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Introduction à la sédimentologie Qu'est-ce qu'un sédiment ? Un sédiment correspond à une accumulation non consolidée de particules d'origine minérale, organique ou chimique. Un sédiment peut être défini comme un ensemble non consolidé de particules....

Introduction à la sédimentologie Qu'est-ce qu'un sédiment ? Un sédiment correspond à une accumulation non consolidée de particules d'origine minérale, organique ou chimique. Un sédiment peut être défini comme un ensemble non consolidé de particules. La nature et l'origine des particules sédimentaires sont très variées. On peut distinguer :  Les particules d'origine minérale (grains minéraux ou fragments de roche). Ces particules proviennent généralement des continents (grains terrigènes) ; elles peuvent aussi être liées à des éruptions volcaniques explosives (grains volcaniclastiques) ; elles sont plus rarement d'origine extraterrestre (grains météoritiques).  Les particules d'origine organique qui sont représentées par les restes fragmentés ou non d'animaux ou de végétaux morts (par exemple des coquilles, des débris de plantes, des os).  Les particules d'origine chimique qui résultent de la précipitation de substances dissoutes (par exemple les cristaux de sel). Avant de constituer un sédiment, les particules sédimentaires ont été déplacées à la surface terrestre par un ou plusieurs agents de transport, tels que le vent, la gravité, l'eau ou la glace. Les roches sédimentaires Les roches sédimentaires se forment à la surface de la Terre ou à quelques kilomètres de profondeur. La plupart d'entre elles résultent de la consolidation de sédiments. Les roches sédimentaires (ou exogènes) sont celles dont les composants proviennent de la surface de la planète. C'est un ensemble hétérogène regroupant des roches qui peuvent différer par leur aspect, leur origine et leur mode de formation. La plupart de ces roches sont constituées de sédiments formés à la surface de la terre et consolidés ensuite à quelques kilomètres de profondeur. Dans le paysage, les roches sédimentaires se présentent généralement sous forme de couches parallèles (strates). La sédimentologie La sédimentologie étudie les sédiments et les roches sédimentaires, ainsi que la manière dont celles-ci se forment. C'est une discipline très complète qui touche à beaucoup d'autres domaines. La sédimentologie est une branche de la géologie qui étudie les sédiments et les roches sédimentaires. Elle s'intéresse aux processus qui génèrent les particules sédimentaires, qui les transportent, qui les déposent et enfin qui contribuent à la transformation de sédiments en roches (diagenèse). La sédimentologie touche à beaucoup d'autres domaines. Elle emprunte des notions à la physique, à la chimie et à la biologie :  Des bases de physique sont nécessaires pour comprendre comment les particules sédimentaires sont transportées et déposées par l'eau ou par l'air.  Les principes de la chimie sont fondamentaux pour mieux appréhender l'altération des roches et la diagenèse.  La biologie est, quant à elle, indispensable pour reconstituer les anciens milieux de dépôts sur la base des fossiles contenus dans les roches. Sédimentologie et actualisme La sédimentologie se base sur les principes de l'actualisme : les processus et les dépôts sédimentaires actuels permettent de comprendre les accumulations fossiles. L'actualisme est une théorie postulant que les lois régissant les phénomènes géologiques actuels étaient aussi applicables dans le passé. Les sédimentologues appliquent les principes de l'actualisme dans leur étude des roches sédimentaires (ou exogènes): En effet, la production, le transport et le dépôt des sédiments ainsi que les phénomènes qui transforment les sédiments en roche (diagenèse) dépendent des principes immuables de la physique et de la chimie. C'est pourquoi l'étude des processus et des dépôts sédimentaires actuels permet de comprendre les accumulations fossiles. Les échelles de la sédimentologie Les sédimentologues s'intéressent à des objets dont la taille varie de plusieurs centaines de kilomètres à quelques microns. La sédimentologie concerne aussi bien les sédiments actuels quel es accumulations fossiles (ou roches sédimentaires). Elle se pratique à différentes échelles : «mégascopique» (km), macroscopique (m) et microscopique (< mm). Ainsi, un sédimentologue s'intéressera aussi bien aux