Karsts et évolutions climatiques
| ,Spéléologie et Karstologie
Le karst dans l’évolution quaternaire de la Basse Seine (Normandie, France)
Karst in the quaternary evolution of the lower Seine valley (France)
Résumé
La basse vallée de la Seine est un des berceaux de la karstologie des faciès crayeux du Crétacé supérieur en France. Longtemps restée méconnue, elle est l’objet de travaux intensifs, depuis la fin de la Seconde Guerre Mondiale, qui peu à peu lui ont attribué une place prépondérante dans la recherche sur les milieux crayeux. Depuis quelques années, son intérêt est renouvelé par les importantes contributions que son karst permet d’apporter à la connaissance de l’évolution quaternaire régionale.
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Texte intégral
INTRODUCTION
1La Basse Seine est l’axe majeur de drainage du Bassin de Paris (fig. 1). Pour assurer le maintien de son exoréisme, elle a entaillé une profonde vallée au fur et à mesure que l’épirogenèse normande se manifestait. Un grand nombre de développements karstiques, aujourd’hui démantelés, ponctue les différents épisodes importants de cette évolution soumise aux variations du niveau glacio-eustatique de la Manche. Rappelons que la Seine s’écoule au-dessous de + 5 m NGF à partir de la confluence de l’Eure (Pont de l’Arche), ce qui la soumet à l’influence des marnages de la Manche actuelle.
2Mais son attrait ne s’arrête pas là. La Basse Seine, grâce au fleuve, s’inscrit comme une grande artère économique qui regroupe une forte densité de population. Les besoins en eau potable et la concurrence des sols qui se réalisent entre l’urbanisation, l’industrialisation et le développement d’une agriculture à haut rendement, nécessitent des études sur le fonctionnement du réservoir et les mesures de protection de l’environnement et l’exploitation des ressources naturelles. Déjà ancienne, cette recherche connaît un renouveau depuis une vingtaine d’années.
3C’est dans ce contexte que se développent de nombreux ensembles karstiques, révélés surtout par les explorations spéléologiques très dynamiques en Haute Normandie. En Basse Seine, la notion de grotte est attachée à celle de creusement anthropique. Est appelé grotte, tout vide souterrain : une carrière, un four à chaux, une marnière, une habitation troglodytique, un refuge, une cave, rarement une cavité naturelle. La raison est simple : toute cavité naturelle d’une certaine dimension a servi d’incision au creusement d’un établissement souterrain, les mineurs faisant l’économie du creusement de la galerie initiale. La notion de paléokarst est donc une donnée très récente. Les descriptions de cavités naturelles commencent avec la Révolution (LEBOULLENGER, 1801) et sont reprises par les naturalistes. La première étude scientifique semble être celle du conduit naturel de Moulineaux (FORTIN, 1902). Il se sera écoulé un siècle entre la description et l’étude. Aujourd’hui, la connaissance spéléologique des cavités de la Basse Seine a fortement progressé, mais les descriptions restent rares et les études scientifiques plus encore (RODET, 1991/1, p. 325-426).
4NB : Toutes les cotes d'altitude cités dans le texte sont en NGF.
I. PALEOKARSTS ET CREUSEMENT DU VAL DE SEINE
5Au cours du Pliocène, un épandage détritique de sables et de graviers (Sables Granitiques ou Sables de Lozère) s’est produit dans un large couloir, à l’emplacement approximatif de la Basse Seine actuelle (fig. 2). La Normandie était en situation basse, proche du niveau marin et les plateaux étaient faiblement émergés (HUAULT, 1987, p. 121-122). Dans ces conditions, le toit de la nappe aquifère restait proche de la surface et la karstification réduite. Depuis le dépôt des craies, cette partie du NW du Bassin de Paris a connu, pendant le Tertiaire, une succession de transgressions et d’émersions sans qu’un exhaussement important ne parvienne à se maintenir topographiquement (LAUTRIDOU et al., 1983, 1987 ; LEFEBVRE, 1988/1).
6L’érosion aurait enlevé une centaine de mètres d’épaisseur de craie. Ce n’est qu’au Quaternaire qu’un soulèvement d’ampleur parvient à conserver une plus grande hauteur de craie au-dessus du niveau de base régional, permettant la karstification en grand de la masse. Le résultat le plus visible de celle-ci est l’enfoncement, dans les plateaux, du manteau de résidu à silex dans ses racines. On peut s’interroger sur la transformation d’éventuels “cenotes” en “racines” de ce front d’altération karstique. L’épirogenèse de la région normande pendant le Quaternaire, accompagnée de l’enfoncement de la vallée de la Seine, est donc l’élément essentiel de l’histoire de la Basse Seine.
A. Les altitudes
7On ne connaît pas le rythme du soulèvement et ses modalités. S’il y a eu saccades, il doit exister des niveaux d’érosion karstiques correspondant aux phases de mobilité du substratum, d’où l’intérêt des études altimétriques dans les paléokarsts. La surrection est plus importante au NW que vers le SE, ce qui vient compliquer le schéma d’enfoncement du Val de Seine vers l’aval.
8Si on reste dans le cadre d’une évolution régulière, on peut envisager un rapport direct entre la karstification des versants et l’altitude du fleuve. Si l’on s’inscrit dans un contexte mobile saccadé, on peut considérer que les phases stables sont favorables au développement des systèmes karstiques (galeries), et que les épisodes instables entraînent des décrochements verticaux du drainage (puits), voire sa déconnexion. L’évolution irrégulière peut provenir aussi du creusement de la vallée de la Seine qui doit suivre l’épirogenèse, avec certainement des périodes de suspension suivies d’épisodes au creusement plus dynamique. En l’état actuel de nos connaissances sur le karst de la grande vallée, rien ne nous permet d’être plus précis : pour une même altitude de la vallée, l’éloignement ou le rapprochement de la ligne de rivage modifie le profil d’équilibre et donc la dynamique de creusement du lit du fleuve.
9On constate que l’essentiel des développements karstiques de la Basse Seine se situent à des altitudes plutôt élevées par rapport au fleuve, ce qui tendrait à leur attribuer un âge ancien. Comme pour permettre l’établissement d’un drainage élaboré, il faut un cadre relativement stable et durable : soit les karsts récents sont peu développés en raison d’une évolution trop rapide, soit ils ont été gommés, en raison de leur faible altitude, par les épisodes érosifs postérieurs. Deux exemples illustrent les relations altitudinales avec le drainage.
Figure 2 :
Les gisements des Sables de Lozère et la paléo-Seine dans le Nord-Ouest du bassin de Paris (d’après CAVELIER, in MEGNIEN et al., 1980). Les taches noires correspondent aux gisements des Sables de Lozère localisés dans un ancien couloir fluviatile matérialisé par les deux traits noirs. Ces sables sont d’âge burdigalien (Miocène inférieur) dans le sud et le centre du bassin, et ont été déposés au Pliocène supérieur en Normandie.
The Lozère Sands deposits and the Seine paleo-drainage in the Northwestern of the Paris basin.
