SVT · 5ᵉ · L'eau, l'érosion et la formation des paysages

L'eau, l'érosion et la formation des paysages

Tu passes en 4ᵉ ?Consolide l'essentiel de la 5ᵉ avant la rentrée.

Les paysages sont faits de roches

Quand on regarde un paysage, on voit d'abord des couleurs et des formes : une montagne, une plaine, une rivière. Mais sous la végétation et le sol, il y a toujours la même chose qui donne sa structure au paysage : la roche. C'est elle qui décide si le relief sera une falaise abrupte ou une colline douce.

DÉFINITION

Un paysage est l'ensemble de ce que l'on voit dans une région : les reliefs (montagnes, plaines, vallées, gorges), les cours d'eau, la végétation. Un paysage est toujours constitué de roches, plus ou moins visibles selon les endroits.

Une roche n'est pas forcément un gros bloc dur. En géologie, le sable, l'argile et les galets sont aussi des roches. Pour comprendre comment un paysage se forme, il faut d'abord savoir distinguer deux grandes familles de roches.

Un paysage marocain et ses roches Coupe d'un paysage de gorges. De part et d'autre, de hautes parois dures de calcaire montent presque à la verticale. Au fond coule un oued dont le lit est couvert de galets et de sable, des roches meubles. Des étiquettes désignent les roches dures (parois) et les roches meubles (fond). Roches dures calcaire (parois) Roches dures parois verticales Roches meubles sable et galets (lit de l'oued) Gorges marocaines : un paysage façonné par l'eau
Un paysage marocain et les roches qui le constituent : parois dures de calcaire et fond d'oued meuble

Roches dures et roches meubles

DÉFINITION

Une roche dure (ou cohérente) est compacte et résistante : ses grains sont solidement liés entre eux. Une roche meuble est faite de grains non liés, que l'on peut séparer à la main.

  • Les roches dures : le granite (des montagnes du Haut Atlas), le calcaire (des gorges du Todra et du Dadès), le grès. On ne les casse qu'avec un marteau.
  • Les roches meubles : le sable, l'argile, les galets, les graviers. On les déplace à la pelle, et l'eau les emporte facilement.

Exemple 1. Dans les gorges du Dadès, les hautes parois sont du calcaire, une roche dure : c'est pour cela qu'elles tiennent debout, presque verticales. Au fond, le lit de l'oued est couvert de galets et de sable, des roches meubles que le courant déplace à chaque crue.

Exemple 2. Quand Amine creuse dans le jardin de sa grand-mère à Marrakech, il enfonce facilement sa bêche dans l'argile : une roche meuble. S'il tombe sur une dalle de calcaire, sa bêche s'arrête net : une roche dure.

À RETENIR

Tout paysage est constitué de roches. On distingue les roches dures (granite, calcaire), qui forment les reliefs résistants, et les roches meubles (sable, argile, galets), faciles à déplacer.

L'altération et l'érosion

Les roches les plus dures finissent toutes par se briser. Si tu regardes le pied d'une falaise de l'Atlas, tu y verras un tas de débris tombés de la paroi : la montagne se démantèle, morceau par morceau. Deux phénomènes liés expliquent cela, et il ne faut pas les confondre : l'altération affaiblit la roche sur place, l'érosion l'arrache et l'emporte.

DÉFINITION

L'altération est l'ensemble des actions qui désagrègent et fragilisent les roches sur place, sans les déplacer. L'érosion est l'arrachement et l'usure des débris de roche, qui sont ensuite emportés.

Les agents de l'altération

Plusieurs facteurs attaquent les roches, et l'eau est presque toujours impliquée :

  • le gel et le dégel : l'eau de pluie s'infiltre dans les fissures de la roche ; quand il gèle, elle se transforme en glace et gonfle, ce qui écarte les parois de la fissure comme un coin. Au dégel, la fissure est plus large. Répété mille fois, ce cycle fait éclater la roche ;
  • les variations de température : le jour, la roche se dilate sous le soleil ; la nuit, elle se contracte avec le froid. Ces mouvements répétés la fissurent ;
  • l'eau elle-même, qui dissout lentement certaines roches (le calcaire surtout) et ramollit l'argile ;
  • les racines des plantes, qui poussent dans les fissures et les élargissent en grandissant.