variations morphologiques des dunes dans un désert (km), qu'aux structures sédimentaires présentes au sein d'une dune (m) et à la nature des grains de sable qui la constituent (mm). Sédimentologie et paléo-environnement La sédimentologie contribue à reconstituer le milieu dans lequel se sont accumulés les sédiments à l'origine des roches sédimentaires. L'analyse sédimentologique et l'étude des fossiles contenus dans une roche sédimentaire renseignent sur les caractères physico-chimiques et biologiques du milieu où se sont accumulés les sédiments à l'origine de la roche en question. L'étude d'une succession de strates distinctes permet ainsi de reconstituer l'histoire d'un environnement ancien. Utilité de la sédimentologie ? Outre son intérêt académique, la sédimentologie est utile dans la gestion de l'environnement et l'exploitation des ressources naturelles. L'intérêt de la sédimentologie est double.  Sur le plan académique, elle permet de reconstituer les anciens milieux de dépôts.  Sur le plan pratique, elle est importante dans le domaine de l'environnement et dans l'exploitation des ressources naturelles. Le contrôle du niveau des rivières et la gestion des littoraux nécessitent de bonnes connaissances en sédimentologie (processus de transport et de dépôt des sédiments). Par exemple, l'édification anarchique de constructions sur des dunes côtières peut perturber l'équilibre d'un littoral et conduire à la disparition de la plage (voir illustration ci-contre). Par ailleurs, certains sédiments et roches sédimentaires sont directement exploitables comme matière première. La sédimentologie aide à localiser les gisements et à évaluer leur teneur. C'est le cas par exemple du gravier (industrie de construction) et du charbon (combustible). Enfin certaines roches poreuses peuvent contenir des matières premières (pétrole, gaz) ou vitales (eau). Les propriétés des sédiments La taille des grains sédimentaires et granulométrie L'élément descriptif fondamental des roches sédimentaires et des sédiments est la taille des grains. La taille des grains est un paramètre essentiel des roches sédimentaires et des sédiments. La granulométrie correspond à la distribution des grains dans une roche ou un sédiment en fonction de leur taille. Plusieurs échelles de mesure ont été proposées; la plus répandue est celle de Wentworth qui comporte sept catégories principales. Une version simplifiée et illustrée de cette échelle est présentée ci-contre. La taille des particules et la consolidation du sédiment déterminent les outils utilisés pour l'étude granulométrique : règle graduée, tamis, microscope ou loupe. Le degré de classement Le degré de classement exprime la variabilité de la taille des grains. Le degré de classement d'une roche ou d'un sédiment est un indice de la variabilité de la taille des grains constitutifs. Cet indice peut être parfois mesuré, mais il est plus généralement estimé visuellement à l'aide des diagrammes présentés ci-contre. Une roche (ou un sédiment) bien classée comporte des grains de taille sensiblement identique alors qu'une roche mal classée renferme des particules de toute taille. Le degré de classement d'un sédiment dépend de plusieurs facteurs : 1. la taille des grains elle-même (p. ex. les accumulations grossières ont tendance à être mal classées). 2. L'agent de transport (p. ex. le vent ne peut transporter que des particules fines) 3. La vitesse du dépôt (p. ex. les sédiments accumulés rapidement sont généralement mal classés). Morphologie des grains La forme, l'arrondi et la sphéricité sont trois aspects de la morphologie des grains. La forme d'un grain peut être chiffrée en mesurant les rapports entre ses différents axes, mais elle est généralement décrite par un adjectif descriptif tel que isométrique (les trois axes du grain sont de longueur égale) ou par une locution : grain en forme de bâton, de disque, de lame, etc. La sphéricité d'un grain indique dans quelle mesure celui-ci approche le volume d'une sphère. Un particule peut ainsi montrer une degré de sphéricité élevé, moyen ou faible. L'arrondi d'un grain décrit les rebords d'une particule et comprend six catégories : très anguleux, anguleux, subanguleux, subarrondi, arrondi, très arrondi. L’origine des grains Les grains qui composent une roche sédimentaire ou un sédiment peuvent provenir de tous les types de roche. L'origine des particules qui composent les sédiments et les