10- La descente : le karst de Grand Couronne (Seine-Maritime) : En 1985, les travaux de terrassement du chantier de construction du lycée professionnel mettent à jour un drainage karstique ancien, dont une partie sera sauvegardée grâce à l’intervention du Museum de Rouen (TOMAT & DUPONT, 1987). Depuis 1987, les spéléologues et les chercheurs peuvent accéder au Réseau “Orange”, le plus grand ensemble (TOMAT & DUPONT, 1988) (fig. 3). Son développement reconnu a atteint 135 m, dont une grande partie, en amont, a été détruite. La partie aval, conservée, se compose d’un drain horizontal, d’un diamètre inférieur à 1 m, qui se développe sur un axe globalement NE-SW. Ce karst présente l’originalité d’un drainage vertical de type “puits” installé en aval d’un collecteur perché à + 43 m, dans le coteau qui domine la Seine (TOMAT & DUPONT, 1987, p. 4). Le collecteur présente une division avant le puits : le drain majeur poursuit sa route en évitant la zone d’infiltration, tandis que la seconde branche se dirige sur le puits. Dans la zone de contact, le conduit présente une entaille basale d’adaptation (RODET, 1987/1).
11Le puits présente une morphologie complexe. Un premier cran de 6 m donne sur une longue “diaclase” affectée d’une tectonique complexe. A son extrémité un second cran amène à 21 m sous le collecteur. Plutôt qu’un puits, il s’agit d’un axe drainant à dominante verticale, encombré d’un énorme “affaissement-dissolution” partiellement dégagé par les spéléologues. Plusieurs niveaux d’accumulation sédimentaire, qui l’encombrent, présentent des formes de soutirage. L’adaptation à un nouveau niveau de base, plus bas, est donc prouvée. Cependant, le sommet de ce puits est occupé par une cloche de corrosion, signalant comme 18 autres dans le collecteur, une petite phase d’ennoiement. Cette forme est-elle antérieure, contemporaine ou postérieure à celle du puits ? Si elle est antérieure, il manque un aval hydrologique à ce conduit : il n’a pas encore été identifié. Si elle est contemporaine, quelle est la genèse du “puits” ? Ne s’agit-il pas d’une cheminée d’équilibre antérieure au collecteur qui se serait installée pendant un épisode stable du réennoiement, et comment expliquer sinon la parfaite superposition de la cloche et du puits ? Si elle est postérieure, il faut envisager une phase d’ennoiement d’au moins 25 m qui inclut l’ensemble du drainage horizontal (19 cloches). Les questions restent posées, mais la postériorité du drainage vertical est plus plausible.
Figure 3 : Le réseau “Orange” du Lycée Professionnel de Grand Couronne, plan et coupe partielle.
The main cave of the Technical College of Grand Couronne (Seine-Maritime)
12La qualité de paléokarst est donc affirmée par la déconnexion du karst par rapport au drainage actuel du massif. La morphologie montre différentes phases de karstification dont la nature et la chronologie ne sont pas affirmées. Les éléments ayant entraîné les ruptures entre ces différentes phases ne sont pas identifiés. Ils sous-tendent des variations altitudinales du niveau de base hydrologique.
13- L’inversion : la Roche Percée (Le Thuit, Eure) : Perchée dans un abrupt de 35 m, l’entrée de la grotte de la Roche Percée donne sur une galerie qui décrit deux amples virages vers le SW puis vers le N (fig. 4). Celle-ci présente sa plus grande largeur (6 m) et une de ses plus grandes hauteurs (3 m), et se développe sur 40 m vers le NNW, en formant de légers méandres. La base du conduit dégage des banquettes taillées dans l’encaissant. Un brusque changement de direction vers le NE est accompagné d’un premier confluent à main gauche. Le collecteur ne mesure plus que 2 m de large, tandis que la voûte oblige à un déplacement à quatre pattes. Un deuxième, puis un troisième confluent, au surcreusement basal marqué, s’ouvrent toujours à main gauche.
1430 à 40 m plus loin, on débouche dans une salle encombrée d’éboulis. Toute la paroi E, d’aspect fragile, est fortement tectonisée. On pénètre dans un complexe de conduits qui débouchent sur la “Galerie du Puits” ; vers le SW, on rejoint la “Grande Galerie” par le troisième confluent. Vers le NE, on butte sur une grande trémie qui bave dans la cavité les formations superficielles et les altérites du toit de la craie. Au-delà de cette galerie, vers le NE, se développent 400 m de conduits se recoupant sans organisation évidente : c’est le “Labyrinthe”. Vers le NE, son développement est limité par une zone faillée qui fait écran. Vers le S, deux conduits très bas permettent de rejoindre la “Grande Galerie” par les deux premiers confluents. Certains conduits, à proximité de la zone faillée, présentent des morphologies de recoupement de conduits parallèles par coalescence. C’est le cas aussi de la “Galerie du Puits”.
15En revenant dans cette dernière, un puits profond de 4 m conduit par une galerie en pente, longue de 20 m, accidentée de deux ressauts, dans une dernière salle en forme de “Goutte d’Eau”, limitée par le même écran de failles. Sur les parois, on peut observer de belles figures tectoniques. Il s’agit du sommet d’un puits dont la base est encore comblée par des blocs de craie. On atteint le point bas de la cavité 12,5 m sous la lèvre du puits.
16Dans cet ensemble complexe, il n’est pas toujours évident de distinguer les différentes phases de l’évolution. La chronologie que nous proposons est donc sujette à changement en fonction d’observations nouvelles :
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L’ensemble des conduits se met en place sur le niveau de base. On note une possible anastomose du drainage, dès cette première phase.
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Le drainage karstique s’élève légèrement en sélectionnant certains conduits, les collecteurs, tandis que les autres, les drains secondaires, sont déconnectés. Ces derniers offrent un toit plus bas que celui des premiers. Les collecteurs se développent le long des zones fortement fissurées (“Galerie dédoublée du Labyrinthe”, “Salle du Fond”). Cette sélection est peut-être attribuable à l’activité tectonique qui en guidant l’écoulement, imposerait le parcours le plus long pour rejoindre la “Grande Galerie”.
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Le drainage amorce un abaissement qui se traduit dans les collecteurs par un élargissement et un enfoncement des drains. Ceux-ci se recoupent parfois par proximité (conduits dédoublés le long de l’accident dans le “Labyrinthe”, “Galerie du Puits”). Les conduits secondaires, réactivés, offrent une section en trou de serrure, quand ils se dégagent de leurs dépôts (“la Chatière”).
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La capture du drainage, peut-être amorcée dès la phase 3, s’oriente définitivement vers l’accident qui limite vers le NE le développement du réseau. L’enfoncement est désormais très franc. De nombreuses fuites s’installent le long des conduits, tandis que l’inversion d’écoulement dans la “Grande Galerie” est désormais évidente. Le nouveau drainage majeur s’organise depuis la “Grande Galerie” (qui semble fonctionner en perte), en passant par le troisième affluent (“méandre”), et s’enfonce définitivement dans la “Galerie du Puits” (P.4) pour rejoindre 12 m plus bas la zone tectonisée qui fait écran. Le drainage devient vertical (microformes de puits sur les parois de la “Goutte d’Eau”). L’exsurgence se fossilise au profit d’un drainage inférieur dont l’émergence n’est pas identifiée.
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Le réseau est déconnecté de ses alimentations et se fossilise. Les principaux conduits sont dégagés de leurs dépôts au cours du XIXème siècle par des chercheurs de trésors. D’autres, et en particulier le “Réseau Inférieur”, sont dégagés ou redégagés ces dernières décennies par les spéléologues normands et parisiens.
17L’exemple de la Roche Percée est donc significatif d’une inversion du sens du drainage à l’intérieur d’un réseau. Il offre aussi le premier exemple indiscutable de drainage vertical de type “puits”, mis en évidence dans le karst crayeux de Haute Normandie (RODET, 1972). Ces deux éléments semblent traduire une modification importante du niveau de base vers le bas. L’ancienne exsurgence se trouve aujourd’hui suspendue 35 m au-dessus du pied du piton qui la contient et 60 m au-dessus du fleuve. Cette suspension d’une exsurgence dans un à-pic montre bien que le karst est un indicateur de paléotopographies.
