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LES COMPOSANTES NATURELLES DES SITES : GEOLOGIE

Jacques BELLIERE
Professeur émérite de l’Université de Liège
Eric GROESSENS
Service géologique de Belgique

INTRODUCTION

Le paysage est la résultante de deux actions : celle de la nature et celle de l’homme. Le rôle respectif de ces deux actions varie beaucoup d’un endroit à l’autre, en raison principalement de la densité de la population. C’est ainsi que, pour se limiter à l’Europe occidentale, on observe tous les intermédiaires entre les cas, devenus très rares, d’un paysage entièrement naturel (haute montagne par exemple) jusqu’à celui, tout aussi rare, d’un paysage dû entièrement à l’activité humaine (territoires récupérés sur la mer par exemple). Entre ces deux extrêmes s’échelonnent toute une gamme de paysages où l’homme et la nature sont intervenus dans des proportions diverses.
Parmi les effets de l’intervention des hommes, on pense d’abord à des aspects souvent considérés comme dévalorisants : l’urbanisation, les constructions industrielles, les zones d’habitat, les aménagements tels que les routes, les chemins de fer, les lignes de force électriques, etc. Mais les traits du paysage habituellement regardés comme «naturels» doivent souvent beaucoup à l’activité de l’homme. Il en est ainsi de toutes les surfaces cultivées, y compris les forêts, exploitées par coupes et replantations périodiques. Même les cours d’eau de nos contrées n’échappent pas à cette situation : leur régime est régularisé par des barrages et leurs berges sont en maints endroits fixées ou consolidées par des murs ou des gabions.
Il n’empêche qu’en dépit de cette action anthropique la première caractéristique d’un site paysager est sa composante naturelle, antérieure à l’intervention humaine. Cette composante naturelle, c’est d’une part la géomorphologie, c’est-à-dire les formes du relief et du réseau hydrographique, d’autre part la nature et la répartition de la végétation. Ces deux composantes du paysage ont pour origine première la constitution géologique, c’est-à-dire à la fois la nature des roches et leur agencement géométrique, et pour origine seconde les conditions climatiques actuelles et surtout anciennes.
Dans la région wallonne qui nous occupe, la géomorphologie résulte essentiellement de l’érosion. Celle-ci s’attaque aux roches de manière plus ou moins aisée selon leur nature et suivant des processus qui sont fonction du climat. Il en résulte que la morphologie, en Wallonie, garde l’empreinte à la fois de l’histoire géologique et des divers épisodes climatiques, alternativement plus chauds et plus froids qui se sont succédés au cours de la période récente, c’est-à-dire grosso modo au cours du dernier million d’années.
Dans ce qui suit, afin d’exposer comment ces principes généraux s’appliquent au territoire wallon, on donnera d’abord un aperçu des grands événements dont la succession forme son histoire géologique. On décrira ensuite dans ses grandes lignes la constitution géologique actuelle qui est la résultante de cette histoire. Ceci permettra de déboucher sur la caractérisation des diverses régions naturelles du pays.