roches sédimentaires est à rechercher principalement parmi les roches formant les continents et les océans. Ces roches sont appelées roches parentales et peuvent être de toute nature : magmatique, métamorphique ou sédimentaire. Le type de grains contenu dans une accumulation sédimentaire dépend de la roche parentale, mais également du climat et du relief de la région source qui déterminent de quelle manière et à quelle vitesse les roches se désagrègent. Le cycle sédimentaire Le cycle sédimentaire Les roches, les particules sédimentaires et les sédiments s'inscrivent dans le cycle sédimentaire. Roches sédimentaires, particules et sédiments s'inscrivent dans le cycle sédimentaire : Les roches sont altérées (=détériorées) par des agents physiques, chimiques et biologiques, ce qui produit des particules sédimentaires. Les particules sont ensuite érodées (=arrachées) à la roche et transportées par l'eau, la glace, le vent ou la gravité vers un lieu d'accumulation L'accumulation des particules donne un sédiment qui est progressivement recouvert d'autres sédiments et peu à peu transformé en roche (diagenèse). La roche ainsi créée est exposée et le cycle recommence. L’altération Définition de l’altération Les processus chimiques, physiques et biologiques d'altération transforment les roches en sédiments. L'altération regroupe l'ensemble des processus qui décomposent et désagrègent les roches produisant les grains sédimentaires et des constituants dissous. Il existe trois familles de processus d'altération :  Les processus chimiques entraînent une modification de la composition chimique ou une dissolution des minéraux de la roche. Ils nécessitent la présence d'eau et sont de loin les plus importants.  Les processus physiques provoquent une fragmentation mécanique de la roche sans affecter la composition des minéraux.  Les processus biologiques conduisent également à une fragmentation ou à une détérioration chimique des roches par l'action d'organismes vivants (animaux, plantes, bactéries). L'altération d'une roche résulte généralement de l'effet conjoint de plusieurs processus. Par exemple, des petites fractures créées au sein d'une roche par un processus physique permettent l'infiltration d'eau qui favorise l'altération chimique La dissolution La dissolution est un processus d'altération chimique correspondant à la dissociation d'une substance solide dans un liquide. Certains minéraux peuvent être dissous par l'eau. Processus d'altération chimique le plus simple, la dissolution peut être définie comme la mise en solution d'une substance solide dans un liquide que l'on appelle le solvant. Dans la nature, le solvant est en général l'eau douce ou l'eau de mer. Les minéraux les plus sensibles à la dissolution sont l’halite (Na Cl) et le gypse. La dissolution des formations gypseuses donne souvent des dépressions en forme d'entonnoirs. Les gaz aussi peuvent être dissous dans l'eau. Le gaz carbonique atmosphérique est par exemple dissout dans l'eau de pluie produisant un acide faible, l'acide carbonique. Ce même acide peut être formé dans les eaux de ruissellement qui incorporent le gaz carbonique produit par la respiration des plantes. La présence de gaz carbonique dans l'eau augmente son pouvoir dissolvant. L’hydrolyse acide (carbonates) L'hydrolyse acide est un processus d'altération chimique qui dissout totalement les minéraux carbonatés (calcite, dolomite). L'hydrolyse acide est définie comme la dissolution partielle ou complète d'un minéral en milieu acide uniquement (alors que la dissolution peut aussi opérer en milieu neutre ou alcalin). Dans la nature, l'agent acide est l'acide carbonique produit par la dissolution du gaz carbonique (CO2) dans les eaux de pluie et de ruissellement. La réaction est d'autant plus forte que la quantité de CO2 dissous dans l'eau est importante. Les minéraux carbonatés (calcite, dolomite) sont complètement dissous par l'hydrolyse acide, mais cette réaction est très lente. La dissolution des calcaires (qui sont constitués principalement de calcite) est à l'origine de reliefs particuliers, dits karstiques. Les terra-rossa sont des sols formés par les impuretés (généralement des argiles) contenues dans les calcaires qui n'ont pas été dissoutes. Les constructions en calcaire (monuments, tombes, etc.) subissent également les effets de l'hydrolyse acide. L’hydrolyse acide (silicates) L'hydrolyse acide transforme les minéraux