B. Le karst indicateur de paléo-organisations
18Un critère d’évaluation des karsts de la Vallée de la Seine est leur degré d’organisation qui révèle leur ancienneté. Comme les karsts sont des “conservatoires”, ils ont pu enregistrer des situations de drainage précises ou leur modification. Les trois cas suivants donnent une idée des situations complexes qu’on peut rencontrer.
19- Les dépôts de pente : le Pont Saint Pierre (Le Thuit, Eure) : COUTIL (1910, p. 191-193) est le premier à signaler l’existence de cette cavité, se présentant sous la forme d’un conduit long de 79 m (fig. 5). La grotte du Pont Saint Pierre est l’illustration du conduit développé parallèlement à la vallée. L’évolution de celle-ci amène le recoupement du conduit par recul du versant. L’entassement des gélifracts à l’une des extrémités est un indicateur climatique. De très nombreux autres exemples se développent sous les coteaux de la Basse Seine qui montrent l’amputation du bassin d’alimentation.
Figure 5 : Grotte du Pont Saint Pierre (Le Thuit, Eure), un drain karstique masqué par les colluvions périglaciaires.
Pont Saint Pierre cave (Le Thuit, Eure), a karstic drain oblitered by periglacial colluviums.
20- L’absence de bassin d’alimentation : le karst de Freneuse (Seine-Maritime) : Les deux cavités connues qui composent le réseau de Freneuse, se développent sous la crête de la presqu’île de Tourville, à 1Έ de la route dite “des Crêtes” (RODET, 1975, p. 189 ; STAIGRE & KASPRUK, 1982). Le réseau karstique de la Vieille Dame représente un ensemble de 118,5 m (fig. 6). Une jonction en ligne droite des deux cavités donnerait un total de 155 m. Dans le cadre de l’étude du réseau karstique, STAIGRE & KASPRUK (1982) ont émis l’hypothèse du développement d’un collecteur issu de la “Galerie Supérieure” qui se situerait au N du boyau circulaire et rejoindrait l’autre grotte. Cette “Galerie Supérieure” doit se prolonger sous la Route des Crêtes, et rejoindre une doline, à 60 m à l'Ε, qui pourrait être la marque d’un effondrement du collecteur.
21La particularité du système karstique est de développer ses conduits juste sous la crête du méandre étroit de Tourville la Rivière ; l’amont et l’aval du système sont sous la vallée de la Seine. Il s’agit d’une paléo-organisation, déconnectée par l’évolution des méandres (GACQUEREL, 1984, p. 181-185). L’étude prend tout son intérêt lorsqu’on situe le système dans son contexte paléogéographique. “Le dessin de ce méandre étroit est l'aboutissement d’un recoupement très ancien puis d’une migration de la boucle avec rotation de son axe. Ce déplacement a engendré un système de terrasses étagées disposées en éventail et non en bandes parallèles” (LAUTRIDOU et al., 1984, p. 28). Cette migration rotative a isolé en “île quaternaire” le massif de Freneuse, déconnectant ainsi le karst.
22Le système a dû s’établir alors que le méandre de Gouy fonctionnait, suivant une trajectoire qui, de Igoville, puis Gouy, passait par le col de Tourville, rejoignait Criquebeuf sur Seine puis Saint Pierre lès Elbeuf, pour ensuite reprendre vers le N par Cléon et Oissel. L’altitude moyenne se situe vers + 70 m, et correspond à un âge ancien indéterminé. C’est alors que se réalise le recoupement du méandre, vers + 50 m, auprès de Criquebeuf sur Seine. Le nouveau tracé, abandonnant le méandre de Gouy, relie directement Pont de l’Arche à Saint Pierre lès Elbeuf, puis migre lentement vers le N en dégageant l’escarpement d’Igoville-Freneuse-La Riberdrie, amputant le système karstique d’une partie de son bassin.
23Au Weichsélien, la partie aval du méandre migre vers 1Έ, et recoupe à contre-sens, le méandre de Gouy-Tourville, complétant l'isolement de “l’île de Freneuse” et l’ablation du bassin du système karstique : désormais celui-ci n’offre plus ni bassin amont, ni bassin aval. C’est aussi un peu la situation du système karstique de la Barre-Y-Va (Saint Arnoult), près de Caudebec en Caux.
Figure 6 : Le réseau karstique de la Vieille Dame (Freneuse, Seine-Maritime) ; un système aujourd’hui sans amont ni aval.
Old Lady cave (Freneuse, Seine-Maritime), a karstic system without up or downstream, today...
Figure 7 : Evolution géographique en trois phases de la région de Moulineaux (Seine Maritime).
1. Moulineaux. 2. Grotte Fortin. 3. Les sources AEP de Moulineaux. 4. Vallée sèche d’Orival. 5. Bétoire du Val Callouel alimentant les sources de Moulineaux.
Geographic evolution of the Moulineaux area (Seine-Maritime).
24- Paléokarsts et captures de bassins superficiels : La situation de la grotte Fortin, à proximité du col du “Château Robert le Diable”, à Moulineaux (Seine-Maritime) est intéressante en raison de son altitude et de son cadre géographique. Un karst accompagne logiquement le creusement d’une vallée. A Moulineaux, il y a la vallée de Seine, qui se rapproche du site depuis le début de l’incision, sur laquelle vient se connecter une vallée, aujourd’hui réduite à un col, entre le Val de Seine et la vallée de La Londe-Orival, suspendu vers + 85 m. L’interprétation de cette situation déconnectée est la suivante (fig. 7) :
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Vers + 85/90 m, la vallée de La Londe rejoint la vallée de la Seine par le “col” de Moulineaux. La Grotte Fortin accompagne cette confluence, mais son rôle de drainage de la vallée de la Londe n’est pas démontré : peut-être n’est-il limité qu’au drainage des coteaux SE qui limitent la confluence. Les amonts de la vallée d’Orival n’atteignent pas encore la vallée de la Londe. Il s’agit de deux vallées indépendantes, bien individualisées.
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Les amonts de la vallée d’Orival atteignent la vallée de La Londe et réalisent sa capture. L’exutoire de Moulineaux se fossilise et s’individualise sous forme de col, de plus en plus suspendu tant du côté Vallée de la Seine que du côté Vallée de La Londe-Orival.
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L’approfondissement et le rapprochement de la vallée de la Seine engendrent une circulation karstique qui a été démontrée par traçage en 1905 par JANET & MARBOUTIN et confirmée ces dernières années par le BRGM. Celle-ci capture les eaux de la partie amont de la vallée La Londe-Orival au profit de la vallée de la Seine par l’intermédiaire des sources puissantes de Moulineaux, situées sous le col du “Château de Robert le Diable”. On retrouve donc la situation initiale, mais 80 m plus bas.
II. L’EVOLUTION DES RESEAUX KARSTIQUES
25La Vallée de la Seine présente un grand nombre de sites karstiques, de géométrie et de morphologie différentes (RODET, 1991-1, p. 329-382). Cependant, ceux-ci présentent tous un même aspect : ils ne sont pas en accord avec leur contexte topographique. Ce sont des développements hérités d’un autre contexte. Néanmoins tous les systèmes semblent présenter des conditions identiques de mise en place et d’évolution :
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Stade I : phase juvénile ou de mise en place du drainage. On note une multitude de conduits anastomosés, parfois une multiplicité des alimentations, sans hiérarchisation des drains.