APERÇU DE L’HISTOIRE GEOLOGIQUE DE LA WALLONIE

Dans ses grandes lignes, l’histoire géologique de la région wallonne peut se résumer de la manière suivante :
1. Dépôt d’une série sédimentaire d’âge cambrien, ordovicien et silurien (540 à 408 millions d’années). Ces sédiments sont tous de nature terrigène et se sont transformés ultérieurement en grès, schistes et schistes ardoisiers ; ils ne comportent donc pas de calcaires.
2. Plissement de ces sédiments au cours de la phase tectonique calédonienne, aboutissant à la formation d’une zone de relief. Erosion de ce relief jusqu’à l’établissement d’une surface sub-horizontale (pénéplaine épicalédonienne).
3. Envahissement de cette pénéplaine par la mer et dépôt, en discordance sur le socle calédonien, d’une nouvelle série de sédiments d’âges dévonien et carbonifère (400 à 290 millions d’années). Cet envahissement marin s’est opéré du sud vers le nord, de manière progressive, de sorte que le dépôt de sédiments a été de moins en moins complet vers le nord, et a même épargné la partie septentrionale de la région (Hesbaye et Brabant actuels). Cette série sédimentaire est constituée de produits terrigènes sablo-argileux (aujourd’hui : grès et schistes), avec deux épisodes calcaires, au Dévonien moyen et au Carbonifère inférieur (Dinantien). De plus, la partie la plus jeune de la série (Carbonifère supérieur ou Houiller) a été marquée par la présence de multiples couches de débris végétaux, aujourd’hui transformés en charbon.
4. Déformation de l’ensemble au cours de la phase tectonique varisque (ou hercynienne). Cette phase n’a affecté la région qu’au sud d’une ligne parallèle au sillon Sambre-et-Meuse et située un peu au nord de celui-ci («front varisque»). Par un raccourcissement général dans le sens NNW-SSE, la déformation varisque a engendré de nombreux plis et de multiples failles de chevauchement et de charriage d’importances diverses. Elle a simultanément engendré une nouvelle zone de relief. Ces événements ont été suivis d’une période d’érosion jusqu’à l’établissement d’une nouvelle pénéplaine (pénéplaine épi-varisque).
5. Affaissement général de la région, envahie dès lors à diverses reprises par la mer, ce qui a amené sur la pénéplaine épi-varisque le dépôt, discontinu dans le temps et dans l’espace, de sédiments d’âges mésozoïque et cénozoïque restés ensuite non plissés et pour la plupart à l’état meuble (craie, sables, argiles).
6. A partir de la fin du Cénozoïque : bombement d’ensemble provoquant le soulèvement et l’érosion de l’Ardenne sensu lato (c’est-à-dire, en gros, de l’aire affectée par le plissement varisque) et l’enfoncement des régions situées tant au nord (Brabant) qu’au sud (Lorraine).
Ce sont ces derniers événements qui ont façonné la physionomie actuelle de la région wallonne
Les couvertures non plissées méso- et cénozoïques des parties nord et sud affaissées lors du dernier bombement ont échappé en grande partie à l’érosion et se sont ainsi conservées jusqu’aujourd’hui. Par contre, sur l’Ardenne sensu lato, émergée très tôt, il s’est établi un réseau de cours d’eau ; ceux-ci, coulant sur la couverture meuble, y ont creusé aisément leurs vallées ; ils ont ainsi atteint rapidement le socle ancien sous-jacent dans lequel le creusement s’est poursuivi. C’est ainsi que le tracé des cours d’eau importants est indépendant et souvent transverse par rapport aux structures géologiques des terrains anciens qu’ils traversent et auxquels ils ont ainsi été surimposés. Ceci explique un des attraits paysagers de nos vallées dont l’aspect des versants varie constamment, tantôt évasés quand elles rencontrent des terrains schisteux, tantôt encaissés à la traversée des formations gréseuses ou calcaires.
Pendant que les vallées s’approfondissaient de la sorte, la couverture de terrains meubles qui couvrait le plateau ardennais était progressivement enlevée par l’érosion, de sorte qu’il n’en subsiste que de rares reliques, souvent d’ailleurs piégées dans les cavités karstiques des calcaires du socle varisque. La pénéplaine épi-varisque ainsi exhumée, a été à son tour soumise à l’érosion. Mais ce processus, toujours en cours aujourd’hui, s’adressant à des roches consolidées, s’est effectué d’une manière beaucoup plus lente et avec des degrés d’activité variables selon la nature des roches. Ceci explique non seulement les traits de la morphologie structurale dont il sera question plus loin («tiges» du Condroz, par exemple) mais aussi le fait que, lorsque d’un point élevé de l’Ardenne sensu lato on regarde le paysage, l’horizon est toujours plat, forme qui correspond à l’ancienne pénéplaine épi-varisque exhumée et débarrassée de sa couverture. En d’autres termes, le relief de l’Ardenne n’est pas celui de montagnes mais celui d’un plateau entaillé à des degrés divers.
D’autre part, le soulèvement de l’Ardenne, lui aussi toujours en cours à l’heure qu’il est, loin d’être un mouvement régulier et continu, s’est manifesté par saccades successives. Les cours d’eau ont donc connu des périodes de creusement actif séparées par des périodes de repos au cours desquelles l’érosion latérale des rivières et l’érosion des versants ont élargi les vallées et leur ont conféré un fond plat, recouvert par les alluvions (graviers, sables, limons) déposés à l’occasion des crues. Lors des reprises de creusement ultérieures, des parties de ces plaines alluviales, échappées à la destruction, ont pu rester perchées constituant des «terrasses» qu’on trouve aujourd’hui à divers niveaux étagés çà et là le long des versants. C’est là un autre aspect paysager caractéristique de nos vallées.
Enfin, au cours de périodes froides qui ont marqué les dernières dizaines de milliers d’années, la région a été recouverte d’un dépôt de poussières apportées par le vent. Ces poussières ont recouvert tout le pays d’une couche de limon à grain fin, appelé «lœss», épaisse parfois de plus de 10 m. Dans les endroits à relief peu accentué, ce limon s’est maintenu : c’est le cas de la Hesbaye et du Hainaut septentrional («zone limoneuse» des manuels scolaires), ainsi que des parties sub-horizontales de l’Ardenne sensu lato : plateau, replats et terrasses des rivières. Par contre, aux endroits en pente et dans le fond des vallées, ces lœss ont été emportés par le ruissellement et par les crues des cours d’eau.
La constitution géologique actuelle de la Wallonie est le résultat de cette longue succession d’événements.Elle fait apparaître l’existence des diverses régions naturelles qui se distinguent les unes des autres par leur nature géologique. Leurs caractères vont être précisés dans ce qui suit.