silicatés en argiles. Au contraire des carbonates, l'hydrolyse acide ne conduit pas à la dissolution totale de tous les minérauxsilicatés. La plupart d'entre eux ne sont dissous que partiellement, produisant une solution de silice et de cations (K+, Mg+) et un minéral argileux comme dans la réaction présentée ci-contre. L'hydrolyse des roches cristallines (magmatiques ou métamorphiques) libère les minéraux les plus résistants à la réaction (comme le quartz), produisant des accumulations sableuses grossières appelées arènes. Dans une masse fracturée de roches cristallines, l'hydrolyse progresse plus vite le long des fractures et provoque la décomposition en boules de la masse rocheuse, les boules étant constituées de roche peu ou pas altérée. L’hydratation L'hydratation est une altération chimique qui affecte les roches composées d'éléments capables de fixer une molécule d'eau. L'hydratation est une réaction chimique qui affecte lesminéraux capables de fixer une molécule d'eau dans leur structure, se transformant ainsi en un minéral différent. L'hématite (Fe2O3), par exemple, s'altère en goethite (FeOOH) tandis l'anhydrite donne du gypse par hydratation selon la formule présentée ci-contre. Cette réaction implique généralement une augmentation de volume qui conduit à la fracturation de la roche. Dans le cas de l'anhydrite et du gypse, l'augmentation de volume atteint environ 30%. La réaction chimique inverse (déshydratation) est moins commune car les milieux d'altération sont généralement imprégnés d'eau. L’oxydation L'oxydation est un processus d'altération chimique qui affecte particulièrement les minéraux riches en fer. L'oxydation se définit comme la perte d'un électron par un atome ou une molécule. Dans le cas du fer, l'ion ferreux (Fe2+) s'oxyde en ion ferrique (Fe3+) par la perte d'un électron. Lorsqu'un minéral contenant du fer (ou du manganèse ou du soufre) entre en contact avec de l'oxygène, il s'oxyde en produisant un autre minéral. Cette réaction se déroule aussi bien à la surface de la terre que dans les profondeurs océaniques. La présence d'eau douce ou marine accélère le processus d'oxydation. Les minéraux silicatés riches en fer (pyroxènes, amphiboles) sont fréquents dans la nature. Par oxydation, ils se transforment en oxydes de fer au teintes brun-rouge caractéristiques (voir exemple ci-contre). La gélifraction La gélifraction est un processus d'altération physique correspondant à une fragmentation de la roche liée à l'action du gel et du dégel. La gélifraction correspond à la fragmentation d'une masse rocheuse en réponse aux pressions exercées par le gel et le dégel de l'eau qu'elle contient : en effet, une même quantité d'eau occupe un volume plus grand (d'environ 9%) à l'état solide qu'à l'état liquide. En gelant dans les vides d'une roche, l'eau tend à les agrandir, créant ainsi des fractures. Les fragments ainsi créés se désagrègent lors du dégel. De nombreuses répétition du cycle gel-dégel sont cependant nécessaires pour réduire une roche en morceaux. Les roches riches en fissures sont généralement débitées en blocs anguleux par ce processus. Les roches homogènes mais poreuses, se désagrègent grain par grain. La gélifraction est un phénomène important dans les endroits où la température avoisine 0 degrés à certaines périodes de l'année, comme en haute montagne et dans les régions polaires L’haloclastie L'haloclastie est un processus d'altération physique. La fragmentation de la roche est causée par la formation de cristaux de sels suite à l'évaporation de l'eau qu'elle contient. L'haloclastie correspond à la fragmentation d'une masse rocheuse par des cristaux de sels formés lors de l'évaporation de l'eau qu'elle contient. Lorsque de l'eau riche en sels dissous contenue dans une roche s'évapore, des cristaux de sels se forment. En grandissant, ils exercent des pressions au sein de la roche, comme la glace dans le cas de la gélifraction. Ces pressions conduisent peu à peu à une fragmentation de la roche. L'haloclastie est particulièrement efficace dans les roches sédimentaires poreuses. C'est un phénomène fréquent le long des littoraux et dans les régions semi-arides. Il peut même avoir lieu dans les déserts où les rosées et les rares pluies fournissent l'humidité nécessaire. La thermoclastie La thermoclastie est processus d'altération physique. La fragmentation de la roche est causée par des changements marqués de la