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Stade II : phase mature ou de hiérarchisation du drainage. Il y a sélection de certains conduits qui deviennent des collecteurs, tandis que d’autres se fossilisent.
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Stade III : phase sénile ou de fossilisation du drainage. L’assèchement du système est souvent dû à la déconnexion du drainage karstique, parfois précédée d’une phase de descente sous forme de puits, vers un nouveau niveau de base aquifère.
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Stade IV : phase ultime ou de démantèlement du réseau karstique. La topographie recoupe les conduits et parfois les utilise pour modeler le nouveau paysage.
26Ces paléokarsts témoignent de l’évolution quaternaire de la vallée de la Seine. Les deux facteurs majeurs mis en évidence sont l’évolution du niveau de base hydrologique lié à l’enfoncement de la vallée et aux épisodes glacio-eustatiques, et la désorganisation des bassins d’alimentation, témoins de paléotopographies amputées par le creusement du cours d’eau. L’ancienneté des formes ne permet pas en l’état actuel des connaissances de dégager une chronologie, le Pléistocène inférieur étant mal connu. Cependant, le site de Caumont contient un ensemble karstique ancien et offre un certain nombre d’indications qu’on peut tenter de situer, du moins pour les plus récentes, dans l’évolution du Val de Seine.
A. Le réseau karstique de Caumont (fig. 8 et 9)
27Près de 8 km de conduits reconnus, une complexité de formes et d’organisation inattendue, voici le réseau karstique de Caumont (Eure) qui constitue la première unité spéléologique de la craie d’Europe et l’une des premières au monde. Le site s’étend sur les bas plateaux du Roumois, entre + 3,5 m (altitude de la Seine) et la surface vers + 125 m. Sous les formations meubles (limons des plateaux, complexe des argiles à silex) se développent les faciès crayeux du Crétacé supérieur dans lesquels on retrouve en 2 km2, la synthèse du karst haut normand, réparti en plusieurs centaines de cavités sur plus de 10 000 km2. Il s’agit donc d’un observatoire privilégié qui mérite d’être protégé et étudié en raison de son développement et de sa diversité. Pour tenter de trouver des arguments de discussion de ce caractère “exceptionnel”, les recherches récentes ont porté sur l’altimétrie des conduits et la datation des concrétionnements carbonatés, afin de cadrer les principales phases d’évolution dans le contexte quaternaire régional.
28- l’altimétrie des conduits karstiques : Ces études ont mis en évidence des niveaux karstiques étagés, compris entre + 3,5 m et + 54 m. Il existe donc un complexe karstique qui peut offrir toutes les combinaisons dans une épaisseur de 50 m. Bien que matériau poreux, la craie a un comportement hydraulique proche des calcaires (tendance à l’imperméabilité). L’étude des altitudes a mis en évidence des zones noyées statiques plus élevées que d’autres exondées à sèches. Le fait que le karst puisse s’établir sur le toit de l’aquifère régional est très important car il permet de mettre en évidence des paléo-niveaux de base qui peuvent parfois être rattachés localement aux terrasses.
Figure 8 : Profil du collecteur entre les Robots et la Jacqueline (Caumont, Eure).
Section of the main gallery between the Robots river cave (upstream) and the Jacqueline cave (downstream) in the Caumont underground system (Eure)
29Témoins d’une phase de karstification dans un cadre hydrostatique stable, les parties horizontales des conduits peuvent être regroupées en ensembles altitudinaux (RODET, 1991/1, p. 410-413). On retrouve des drainages horizontaux évidents (galeries), des amorces ou des encoches, ou encore des sommets de voûte qui sont autant de témoins d’une certaine stabilité altitudinale dans la karstification. Il ne faut pas concevoir ces niveaux comme absolument horizontaux. Au contraire, nos relevés ont révélé des pentes nécessaires à l’écoulement et donc à la karstification. Ainsi, dans la rivière des Robots (fig. 8), la dénivellation, sur les 700 m de galerie qui relient la “Salle 22” à la “Salle 0”, dépasse 2 m. Les drainages verticaux permettent la liaison entre deux ou plusieurs de ces niveaux hydrostatiques, dont certains sont dus aux qualités de l’encaissant (lithologie) et n’ont donc pas de signification paléogéographique (SAIGNES, 1989). Ceux qui sont significatifs, peuvent permettre une relation évidente avec les terrasses de creusement ou de comblement de la vallée de la Seine, dans le contexte local.
30Plusieurs drainages étagés apparaissent :
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Altitude + 50 m : très ancien, développe des conduits dont la connaissance ponctuelle ne permet pas de dégager d’organisation. Concerne essentiellement les Chocottes, le Trou du Chien, le Fakir, le Casse-Tête et la Luxure. Drainage le plus ancien reconnu dans le système karstique.
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Altitude + 40 m : ancien aussi, le développement des conduits connus permet d’esquisser une ébauche d’organisation. Concerne surtout le Fakir et les Canonniers (dont on pourrait envisager une liaison), le Casse-Tête (qui pourrait être en liaison aussi avec les Canonniers), le Mât, la Narine, la Salle du Labo, les Chocottes, le Trou du Chien... Cet ensemble semble se développer à proximité du front de Seine (serait-ce l’influence d’une paléo-vallée de la Cavée ?).
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Altitude + 14 m : moins ancien, constitue le drainage de base de l’ensemble moderne, des Robots à la Jacqueline.
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Altitude + 9 m : constitue le drainage de base du Pylône-Consul, et la base du drainage autour du Fakir. Contemporain ou plus récent que le niveau + 14 m, mais plus ancien que le niveau + 23 m. Il n’y a pas de relation entre les niveaux + 14 m et + 9 m permettant de dégager des arguments morphokarstiques qui situeraient + 9 m par rapport à + 14 m. Cependant, si on retient l’hypothèse d’une diffluence pour le réseau du Fakir, cette phase serait plus récente que celle de + 14 m.
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Altitude + 17 m : serait soit un palier altitudinal d’une lente tendance à l’ennoiement, soit une phase d’ennoiement suivant l’établissement du drain de base. Mécanisme de fuites vers la vallée de Seine (Délaissé, Porche de la Jacqueline, galerie des “Gaulois”) ou la confluence de la Ronce (galerie des “Chauves-Souris”).
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Altitude + 23 m : fin de la montée du niveau de base et évacuation par la fontaine vauclusienne du Château de la Ronce. Engendre la mise en place des salles en cloche et ogive dans l’ensemble du système. Plusieurs drainages se réalisent à ce niveau (ensemble supérieur du Pylône-Consul) qui fonctionnent en fuites vers la Seine.
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Altitude + 3 m : descente importante du niveau de base qui engendre le creusement des méandres et l'utilisation des fissures d’orientation Ν110°E (Jacqueline, Pylône-Consul) soulignant des mécanismes de recoupement et de captures. Il est possible que le creusement se soit réalisé beaucoup plus bas. Un palier vers + 7 m est peut-être suspendu par l’interface Turonien-Cénomanien (Réseau du GS-Rouvray). C’est l’altitude d’une partie du drainage noyé (Réseau des Varras, amont de la “Branche Noyée”).
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Altitude + 4 m : l’ennoiement holocène vient combler plusieurs conduits que le démantèlement anthropique fossilise. Les drainages profonds sont barrés et mis sous pression (plus de 10 m d’ennoiement, jusqu’à + 16 m).
