Présentation du karst en territoire bourguignon

Des niveaux géologiques et tectonique propices au développement karstique

Les niveaux géologiques de l’Yonne sont principalement des formations calcaires du Jurassique moyen et supérieur. Ces niveaux sont orientés sud-ouest nord-est et plongent faiblement (2%) vers le nord-ouest.
La région est constituée de quatre plateaux calcaires séparés par des dépressions marneuses ou argileuses :

  • Le premier plateau est formé par les calcaires à Entroques du Bajocien. Il surplombe la dépression liasique (argileuse).
  • Le second plateau est formé par les calcaires oolithiques du Bathonien. La jonction entre les deux premiers plateaux se fait en pente douce grâce aux terrains marno-calcaires du Bathonien inférieur. A l’Ouest, le niveau intermédiaire devient plus carbonaté et la jonction entre les deux premiers plateaux devient plus continue.
  • Le troisième est formé de couches de l’Oxfordien, avec des variations latérales de faciès :
    • au Sud, il est représenté par des calcaires récifaux (oolithiques, pisolithiques ou compacts),
    • Au Nord c’est une alternance de couches marneuses et calcaires.
  • L’Oxfordien est surplombé par des calcaires compacts oolithiques ou crayeux.
  • Le dernier plateau est composé des calcaires lithographiques du Tithonien. Il surplombe une dépression marneuse ou calcairo-marneuse. La jonction entre les plateaux Oxfordien et Thitonien est assurée par les marnes et calcaires marneux du Kimméridgien supérieur. Les successions de plateaux calcaires séparés par des horizons marneux constitue différents aquifères. En effet, les horizons marneux, peu perméables, permettant de retenir l’eau dans les niveaux calcaires plus perméables. Ainsi, il existe globalement un aquifère   par plateau.

Remarque : A ces aquifères, on peut ajouter les formations du Kimméridgien supérieur qui sont composées d’une alternance de calcaires perméables et de couches marneuses peu perméables permettant la naissance de petits aquifères.

Les sources et résurgences

Chaque plateau présente à leur base plusieurs sources prenant naissance au contact entre les calcaires perméables et les marnes ou argiles peu perméables.

  • Il existe, à la base de la corniche du Bajocien, un grand nombre de sources au contact du Lias. Ce sont presque toutes des sources de type déversement. Elles ont un débit   relativement modeste, situé aux environs de 100 m3/j, mais certaines peuvent dépasser les 500 m3/j.
  • Au contraire, les sources issues du Bathonien sont peu nombreuses mais celles-ci présentent un bassin d’alimentation de grande taille permettant d’obtenir des débits dépassant parfois les 3000 m3/j. Ces sources sont localisées dans les grandes vallées et peuvent avoir une alimentation fort lointaine.
  • Les formations de l’Oxfordiens se comportent comme un important réservoir de type karstique et si l’on excepte quelques petites nappes perchées, la grande majorité des sources apparaissent dans les vallées de la Cure, de l’Yonne,… Leur débit   est très important comme pour celle de Druyes-les-Belles-Fontaines qui débite entre 20000 et 30000 m3/j.
  • Concernant les petits aquifères du Kimméridgien, ceux-ci permettent l’émergence de sources mais celles-ci sont rares et avec un débit   faible se limitant dans la plus part des cas à des suitements.
  • Les terrains géologiques du Tithonien présentent un grand intérêt hydrogéologique car ils présentent de nombreuses sources avec des forts débits (plus de la moitié ont un débit   supérieur à 1000 m3/j). 3 types de sources peuvent être mises en évidence : celles de déversement sur les argiles kimméridgiennes, celles d’émergence à l’aval des vallées sèches et celles qui émergent à la faveur de failles dans les calcaires ou à travers les alluvions  .

La plupart des sources se trouvent dans les vallées principales, et ce sont soit des résurgences ; c’est-à-dire des sorties d’eau issue de pertes ponctuelles de cours d’eau superficiels. Cela montre bien le caractère karstique de ces aquifères, de nombreux phénomènes karstiques sont d’ailleurs observés dans la région. Soit des exsurgences dont l’alimentation correspond principalement à l’infiltration   des eaux de pluies facilitée par la karstification.

Les phénomènes karstiques

Les nombreuses colorations réalisées au niveau du Jurassique du département d l’Yonne permet de mettre en évidence les caractères principaux de la circulation karstique de cette région :

  • Les circulations importantes sont indépendantes de la topographie mais il semble que les petites circulations suivent le tracé des vallées sèches.
  • Les circulations manifestent une indépendance assez générale vis-à-vis de l’inclinaison des couches.
  • Les eaux grâce au réseau karstique passent facilement d’un étage géologique à l’autre, même si les deux formations sont composées d’un calcaire   de nature différente voir même de couches marneuses de faible épaisseur.
  • Les vitesses de circulation sont très irrégulières. Elles sont, en moyenne, comprises entre 130 m et 150 m à l’heure mais des extrêmes peuvent être rencontrés (1000 m/h pour la grotte de Goulette ou 47 m/h à Fontenay-sous-Fouronnes).
  • Les circulations en milieu karstique aboutissent le plus souvent à des sources situées dans des grandes vallées (Cure, Yonne) qui sont des vallées à écoulement permanent.
  • Les points de résurgences se situent généralement dans le thalweg à écoulement permanent qui est le plus proche du point d’émission.
  • La nature des carbonates et les nombreuses discontinuités dans les faciès Marnes/Calcaires jouent un rôle essentiel dans la maturation du karst.

Par ailleurs, de nombreux gouffres, grottes, pertes sont observables dans la région. Ces phénomènes témoignent d’une dissolution active de la roche, et donc de la formation karstique. Il faut toutefois noter que ce modelé karstique est moins développé que ce qui est observable dans d’autres régions.
Un autre aspect du karst est notable sur les cours d’eau superficiels ; en effet, on trouve des pertes et des émergences d’eau au sein des rivières, notamment sur le Serein.

Pour en savoir plus : quelques références bibliographiques

  • RAMBERT.B., BERGER.G., MEGNIEN.C., MOLINARD.L.J. (1969) - ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES PHÉNOMÈNES KARSTIQUES DU JURASSIQUE DE L’YONNE - BRGM/69-SGN-245-BDP - 37 p. 1 carte
  • GAILLARD T., BERNARD A . (2015) - ÉTUDE POUR LA RECONQUÊTE DE LA QUALITÉ DE DEUX MASSES D’EAU SOUTERRAINE (HG307 ET HG310) – SAFEGE/12DRE032 – PHASE 1 – 124 p ; 13 ANNEXES

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Karst en Bourgogne-Franche-Comté