dans des formations géologiques variées ont modelé des versants de pente et de régularité variables. Ainsi, dans le Queyras, la vallée du Guil oppose nettement deux domaines :

  • Ă  l’amont, une vallĂ©e en « V », très Ă©vasĂ©e, dans les schistes lustrĂ©s piĂ©montais. Les sollicitations de la structure se lisent dans la dissymĂ©trie des vallĂ©es perpendiculaires ;
  • Ă  l’aval, une vallĂ©e très Ă©troite — les gorges du Guil — dans les calcaires des nappes briançonnaises.

Dans les roches résistantes

Les trois grands types de roches résistantes réagissent différemment aux contraintes tectoniques qui auront un effet sur l’érosion glaciaire ultérieure.

  • Les calcaires massifs : les calcaires massifs ont des directions de fractures Ă©videntes et donnent ainsi souvent des vallĂ©es glaciaires bien calibrĂ©es. La Lauterbrunnental (Oberland bernois), creusĂ©e dans les calcaires rĂ©sistants de la nappe du Wildhorn, montre des Ă©paulements (Wengen, MĂĽrren), correspondant au toit des calcaires, des cascades (Staubach et TrĂĽmmelbach) et des couloirs d’avalanches fossiles sur les flancs. Les vallons glacio-karstiques correspondent Ă  d’anciennes vallĂ©es glaciaires creusĂ©es dans les calcaires et plus ou moins surcreusĂ©es en amont des verrous. Le lac de Flaine (massif du Giffre), situĂ© 84 m sous le col du Cou, est un bel exemple de lac glacio-karstique, ayant Ă©voluĂ© en poljĂ© Ă  l’intĂ©rieur d’une vallĂ©e de ce type. Ses eaux se perdent dans le plancher hauterivien.
  • Les roches cristallines homogènes : dans ces types de roches, le rĂ©seau de fractures est très dense et le plus souvent, les fractures très localisĂ©es (lignes de failles) s’expriment par des parois raides ou subverticales (vallĂ©e du VĂ©nĂ©on). Cependant, les vĂ©ritables auges sont assez rares.
  • Les roches Ă  plan de schistositĂ© très marquĂ©es : dans les gneiss ou les schistes cristallins, les vallĂ©es glaciaires montrent gĂ©nĂ©ralement des formes de vallĂ©es souvent plus Ă©vasĂ©es, sauf lorsque la foliation est verticale ou subverticale (vallĂ©e de Chamonix). Dans le cas des vallĂ©es glaciaires creusĂ©es dans des roches rĂ©sistantes, creusĂ©es essentiellement par abrasion, l’évolution postglaciaire du modelĂ© des versants s’effectue sous la double contrainte lithologique (roches rĂ©sistantes) et topographique (extrĂŞme raideur des parois) :
    • la dĂ©compression postglaciaire des versants permis l’existence d’écroulements de toutes tailles ;
    • la torrentialitĂ© ne s’exprime rĂ©ellement que dans des zones très fracturĂ©es ou au contact de deux ensembles lithologiques (bassin du Bourg-d’Oisans) ;
    • les couloirs d’avalanches reprĂ©sentent le modelĂ© le plus caractĂ©ristique. Les cĂ´nes d’avalanches se localisent ainsi Ă  des altitudes relativement basses dans les massifs cristallins des Alpes (Oisans, Mont-Blanc).

Dans les roches relativement meubles

Dans ces types de roches (flyschs, marnes, schistes, micaschistes), les vallées sont larges, évasées et les interfluves sont des reliefs mous aux formes très émoussées, où le fond n’est guère mieux creusé que dans les roches résistantes. Lorsque le pendage général est perpendiculaire à l’axe de la vallée, les deux versants sont nettement dissymétriques, à l’image de la vallée de l’Aigue Agnelle (Queyras schisteux). La gamme étendue des formes et formations que l’on peut relier à l’évolution postglaciaire du modelé des versants n’est que le reflet de la variété des conditions litho-structurales.