31Ces différentes phases “altitudinales” prouvent une évolution complexe du système au cours du Quaternaire. Deux problèmes se posent qui sont d’établir une chronologie de ces différentes phases et si possible de les dater, afin de les introduire dans l’évolution quaternaire du Val de Seine.
32- le contexte quaternaire (fig. 10) : Comme les études récentes sur le Quaternaire de ce méandre de la Seine manquent, nous avons tenté des “rapprochements” avec des sites aériens proches, en particulier le méandre de Tourville, objet de recherches importantes de plusieurs membres du Groupe Seine. Il en ressort quatre phases distinctes importantes pour replacer le complexe karstique dans le Quaternaire local :
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Une encoche cromérienne, située à + 30 m à Tourville (GAQUEREL, 1984, p. 192), pourrait avoir généré les développements autour de + 30 m à Caumont. Cependant, ce niveau ne représente dans le système que de petits développements isolés (galerie sommitale du Toboggan, “galerie Estrade” du Trou du Chien) qui limiteront peut-être la remontée d’ennoiement par barrage ou au contraire favoriseront le drainage de type puits en faveur des drainages de base. On constate que la majorité des points relevés autour de cette cote sont des sommets de drains verticaux, plus rarement leur base.
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Une encoche elstérienne, d’altitude + 15 m à Tourville (GAQUEREL, 1984, p. 192), peut permettre la mise en place du grand collecteur, Taxe Robots-Carrières-Jacqueline. Ce serait la phase majeure de la karstification de Caumont.
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La mise en place d’un estuaire saalien à l’altitude + 3,5 m à Tourville (ALDUC et al., 1979, p. 31-32), pourrait permettre l’installation des drains d’altitude + 9 m (ensemble Pylône-Consul), peut-être même de conduits plus bas (ensemble des conduits de base de la Cavée, incision des méandres de la Jacqueline sous le collecteur), notamment la “branche Noyée” des Robots et le drain des Varras.
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La régression weichsélienne, avec son encoche à - 13 m de Tourville (GAQUEREL, 1984, p. 185), autorise un creusement profond du système de Caumont (points bas connus : Consul, Jacqueline dont CCdF ?), en particulier les drains des émergences aujourd’hui sous la Seine. Certains conduits peuvent être dégagés partiellement de leurs comblements.
33Si les seuils d’abrasion des phases régressives offrent des repères altitudinaux utilisables, ce n’est pas le cas des terrasses d’accumulations qui subissent des altérations et des modifications géométriques, sans oublier les effets d’une fréquente karstification de leurs assises. Dans le karst, les remontées du niveau de base résultent du barrage de l’écoulement. Si l’obstacle est local, la remontée est souvent temporaire et n’implique que des retouches des conduits (coupoles de corrosion, ébauches de cheminées). La pérennisation du blocage (transgression glacio-eustatique) se traduit par des phases d’ennoiement et l’établissement de nouveaux drains suspendus au-dessus des collecteurs avec lesquels ils sont en relation directe. On peut donc compléter le schéma chronologique du système ainsi :
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La transgression holsteinienne : elle engendre la mise en pression du collecteur qui peut alors rechercher un nouvel exutoire quelques mètres plus haut. Le dédoublement altitudinal se réalise plutôt vers les points d’émergences, alors qu’en amont, la faible différence d’altitude ne se manifeste que par des cloches. On pourrait inscrire dans cette période les drains d’altitude + 17/18 m pour lesquels nous n’avons pas trouvé d’argument certain pour les situer avant ou après la phase + 9 m. Cela concerne la Grotte de la Jacqueline (la galerie “Martel” et son “Affluent”, la galerie des “Gaulois” et celle des “ChauvesSouris”), la grotte du Porche de la Jacqueline, ancienne émergence du système, le Réseau du Délaissé, sans oublier des empreintes dans l’ensemble du système. L’essentiel de ces drains, de type dynamique (galeries), indique que la remontée a dû être lente et continue (du moins dans sa phase altitudinale finale), ce phénomène se traduisant dans le secteur de la Jacqueline par le décrochement progressif du nouveau collecteur audessus de l’ancien.
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La transgression éémienne : elle serait responsable de la grande phase d’ennoiement qui se pérennise vers + 23 m, et qui tient un rôle majeur dans l’évolution du site. On retrouve sa marque dans l’ensemble des réseaux, surtout sous forme de salles en ogive (salles des Robots et des Réseau des Carrières et Réseau de la Boue). La permanence du niveau génère la remontée du drainage majeur par évolution vauclusienne (“fontaine” du Château de la Ronce). Peu à peu un nouveau drainage s’installe : ensemble du Pylône-Consul, Salle du Labo, Canonniers, Trou du Chien, Luxure, Coup de Barre..., qui semble plus récent que les conduits établis à + 9 m. Cette transgression paraît plus rapide, entraînant l’ennoiement du secteur de la Jacqueline (salles-cheminées, remontée vauclusienne du Château de la Ronce), et reportant plus en amont (et peut-être en diffluence) l’établissement d’un nouveau drainage dynamique à + 23 m (Consul-Pylône).
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La transgression flandrienne : elle comble le Val de Seine, masquant les conduits les plus bas. Les dépôts peuvent être responsables des barrages qui mettent les circulations actuelles sous pression (“Branche Noyée” des Robots, Drain des Varras).
34Pour les niveaux les plus élevés, nous n’avons aucune indication, mais ils sont sans doute plus anciens (Pléistocène inférieur ?). Ils doivent accompagner l’encaissement des méandres de la Seine. Le site de Caumont est coincé entre le paléo-méandre de Mauny au nord, situé vers + 85-90 m et l’entaille du méandre moderne qui s’est inscrit sur le flanc E du massif crayeux. Si on connaît relativement bien l’évolution du tracé, on ignore tout des âges des phases anciennes (LEFEBVRE, 1988/2).
35- les datations absolues : Nous avons eu recours à la méthode de datation U/Th des dépôts carbonatés internes, de préférence les planchers stalagmitiques qui ont une signification hydrodynamique précise (QUINIF et al., 1985). Leur petit nombre montre qu’il faut multiplier les datations afin de confirmer des résultats isolés. Le faible rendement des analyses, qui a surpris, peut signifier une influence défavorable des multiples phases d’ennoiement qu’engendre la position de basse altitude du système. Curieusement, les calcites les plus franches n’ont rien donné. Enfin, les dates obtenues restent des indications, à la valeur “relative” car trop isolée, confirmée par l’écart des fourchettes d’erreurs. Cependant, aucune ne présente de “valeur aberrante”, en regard de la chronologie quaternaire proposée plus haut. On peut donc proposer l’évolution du système suivant :
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Dans un contexte géographique différent de Factuel (vallée de Seine plus au N ?), se développe un premier système karstique, haut perché dans le massif, vers + 50 m. Les vallées ne présentent pas d’incision plus profonde. L’extension actuellement connue du niveau + 40 m correspondrait à la phase majeure ancienne. Ceci peut être dû aussi à notre connaissance partielle d’un paléo-système nettement plus développé ( ?). Il s’agit d’une période ancienne, sans doute incluse dans le Pléistocène inférieur.
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Des phases altitudinales accompagnent l’enfoncement du Val de Seine, qui en même temps se rapproche de sa situation actuelle. Les éléments partiels que nous connaissons, ne permettent pas de dégager une réelle organisation, mais au contraire une impression d’instabilité du drainage faite de multiples empreintes (+ 35 m, + 32 m, + 30 m pour les principales), comme liées à des changements importants du contexte hydrographique.