Le cycle gel-dégel fait éclater la roche Trois étapes côte à côte. À gauche, l'eau de pluie s'infiltre dans une fine fissure d'une roche. Au centre, l'eau gèle, se transforme en glace et gonfle, écartant les parois de la fissure comme un coin. À droite, après de nombreux cycles, la roche éclate en deux morceaux. 1. L'eau s'infiltre fissure fine 2. L'eau gèle et gonfle la glace écarte la roche 3. La roche éclate après de nombreux cycles
Le cycle gel-dégel fait éclater la roche : l'eau gèle dans une fissure, gonfle et écarte la roche

Exemple 1. À Ifrane, où les hivers sont très froids et les températures descendent souvent sous 0 °C, le gel-dégel est très actif. Au pied des falaises de la région, on trouve d'énormes quantités de débris rocheux arrachés par ce phénomène. C'est l'altération par le gel qui prépare le travail de l'érosion.

Exemple 2. Dans le Haut Atlas, les sommets subissent chaque nuit un gel intense et chaque jour le soleil. Les roches y sont morcelées en blocs anguleux qui dévalent les pentes : c'est l'altération qui, peu à peu, démantèle la montagne.

Ne pas confondre altération et érosion

L'altération affaiblit la roche là où elle est : elle la fissure, la fend, la transforme en débris encore sur place. L'érosion vient ensuite : elle arrache ces débris et les emporte (par l'eau, le vent). On peut résumer : l'altération prépare, l'érosion enlève.

À RETENIR

L'altération désagrège les roches sur place (gel-dégel, variations de température, eau, racines). L'érosion arrache et use les débris, puis les emporte. Le gel-dégel, très actif à Ifrane et dans l'Atlas, fait éclater la roche.

Le transport par l'eau

Les débris arrachés ne restent pas sur place : l'eau des pluies et des oueds les emporte. Mais tous ne voyagent pas de la même façon. Un gros bloc et un grain d'argile ne sont pas transportés au même endroit du courant, ni à la même vitesse.

DÉFINITION

Le transport est le déplacement des débris de roche arrachés par l'érosion. Les cours d'eau (les oueds au Maroc) sont les principaux transporteurs : ils charrient les débris vers l'aval, c'est-à-dire vers les plaines, les lacs et la mer.

Trois façons de voyager

Selon leur taille, les débris sont transportés différemment :

  • les gros blocs et galets : trop lourds pour flotter, ils roulent et glissent au fond du lit de l'oued, poussés par le courant ;
  • le sable : plus léger, il avance par petits bonds au fond, soulevé puis reposé ;
  • les fines particules d'argile : si légères qu'elles restent en suspension dans l'eau, qu'elles troublent et rendent marron. Elles ne se déposent que bien plus loin.

C'est pour cela qu'un oued en crue est marron : il est chargé d'argile en suspension arrachée aux versants.

DÉFINITION

Ce que les géologues appellent la compétence d'un cours d'eau, c'est la taille maximale des cailloux qu'il peut transporter (le mot n'a rien à voir avec « être compétent » : c'est un sens technique). Plus le courant est fort (crue, forte pente), plus il transporte de gros débris ; quand il faiblit, il ne peut plus déplacer que les fins.

Exemple 1. Pendant une crue de l'oued, après un orage dans l'Atlas, le courant violent roule de gros galets au fond — on les entend cogner. Quelques jours plus tard, le débit a baissé : le même oued ne transporte plus que du sable fin. Le courant a perdu de sa force, donc de sa compétence.

Les galets s'usent et s'arrondissent

Pendant le transport, les débris s'entrechoquent et frottent contre le fond. Leurs angles se cassent et leurs surfaces s'usent : un bloc anguleux, arraché à une falaise, devient peu à peu un galet bien rond et lisse.

Exemple 2. Salma ramasse deux pierres : l'une, anguleuse, au pied d'une falaise ; l'autre, ronde et lisse, dans le lit de l'oued, à plusieurs kilomètres en aval. Ce sont les mêmes roches : la seconde a simplement été usée et arrondie par un long transport dans l'eau. La forme d'un galet raconte la distance qu'il a parcourue.