température extérieure. La thermoclastie correspond à la fragmentation d'une masse rocheuse en réponse à de fortes variations de la température extérieure. Les variations de température que subit une roche provoquent des épisodes de dilatation (chaud) et de contraction (froid) sur une certaine épaisseur. A la longue, des fractures se forment entre la zone externe qui réagit aux changements de température et la zone interne qui est inerte. Ces fractures délimitent des feuillets rocheux qui peuvent être enlevés. Par ailleurs, les variations de température ont tendance à désagréger les roches composées de différents minéraux car chaque minéral se dilate ou se contracte de manière particulière. Il en résulte des tensions qui effritent la roche. La thermoclastie est fréquente dans les déserts tropicaux où l'écart entre les températures diurnes et nocturnes peut dépasser 50 degrés. Exfoliation et desquamation L'exfoliation et la desquamation sont des phénomènes par lesquels une masse rocheuse compacte et homogène se fracture en feuillets. L'exfoliation est un processus d'altération qui délite les roches massives et homogènes en grandes dalles courbes, épaisses de quelques décimètres et parallèles à la topographie. Ce type de fracturation semble lié à la diminution de pression lorsque des roches d'origine profonde (magmatiques ou métamorphiques) sont mises à jour par l'érosion (c.à.d. l'enlèvement) des couches superficielles. Le terme desquamation (synonymes : altération en pelure d'oignon, altération sphéroidale) est utilisé lorsque les feuillets rocheux ont une épaisseur millimétrique ou centimétrique. Ce phénomène est encore mal compris actuellement. Il produit parfois des morphologies similaires à celles résultant de l'hydrolyse de roches cristallines fracturées (altération en boules). Processus biologiques d’altération Plantes, animaux et protistes jouent un rôle important dans l'altération des roches. Les animaux, les plantes mais également les protistes (p. ex. les microbes et les bactéries) jouent un rôle important dans l'altération des roches. L'action des animaux est essentiellement mécanique (creusement de terriers) et concerne les couches rocheuses peu consolidées. Les racines des plantes peuvent pénétrer dans les anfractuosités des roches consolidées et conduire à la fragmentation de celles-ci. La respiration des plantes au niveau des racines produit en outre du gaz carbonique qui acidifie les eaux environnantes et favorise les processus chimiques d'altération (hydrolyse, dissolution) Les sols Les sols résultent de l'altération des roches. L'épaisseur et le type de sol varient suivant le climat sous lequel ils se forment. Un régolite est une couche de sédiment qui provient de l'altération d'un ensemble rocheux et qui n'a pas été transportée, c'est-à-dire un mélange d'argile et deminéraux altérés. Des films microbiens puis des végétaux s'y développent. C'est ainsi que se forme un sol (= régolite contenant une certaine proportion de matière organique principalement d'origine végétale(humus)). La terre est, en langage courant, le matériel constitutif d'un sol (en réalité des argiles et de la matièreorganique). L'épaisseur des sols est beaucoup plus grande dans les pays chauds et humides, car ces climats favorisent l'altération chimique. On observe des sols d'une épaisseur allant de 50 à 100 m d'épaisseur sous l'équateur. Cette épaisseur impressionnante découle également du fait que ces sols sont très anciens : cela fait plusieurs millions d'années qu'ils se développent. En Europe du nord, ce n'est que depuis la fin de la dernière glaciation (environ 10000 ans) que les sols ont pu se développer. Ce sont des sols jeunes. Il existe différents types de sols, suivant le milieu et le climat dans lequel ils se développent. La science qui les étudie est la pédologie. Les agents agissant sur l’altération Quatre facteurs déterminent l'importance de l'altération : la nature de la roche, le climat, l'absence ou la présence d'un sol et le temps. 1. La nature de la roche : une masse rocheuse s'altère d'autant plus vite qu'elle est constituée de minéraux instables (c.à.d., sensibles aux processus chimiques d'altération ) et qu'elle comporte des fractures. 2. Le climat (T° et humidité) : les processus chimiques d'altération (hydrolyse, dissolution, oxydation) sont accélérés dans les climats chauds et humides. En outre, certains processus physiques ne peuvent se dérouler que dans des conditions de température et d'humidité bien précises (voisinage du 0°C pour la gélifraction ; écarts de température importants pour la thermoclastie ; aridité pour l'haloclastie). 