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L'édification des cônes de déjection en zone de montagne : intérêts paléoenvironnemental et hydrogéologique, contribution typologique [ Building of alluvial fans in mountain regions palaeoenvironmental and hydrogeological interest, contribution to a typology.] - article ; n°4 ; vol.14, pg 253-263

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Quaternaire - Année 2003 - Volume 14 - Numéro 4 - Pages 253-263
Alluvial fans represent a fundamental element of mountain valley landscapes From a detailed study of two alluvial fans of the Isere and Savoie Alps, based on geomorphology, geology and hydrogeology, we could give precise details about the alluvial fans building and their hydrogeological behaviour. Then, we made some considerations about introducing new parameters for a typology of alluvial fans of mountain regions.
By studying both the alluvial fan sediments from a lateral valley and those from the main valley, we can know their spatial position, and consequently their internal constitution, and it's possible to build the relative chronology of sedimentary valley fillings. Next, simple sedimentation models can be built for each fans pattern, and their hydrogeological working can be approached, by separating the aquiferouses.
From now on, the typology of the alluvial fans of mountain regions can be extended, by using not only sediment transport modalities by torrents but also the way the sedimentary deposits are distributed in the valley and their aquiferous capacity.
Les cônes de déjection constituent un élément fondamental du paysage des vallées de montagne. Une étude détaillée de deux cônes de déjection des Alpes d'Isère et de Savoie, basée sur des entrées géomorphologiques, géologiques et hydrogéologiques, a permis d'apporter des précisions sur les modalités de formation des cônes de déjection et sur leur comportement hydrogéologique. Ceci a conduit à mener une reflexion rapide sur l'introduction de nouveaux critères pour la typologie des cônes de déjection en regions de montagne.
En associant les sédiments d'un cône de déjection issus d'une vallée latérale à ceux de la vallée principale, on peut appréhender l'agencement spatial des formations, en déduire leur constitution interne et établir la chronologie relative de la mise en place des corps sédimentaires. II est ensuite possible de construire des modèles simples de sédimentation, propres à chaque famille typique de cônes, qui respectent la chronologie des dépôts et montrent l'organisation spatiale des ensembles sédimentaires. Ces modèles schématiques permettent d'isoler les reservoirs potentiels. En y ajoutant les éléments de la recharge des aquifères, on peut cerner les modalités de leur fonctionnement hydrogéologique.
Il apparaît désormais judicieux d'étendre la typologie des cônes de déjection de montagne, qui sera basée non seulement sur les modalités du transport des sédiments par un torrent, mais aussi sur l'agencement des unités sedimentaires au sein d'une vallée, voire sur les capacités aquifères des sédiments.
11 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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Published 01 January 2003
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François Amelot
Jean Jacques Delannoy
Gérard Nicoud
L'édification des cônes de déjection en zone de montagne :
intérêts paléoenvironnemental et hydrogéologique, contribution
typologique [ Building of alluvial fans in mountain regions
palaeoenvironmental and hydrogeological interest, contribution
to a typology.]
In: Quaternaire - Volume 14 - Numéro 4 - 2003. pp. 253-263.
Citer ce document / Cite this document :
Amelot François, Delannoy Jean Jacques, Nicoud Gérard. L'édification des cônes de déjection en zone de montagne : intérêts
paléoenvironnemental et hydrogéologique, contribution typologique [ Building of alluvial fans in mountain regions
palaeoenvironmental and hydrogeological interest, to a typology.]. In: Quaternaire - Volume 14 - Numéro 4 - 2003.
pp. 253-263.
doi : 10.3406/quate.2003.1746
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/quate_1142-2904_2003_num_14_4_1746Abstract
Alluvial fans represent a fundamental element of mountain valley landscapes From a detailed study of
two alluvial fans of the Isere and Savoie Alps, based on geomorphology, geology and hydrogeology, we
could give precise details about the alluvial fans building and their hydrogeological behaviour. Then, we
made some considerations about introducing new parameters for a typology of alluvial fans of mountain
regions.
By studying both the alluvial fan sediments from a lateral valley and those from the main valley, we can
know their spatial position, and consequently their internal constitution, and it's possible to build the
relative chronology of sedimentary valley fillings. Next, simple sedimentation models can be built for
each fans pattern, and their hydrogeological working can be approached, by separating the
aquiferouses.
From now on, the typology of the alluvial fans of mountain regions can be extended, by using not only
sediment transport modalities by torrents but also the way the sedimentary deposits are distributed in
the valley and their aquiferous capacity.
Résumé
Les cônes de déjection constituent un élément fondamental du paysage des vallées de montagne. Une
étude détaillée de deux cônes de déjection des Alpes d'Isère et de Savoie, basée sur des entrées
géomorphologiques, géologiques et hydrogéologiques, a permis d'apporter des précisions sur les
modalités de formation des cônes de déjection et sur leur comportement hydrogéologique. Ceci a
conduit à mener une reflexion rapide sur l'introduction de nouveaux critères pour la typologie des cônes
de déjection en regions de montagne.