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L’Elstérien semble marquer un nouvel équilibre hydrographique que traduit, à + 14 m, le développement de l’important collecteur “Robots-Carrière-Jacqueline” qui draine les eaux du système et les exsurge dans la grande vallée. La vallée de la Seine n’atteint peut-être le système qu’à son aval, près de La Ronce, mais les vallées qui confluent au débouché sur son incision, semblent creusées assez profondément (+ 15/20 m).
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L’Holsteinien apporte, avec sa tendance transgressive, un léger ennoiement installant le drainage de + 17/18 m particulièrement sensible dans l’aval du système, sur les mécanismes d’exsurgence (diffluence étagée de la Jacqueline). Le nouveau drainage se détache peu à peu dans le Réseau de la Boue et réalise un conduit indépendant dans la Jacqueline : la “Galerie Martel”, dont un des exutoires serait la grotte du Porche de la Jacqueline, et qui se poursuit par les “Galerie des Gaulois” et “Galerie des Chauves-Souris”.
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Le Saalien apporte un abaissement important de l’incision du Val de Seine vers + 3 m. Le développement de ce drainage de base intéresse l’ensemble SE du système ; le Pylône vers + 9 m, la Cavée vers + 7 m, le drain du Fakir vers + 9/10 m, mais sans signification fondamentale dans le reste du système sauf peut-être dans la Jacqueline (préparation du siphon du Château de la Ronce). Cette phase doit être responsable de l’incision en “trou de serrure” de “l’Affluent de la Martel” et des méandres, et peut-être l’indicateur du rapprochement du Val de Seine, recoupant alors l’aval du vallon de la Cavée dans son entaille. Ce drainage serait alors l’expression de fuites du drainage majeur capturé par l’influence directe de la Seine. Certaines parties du drainage majeur se trouvent alors déconnectées et offrent une fossilisation attestée par le concrétionnement (-235 600 ans dans l’affluent de la Salle du Labo).
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L’Eémien engendre le ré-ennoiement des émergences du Val de Seine (par transgression) et leur comblement progressif par les sédiments du fleuve et du système karstique jusqu’à + 23 m et ennoie les grands drains, en particulier les conduits comme la grotte du Porche de la Jacqueline. Cette phase est suffisamment stable et pérenne pour permettre :
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la mise en pression du drainage dans l’ensemble du système de Caumont (“salles-cheminées d’équilibre” avec voûte vers + 23/26 m) ;
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des inversions potentielles du sens de l’écoulement au profit de l’aval régional ;
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l’utilisation en “émergence vauclusienne” de la grotte du Château de la Ronce, après être passé sous une zone piège, matérialisée par les trémies au fond des conduits (“Salle des Trois” de la Jacqueline, fond du Château de la Ronce). La rivière des Robots se transforme en un immense siphon, ponctué de salles en coque de bateau renversée, amorces de cheminées d’équilibre. Les coupes dans les remplissages montrent une phase de décantation, constituée de fines, qui fossilise les dépôts fluviatiles hétérogènes, sableux à argileux, largement stratifiés.
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Le Weichsélien apporte une régression complexe qui exonde le système et en permet l’approfondissement jusqu’à - 17 m :
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pendant une première phase, un plancher stalagmitique fossilise les dépôts d’insolubles hérités de l’Eémien, qui peuvent combler les conduits (voire dès un interstade éémien : - 94 900 ans dans le Réseau Oissel - Elbeuf, Salle du Labo) ;
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pendant une deuxième phase, les conduits sont partiellement dégagés et connaissent une évolution en écoulement libre, s’ils ne sont pas déconnectés ; de grosses stalactites se développent à la voûte du collecteur des Robots, vers-74 500 ans (attribué au Saint Germain II) ;
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une troisième période de fossilisation intervient vers - 37 000 ans, alors que le drainage se réalise au-dessous de + 3,5 m (stalagmites dans la “CCdF”, “Salle du Lac”, “Réseau Gaston-Rogez”). Cette phase de fossilisation dans le drain majeur est attestée par les planchers calcitiques datés de - 26 400 ans pour le Réseau de la Boue, et de - 16 400 ans pour le Réseau du Délaissé.
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Le Flandrien ennoie l’ensemble des parties basses du système sous la cote + 4 m. Les stalactites de la rivière des Robots sont retrouvées brisées (+ 15 m) à moins de 1 m sous la voûte (courant ?), sur le sommet de la formation de décantation qu’un plancher stalagmitique holocène fossilise. La transgression réactive d’anciens drains fossilisés (plancher holocène entaillé dans la rivière des Robots, stalactites à la voûte de la “Branche Noyée”). Des barrages créés par la transgression mettent sous pression la circulation principale (au moins 10 m dans le drain des Varras) et masquent les exsurgences. On observe aujourd’hui, le long du fleuve, à proximité de la Jacqueline, des griffons fonctionnels qui illustrent les adaptations du drainage aux conditions modernes. Dans la Jacqueline, la “Galerie du CCdF” connaît une phase d’instabilité liée à son développement commandé par la structure (aspect chaotique). Cette longue chronique quaternaire du système karstique nous amène à aborder sa signification régionale, comme mécanisme de delta karstique.
Figure 9 : Le delta karstique de Caumont et ses conduits étagés (Eure). Les flèches noires matérialisent les trois axes actuels de drainage. Les émergences probables sont indiquées par des flèches blanches qui prolongent les drains, (légende de la numérotation : cf. RODET, 1991, fig. 297). The Caumont karstic delta organization and its different staged galleries (Eure).
B. Le delta karstique de Caumont “Modèle régional” (fig. 9)
36L’examen du plan général des galeries de Caumont permet de dégager un schéma des écoulements et la mise en évidence d’un delta karstique. On distingue trois axes principaux de drainage ayant la même origine géographique, dans un amont situé entre le village de Caumont et Honguemare-Guenouville dont la vallée sèche du “Fournel” pourrait matérialiser en surface l’existence.
37- Le schéma d’organisation des écoulements : Le premier axe, l’ensemble “Consul-Pylône”, ne débite plus qu’une circulation en voie d’assèchement, inférieure à 2 l/s. Le deuxième axe, l’ensemble “Robots-Réseau de la Boue-Réseau des Carrières-Jacqueline”, débite en moyenne 5 à 6 1/s. Le morcellement du drainage par les galeries de mine l’a bien évidemment désorganisé. Le troisième axe n’est matérialisé, actuellement, que par le conduit karstique recoupé par la galerie d’amenée du captage AEP des Varras. Le rejet en Seine n’est pas identifié ; peut-être s’agit-il de l’émergence en face de la Jacqueline.
38Si le démembrement artificiel a fortement facilité l’exploration du système, il rend délicate l’interprétation sur l’organisation de l’ensemble, en interrompant le drainage naturel. Selon l’hypothèse la plus solide, il apparaît que l’aval se développe vers l’ensemble Jacqueline-Château de la Ronce. Notons la diffluence se réalisant à l’intérieur des carrières, qui isole le “Réseau de la Boue” en liaison hydrologique évidente avec la Jacqueline et au gabarit de galeries plus modestes, des tronçons du “Réseau des Carrières” aux dimensions plus importantes, ce qui pourrait signifier que la Jacqueline était reliée aux Robots par le Réseau des Carrières (Le Délaissé), puis par le Réseau de la Boue, montrant une migration du drainage vers l’intérieur du massif et la vallée du Foumel. De nombreux conduits secondaires se connectent sur ce drainage, donnant sur des développements non négligeables. Le total des développements explorés avoisine les 2500 m. Les plus importants sont le Gag-Sept, le Trou du Chien, les Chocottes, les Canonniers, le Fakir, la Salle du Labo, le Réseau de la Boue, le Délaissé, le Oissel-Elbeuf. Mais il n’est pas assuré qu’il s’agisse toujours d’affluents. Au contraire, dans certains cas, la diffluence paraît plausible.
