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Une station expérimentale à Tournemire

Contexte géologique


La station expérimentale de Tournemire (Aveyron) est localisée dans la partie occidentale du plateau du Causse du Larzac, un secteur caractérisé par des séries calcaires et argileuses, quasi-horizontales, de l’époque jurassique [1] (voir carte n°1). La zone est affectée par la grande faille régionale du Cernon vers le nord et la faille locale du Cirque de Tournemire vers le sud-est (voir carte n°2).

Le tunnel est localisé en grande partie dans la formation argileuse du Toarcien [2] sous une couverture de 200 à 250 mètres d’épaisseur de roches calcaires. Vers le nord, le tunnel traverse la faille du Cernon et les séries calcaires du Lias.

 

Carte n°1 : Coupe géologique au droit de la station expérimentale de Tournemire 

Carte n°1 : Coupe géologique au droit de la station expérimentale de Tournemire

 

 

Carte n°2 : Carte géologique simplifiée du secteur de Tournemire


De l’ère primaire à nos jours

Depuis l’ère primaire, l’histoire géologique du secteur de Tournemire a vu se succéder une sédimentation principalement continentale et lagunaire au Permien (286-248 Ma), une période d’érosion à la fin du Permien, puis une importante phase de sédimentation marine à l’ère secondaire. Celle-ci débute au Trias [3] et se poursuit au Jurassique inférieur d’abord en domaine marin avec le dépôt de séries calcaires-dolomitiques (séries de l’Hettangien, du Sinémurien et du Carixien), puis par une sédimentation marneuse et argilo-marneuse avec le dépôt des formations du Domérien et du Toarcien (sujet d’étude dans la zone d’investigation de la station expérimentale de Tournemire).

Ces formations argileuses du Jurassique inférieur sont suivies par le dépôt d’épaisses séries calcaires au Jurassique moyen (Aalénien, Bajocien et Bathonien). Au Jurassique supérieur, les faciès sont régressifs et moins bien développés que les faciès du Lias. On distingue des marnes et calcaires de l’Oxfordien, des carbonates du Kimméridgien et des récifs du Portlandien. A la fin du Jurassique, la mer se retire de la région des Grands Causses qui évolue alors en domaine continental. L’absence des dépôts du Crétacé ne permet pas d’établir clairement l’évolution pendant cette période.

Au cours de la sédimentation marine jurassique, une tectonique en extension est responsable de l’épaississement des séries vers le centre du Bassin des Grands Causses et de la différentiation du seuil cévenol. Lors de l’ère tertiaire, la région évolue en domaine continental. Une phase tectonique majeure, la compression pyrénéenne, il y a 40-50 millions d’années (Eocène), va structurer fortement le bassin des Grands Causses et va s’étendre à l’échelle de la plaque européenne. Les failles normales jurassiques sont réactivées avec des mouvements inverses ou décrochants [4], de nouvelles failles étant également créées. Après cet épisode tectonique, une phase d’érosion généralisée va se produire dans la région (période Oligocène-Miocène). A partir du Miocène, le réseau hydrographique commence à se développer pour s’accentuer au Plio-Quaternaire avec le creusement des vallées, le développement des réseaux karstiques et le fonctionnement des aquifères.


Nature des roches

Dans le secteur de Tournemire, les séries allant du Trias (vers St-Affrique) au Jurassique supérieur affleurent. Le Lias calcaire et dolomitique (Hettangien-Sinémurien-Carixien) présente une épaisseur de plus de 300 mètres. Les formations argileuses du Jurassique inférieur sont composées d’argilites et de marnes bien compactées, avec plus de 250 mètres d’épaisseur (Domérien : 50-58 mètres ; Toarcien : plus de 200 mètres). Le Toarcien supérieur représente la série la plus épaisse (150 mètres) et il est composé en grande partie d’argilites bien litées, caractéristiques des séries argileuses. C’est dans cette unité qui se situe la plupart des ouvrages de la station expérimentale de Tournemire (tunnel, galeries et forages). Le Toarcien inférieur (20 mètres d’épaisseur) se distingue des autres unités argileuses par sa lithologie plus calcaire et marno-bitumineuse (lithologie riche en kérogène : 10-15% de matière organique).

Le Jurassique moyen, principalement carbonaté, forme en grande partie les falaises et l’ossature morpho-structurale du plateau du Larzac. Il est composé par les séries calcaires et marneuses de l’Aalénien (25 mètres), les calcaires massifs du Bajocien (85 mètres) et, les calcaires et dolomies du Bathonien (plus de 170 mètres). Dans le secteur de Tournemire, le volcanisme basaltique Plio-Quaternaire, observé au niveau régional sur un axe N-S, est présent le long de failles à plusieurs endroits sous la forme de dykes [5] et d’appareils volcaniques.

 

Notes :

1- Le Jurassique est une période géologique qui s’étend d'environ -200 à -145 millions d'années.
2- Sur l’échelle des temps géologiques, dernier étage de l’époque du jurassique inférieur (ou Lias).
3- A cette époque, dépôts fluviatiles, faciès lacustres, évaporites et séries marines épicontinentales (début de la transgression marine).
4- Cf. illustration à droite. Plus d'informations sur les différents types de faille : Mouvements de failles.
5- Un dyke ou dike est un filon de roche magmatique infiltré dans une fissure.

En images


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Echelle géologique

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Schéma d'une faille décrochante ou décrochement (Géologie, Tectonique) {{GFDL}}2005 R.Lacassin