En associant les sédiments d'un cône de déjection issus d'une vallée latérale à ceux de la vallée
principale, on peut appréhender l'agencement spatial des formations, en déduire leur constitution
interne et établir la chronologie relative de la mise en place des corps sédimentaires. II est ensuite
possible de construire des modèles simples de sédimentation, propres à chaque famille typique de
cônes, qui respectent la chronologie des dépôts et montrent l'organisation spatiale des ensembles
sédimentaires. Ces modèles schématiques permettent d'isoler les reservoirs potentiels. En y ajoutant
les éléments de la recharge des aquifères, on peut cerner les modalités de leur fonctionnement
hydrogéologique.
Il apparaît désormais judicieux d'étendre la typologie des cônes de déjection de montagne, qui sera
basée non seulement sur les modalités du transport des sédiments par un torrent, mais aussi sur
l'agencement des unités sedimentaires au sein d'une vallée, voire sur les capacités aquifères des
sédiments.Quaternaire, 14, (4), 2003, p 253-263
L'EDIFICATION DES CÔNES DE DEJECTION
EN ZONE DE MONTAGNE :
INTÉRÊTS PALÉOENVIRONNEMENTAL ET HYDROGÉOLOGIQUE,
CONTRIBUTION TYPOLOGIQUE
François AMELOT*, Jean- Jacques DELANNOY* et Gérard NICOUD*
RÉSUMÉ
Les cônes de dejection constituent un élément fondamental du paysage des vallées de montagne Une étude détaillée de deux cônes de déjection
des Alpes d'Isère et de Savoie, basée sur des entrees geomorphologiques, géologiques et hydrogeologiques, a permis d'apporter des précisions sur les
modalités de formation des cônes de déjection et sur leur comportement hydrogéologique. Ceci a conduit à mener une reflexion rapide sur l'introduction
de nouveaux critères pour la typologie des cônes de déjection en regions de montagne.
En associant les sediments d'un cône de dejection issus d'une vallée latérale à ceux de la vallée principale, on peut appréhender l'agencement
spatial des formations, en déduire leur constitution interne et établir la chronologie relative de la mise en place des corps sedimentaires II est ensuite
possible de construire des modèles simples de sedimentation, propres à chaque famille typique de cônes, qui respectent la chronologie des dépôts et
montrent l'organisation spatiale des ensembles sedimentaires Ces modèles schématiques permettent d'isoler les reservoirs potentiels En y ajoutant les
éléments de la recharge des aquifères, on peut cerner les modalités de leur fonctionnement hydrogeologique.
Il apparaît désormais judicieux d'étendre la typologie des cônes de dejection de montagne, qui sera basée non seulement sur les modalités du
transport des sédiments par un torrent, mais aussi sur l'agencement des unités sedimentaires au sein d'une vallée, voire sur les capacités aquifères des
sediments.
Mots-clés : Cône de dejection, enregistrement sedimentaire, paleo-environnements, relation cône de dejection - plaine alluviale, aquifère, Alpes,
France.
ABSTRACT
BUILDING OF ALLUVIAL FANS IN MOUNTAIN REGIONS • PALAEOENVIRONMENTAL AND HYDROGEOLOGICAL INTEREST, CON
TRIBUTION TO A TYPOLOGY
Alluvial fans represent a fundamental element of mountain valley landscapes From a detailed study of two alluvial fans of the Isere and Savoie
Alps, based on geomorphology, geology and hydrogeology, we could give precise details about the alluvial fans building and their hydrogeological
behaviour Then, we made some considerations about introducing new parameters for a typology of fans of mountain regions.
By studying both the alluvial fan sediments from a lateral valley and those from the main valley, we can know their spatial position, and conse
quently their internal constitution, and it's possible to build the relative chronology of sedimentary valley fillings. Next, simple sedimentation models
can be built for each fans pattern, and their hydrogeological working can be approached, by separating the aquiferouses.
From now on, the typology of the alluvial fans of mountain regions can be extended, by using not only sediment transport modalities by torrents
but also the way the sedimentary deposits are distributed in the valley and their aquiferous capacity.
Key-words : Alluvial fan, sedimentary record, palaeoenvironments, alluvial fan / alluvial plain relationships, aquiferous, Alps, France.
* Laboratoire EDYTEM, CNRS FRE 2641, Université de Savoie, 73376 LE BOURGET DU LAC, France
Mél francois amelot@umv-savoie fr , delannoy@umv-savoie fr , gerard mcoud@univ-savoie fr
Manuscrit reçu le 08/04/2003, accepte le 20/09/2003 254
- les sédiments représentent un empilement de couches INTRODUCTION
sédimentaires, c'est-à-dire une séquence potentielle d'in
formations ; Depuis le retrait des derniers grands glaciers des val
- l'agencement spatial des formes, c'est-à-dire l'étage- lées alpines, les dynamiques de versant, dont les dyna
ment et l'emboîtement des unités sédimentaires, permet miques torrentielles et fluviatiles, ont contribué au rem
d'isoler les phases d'activité du torrent et de reconstituer plissage des vallées de montagne. Les cônes de déjection
les variations du niveau de base de la vallée. se situent à la charnière entre ces dynamiques, car leurs
Le comportement hydrogéologique des cônes de déjecsédiments, préparés par des facteurs propres au versant
tion des vallées de montagne ne peut être appréhendé eff(gravité, climat, activité biologique, lithologie et struc
icacement si l'on considère le cône (ou le delta associé) de ture des roches) s'édifient grâce à l'action des eaux cou
façon isolée. Il convient donc de le replacer dans son conrantes (Campy et Macaire, 1989). Les cônes de déjec
texte environnemental, c'est-à-dire qu'il faut prendre en tion et les deltas qui leur sont souvent associés dans les
compte à la fois son bassin versant et la vallée principale vallées glaciaires représentent des réservoirs potentie
dans laquelle il se construit. Cette approche globale se llement aquifères très intéressants. Ils participent pour
base sur l'étude des relations existant entre les sédiments beaucoup à l'alimentation en eau potable de certaines
du cône, son bassin versant (pour l'alimentation en eau grandes villes alpines.
