Érosion - Définition
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Introduction
En géomorphologie, l’érosion est le processus de dégradation et de transformation du relief, et donc des roches, qui est causé par tout agent externe (donc autre que la tectonique).
Un relief dont le modelé s'explique principalement par l'érosion est dit « relief d'érosion ». Les facteurs d'érosion sont :
- le climat ;
- la pente ;
- la physique (dureté) et la chimie (solubilité par ex.) de la roche ;
- l'absence ou non de couverture végétale et la nature des végétaux ;
- l'histoire tectonique (fracturation par exemple) ;
- l'action de l'homme (pratiques agricoles, urbanisation).
L'érosion agit à différents rythmes et peut, sur plusieurs dizaines de millions d'années, araser des montagnes, creuser des vallées, faire reculer des falaises.
Des phénomènes naturels violents tels qu'une avalanche, un lahar ou un orage peuvent modifier considérablement le paysage de manière presque instantanée.
Mécanismes de l'érosion
Dans les processus d'érosion, on distingue généralement trois phases distinctes :
- destruction du matériel rocheux ;
- transport ;
- accumulation des débris.
L'érosion implique une désagrégation superficielle de la roche ou du sol appelée météorisation. Elle se produit sur place, et produit des débris. Le degré d'érosion dépend des caractères de la roche :
- de la dureté par exemple : les roches et minéraux les plus résistants sont le diamant et le corindon ; les moins résistants sont le talc, le gypse et la calcite. la présence de quartz rend le granite plus résistant : l'érosion sera donc plus lente ;
- de la capacité de dilatation de la roche ;
- de sa chimie.
L'érosion mécanique
La désagrégation mécanique se produit sous l'action d'une force physique qui arrache des morceaux de roche plus ou moins volumineux :
- éclatement dû au gel ou à la chaleur ;
- usure par frottement : glacier, écoulement d'eau (cavitation) ou vent ; ce sont les débris charriés par ces facteurs (rochers, graviers, quartz ou sable) qui sont efficaces dans le processus d'érosion. L'érosion mécanique est particulièrement active dans les milieux froids (gels et dégels) et/ou arides.
Érosion par l'eau
Elle est mécanique et chimique, avec comme principales altérations ; l'hydroclastie, l'effet splash (impact des gouttes d'eau qui tombent sur le sol), la reptation, la solifluxion. L'érosion par l'eau est renforcée par la pente (torrents) et est un facteur de transport à plus ou moins longue distance de polluants du sol (dont pesticides agricoles ou de la vigne). Sur le littoral, il faut tenir compte des vagues et des courants. Dans les fleuves ou canaux, c'est le batillage qui accélère l'érosion.
Si un fluide comme l'eau coule il peut se charger de particules en suspension. La vitesse de sédimentation est la vitesse minimale qu'un flot doit avoir pour transporter, plutôt que déposer, des sédiments et est donnée par la loi de Stoke :
où w est la vitesse de sédimentation, ρ est la masse volumique (les indices p et f indiquent particule et fluide respectivement), g est l'accélération due à la gravité, r est le rayon de la particule et μ est la viscosité dynamique du fluide. Si la vitesse de l'écoulement est plus grande que celle de dépôt, le granulat continue vers l'aval. Comme il y a toujours des diamètres différents dans le flot, les plus gros se déposent (décantation) tout en pouvant continuer à descendre par des mécanismes comme la saltation (collisions particules-paroi), roulant et glissant dont les traces sont souvent conservées dans les rochers solides, et, peuvent être utilisées pour estimer la vitesse du courant.
- Le ruissellement est le type d'érosion le plus fréquent sur terre. Il peut être concentré (torrents, oueds) ou diffus (film d'eau issus de la fonte des neiges, érosion littorale).
- L'érosion fluviatile est produite par des cours d'eau.
- Hydroclastie : alternance humectation-dessiccation
- Effet splash : impact des gouttes d’eau sur le sol.
- L'érosion fluvioglaciaire : la glace exerce une forte pression sur elle-même qui la rend fluide et donc érosive avec des cailloux.
Érosion par le vent
L'érosion éolienne attaque les roches en enlevant des particules (déflation,abrasion) ou en polissant la surface. Elle est d'autant plus efficace que les obstacles sont inexistants et que le vent est puissant, régulier et chargé de poussières ou d'embruns.
Elle conduit à une dégradation environnementale sévère par l’appauvrissement des sols et le déplacement de volumes élevés de particules par le vent. L’érosion éolienne est le principal facteur physique d’épuisement des terres agricoles et, par l’ensablement, constitue une des gênes majeures dans les aires urbaines et oasiennes des écosystèmes secs.
Érosion liée aux différences de température
Dans les régions de forte amplitude thermique (climat continental, polaire, déserts, haute montagne, etc), les chocs thermiques répétés par la succession des cycles jour/nuit, fend puis fait éclater certaines roches, à différentes échelles micro et/ou macroscopique ; c'est la thermoclastie.
L'érosion liée à la température fait également intervenir l'eau comme agent d'érosion en présence de roches poreuses et/ou de fissures qui éclatent en cas de gel. La cryoclastie est un exemple d'érosion par thermoclastie : la roche éclate à cause de l'alternance gel-dégel de l'eau qui s’infiltre, lorsque l'eau gèle, elle occupe plus de volume et exerce une force capable de faire exploser une roche. Les morceaux libérés par le gel sont appelés gélifracts. Le cycle gel/dégel est saisonnier (en Sibérie par exemple) ou quotidien en haute montagne.
Ce sont les processus de la gélifraction ou gélivation. En montagne, la cryoclastie produit des éboulements qui s'accumulent en bas de pente pour former des éboulis ou des pierriers.
L'érosion chimique
La décomposition chimique des roches donne naissance à des « modelés de désagrégation » que l'on rencontre dans les massifs anciens Appalaches,Massif central.
- Le principal processus est la dissolution, en particulier des calcaires par la pluie plus ou moins acide, on parle alors de karst.
La dissolution est une forme de météorisation qui affecte essentiellement les massifs calcaires. Elle donne lieu à des paysages de karst. L'eau, chargée en acides organiques et en dioxyde de carbone, s'infiltre par les fissures et modèle les roches carbonatées ; elle constitue un « complexe d'altération ». Elle libère les éléments chimiques de la roche sous forme d'ions dissous dans l'eau. En effet, contrairement au grès silicieux, les calcaires sont particulièrement vulnérables à la dissolution. Aussi, d'autres roches et minéraux sont solubles :
- L'altération chimique modifie les composés chimiques des roches : hydratation, oxydation, oxydo-réduction, hydrolyse.
- Dans la zone intertropicale, l'altération des roches feldspathiques par lessivage permet la formation de latérites, roches rouges ou brunes constituées d'hydroxydes d'aluminium et de feret qui forment une véritable cuirasse à la surface des plateaux des régions chaudes et humides.
- L'hydrolyse est le processus de rupture des liaisons chimiques des minéraux. Elle donne naissance à des oxydes tels que la limonite, ou des argiles et finit par former un sol.
L'érosion causée par les êtres vivants
- Biométéorisation
- Microorganismes
- Mollusques perforateurs,pholades par exemple
- Végétaux peuvent concourir à l'érosion par leurs racines par exemple
- L'homme : déforestation, labours, urbanisations diverses
Phénomènes exceptionnels et brutaux
- Avalanche
- Glissement de terrains
- Séisme
- Phénomènes volcaniques
- Lahar