Dans les roches sédimentaires à faciès contrastés

Les versants enregistrent ces variations de duretĂ© sous formes d’escarpements et de replats structuraux, plus ou moins bien dĂ©gagĂ©s lors du passage du glacier. Le versant occidental du GrĂ©sivaudan, dans la partie orientale de la Grande-Chartreuse montre ainsi un replat structural très net au niveau du plateau des Petites Roches (entre 900 et 1 050 m d’altitude), correspondant Ă  l’affleurement des calcaires tithoniques. Comme dans le cas prĂ©cĂ©dent, l’évolution postglaciaire du modelĂ© des versants est variĂ©e, du fait de la mosaĂŻque litho-structurale.

L’interprétation des vallées glaciaires

Les vallées glaciaires correspondent à d’anciennes vallées fluviales dont les eaux courantes avaient mis à profit les faiblesses structurales. La plupart de ces anciennes vallées ont pu être creusées dès l’Oligocène (Monjuvent, 1978).

D’anciennes vallées fluviales

Les vallées glaciaires ont été rectifiées ou réaménagées par le passage des glaciers et sont souvent plus amples, rectilignes et lissées. Ainsi, la vallée de Chamonix est une « dépression structurale guidée par l’érosion », où les terrains sédimentaires du synclinal liasique, pincés entre les deux écailles cristallines du Mont Blanc et des Aiguilles Rouges ont pu facilement être déblayés (Veyret, 1959).

Le rĂ´le des zones de faiblesse structurale

Les vallées glaciaires sont localisées sur des zones de faiblesse structurales. C’est notamment le cas dans la plupart des vallées du massif du Mont-Blanc ou des fjords norvégiens, qui ne sont que des vallées glaciaires envahies par la mer. Les conditions tectoniques interviennent également dans le tracé des vallées affluentes, on l’a vu, ainsi que dans le tracé des vallées principales. Elles expliquent les tracés rectilignes et les coudes, à l’image de la vallée du haut Rhône de Gletsch au Léman, ou le coude de Martigny.

Notes et références

  1. (fr) Claude Beaudevin, « Les vallées glaciaires : profil en travers », sur geoglaciaire.net, Les paysages glaciaires,
  2. Les alluvions fini-glaciaires sont des dépôts morainiques abandonnés par les glaciers du Quaternaire.
  3. Louis Lliboutry, Traité de glaciologie, Masson et Cie, , p. 685.
  4. (fr) Claude Beaudevin, « Les épaulements », sur geoglaciaire.net, Les paysages glaciaires,
  5. (fr) Claude Beaudevin, « Gradins de confluence », sur geoglaciaire.net, Les paysages glaciaires,

Annexes

Bibliographie

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  • G. Monjuvent, Le Drac. Morphologie, stratigraphie et chronologie quaternaires d’un bassin alpin, Grenoble, Inst. Dolomieu-CNRS Ă©d., 1978, 431 p.
  • F. Taillefer, « Paysages glaciaires et pĂ©riglaciaires », In EncyclopĂ©die de la PlĂ©iade, publiĂ©e sous la direction de R. Queneau, GĂ©ographie gĂ©nĂ©rale, N.R.F., Paris, Gallimard, 1966, p. 509-608.
  • J. Tricart, « GĂ©omorphologie climatique », In PrĂ©cis de GĂ©omorphologie, t. 3, 1981, 313 p.
  • P. & G. Veyret, Au cĹ“ur de l’Europe, les Alpes, Paris, Flammarion, 1967, 546 p.
  • P. Veyret, « L’épaulement de la vallĂ©e glaciaire », Revue de gĂ©ographie alpine, 56, no 1, 1968, p. 43-64.
  • P. Veyret, « L’auge de Chamonix : une vallĂ©e glaciaire d’un type particulier », Revue de gĂ©ographie alpine, vol. 58, no 4, 1969, p. 559-570.
  • R. Vivian, Les glaciers des Alpes occidentales, Grenoble, Imp. Allier, 1975, 513 p.

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