et la fourniture de matériaux divers) et les sédiments de Nous allons considérer le rôle de piège sédimentaire
la vallée (pour d'éventuelles interconnexions entre aquijoué par ces cônes et leur capacité d'enregistrement des
fères). Il faut donc autant que possible qualifier les sédsignaux paléo-environnementaux. De même, nous étu
iments (nature, perméabilité, granulométrie, agencement dierons les implications hydrogéologiques des cônes de
des ensembles sédimentaires) et appréhender la recharge déjection replacés dans leur contexte environnemental,
des aquifères. Ceci permet d'approcher quantitativement à l'échelle des vallées alpines. Enfin, nous proposerons
la ressource en eau potentielle des cônes de déjection. quelques éléments de réflexion relatifs à l'établissement
d'une typologie des cônes de déjection fondée sur des
ÉTUDE DE DEUX CÔNES DE DÉJECTION critères chronologiques et hydrogéologiques originaux.
DANS LES ALPES D'ISÈRE ET DE SAVOIE Pour cela, ce travail se basera sur l'étude précise de
deux cas : le cône du Cernon à Chapareillan (Isère,
Nous avons choisi d'étudier deux cônes de déjection France) et celui du Dréron à La Chapelle (Savoie, France)
aux morphologies très différentes, situés dans des mass(Amelot, 2002). ifs aux caractéristiques géologiques éloignées et pour
lesquels nous pouvions disposer de données profondes OBJECTIFS ET CADRE DE L'ÉTUDE
issues de forages, au sein du cône ou à proximité (fig. 1).
Le cône du Cernon à Chapareillan (Isère) présente un En zone de montagne, les cônes de déjection et parfois
emboîtement de formes peu habituel, en bordure du Gré- les deltas lacustres sous-jacents sont édifiés au débouché
sivaudan. Un forage en partie carotté y a été réalisé pour d'un torrent dans une vallée façonnée par les glaciers
le compte de la société RFF, dans le cadre des campaet souvent, au départ, occupée par un lac d'ombilic.
gnes de reconnaissance pour la future ligne ferroviaire de Leurs sédiments sont issus exclusivement d'un bassin fret Lyon - Turin. Il représente une source d'informations versant torrentiel. Ils ont été transportés soit par le tor
profondes très intéressantes, pouvant renseigner directrent, soit dans certains cas lors d'événements catastrophi
ement sur la structure interne du cône. ques (écroulements, glissements) qui apportent brutal
Le site du cône de La Chapelle a été choisi pour sa ement des volumes importants de matériaux sur les cônes,
morphologie spectaculaire. Il s'agit en effet du plus gros qui sont alors composites. Ceci implique une grande
cône torrentiel de la basse Maurienne et il barre presque hétérogénéité dans les sédiments.
entièrement la vallée (Marnézy, 1999). Des reconnaisAinsi, la sédimentation sur le cône de déjection reflète
sances par forage ont été effectuées à l'amont du cône le fonctionnement du torrent et le pouvoir sédimento-
pour EDF et pour la construction de l'autoroute de Maurgène du versant. Elle enregistre l'évolution des dynami
ienne. ques érosives et de transport affectant le bassin versant.
Les sédiments déposés sous forme de cônes représentent
1 - LE CÔNE DU CERNON (CHAPAREILLAN, donc a priori un stock potentiel d'informations locales,
ISÈRE) à l'échelle du bassin versant ou du massif montagneux,
dans la mesure où l'on peut interpréter sans trop de diff
Le cône du Cernon est situé en bordure orientale du icultés les faciès sédimentaires. L'étude de plusieurs cônes
massif de la Chartreuse, à l'aplomb du Mont Granier représente un intérêt plus général, dans la perspective
(1933 m). Son bassin versant est composé de deux partd'aborder les variations paléoclimatiques locales en com
ies. En dessous de 1500 m et à l'aval des escarpements plément d'autres méthodes (étude de sédiments lacustres,
calcaires du Granier, le bassin est pentu, bien hiérarchisé de carottes de glace, de spéléothèmes, etc.).
et très classique, avec un bassin de réception des préciOn peut attendre trois types d'informations paléo-env
pitations et un chenal d'écoulement (entre 600 et 350 m ironnementales des cônes de déjection :
d'altitude). La surface de ce sous-bassin est de 4,19 km2. - les sédiments ont fossilisé la topographie initiale de la
Le bassin versant topographique englobe une partie du vallée : on peut donc retrouver la morphologie antérieure
plateau calcaire d'altitude de l'Alpette-Granier (entre du site ; 255
Fig. 1 : Situation géographique des deux sites étudiés. Délimitation des cônes de déjection du Cernon (1), du Dréron (2) et de leurs bassins
versants, situation des forages.