LES REGIONS NATURELLES DE WALLONIE

LA REGION SEPTENTRIONALE (NORD DU HAINAUT, BRABANT, HESBAYE)

Le socle ancien calédonien, partiellement couvert de formations varisques non plissées, forme le soubassement de toute la partie nord de la Wallonie. Ce soubassement n’y est visible que dans le fond des vallées creusées par les rivières à travers la couverture du lœss et des formations méso-cénozoïques. C’est donc cette couverture qui confère son caractère à cette région naturelle : pays plat à modérément vallonné. Il faut noter que les sols superficiels qui, sous le climat de l’Europe occidentale se développent sur les lœss, sont considérés comme parmi les meilleurs du monde au point de vue de leur qualité agricole. Il en résulte que, depuis longtemps, la région a été déboisée au profit de l’agriculture. Le nord de la Wallonie est donc une région sans forêt. On observera de plus à ce propos que, dans la curieuse démarche actuelle de l’aménagement du territoire, lorsqu’on a la chance de posséder les meilleures terres de culture du monde, on y installe des parcs industriels, des universités et des complexes résidentiels…

LE SILLON HAINE-SAMBRE-ET-MEUSE

Les formations les plus jeunes de la série varisque (étage houiller) sont caractérisées par la présence, dans une série essentiellement schisteuse, de nombreuses couches de charbon. Ces formations n’existent pratiquement que dans le cœur du synclinorium de Namur qui forme la partie nord de la zone plissée, ce qui correspond au sillon Sambre-et-Meuse depuis Charleroi jusque Liège. Dans toute cette région, la présence du charbon a été à l’origine d’un développement industriel considérable, ce qui a amené dans le paysage des interventions humaines très importantes à effet généralement dévalorisant : terrils des charbonnages, constructions industrielles diverses, habitat souvent très dense et de qualité médiocre. Cette emprise industrielle est surtout importante aux deux extrémités de la région : basse Sambre et bassin de Charleroi d’une part, pays de Liège de l’autre. La partie médiane par contre, depuis Namur jusqu’au-delà de Huy, fait affleurer largement le calcaire dinantien, élément très valorisant du paysage, comme on le verra ci-après.
Dans la région qui s’étend à l’ouest de Charleroi jusqu’à la frontière française (Centre, Borinage), le terrain houiller est couvert en grande partie par la couverture méso-cénozoïque plus récente. Les composantes naturelles y sont donc les mêmes que dans la région septentrionale, mais avec l’emprise anthopique dont il vient d’être question.