À RETENIR

L'eau des oueds transporte les débris : les gros blocs et galets roulent au fond, le sable avance par bonds, l'argile voyage en suspension. Plus le courant est fort, plus il transporte de gros débris. Les galets s'usent et s'arrondissent pendant le transport.

La sédimentation

Un débris ne voyage pas éternellement. Dès que le courant ralentit, l'eau n'a plus la force de le porter : il tombe et se dépose. C'est ce qui se passe quand un oued de montagne débouche dans une plaine, ou se jette dans un lac ou dans la mer.

DÉFINITION

La sédimentation est le dépôt des débris transportés, lorsque le courant ralentit et n'a plus la force de les porter. Les débris déposés s'appellent des sédiments.

Le tri des sédiments selon la taille Coupe d'un oued descendant d'une montagne vers la mer. Près de la montagne, où le courant est fort, se déposent les gros galets. Plus loin, où le courant ralentit dans la plaine, se dépose le sable. Tout au bout, dans les eaux calmes, se dépose l'argile, la plus fine. courant fort courant faible Gros galets se déposent près de la montagne Sable se dépose dans la plaine Argile la plus fine : eaux calmes (lac, mer, barrage)
Le tri des sédiments selon la taille : les gros débris se déposent près de la montagne, les fins plus loin

Un dépôt trié par taille

Comme les gros débris ont besoin d'un courant fort pour être portés, ce sont eux qui se déposent les premiers, dès que le courant faiblit un peu. Les plus fins continuent plus loin. On obtient donc un tri des sédiments :

  • les gros galets se déposent dès la sortie de la montagne, là où la pente diminue ;
  • le sable se dépose un peu plus loin, dans la plaine ;
  • l'argile, la plus fine, ne se dépose que très loin, dans les eaux calmes d'un lac, d'un barrage ou de la mer.

Exemple 1. À la sortie des gorges, l'oued débouche dans la plaine du Souss : son courant s'étale et ralentit brusquement. Les galets s'accumulent à l'entrée de la plaine, le sable se dépose plus loin, et l'argile file jusqu'à la retenue d'un barrage, où l'eau est immobile. Voilà pourquoi les barrages s'envasent : l'argile s'y dépose et comble peu à peu la retenue.

Des couches qui s'empilent : les strates

La sédimentation ne s'arrête jamais : crue après crue, année après année, de nouvelles couches de sédiments se déposent les unes sur les autres. Elles s'empilent en couches horizontales appelées strates, les plus anciennes en dessous, les plus récentes au-dessus.

Des strates sédimentaires empilées Coupe verticale montrant plusieurs couches horizontales de sédiments empilées les unes sur les autres : les plus anciennes en bas, les plus récentes en haut. Chaque strate correspond à un dépôt successif de sédiments (galets, sable, argile, calcaire). Une flèche indique l'ordre des âges. strate récente dépôt suivant dépôt dépôt strate ancienne du plus ancien au plus récent Les sédiments s'empilent crue après crue avec le temps, ils forment des roches sédimentaires
Des strates sédimentaires empilées : couches horizontales de sédiments de tailles différentes

DÉFINITION

Une strate est une couche de sédiments déposée puis recouverte par d'autres. Avec le temps (des milliers d'années), les sédiments accumulés et compactés se transforment en roches sédimentaires (grès à partir du sable, argilite à partir de l'argile, calcaire).

Les hautes parois des gorges du Todra et du Dadès, justement, sont du calcaire disposé en strates : une roche sédimentaire née du dépôt, il y a très longtemps, de sédiments au fond d'une mer aujourd'hui disparue.

À RETENIR

Quand le courant ralentit, les débris se déposent : c'est la sédimentation. Les plus gros se déposent d'abord, les plus fins (argile) plus loin. Les sédiments s'empilent en strates et forment, avec le temps, les roches sédimentaires.

Le modelé des paysages et l'action de l'Homme

Tu connais maintenant la chaîne complète : altération, érosion, transport, sédimentation. Réunis, ces quatre phénomènes façonnent les paysages en permanence. Un paysage n'est jamais figé : il a une histoire et un avenir.