Fig I Location of the two study sites Delimitation of the Cernon (I) and the Dreron alluvial fans and their watershed, location of the boreholes
et de graviers fluviatiles attribués à un cours de l'Isère 1500 et 1931 m) et le sous-bassin précédent. La surface
totale de ce bassin versant topographique est alors de antérieure à la dernière glaciation. L'ensemble témoigne
6,78 km2 dont plus du tiers est constitué par les surfaces du comblement du lac du Grésivaudan au cours du retrait
d'altitude caractérisées par la présence d'un karst bien glaciaire rissien.
Enfin, au niveau de la vallée actuelle de l'Isère, des développé.
A 1160 m coule la source pérenne du Cernon. Le alluvions limoneuses métriques recouvrent des graviers
de l'Isère chenalisés dans des sédiments fins limono- Cernon est le seul ruisseau permanent de ce bassin. Il
se jette dans l'Isère à l'aval de Chapareillan, vers 250 m sableux du paléo-lac d'âge wùrmien, lui-même emboîté
d'altitude. Son bassin d'alimentation karstique s'étend à dans les sédiments de retrait glaciaire rissien (Nicoud et
la totalité du synclinal perché de l'Alpe ; la surface du Fudral, 2002).
bassin versant hydrogéologique est de 12,7 km2. La plu Les matériaux du cône de déjection, des graviers dans
viométrie y est importante, de l'ordre de 2200 mm par an une matrice sablo-limoneuse avec parfois des blocs plus
vers 1700 m d'altitude (Bozonnat, 1980). imposants, recouvrent les sédiments morainiques et all
En ce qui concerne la géologie du substratum, le rebord uvionnaires isérois au niveau de Chapareillan sur 3,2 km2.
Le Cernon recoupe toutes les formations infra urgo- subalpin présente depuis le haut un puissant synclinal
(celui du Granier-Aulp du Seuil) constitué de calcaire niennes perpendiculairement aux structures et plus de
urgonien. En dessous se trouvent des marnes et des cal 50 % de la surface de son bassin versant topographique
caires marneux du Valanginien/Berriasien, qui forment est constituée par des calcaires massifs (fig. 2).
une série hectométrique. Plus à l'aval, le ressaut inte Une étude géomorphologique et cartographique des
rmédiaire qui soutient le plateau des Petites Roches est dépôts a permis d'identifier six stades d'alluvionnement
constitué d'une barre de calcaires tithoniques qui repose successifs, clairement emboîtés les uns dans les autres,
sur les marno-calcaires et des marnes schisteuses du Lias dont le schéma de fonctionnement est le suivant : le stade
n est encaissé à l'amont dans le stade n-1 alors qu'il le (Terres Noires).
recouvre à l'aval. Ces différents stades sont parfois sépaD'épais recouvrements morainiques argilo-caillouteux
rés par un talus (fig. 3). L'inclinaison moyenne des fosont appuyés sur le talus marneux sur une superficie
de 0,3 km2. Des éboulis nappent les pentes au-dessous rmations va en diminuant fortement des plus anciennes
des corniches calcaires de l' Urgonien et du Tithonique. (stade 360 : pente de 7 à 8°) vers les plus récentes (stade
Vers le bas du bassin versant, affleurent des « alluvions 310 : pente de 2°). Ils ont été nommés en fonction de
anciennes » infra-morainiques (Bourdier, 1961 ; Nicoud, leur étagement altitudinal, la côte donnée pour chaque
stade correspondant à l'altitude moyenne de sa surface 1981 ; Hanss, 1982) surconsolidées constituées d'argiles
et de silts laminés à faciès Eybens, de sables graveleux résiduelle. Les stades 360 et 350 sont haut perchés par 256
Fig. 2 : Proportion de chaque formation géologique par rapport à
la surface du bassin versant du ruisseau du Cernon.
Fig 2 Relative contribution of the different geological formations in
the Cernon watershed
rapport au cours actuel du torrent, alors que le stade le
plus bas (310) est peu pentu et très étendu. Il est séparé
du stade 320 par un imposant talus qui montre une inci
sion brutale du torrent. Il s'agit du stade le plus récent. 4-6
Ainsi, le torrent du Cernon s'est encaissé de près de
60 m, au niveau de l'apex, depuis les premiers dépôts.
Cône Fig. 4 : de Schéma déjection, des (2) relations : Alluvions entre le iséroises cône du actuelles Cernon et l'Isère. sub-actuel- (1) : Il s'est progressivement déplacé vers le nord en dépo
sant les stades successifs et on retrouve les dépôts les les, (3) : Extension maximale possible du cône de déjection, (4) :
plus anciens perchés au sud. Ceci souligne des variations Paléo-chenaux de l'Isère, (5) : Versants, (6) : Forage.