39On peut envisager un déplacement spatial de l’écoulement de Taxe no1 au profit du no2, puis du no3, soit de l’amont vers l’aval du front d’émergence, dont on peut imaginer les interconnexions. A l’examen de la topographie de l’ensemble, il est envisageable que la rivière du “Pylône” et celle des “Robots” (“Salle 18” à “Salle 22”) aient le même amont. De même, il semble probable que les 960 m de conduits noyés explorés par les plongeurs, entre 1976 et 1990 (la plus importante alimentation des Robots) aient pour origine l’amont de la circulation trouvée aux Varras. Ceci illustre l’adaptation dans le temps d’un drainage souterrain à une situation apparemment stable. Le déplacement vers l’aval des émergences est un phénomène répandu dans les systèmes karstiques.
40- Mise en place et évolution du système karstique de Caumont : L’étude des cartes topographiques du secteur de Caumont suggère que le méandre de la Seine, d’abord installé à + 85/90 m, au N, entre la Ronce et Mauny, se soit déplacé vers le S (La Bouille) puis, par évolution centrifuge, soit venu s’inscrire contre le plateau du Roumois, désorganisant une paléo-topographie qui guidait le développement karstique. Cette évolution permet de dégager deux grandes phases, la première lorsque la Seine était en position septentrionale, puis la plus récente lorsqu’elle est venue s’appuyer contre le massif de Caumont (fig. 10)
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Caumont avant le Val de Seine : La petite vallée de la “Cavée” devait se prolonger vers le NE en direction de la confluence de la vallée du “Foumel”. Elle recevait en affluent le vallon de la “Jacqueline”. L’ensemble, augmenté de la vallée du “Fournel”, devait déboucher sur le paléo-méandre de la Seine près du hameau de la “Ronce”. Rien ne prouve que la vallée du “Fournel” remontait en amont du château de Mauny et en particulier, il n’est pas sûr qu’il existait une vallée entre la ferme des Varras et le château de Mauny. Le long de la vallée de la “Cavée” se serait établi un premier drainage, très haut (entre + 48 et + 55 m) dont on retrouve quelques rares éléments en sommet des grandes verticales (La Luxure, le Casse-tête, les Chocottes, le Fakir, le Trou du Chien). Le développement plus conséquent du drainage à + 40 m renforce, par sa position, cette hypothèse.
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Caumont avec le Val de Seine : La modification de l’entaille de la Seine, et surtout son approfondissement qui a dû se réaliser en priorité en aval, près de la Ronce, favorise l’entaille de la vallée du “Foumel” qui par un réseau complexe de méandres, capture l’amont de la vallée de la “Cavée” en faisant sauter le verrou “château de Mauny - les Varras” : c’est la naissance du collecteur des Robots (Elstérien).
41La “Cavée” se trouve amputée de son amont et réduite au petit vallon qui s’enfonce à partir du bourg de Caumont. Son développement est donc moins important que celui du Foumel. Le drainage karstique qui accompagne son incision connaît un développement moindre que celui qui subit l’influence du Foumel et semble alimenter le collecteur des Robots. La phase transgressive du Holsteinien permet le dédoublement altitudinal des drainages, en particulier à proximité des émergences. La Seine recoupe la partie aval de la Cavée et l’introduit dans sa vallée. Cette capture engendre des mécanismes de fuites du drainage de la Cavée au profit du Val de Seine (inversion du sens d’écoulement par basculement), favorisées par la fissuration d’orientation NNW-SSE (ensemble Pylône-Consul, Cavée, Champignonnière). Le surcreusement du Val de Seine génère le collecteur des Varras qui résurge en Seine (Saalien).
Figure 10 : Evolution quaternaire du site de Caumont (Eure et Seine-Maritime). Le paléo-méandre est représenté au nord. L'entaille récente de la Seine a détruit le versant (3) et le talweg (4) de la Cavée (2), rognant légèrement le vallon de la Jacqueline (1). Les grandes flèches indiquent les trois axes de drainage en provenance de la haute vallée du Fournel. Quaternary evolution of the Caumont site (Eure and Seine-Maritime).
42La nouvelle phase transgressive de l’Eémien se surimpose à l’ensemble du drainage, le doublant par endroit (secteur SE), le quadruplant dans la zone deltaïque de la Jacqueline (base des méandres, niveau de base, Galerie Martel, Château de la Ronce). Avec le mécanisme de siphon du Château de la Ronce, les quatre niveaux peuvent être intéressés par le drainage, mais certains conduits comblés restent exclus de la dynamique karstique.
43La régression du Weichsélien, par ses cycles et les mécanismes de vidange qui l’accompagnent, réintroduit l’ensemble des drains de base dans le système de restitution. Les conduits situés au-dessus du niveau initial (+ 14 m) en semblent exclus. La transgression flandrienne ennoie le drainage des Varras sur 10 m de hauteur, réactivant par déversement les paléo-circulations du Pylône et des Robots. Les drains inférieurs (<+ 3 m), ennoyés et peut-être même comblés, mis en place pendant le cycle glaciaire précédent, ne sont pas connus.
44La succession de phases d’érosion et de comblement commandée par l’évolution quaternaire de la Basse Seine, entraîne une mise en place et une évolution du système karstique, très complexes. Cette instabilité permet le dédoublement altitudinal et plan des drains de restitution, réalisant peu à peu l’hypertrophie de la zone d’exsurgence. Au schéma statique de la diffluence complexe, cette variation altitudinale glacio-eustatique apporte l’instabilité dynamique des écoulements, définissant un “delta karstique”. De par la longueur des conduits explorés, la diversité des drains, l’agencement du système et les étagements des galeries, le site de Caumont est unique dans le Bassin de Paris.
CONCLUSION
45Les critères permettant de replacer les témoins karstiques de la Basse Seine dans leur contexte paléogéographique sont fondamentalement d’ordre altitudinal. Certes, cette méthode a ses limites et tend à être partiellement rejetée par les Quaternaristes qui s’appuient davantage sur les données paléontologiques : pollens notamment, mais aussi microfaune marine (LAUTRIDOU et al., 1988, p. 231). Cependant, en l’état actuel des recherches, c’est le seul élément important qu’on puisse utiliser en karstologie. En effet, il est établi que pour se former et se développer, les drains nécessitent un niveau de base qui est en relation directe avec des paléo-niveaux du fleuve. La notion d’altitude ne doit pas être utilisée comme un argument infaillible, mais comme support intégrant les autres données provenant du karst (chronologie des phases dynamiques, qualités de ces phases, datations des témoins...) et de l’extérieur (paléomorphologies, seuils d’abrasion, données paléontologiques).
46Ces précautions émises, il faut tenir compte qu’un niveau en amont ne peut pas être relié à celui de l’aval. Il a été démontré la non-continuité sur la longueur du fleuve des niveaux, même en leur affectant une pente moyenne régulière, en raison de ruptures dynamiques diverses, dont la plus évidente est la succession des milieux fluviatile, estuarien et marin franc. Toutefois, l’existence, en amont et en aval, de deux échelles chrono-altitudinales, encore partielles, permet d’établir des propositions qui représentent des orientations de recherche.