La chaîne altération, érosion, transport, sédimentation Coupe d'un oued allant de la montagne à la mer. Quatre étapes numérotées se succèdent le long du parcours de l'eau : 1 l'altération désagrège la roche au sommet, 2 l'érosion arrache les débris sur le versant, 3 le transport les charrie dans l'oued, 4 la sédimentation les dépose dans la plaine et la mer. 1 Altération la roche se désagrège 2 Érosion les débris sont arrachés 3 Transport l'oued charrie les débris 4 Sédimentation les débris se déposent L'eau est le moteur : de la montagne à la mer
La chaîne altération, érosion, transport, sédimentation le long d'un oued, de la montagne à la mer

DÉFINITION

Le modelé d'un paysage est sa forme, résultat de l'action continue de l'altération, de l'érosion, du transport et de la sédimentation. Ces phénomènes, dont l'eau est le moteur principal, transforment lentement les reliefs : ils creusent ici (montagnes, gorges) et comblent là (plaines).

L'eau, moteur du modelé

L'eau intervient à chaque étape : elle gèle et fissure (altération), elle ruisselle et arrache (érosion), elle charrie dans les oueds (transport), elle dépose en ralentissant (sédimentation). C'est le même eau qui, en circulant sans fin entre le ciel, la montagne et la mer, sculpte les paysages. Les gorges se creusent, les plaines se comblent : le paysage d'aujourd'hui n'est qu'une image arrêtée d'une transformation très lente.

Exemple 1. Les gorges du Todra se creusent encore : à chaque crue, l'oued arrache un peu de roche et l'emporte. Dans quelques milliers d'années, elles seront plus profondes. Pendant ce temps, la plaine du Souss, elle, se comble des sédiments apportés par les oueds. Le même mouvement creuse l'amont et remplit l'aval.

L'Homme modifie les paysages

L'Homme n'est pas un simple spectateur : il transforme lui aussi les paysages, parfois très vite.

  • les carrières entaillent les montagnes pour extraire la pierre et le sable ;
  • les barrages bloquent les oueds, créent des lacs artificiels et modifient le dépôt des sédiments en aval ;
  • l'agriculture et l'urbanisation remodèlent les plaines et les versants.

Protéger les sols et l'eau

L'action de l'Homme peut aussi accélérer dangereusement l'érosion. Quand on coupe la végétation qui retenait le sol, la pluie emporte la terre fertile : c'est l'érosion des sols, qui appauvrit les terres agricoles. Poussée à l'extrême, dans les régions sèches du Maroc, elle mène à la désertification : le sol nu finit par ne plus rien produire.

C'est pourquoi il faut protéger les sols et l'eau : planter des arbres pour retenir la terre, gérer l'eau des barrages, limiter le surpâturage. Préserver le sol, c'est préserver la possibilité même de cultiver.

À RETENIR

L'érosion, le transport et la sédimentation façonnent les paysages en permanence : ils ne sont jamais figés, et l'eau en est le moteur. L'Homme modifie aussi les paysages (carrières, barrages, agriculture) et doit protéger les sols et l'eau contre l'érosion et la désertification.

Pièges classiques

Piège 1 : confondre altération et érosion. L'altération fragilise et désagrège la roche sur place (le gel la fait éclater là où elle est). L'érosion vient après : elle arrache les débris et les emporte. L'une prépare, l'autre enlève. Dire que « le gel érode la roche » est imprécis : le gel altère ; c'est ensuite l'eau qui érode en emportant les morceaux.

Piège 2 : croire que seules les roches dures sont des roches. En géologie, le sable, l'argile et les galets sont aussi des roches — des roches meubles. Une roche n'est pas forcément un bloc compact. Cette idée fausse empêche de comprendre que le sable d'une plage est une roche, comme le granite d'une montagne.

Piège 3 : penser que les gros débris voyagent le plus loin. C'est l'inverse. Les gros débris, lourds, se déposent les premiers dès que le courant ralentit. Ce sont les fins (l'argile) qui voyagent le plus loin, jusqu'aux eaux calmes des lacs et de la mer. Plus un débris est petit, plus il va loin.

Piège 4 : croire qu'un galet rond a toujours été rond. Un galet bien rond et lisse était au départ un bloc anguleux, arraché à une falaise. C'est le transport dans l'eau qui l'a usé et arrondi, en le faisant rouler et s'entrechoquer sur des kilomètres. La forme d'un galet est la trace de son voyage, pas sa forme d'origine.