LE CONDROZ

Plus au sud, le plissement varisque a déformé les couches dévono-carbonifères en une vaste cuvette complexe (le synclinorium de Dinant). Le centre de cette cuvette est occupé par une série de plis qui amènent alternativement à la surface du sol les grès du Dévonien supérieur dans les zones anticlinales et les calcaires du Carbonifère inférieur dans les aires synclinales. Les grès étant plus résistants à l’érosion que les calcaires, le Condroz comporte ainsi une alternance de crêtes gréseuses («tiges» du Condroz) et de vallons calcaires («chavées» ou «xhavées») allongés parallèlement selon la direction des plis, c’est-à-dire selon la structure géologique.. Le Condroz est donc une région vallonnée, à végétation variée ; tantôt calcicole, tantôt silicicole, où se mêlent de manière harmonieuse les domaines boisés, cultivés et pâturés.
L le Condroz, ainsi défini par sa géologie, ne se limite pas à la région habituellement appelée «Condroz», entre la Meuse et l’Ourthe : il s’étend aussi à l’ouest de la Meuse dans la partie nord de l’Entre-Sambre-et-Meuse.

LA FAMENNE/LA FAGNE

Au sud du Condroz s’étend une région occupée essentiellement par des terrains schisteux : c’est la Famenne et la Fagne, respectivement à l’est et à l’ouest de la Meuse. Cette région, par suite de la faible résistance des schistes à l’érosion (roches gélives), forme une dépression, c’est-à-dire une aire d’altitude nettement inférieure à celle des régions voisines : Condroz au nord, Calestienne et Ardenne sensu stricto au sud. C’est une région peu accidentée, vouée traditionnellement à l’élevage. La continuité de cette région schisteuse est interrompue dans les environs de Philippeville par une zone calcaire allongée qui correspond à un bombement anticlinal.
On notera que la ville de Marche, habituellement présentée comme la «capitale» de la Famenne, y occupe en fait une position très marginale, à la bordure de la Calestienne.

LA CALESTIENNE

La Famenne schisteuse est séparée de l’Ardenne sensu stricto par une bande relativement étroite (quelques kilomètres), mais continue, formée de roches calcaires d’âge dévonien appartenant au flanc sud du synclinorium de Dinant : c’est la Calestienne. Elle se caractérise par un relief marqué qui fait opposition à la dépression de la Famenne qu’elle domine souvent d’une centaine de mètres. Outre la richesse de la végétation calcicole, il faut signaler la valeur paysagère particulière des formations calcaires (voir ci-dessous).

L’ARDENNE SENSU STRICTO

C’est le domaine très vaste qui s’étend au sud et au sud-est des régions précédentes et qui est défini par l’affleurement des formations géologiques d’âge dévonien inférieur. Celles-ci sont constituées entièrement de roches d’origine terrigène : il s’agit de grès (ou quartzites), de siltites schisteuses et de schistes ardoisiers, à l’exclusion des calcaires. Par rapport aux régions naturelles plus septentrionales, le lœss est moins abondant, le sol est moins fertile et la population est moins dense. Les forêts y occupent une grande partie de la surface.
Le socle calédonien affleure en Ardenne dans quelques boutonnières («massifs calédoniens») qui forment le cœur des zones anticlinales principales. Ces boutonnières exposent des roches de même nature que celles de l’enveloppe dévonienne plus jeune qui les entoure. Au point de vue paysager qui nous occupe ici, elles font donc partie de l’Ardenne sensu stricto.
L’Ardenne s.s. est la région la plus élevée de Wallonie. C’est donc là que l’incision des vallées a été la plus profonde. Le creusement par les rivières a été accompagné, en particulier pour la Semois et la haute Ourthe, par le développement de méandres encaissés très accentués, allongés nord-sud, c’est-à-dire, selon la règle, dans le sens perpendiculaire à la direction du feuilletage des schistes. Ces méandres, en même temps que la profondeur des vallées et les vastes forêts, contribuent au caractère rude et attrayant du paysage ardennais.
Le synclinorium de Dinant est bordé au nord par une bande étroite de territoire formée, comme l’Ardenne s.s., de roches d’âge dévonien inférieur. Cette bande, appelée «Ardenne condruzienne» ( ou «Condroz ardennais») entre Liège et Namur et Marlagne à l’ouest de la Meuse est souvent assimilée à l’Ardenne s.s., bien que ses caractères soient moins marqués : elle est moins élevée, moins boisée (mais plus que le Condroz voisin) et surtout plus habitée.