Fig 4 Schematic relationships between the alluvial fan of the Cernon importantes de son niveau de base, en relation avec les and the Isère river (I) Alluvial fan, (2) Modern alluvial deposits modifications du niveau du paléolac wurmien du Grési- of the Isère river, (3) Maximum theoretic extension of the fan, (4)
vaudan et les divagations de l'Isère. Palaeochannels of the here river, (5) Valley sides, (6) Borehole
A partir de photos aériennes et de la carte géologique
du secteur, il a été possible de retracer les anciennes posi Toute la partie orientale du cône a été entaillée par
tions de l'Isère dans sa plaine alluviale. Ceci permet de l'Isère, comme le montre la présence d'un talus de 5 à
reconstituer les rapports de force passés entre le cône et 10 m de haut. Si l'on considère la position des paléo
la rivière (fig. 4) et de cerner leurs positions relatives. chenaux de rive gauche de l'Isère, nous envisageons une
extension des sédiments du cône de déjection beaucoup
plus orientale que leur limite actuelle. Ceci souligne l'im
portance et la complexité de la relation cône - vallée
principale dans la construction du cône de déjection.
Nous disposons pour le cône du Cernon d'un forage
de plus de 100 m (SC 657), carotté sur les 75 premiers
mètres, réalisé dans le cadre des études préliminaires à
la réalisation de la ligne ferroviaire de fret vers l'Italie.
Sur 100 m, le remplissage est constitué de matériel allu
vial grossier à rares intercalations limono-argileuses. Le
forage, bien que situé dans la zone apicale, donc près du
versant, n'a pas recoupé le substratum. Aucun paléosol
ou niveau organique n'a été trouvé et la qualité des carot
tes extraites de formations pas ou peu indurées comme
les alluvions torrentielles n'a pas permis ici de repérer de
niveaux particuliers ni de faire des distinctions de faciès
pertinentes. Le forage ayant eu lieu à la surface du stade
350, près de la limite avec le stade 360, il ne permet pas
de recouper les autres stades emboîtés et déposés lat
éralement. Néanmoins, les carottes extraites donnent des
informations globales sur la granulométrie et la nature \ 0 V 250>;r500m I^L, Tl0«
des sédiments, ainsi que sur la piézométrie de la nappe,
Cône 360 ■i Cône 350 dont le toit est à 25 m de profondeur (Nicoud et Fudral,
Cône 330 IÎ3 Cône 320 Cône 310 2002).
Une seule coupe de terrain a pu être observée dans le Fig. 3 : Carte des dépôts du complexe torrentiel du Cernon et iden
ravin du Cernon, vers 330 m d'altitude, près de la piste de tification des 6 stades d'alluvionnement.
l'usine électrique EDF. Elle présente sur un front de 4 m Fig 3 Map of the alluvial deposits of the Cernon and identification of
the six alluvial stages une stratification oblique entrecroisée de cailloutis dans 257
une matrice sableuse, avec des lentilles de sables hmono- al, 2002) et permet la sédimentation du stade 310, très
argileux. Ce dépôt correspond à une période d'allu- étendu mais très peu pentu.
vionnement relativement calme, car les matériaux sont Des travaux récents montrent que, outre le Petit Âge
bien classés, les plus gros étant de taille centimétrique. Glaciaire, la dernière phase d'intense activité torrentielle
Ceci montre que le torrent a apporté une partie des sédi qu'ont connu les Alpes Occidentales date de la période
ments par charriage. Ces sédiments appartiennent au allant du Dryas récent au Boréal (11 000 à 8000 BP)
stade 330 m. Un affleurement très défraîchi, à l'Ouest (Jorda et Rosique, 1994 ; Bravard et Petit, 1997 ; Bal-
du hameau de La Meunière (commune de Chapareillan), landras, 1997). Nous proposons donc de considérer que
montre de gros blocs arrondis (diamètre de l'ordre de le stade 310 s'est mis en place au Boréal. Le cône n'a
50 cm) de natures diverses, avec notamment la présence semble-t-il pas connu d'activité particulière lors du Petit
de blocs calcaires et d'autres cristallins provenant du Âge de Glace. Ainsi, le cône du Cernon serait relativ
démantèlement des moraines dans le bassin versant, ement ancien et n'aurait pas connu d'activité suffisante
appartenant aussi au stade 330 m. On doit donc considér pour édifier un nouveau stade depuis 8000 ans environ.
er qu'une large gamme granulométrique peut être ren D'un point de vue hydrogéologique, le cône du Cernon
contrée au sein de chaque stade, ce qui peut ici corres apparaît comme un cône perché au dessus de la vallée de
pondre à un fonctionnement mixte du torrent (à charriage l'Isère. On peut considérer que les sédiments sont relat
et à laves torrentielles). ivement homogènes à l'échelle du cône, comme le montre
Ainsi, l'emboîtement des formes du Cernon, mis en le forage, c'est-à-dire qu'il n'y a pas suffisamment de dif
rapport avec les variations du niveau de base, permet de férences au sein du dépôt pour pouvoir considérer plu
proposer une chronologie relative de la mise en place du sieurs réservoirs. L'aquifère est contenu dans les sédi
complexe sédimentaire, basée sur la puissance des talus ments du cône, qui fossilisent une ancienne vallée paral
séparant les stades. En effet, les talus les plus imposants lèle à l'Isère. Ainsi, seule la partie inférieure du remplis
marquent les changements les plus radicaux du niveau de sage est aquifère (Nicoud et Fudral, 2002). Ceci nous
base pour le cône. Cette approche conduit à proposer un permet de proposer un modèle schématique simple per
découpage chronologique en trois épisodes (fig. 5) : mettant de cerner les modalités de la recharge de cet
- (1) : édifiés dès le retrait du glacier, les stades 360 aquifère (fig. 6).