3. Présence ou absence d'un sol : la présence d'un sol renforce l'efficacité des processus chimiques et physiques d'altération, principalement par l'action des organismes (plantes, bactéries, microbes) qu'il contient. L'eau s'infiltrant à travers un sol s'acidifie en incorporant du gaz carbonique et altère plus rapidement la roche sous-jacente. 4. Le temps : pour un climat et une composition minéralogique donnée, le degré d'altération d'un ensemble rocheux est fonction du temps d'exposition aux processus d'altération. L’érosion Définition de l'érosion L'érosion désigne les phénomènes qui enlèvent des particules aux terrains existants. Elle conduit à la modification et à l'aplanissement des reliefs. L'érosion correspond à l'ensemble des processus qui enlèvent des particules aux terrains existants. En général l'érosion fait suite aux processus d'altération qui désagrègent les roches et produisent les particules sédimentaires. Parfois cependant l'érosion peut agir sur des roches non altérées. Les principaux agents d'érosion sont le vent, l'eau (gouttes de pluies, eaux de ruissellement, cours d'eau, mer), les glaciers et les organismes vivants (bioérosion). L'érosion conduit à la modification des reliefs et, à long terme, à leur aplanissement. L'efficacité de l'érosion dépend des facteurs suivants :  granulométrie du matériel (les blocs sont moins facilement érodés que les sables) ;  dynamisme de l'agent érosif (un vent fort érode davantage qu'une brise calme) ;  topographie (les pentes raides s'érodent plus rapidement que les pentes douces sous l'effet du ruissellement) ;  présence de végétation (une couverture végétale dense a un effet protecteur). L’érosion éolienne Le vent est un agent important d'érosion dans les régions à végétation éparse. Il agit par déflation (action de balayage) et par corrasion (abrasion éolienne). L'action érosive du vent est particulièrement importante dans les déserts, les zones côtières et les plaines à végétation éparse. Elle est proportionnelle à la vitesse du flux et comprend deux processus : la déflation et la corrasion. La déflation correspond à l'action de balayage du vent qui emporte les particules fines et sèches en laissant sur place galets et cailloux. Ce processus contribue à la formation des déserts rocheux ou regs et, à plus grande échelle, au creusement des grandes dépressions fermées dans les régions désertiques (sebkhas). La corrasion, ou abrasion éolienne, est liée à la présence de grains de quartz dans le flux éolien qui tendent à polir et à user les roches même dures. Ce processus tend à arrondir les cailloux. La corrasion peut également creuser des dépressions métriques dans le substrat rocheux et sculpter des buttes en forme de champignon car son action est plus importante à proximité de la surface du sol. Impact des gouttes de pluie et ruissellement Les impacts de gouttes de pluie et les eaux de ruissellement ont une action érosive considérable, particulièrement sur les terrains peu consolidés. Les impacts des gouttes de pluie ont une action érosive considérable, particulièrement sur les terrains non-consolidés comme les sols. Ces impacts génèrent de petits cratères, qui peuvent parfois être fossilisés, et déplacent les particules les plus fines du substrat. L'importance de l'effet érosif de la pluie dépend de la taille et de la masse des gouttes, de leur vitesse de chute, de la durée de l'averse et de la pente du substrat. L'eau de pluie qui ne s'infiltre pas ruisselle à la surface de manière concentrée ou diffuse, entraînant les matériaux les plus fins (argiles, silts, sables, graviers) vers l'aval et laissant sur place les cailloux et les blocs. Il existe deux types de ruissellement : -Le ruissellement concentré (filets d'eau) conduit à la formation de ravins et de paysages ruiniformes appelés « badlands ». -Le ruissellement diffus (pellicule d'eau ruisselante) génère des pavages rocheux et des cheminées des fées. Les effets du ruissellement sont particulièrement marqués dans les régions arides et semi-arides à végétation éparse. L’érosion fluviatile Les cours d'eau ont la capacité d'entailler le substrat rocheux aussi bien verticalement (vallée en v, gorges) que latéralement (méandres). Torrents, rivières et fleuves sont capables d'éroder leur substrat et de transporter et d'accumuler des sédiments. L'érosion est d'autant plus importante que la vitesse, la turbulence et la charge sédimentaire du cours d'eau sont élevées. Dans le cas des substrats peu consolidés, la turbulence du courant suffit à creuser le fond du cours d'eau et à saper les berges. Pour entailler les formations rocheuses dures, le courant doit transporter des sédiments grossiers (sables, graviers) qui jouent le rôle d'abrasif. L'érosion fluviatile est particulièrement importante dans la partie haute d'un cours d'eau. Elle produit des vallées en V dans les substrats meubles et des gorges à parois verticales dans les roches consolidées. Dans les sinuosités des cours d'eau, ou méandres, l'érosion a lieu sur la rive qui est à l'extérieur du méandre, où la vitesse du courant est la plus élevée. Ce phénomène conduit à la migration des méandres vers l'aval. L’érosion marine Les vagues et les courants sont les principaux agents érosifs en milieu côtier. Ils produisent les falaises et les plate- formes d'abrasion marine. Les vagues et les courants marins sont des agents d'érosion qui contribuent au façonnement des rivages, mais ces derniers sont également actifs en milieu marin profond. Les vagues, les courants liés à leur déferlement ou encore les courants de marée érodent facilement le sable des plages pour le transporter vers le large. Les côtes rocheuses sont plus résistantes. Cependant, la répétition des chocs lors du déferlement et l'effet de succion lors du retrait des vagues contribuent à la longue à miner la base des falaises. Les vagues chargées de sédiments (sables, graviers) ont en outre un effet abrasif sur les rivages indurés (abrasion marine). Sur les littoraux, l'érosion marine produit les falaises, les encoches et les plates-formes d'abrasion. En milieu marin profond, les courants peuvent creuser des chenaux, comme les rivières sur les continents. L’érosion glaciaire Le mouvement des glaciers provoque d'une part l'enlèvement de blocs du substrat rocheux et contribue d'autre part a l'usure de celui-ci en raison du frottement des particules de toutes tailles contenues dans la glace. Certaines régions, comme les Alpes, ont été façonnées par l'érosion glaciaire qui procède de deux manières : arrachement de blocs et abrasion du fond rocheux. Arrachement de blocs : Dans ce premier cas, des blocs rocheux sont arrachés au substrat par le mouvement lent de la glace et incorporés à celle-ci. Ces blocs sont généralement délimités par des fissures d'origine tectonique et déstabilisés préalablement par l'effet du gel et du dégel. Abrasion glaciaire : La glace d'un glacier contient des fragments rocheux de taille diverse qui, lors du mouvement de celle-ci, ont une action de polissage (sables) et de raclage (blocs, graviers, galets) sur le substrat. Le polissage tend à émousser les saillies du fond rocheux, constituant ainsi les roches moutonnées. Selon la taille des éléments, le raclage produit des sillons centimétriques (cannelures) ou millimétriques (stries), ces dernières se formant aussi bien sur le substrat que sur les fragments rocheux transportés par la glace. L'eau, toujours présente au fond d'un glacier, contribue également à polir et à creuser le fond rocheux. A grande échelle, l'érosion glaciaire conduit à la formation de vallées en U, de cirques, d'arêtes et de horns. La bioérosion De nombreux organismes vivants participent à l'érosion du substrat rocheux. Leur action peut être mécanique ou chimique. Elle est particulièrement marquée en milieu côtier. La contribution des organismes et micro-organismes vivants à l'érosion du substrat rocheux est peu importante, mais mérite d'être mentionnée. Leur action peut être mécanique (rongement, perforation, broûtage) ou chimique (dissolution). Elle est particulièrement visible au bord des mers et des océans. Les roches calcaires y sont particulièrement sensibles. A titre d'exemple :  les oursins creusent des niches et des sillons irréguliers, larges de quelques centimètres  les mollusques (Pholades), éponges et annélides créent des perforations en forme de tubes rectilignes millimétriques à centimétriques  des micro-organismes (algues, champignons) génèrent des cavités microscopiques dans des fragments de coquilles  l'homme, enfin, par de nombreuses activités (exploitations minières, constructions routières, déboisement), contribue