LA LORRAINE BELGE

Il s’agit ici d’une région naturelle de caractère complètement différent. Elle occupe une surface relativement petite dans l’extrême sud du pays, mais s’étend largement sur le territoire français. Elle est constituée par la couverture mésozoïque non plissée, d’âge surtout jurassique, dont les couches, qui descendent en faible pente (quelques degrés) vers le sud, appartiennent au bord nord-oriental du Bassin de Paris, vaste structure en cuvette qui couvre tout le nord et le centre de la France. La série jurassique, en Lorraine belge, comporte des niveaux de grès souvent calcareux alternant avec des niveaux argileux. La morphologie de cette région est très différente de celle du reste de la Wallonie par le fait que les formations jurassiques n’ont jamais été pénéplanées. L’érosion y a développé des dispositions en cuestas.

BATI TRADITIONNEL ET REGIONS NATURELLES

En milieu rural, les bâtiments, qu’ils soient isolés ou groupés dans un village, sont une composante souvent importante du paysage. Les matériaux employés pour ces constructions traditionnelles sont en relation directe avec la constitution géologique des différentes régions naturelles. En effet, jusqu’au début du XXe siècle, le transport des matériaux pondéreux était toujours malaisé et parfois impossible : il devait s’effectuer par traction animale sur des chemins souvent boueux ou défoncés. Dans ces conditions, le bâti traditionnel a été partout édifié au moyen de matériaux naturels extraits de petites carrières locales : moellons de grès ou de calcaire dans le Condroz, blocs de grès ou de schiste ardoisier en Ardenne s.s., moellons calcaires dans la Calestienne. En Hesbaye, pays du limon, le matériau classique a toujours été la brique ; la pierre calcaire n’y était amenée qu’en faible quantité pour réaliser les encadrements des ouvertures. En Famenne, la brique mêlée au bois s’est exprimée traditionnellement dans le colombage. En Lorraine belge, la qualité souvent médiocre des pierres, en général assez friables, a entraîné l’usage systématique des enduits pour la protection extérieure des murs.
Ainsi, à travers la diversité des régions naturelles du pays, les paysages portent l’empreinte de la géologie, non seulement dans la géomorphologie et la végétation, mais aussi dans le bâti traditionnel. Cette empreinte a conféré aux villages, par l’homogénéité des matériaux jointe à celle de la volumétrie des bâtiments, une qualité patrimoniale souvent exceptionnelle.
On aura compris qu’il s’agit ici du bâti ancien traditionnel antérieur à l’enlaidissement des campagnes par l’action conjuguée de l’exode de populations urbaines et de l’ostentation d’originalité de nombreux architectes. On ne compte plus aujourd’hui les villages défigurés par des constructions non intégrées au milieu : «fermettes» hesbignonnes en Condroz, chalets alpins en Ardenne, bâtiments commerciaux en forme de boîtes à chaussures agrémentés d’une publicité multicolore et agressive, le tout, hélas, avec la bénédiction de l’administration de l’urbanisme.