et 350 montrent un ajustement progressif de la pente du La recharge de l'aquifère contenu dans les sédiments
cône à un environnement en marge du lac précoce du du cône, qui est perché et isolé de la vallée alluviale
Grésivaudan, de cote voisine de 250 m comme en témoi de l'Isère par les formations lacustres imperméables de
comblement du lac wurmien et par les banquettes d'allu- gnent les sédiments fins lacustres rencontrés en forages
dans la vallée. La pente de ces deux unités reste voisine vions anciennes surconsolidées, est ici uniquement assu
de 7°. Les dépôts fossilisent une petite vallée parallèle à rée par l'infiltration du torrent du Cernon et par les préci
la vallée de l'Isère, entre le versant tithonique et la ban pitations sur le cône. Le drainage est réalisé par le Cernon
quette d' alluvions anciennes de Cotagnier - La Gâche ; à l'aval qui récupère une bonne part des eaux souterrai
- (2) : au Boiling, (13 000 Before Present) le seuil du nes. Dans le cas présent, ce sont les eaux issues du cône
lac d'ombilic s'abaisse de 12 à 20 m à Rovon (Monjuvent de déjection qui alimentent la nappe d'accompagnement
et Nicoud, 1987), alors que le lac est déjà partiellement de la rivière Isère.
comblé. L'Isère s'encaisse dans les sédiments lacustres,
2 - LE CÔNE DE LA CHAPELLE (MAURIENNE, ici sableux, ce qui engendre une importante baisse du
niveau de base pour le cône : les stades 340, 330 puis 320 SAVOIE)
se mettent en place, en s 'emboîtant dans les stades précé
dents. Les dépôts sont de moins en moins inclinés ; Le cône de la Chapelle est situé dans la basse vallée
- (3) : enfin, le niveau de base remonte grâce à l'alluvion- de la Maurienne, en rive droite de l'Arc et à l'extrême
nement de l'Isère (graviers sableux chenalisés) (Nicoud et sud-ouest du massif de la Lauzière (fig. 1). Il sépare
Fig. 5 : Evolution schématique des dépôts torrentiels du Cernon et de la vallée de l'Isère. (1) : Cônes de déjection (stades 360 à 310), (2) : Lac,
(3) : Alluvions iséroises, (4) : Substratum indifférencié, (5) : Talus.
Fig 5 Schematic evolution of the alluvial deposits of the Cernon and the Isère valley (I) Alluvial fans (stages 360 to 310), (2) Lake, (3) Sediments
of the Isère river, (4) Undifferenciated bed rock, (5) Slope 258
B) m ENE
_800
_600
.400
.200
_0
5 de N-~ 7 .-200
Fig. 6 : Coupe géologique transversale de la vallée de l'Isère au niveau du cône du Cernon et interprétation hydrogéologique (voir localisation
sur la fig. 4). (1) : Cône de déjection (stades indifférenciés), (2) : Alluvions récentes de l'Isère, (3) : Remplissage du lac wûrmien du Grésivaudan,
(4) : Moraine de fond wiirmienne, (5) : Alluvions anciennes de l'Isère, (6) : Substratum rocheux indifférencié, (7) : Niveau piézométrique, (8) :
Alimentation par le Cernon.
Fig 6 • Transverse geological cross section of the Isère valley and the Cernon alluvial fan with hydrogeological interpretation (see location on fig 4)
(I) Alluvial fan (undifferenciated stages) , (2) Modern alluvial deposits of the Isère river, (3) Filling of the wurmian lake of the Gresivaudan, (4)
Wurmian basal till, (5) Old alluvial deposits of the Isère river, (6) Undifferenciated bed rock, (7) Water saturation level, (8) Feeding by the Cernon
torrent
en deux parties l'ombilic d'Epierre-St-Rémy (Marnézy, Le remplissage de l'ombilic de St-Rémy-de-Maurienne
1999), dont le paysage est marqué par les cônes de déjec a été reconnu partiellement sur plus de 117 m par
tion (fig. 7). des forages qui n'ont pas atteint le fond de l'ombilic,
Le cône rejoint l'Arc vers 400 m d'altitude. Le bassin sans doute comblé par des sédiments lacustres précoces
versant de 3,5 km2 culmine au Grand Mas, à 2237 m. Il
est escarpé et présente un réseau hydrographique assez
peu évolué, encaissé dans des ravins. Les écoulements
permanents se limitent au Dréron et à la partie inférieure
du vallon contigu de la Dreyère.
La morphologie de ce cône est spectaculaire et ses
dimensions en font le plus important de la vallée de la
Maurienne : 2,54 km2 pour près de 300 m de haut et
un volume apparent de l'ordre de 120 millions de m3
(± 20 %). En barrant la vallée de l'Arc (sans doute aidé
par les cônes de rive gauche du Goujon et du Bernard), il
a permis à un lac de 6 km de long de s'installer à l'amont
(paléolac de St Rémy).