parfois directement à l'érosion des reliefs. Le transport Le transport des sédiments : définition Sédiments et roches sédimentaires sont généralement formés de particules qui ont été transportées. Ce transport peut être lié à l'écoulement d'un fluide (eau, vent , glace) ou à l'action de la gravité. Les particules sédimentaires produites par les processus d'altération sont, dans la plupart des cas, transportées de leur lieu de formation vers un bassin d'accumulation (par exemple : un lac ou un océan). Elles peuvent être entraînées par l'effet d'un fluide (vent, eau, glace) ou encore être déplacées en masse sous l'action prédominante de la gravité. Le transport par l'écoulement d'un fluide (par exemple : une tempête de sable ou une rivière) peut déplacer les particules sédimentaires sur de grandes distances dans le plan horizontal. Le déplacement en masse (par exemple : un éboulement) s'observe aussi bien dans l'air que dans l'eau et tend à déplacer les particules principalement dans le plan vertical. Le transport des sédiments s'effectue généralement en plusieurs phases (transport, dépôt, transport, etc.) et les moteurs de transport (eau, vent, glace, gravité) peuvent se succéder dans le temps et/ou combiner leur action. La mécanique des fluides La capacité d'un fluide à déplacer du sédiment dépend du mode d'écoulement qui peut être laminaire ou turbulent. L'aptitude d'un fluide en mouvement à transporter du sédiment dépend en partie de son mode d'écoulement. Il en existe deux types : les écoulements laminaires et les écoulements turbulents. Dans le premier cas, les lignes de courant sont parallèles entre elles, dans le second, elles se recoupent. Pour un même fluide (par exemple : l'eau), la capacité d'un courant turbulent (c'est à dire la charge solide qu'il peut transporter) est plus élevée que celle d'un courant laminaire. La turbulence d'un écoulement est proportionnelle à sa vitesse et inversement proportionnelle à la viscosité du fluide. L'air et l'eau montrent le plus souvent des écoulements turbulents alors que la glace, beaucoup plus visqueuse, s'écoule de manière laminaire. La turbulence d'un écoulement peut être quantifiée par le nombre de Reynolds (Re) dont la formule est présentée ci- contre. La valeur critique de Re à partir de laquelle un écoulement laminaire devient turbulent est généralement comprise entre 500 et 2000. L’entraînement des particules Une particule est mise en mouvement lorsque la vitesse d'écoulement d'un fluide atteint une valeur limite appelée vitesse critique d'érosion. La vitesse critique d'érosion est la vitesse qu'un fluide doit posséder pour mettre en mouvement une particule sédimentaire de taille donnée. Cette vitesse est toujours plus élevée que la vitesse nécessaire au maintien du déplacement d'une particule déjà en mouvement. La vitesse critique d'érosion dépend de la viscosité du fluide et de la taille de la particule. Elle est minimale pour les particules dont le diamètre est compris entre 0.1 et 0.5 mm. Elle est logiquement plus élevée pour les grains dépassant 0.5 mm car ceux-ci sont plus lourds. Elle est également plus grande pour les particules fines (argiles, silts) qui sont plus cohésives en raison des forces électrostatiques qui les lient. Ce paradoxe s'appelle l'effet de Hjulström. La trajectoire des particules Dans un fluide en mouvement les particules peuvent être déplacées de trois manières : par traction, par saltation et en suspension. La manière dont les particules sont transportées dans un fluide dépend de leur taille, de la turbulence du fluide et de sa viscosité. Trois modes ont été reconnus : Transport par traction ou roulement : les grains restent toujours en contact avec le fond et se déplacent en roulant et en glissant.  Transport par saltation : les grains se déplacent en rebondissant sur le fond.  Transport en suspension : les particules ne sont jamais en contact avec le fond. La charge de fond regroupe l'ensemble des grains transportés par traction et saltation. Dans le cas d'un cours d'eau, ce sont principalement les sables et les graviers. La charge en suspension est constituée uniquement des particules déplacées de cette manière, généralement les silts et les argiles. Il faut noter que, dans un cours d'eau, de nombreuses substances sont également transportées sous forme dissoute (p. ex.: le calcium qui provient, entre autres, de la dissolution du calcaire).