RÔLE DES AFFLEUREMENTS ROCHEUX DANS LE PAYSAGE

Les escarpements rocheux sont généralement considérés comme des éléments qui contribuent à la qualité des paysages et par conséquent à leur valeur patrimoniale.
Comme on l’a vu plus haut, la surface de l’Ardenne sensu lato a été incisée par les cours d’eau lors de son soulèvement depuis la fin du Cénozoïque. C’est donc sur les flancs des vallées qu’apparaissent les affleurements rocheux de quelque importance. Ceux-ci présentent des aspects très variés selon la nature des roches impliquées et selon leur géométrie (couches verticales, peu inclinées, plissées...).
Les schistes, de nature particulièrement friable, sont aisément érodés et ne forment pas de grands rochers : à la traversée des zones schisteuses, les vallées adoptent un profil évasé (voir plus haut). En haute Ardenne, toutefois, les roches, plus évoluées (schistes ardoisiers en partie recristallisés), sont plus résistantes à l’érosion et peuvent former des rochers parfois très escarpés (exemples : haute vallée de l’Ourthe, vallées de la Semois, de l’Amblève et de leurs affluents).
Les grès du Condroz, bien qu’ils soient à l’origine du relief typique de cette région («tiges» du Condroz) forment rarement des affleurements naturels de quelque importance ; ils affleurent par contre largement dans de nombreuses carrières (voir ci-dessous). En Ardenne, les grès et quartzites cambro-ordoviciens et dévoniens inférieurs contribuent à la constitution des escarpements rocheux.
Quant aux calcaires, on peut les qualifier de «rois des paysages» et ce, pour plusieurs raisons. D’abord, la plupart des calcaires, lorsqu’ils sont exposés à l’air, perdent peu à peu par oxydation lente le pigment charbonneux auquel ils doivent souvent leur teinte foncée («pierres bleues»). Ils acquièrent ainsi une patine très claire ce qui, dans les paysages, les fait apparaître sous la forme de rochers blancs en contraste marqué par rapport à la verdure des forêts voisines.
D’autre part, la destruction des roches terrigènes par les agents atmosphériques consiste en une dislocation mécanique combinée à une attaque chimique par les eaux qui transforme les silicates en matières argileuses. Le ruissellement contribue ensuite à l’évacuation de tous ces produits. Le cas des calcaires est différent : on sait qu’ils ont la propriété de se dissoudre lentement sous l’action des eaux chargées de CO2, ce qui provoque l’élargissement des fissures et rend les masses calcaires extrêmement perméables. Dans ces conditions, la plus grande partie des eaux de pluie pénètre dans la roche, le ruissellement est peu important et l’érosion mécanique des affleurements est très réduite. Cette circonstance explique l’existence, en région calcaire, de multiples escarpements, falaises, parois, aiguilles et «clochetons» qui interviennent pour une grande part dans l’attrait des paysages, en particulier le long des vallées du Condroz et de la Calestienne.
Il faut ajouter que, outre leur intérêt paysager, tous les affleurements et escarpements rocheux, quelle que soit leur nature, présentent un intérêt scientifique et didactique dans le domaine des sciences géologiques. Ceci accroît leur valeur patrimoniale, parfois dans une mesure importante et justifie dans certains cas une protection par voie de classement, même en l’absence d’un intérêt paysager marquant. Il n’est pas superflu de faire observer à ce propos que la protection de la nature ne doit pas se limiter aux seuls règnes végétal et animal mais qu’elle concerne aussi le règne minéral.
Enfin, on ne peut passer sous silence les phénomènes karstiques, parfois très spectaculaires qui résultent de la dissolution des calcaires : grottes, chantoirs, dolines, vallées sèches, dont le classement peut se justifier tant pour des raisons esthétiques que scientifiques.

LES AFFLEUREMENTS ROCHEUX ARTIFICIELS

Il s’agit ici des carrières et des tranchées des routes et des chemins de fer. Ces genres d’affleurements sont souvent regardés avec mépris comme des éléments dévalorisants des paysages, voire comme nuisibles à la qualité de l’environnement. C’est ainsi que voient régulièrement le jour des projets de comblement de carrières désaffectées («il faut faire disparaître les chancres du paysage...») ou que les affleurements mis à jour dans les tranchées de route sont soigneusement cachés sous une couverture de terre et de végétation, voire par des murs.
Or, si l’exploitation d’une carrière ou l’ouverture d’une route entraînent ipso facto une modification du paysage, au même titre d’ailleurs que toute intervention humaine, cette modification n’est pas nécessairement une dégradation. Pourquoi les parois et escarpements rocheux qu’il est d’usage d’admirer lorsqu’ils sont naturels devraient-ils être honnis quand leur origine est artificielle ? Quant à l’intérêt scientifique pour le géologue, il réside autant dans les carrières et tranchées que dans les rochers naturels.
Il conviendrait à ce propos que disparaisse de l’opinion (et de la presse...) la confusion, souvent entretenue à dessein, entre la crainte de nuisances, crainte parfois très justifiée et le souci mal placé de préserver la qualité du paysage.


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