Le bassin versant est situé dans le rameau interne du
massif cristallin de Belledonne. On y rencontre principa
lement deux ensembles (fig. 8) :
- à l'ouest, des schistes verts, des amphibolites et des
leptynites, qui représentent moins de 20 % du bassin ver
sant ;
- à l'est, le puissant ensemble de St-Colomban-La-Lau-
zière (granites gneissiques clairs et sombres) qui couvre
66 % du bassin.
Ce bassin, où affleurent des roches résistantes, appar
aît donc assez peu affouillable, surtout par un torrent de
faible compétence comme le Dréron. Fig. 7 : Emprise des cônes de déjection sur la basse vallée de la Les formations meubles représentent 14 % de la superf Maurienne. (1) : Cônes de déjection, (2) : Alluvions de l'Arc, (3) :
icie du bassin versant au sein duquel on rencontre très Remplissage du lac tardif de St Rémy, (4) : Substratum rocheux
indifférencié, (5) : Forage. peu de formations morainiques. On y trouve essentie
Fig 7 Map of the lower Maurienne valley (I) Alluvial fan, (2) Allullement des éboulis et des altérites granitiques. Le col- vial deposits of the Arc river, (3) Feeding of the late St Remy's lake, luvionnement et les avalanches neigeuses mobilisent les (4) Undifferenciated bed rock, (5) Borehole
matériaux issus du substratum. 259
La géomorphologie du site et les données des forages s? 80 permettent de proposer une chronologie du remplissage 70 f de l'ombilic de St Rémy. Il est possible qu'il ait débuté 1 60 avec une sédimentation lacustre immédiatement après
Ï 5° le retrait du glacier de l'Arc (Martin, 1989). La partie 5 40 reconnue par les forages montre que le remplissage s'est ! 30 poursuivi avec des alluvions grossières de l'Arc et des i 20 apports latéraux. Ensuite, la mise en place brutale de la
J 10 0 29 majeure partie des sédiments du « cône » de La Chap
elle suite à un écroulement majeur de versant, attesté Granites Schistes Formations Amphibolites Moraines
gneissiques verts de versant et Leptynites par l'abondance de gros blocs dans le matériel (Mar-
nézy, 1999), a engendré un stade lacustre qui donne
une vingtaine de mètres de sables et limons (Lac de Fig. 8 : Proportion de chaque formation géologique par rapport à
la surface du bassin versant du ruisseau du Dréron. St Rémy). Enfin, des alluvions grossières de l'Arc sont
Fig 8 Relative contribution of the geological formations in Dreron venues recouvrir ces sédiments et s'emboîter dans les torrent watershed matériaux torrentiels du cône composite.
Cette succession des étapes de comblement de la
vallée et de construction d'un cône de déjection ayant
pour armature un écroulement rocheux se retrouve dans
d'autres sites, notamment en Maurienne. C'est le cas
dans l'ombilic de St-Julien-Montdenis, où le cône du
. Le Dréron Claret est lui aussi issu d'un écroulement et propose une
- Le Cernon morphologie comparable (Crouzet et al, 1999). On peut
donc considérer que ce schéma simple de comblement
de la vallée est reproductible et peut concerner toute la
famille des cônes de déjection armés par des écroule
ments de versant.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Nous avons ainsi pu construire un modèle général de Distance au sommet (m) développement, pour cette famille de cônes de déjection,
découpé en trois épisodes (fig. 10) : Fig. 9 : Profil en long du bassin versant du Dréron. - (1) : retrait du glacier et alluvionnement de la rivière Fig 9 Longitudinal section of the Dreron watershed principale, associé à des apports de versant (avec un stade
lacustre précoce si les caractéristiques de l'ombilic le
permettent, ou un cône de déjection précoce) ; (Cruchet, 1983 ; Martin, 1989), non recoupés par les fora
- (2) : écroulement en masse d'une partie du versant, ges. Les formations reconnues sont, de bas en haut : des
recouvrant les sédiments antérieurs, création d'un barsédiments détritiques grossiers et hétérogènes, d'épais
rage de la vallée et mise en place plus ou moins durable seur supérieure à 1 00 m (cônes latéraux, alluvions fluvia-
d'un lac à l'amont ; tiles de l'Arc) ; un ensemble limono-sableux d'origine
- (3) : initiation d'une dynamique torrentielle dans la lacustre (10 à 30 m d'épaisseur) ; enfin quelques mètres
niche d'arrachement, qui devient un bassin versant tord'alluvions récentes de l'Arc (Nicoud et al, 1996).