Piège 5 : croire qu'un paysage est figé. Un paysage se transforme en permanence, même si c'est trop lent pour qu'on le voie à l'œil nu. Les gorges se creusent encore, les plaines se comblent encore. Le paysage que tu vois n'est qu'une étape : il était différent il y a un million d'années et le sera encore dans un million d'années.

Piège 6 : croire que l'Homme ne fait que subir les paysages. L'Homme modifie activement les paysages (carrières, barrages, agriculture) et peut accélérer l'érosion en détruisant la végétation, jusqu'à provoquer la désertification. Mais il peut aussi protéger les sols et l'eau. Le paysage n'est pas seulement façonné par la nature : l'action humaine y joue un rôle, en bien comme en mal.

Application concrète

Karim ramasse un grain de sable dans le lit de l'oued, à l'entrée de la plaine du Souss. Il se demande d'où il vient. Remontons son histoire, depuis la montagne où il est né jusqu'ici, en suivant les quatre étapes du chapitre.

Étape 1 — Naître par altération, en montagne. Il y a très longtemps, ce grain faisait partie d'une roche dure d'une paroi du Haut Atlas. L'hiver, l'eau de pluie s'est infiltrée dans une fissure ; en gelant, elle a gonflé et écarté la roche. Cycle après cycle, le gel-dégel a fait éclater la paroi : c'est l'altération. Notre grain s'est ainsi retrouvé détaché, sous forme d'un petit éclat anguleux au pied de la falaise.

Étape 2 — Être arraché et emporté : l'érosion. Un jour d'orage, un torrent dévale la pente. L'eau arrache l'éclat et l'emporte dans l'oued : c'est l'érosion. Le grain commence son voyage vers l'aval.

Étape 3 — Voyager et s'user : le transport. Le courant fort de l'oued de montagne fait rouler l'éclat au fond, parmi les galets. À chaque choc, ses angles se cassent : il s'use et s'arrondit. Plus le courant est puissant (en crue), plus il transporte loin de gros débris ; notre éclat, lui, est devenu un grain de sable lisse, assez léger pour avancer par bonds au fond de l'eau.

Étape 4 — Se déposer : la sédimentation. À la sortie des gorges, l'oued débouche dans la plaine du Souss : la pente s'adoucit, le courant ralentit. Les gros galets se sont déjà déposés en amont ; le sable, lui, se dépose ici. Notre grain s'immobilise dans le lit de l'oued — exactement là où Karim le ramasse. L'argile, plus fine, continue, elle, jusqu'au barrage où elle se déposera dans l'eau calme.

Conclusion. Ce grain de sable a voyagé des dizaines de kilomètres et mis peut-être des milliers d'années à arriver là. Il finira en strate, recouvert par d'autres sédiments, et deviendra un jour une roche sédimentaire. Tu comprends maintenant que le paysage du Maroc — ses gorges qui se creusent, ses plaines qui se comblent — est un immense chantier mené par l'eau, et que le geste de Karim a saisi, au passage, une étape d'un cycle sans fin.

À retenir

Avant les exercices, voici les règles essentielles à mémoriser.

À RETENIR

Tout paysage est constitué de roches : dures (granite, calcaire) ou meubles (sable, argile, galets). Le sable et l'argile sont aussi des roches.

À RETENIR

L'altération désagrège les roches sur place (gel-dégel, température, eau, racines) ; l'érosion arrache et use les débris avant de les emporter.

À RETENIR

L'eau des oueds transporte les débris : les gros roulent au fond, l'argile voyage en suspension. Plus le courant est fort, plus il porte de gros débris ; les galets s'arrondissent en chemin.

À RETENIR

Quand le courant ralentit, les débris se déposent (sédimentation), triés par taille — les gros d'abord, les fins (argile) plus loin. Ils s'empilent en strates et forment les roches sédimentaires.

À RETENIR

L'érosion, le transport et la sédimentation façonnent les paysages en permanence : rien n'est figé, l'eau en est le moteur. L'Homme modifie aussi les paysages et doit protéger les sols et l'eau contre l'érosion et la désertification.

Passe à la pratique
Entraîne-toi avec les exercices corrigés de ce chapitre.
Exercices corrigés →