Dynamique sédimentaire et effets de site en zone noyée du karst : l'exemple du siphon de Chevaline (Grottes de Choranche, Vercors, France)

Abstract

A l'aval du système karstique de Coufin-Chevaline dans les grottes de Choranche, le siphon de Chevaline est une zone noyée constituant un piège sédimentaire en amont du lac de la Cathédrale. Afin d'étudier la dynamique sédimentaire et d'éventuels effets de site de la zone noyée endokarstique, une galerie de plus de 200 m de long a été étudiée par plongée souterraine. Une cartographie géomorphosédimentologique précise et des prélèvements de sédiments et de concrétions ont été réalisés. Cette partie du réseau a également été équipée de luirographes et d'un système de mesure des débits. Une étude sédimentologique, combinant des analyses cartographiques, granulométriques, minéralogiques et chimiques (éléments majeurs et isotopes radiogéniques) a permis de caractériser la sédimentation souterraine de cette zone noyée. Avec une saisonnalité très marquée, alternant entre période de crues et période d'étiage, le siphon de Chevaline associe transferts, dépôts de sédiments détritiques et précipitations de concrétions phréatiques en un même lieu. Les sources sédimentaires sont à la fois anciennes et allochtones, provenant du bassin versant en surface, mais aussi récentes et autochtones, provenant de l'érosion, lors des crues, des dépôts de travertins endokarstiques précipités durant les périodes d'étiages. La répartition et la texture des dépôts sont fortement conditionnées par la géométrie des galeries et les variations de débits qu'elles entraînent tout au long de la zone noyée. Bien que d'un volume deux fois plus important que celui du lac de la Cathédrale, le siphon de Chevaline ne piège qu'une partie des sédiments, mais exerce un effet de site, un contrôle géométrique qui sépare les séquences grossières des séquences fines de décrue entre l'amont et l'aval et selon les géométries de la galerie noyée. L'apport localisé de carbonates précipités puis érodés in situ semble être à l'origine d'une signature granulométrique particulière en image CM, correspondant à un effet de site minéralogique. La nature et l'âge variable des composantes détritiques du sédiment, ainsi que l'environnement endokarstique ne semblent pas favorables à l'utilisation de radionucléides à courtes périodes, rendant difficile les datations holocènes récentes. La configuration en pièges décanteurs étagés, les remobilisations successives des sédiments de l'amont vers l'aval et les effets de sites sédimentaires localisés en aval d'un système karstique doivent être considérés et pris en compte dans l'étude d'archives sédimentaires à des fins paléoenvironnementales. MOTS-CLÉS : endokarst, siphon, hydrologie, cartographie subaquatique, carottages, sédiments détritiques, précipitation, granulométrie, minéralogie, radionucléides, effet de site.