rentiel. Les flux torrentiels ainsi générés vont recouvrir La présence dans les forages de sédiments lacustres
l'écroulement d'une pellicule d'alluvions torrentielles épais atteste d'un phénomène de barrage de la vallée qui
(Marnézy, 1999), sorte de cône superficiel, qui régule la résulte d'un événement catastrophique, comme un vaste
morphologie. En parallèle, a lieu le comblement du lac écroulement de versant, plutôt que d'une mise en place
par des sédiments de type lacustre ou alluvial apportés progressive des sédiments du cône, qui n'auraient pu
par la rivière principale. subsister compte tenu du courant et du débit de la rivière
D'un point de vue hydrogéologique, cette famille de Arc. A l'appui de cette hypothèse, le profil en long du tor
cônes ayant pour armature un écroulement barrant la rent de Dréron semble correspondre à celui d'une vaste
vallée a des caractéristiques très intéressantes. En effet, niche d'arrachement (fig. 9), présentant une morpholog
le niveau de base hydrologique constitué ici par l'Arc ie en forme de cirque et une concavité bien marquée
se trouve au dessus d'une grande part du corps du cône. (Eisbacher et Clague, 1984), qui se différencie nettement
Celui-ci, constitué principalement de roches disloquées du profil en long du Cernon, plus irréguher. Le cône de
provenant de l'écroulement, forme un très bon réservoir, la Chapelle résulterait donc d'un écroulement en masse
très capacitif, qui est saturé en eau (fig. 11). principal, lequel a engendré un épisode lacustre assez
La caractéristique la plus intéressante de ce type de tardif dans l'ombilic de St Rémy. L'arrachement a donné
cône réside dans le flux d'alimentation en eau de l'aqui- naissance au bassin versant du Dréron. Le torrent ainsi
fère, qui est assurée par (fig. 12) : apparu a alors pu construire un cône de déjection superfic
- les précipitations sur la partie superficielle du cône iel, reposant sur une volumineuse armature de matériaux
récent ; écroulés. Des recherches bibliographiques ont montré
- l'infiltration du torrent sur son cône de déjection ; que ce cône était encore sujet à des laves torrentielles jus
- et surtout par la liaison avec la nappe d'accompagnement qu'au début du XXème siècle (Martin, 1989). 260
LHh
(7) Fig. récentes : 10 Alluvions : Chronologie de l'Arc, anciennes (2) : de Cône la de mise l'Arc, de La en (8) Chapelle, place : Substratum des sédiments (3) : Bassin rocheux dans versant le indifférencié. cas torrentiel, d'un écroulement Schéma (4) : Ecroulement, sans de versant échelle. (5) : cas : Niche du « cône d'arrachement, » de La Chapelle. (6) : Lac (1) de : Alluvions barrage,
Fig 10 Chronology of the fan development when initiated by a rock avalanche the case of the La Chapelle "fan " (1) Modern alluvial deposits of
the Arc river, (2) La Chapelle alluvial fan, (3) • Torrential watershed, (4) Rock avalanche, (5) Scar, (6) Dammed lake, (7) Old alluvial deposits
of the Arc river, (8) Undifferenciated bed rock Map without scale
Lescherette Lachat Le Dréron
Fig. 11 : Coupe longitudinale de la vallée de l'Arc au niveau du cône de La Chapelle et interprétation hydrogéologique. (1) : Cône de déjection,
(2) : Alluvions récentes de l'Arc, (3) : Sédiments lacustres fins, (4) : Ecroulement, (5) : Alluvions plus anciennes de l'Arc, (6) : Substratum
rocheux indifférencié, (7) : Cônes de déjection latéraux, (8) : Niveau piézométrique.
Fig 11 ■ Longitudinal geological cross section of the Arc valley and the La Chapelle fan with hydrogeological interpretation (1) Alluvial fan, (2) .
Modern alluvial deposits of the Arc river, (3) Lacustrine sediments, (4) Rock avalanche, (5) Old alluvial deposits of the Arc river, (6) Undifferen
ciated bed rock, (7) Lateral alluvial fans, (8) Water saturation level
de la rivière principale à l'amont de l'ombilic ou dire Les informations que peuvent fournir les sédiments des
ctement à hauteur du cône de déjection superficiel et de cônes de déjection étant de type ponctuel, leur utilisation
l'écroulement. Ce dernier facteur est déterminant pour la comme enregistreur en continu des oscillations du climat
qualité de la recharge. n'est pas envisageable. En effet, les phases d'aggradation
et d'incision du cône se succèdent en fonction des varia
IMPLICATIONS tions du climat et du niveau de base. Ainsi, l'informa
tion contenue dans les sédiments est discontinue dans le
PERTINENCE PALÉO-ENVIRONNEMENTALE temps et dans l'espace (fig. 13). Il n'est donc pas possible
d'en attendre une grande résolution.
II paraît difficile d'attendre une grande précision et Néanmoins, les cônes de déjection sont des marqueurs
une résolution fine des sédiments déposés sous forme de paléo-environnementaux qui permettent comme nous
cônes de déjection. En effet, le forage sur le cône du l'avons fait de reconstituer une chronologie des événe
Cernon a montré des sédiments assez monotones, sablo- ments morphogéniques et sédimentaires des vallées dans
graveleux à rares passées limono-argileuses, ne permett lesquelles ils se sont déposés et qu'ils fossilisent. S.
ant pas d'isoler des séquences, ce que confirme la coupe Ballandras (1997) a de plus montré, en se basant sur
de terrain observée. L'absence de fragments de matière des datations 14C, que les cônes de déjection des Alpes
organique datables interdit de caler les événements dans occidentales pouvaient fournir des indications ponctuell
le temps, contrairement à d'autres ensembles sédimen- es dans le temps mais homogènes à l'échelle régionale.
taires (lacustres, palustres, etc.). Cependant, C. K. Ballantyne et G. Whittington (1999),