47En amont, sur le site de Tourville, les études importantes réalisées par les chercheurs du “Groupe Seine” apportent une échelle de référence pour le Pléistocène moyen à récent et l’Holocène. Les repères pour les phases plus anciennes manquent. On peut retenir les points suivants (GAQUEREL, 1984) :
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La Seine coule vers + 30 m, pendant le Cromérien
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La Seine dégage un seuil à + 15 m, au cours de l’Elstérien
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La Seine s’installe à + 3/4 m, lors du Saalien, vers - 200 000 ans.
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La Seine descend à - 13 m, pendant le Weichsélien, il y a plus de - 12 000 ans.
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La situation actuelle, transgressive, ramène la Seine vers + 5 m.
48Sur le site de Tancarville-estuaire de la Risle, LEFEBVRE & HUAULT (in LAUTRIDOU et al., 1987, p. 135-137) proposent une chronologie de l’évolution de la basse vallée en six épisodes :
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La Seine coule à + 65-70 m, période attribuée au Pléistocène inférieur, vers - 1 Ma.
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La Seine s’est encaissée jusqu’à +30 m, au cours du Pléistocène moyen, vers - 500 000 ans.
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La Seine atteint - 10 m au cours du cycle du Saalien, vers - 200 000 ans.
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La Seine arrive à - 20 m au cours du Weichsélien, vers - 60 000 ans.
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La Seine inscrit son lit jusqu’à - 25/30 m au Tardiglaciaire, il y a - 12 000 ans.
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La géographie actuelle montre un fleuve installé dans une vallée remblayée jusqu’à la cote + 5 m environ. Les aménagements anthropiques bouleversent les conditions naturelles du milieu.
49Les phases transgressives intermédiaires ennoient l’ensemble de la basse vallée, du moins pour les phases récentes, jusqu’à la cote relevée sur le secteur de Tourville (ambiance marine à estuarienne). Les corrélations entre les niveaux enregistrés dans le karst et les altitudes des terrasses ne peuvent être retenues en raison des évolutions subies par ces dernières après leur dépôts.
50On peut estimer que les ensembles karstifiés, compris entre ces deux échelles, et dont le drainage de base est établi sur un niveau de base hydrologique, appartiennent à la phase de creusement de la vallée signalée, au plus tôt par l’échelle aval, au plus tard par l’échelle amont.
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Les systèmes établis au-dessus de + 70 m sont anciens, de l’ordre de 1 Ma, du moins dans l’aval de la Basse Seine.
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Ceux établis au-dessus de + 30 m sont au plus tard du Cromérien, et peuvent avoir jusqu’à 500 000 à 700 000 ans.
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Ceux établis au-dessus de + 15 m, autour de Tourville, peuvent être de l’Elstérien. Nous ne connaissons pas le niveau de base en aval. On peut leur attribuer environ 400 000 ans.
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Ceux établis au-dessus de - 10 m dans l’estuaire, et + 3 m à Tourville, peuvent être rattachés au Saalien ; ils ont environ 200 000 ans, voire légèrement plus. Plusieurs d’entre-eux peuvent être partiellement réactivés par la transgression flandrienne.
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Ceux établis sous le niveau 0 m (amont) et - 10 m (aval) sont weichséliens et ont moins de 80 000 ans. Ils sont noyés ou comblés et ne sont pas connus.
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51Certaines altitudes sont communes à plusieurs sites de la vallée de la Seine, mais les rapprochements ne peuvent être réalisés pour les phases régressives, que pour de faibles distances. C’est le cas pour le système du LEP de Grand Couronne dont le collecteur situé à + 49 m pourrait être contemporain des hauts niveaux autour de + 50 m de Caumont, ou à + 43 m, altitude à rapprocher du grand niveau de + 40 m retrouvé à Caumont. La proximité des deux ensembles dans le même méandre autorise la comparaison. On manque actuellement de repères pour la zone plus amont, autour des Andelys, qui semble marquer une rupture entre la Basse Seine et le cours moyen issu de la Région Parisienne (LECOLLE, 1987).
52Un second aspect troublant est la répartition des paléokarsts de la Basse Seine en deux ou trois groupes altitudinaux (altitude relative) dans le versant de la vallée. Le premier se situe dans le haut du versant, plusieurs dizaines de mètres au-dessus du talweg (Les Andelys, Freneuse, Moulineaux, Chaise de Gargantua). Le second se situe beaucoup plus bas, 10 à 20 m au-dessus du fleuve (Canteleu, Le Landin, Barre Y Va, drainage de base de Caumont). Un dernier groupe est quasiment au niveau de la vallée (Gouy, Villequier, Radicatel). Ces deux derniers groupes sont peut-être, plus ou moins, le même ensemble accompagnant l’évolution de la grande vallée au cours du Quaternaire récent (ambiance estuarienne à fluviatile). Par contre, on note une importante rupture entre le groupe très élevé et le deuxime. C’est dans ce premier groupe qu’on trouve l’essentiel des drains démantelés, les plus délicats à resituer.
53Cette rupture peut être attribuée à la mise en place d’une dynamique différente entre ces deux grandes phases de karstification. Entre les deux, ou il n’y a pas eu de karstification, ou bien celleci a été détruite par un nouveau calibrage de la vallée qui aurait épargné les karsts les plus hauts perchés. Comme nous avons fait le même constat sur le littoral de la Côte d’Albâtre (ce qui est assez logique), nous sommes amenés à nous poser la même question : en l’absence d’éléments démontrant une crise épirogénique positive du Bec de Caux qui puisse être responsable de la rupture de la dynamique régionale, l’ouverture du Pas de Calais n’aurait-elle pas entraîné une modification radicale du drainage de la Basse Seine ? En particulier, le recul rapide de la ligne de rivage, que cet événement peut laisser supposer, n’aurait-il pas eu pour conséquence de modifier le profil longitudinal du fleuve en introduisant rapidement son aval dans le domaine maritime ? La conséquence serait alors un enfoncement rapide du talweg accompagné du déplacement et du recalibrage des méandres. Cette évolution pourrait alors expliquer la césure constatée entre les niveaux très hauts perchés et les drainages de la base des versants. On pourrait ainsi distinguer deux types de paléokarsts :
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Les paléokarsts, hautement perchés, antérieurs à l’ouverture du Pas de Calais, ont été déconnectés par l’enfoncement du fleuve, et démantelés par l’évolution quaternaire des versants (Les Andelys, Orival,...). Les drains sont généralement assez simples dans leur morphologie et les étagements réduits.
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Les karsts de la base des versants, postérieurs à l’ouverture du Pas de Calais, ont été largement introduits dans les variations altitudinales du Quaternaire récent, passant du cadre fluviatile au marin et à l’estuarien. Il en résulte un étagement complexe et des surimpositions de drains et de morphologies (fossilisation, ré-ennoiement, comblement, soutirage), débouchant sur des schémas évolutifs complexes, deltaïques (Caumont). Certains drains ont été recoupés par le recalibrage, donnant des paléokarsts récents (Gouy).
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54La karstification de la Basse Seine a accompagné l’entaille et l’enfoncement du fleuve. Elle a donc été commandée par les évolutions glacio-eustatiques quaternaires compliquées par l’épirogenèse de la province, plus importante vers la Manche, mais dont on ne connaît ni le rythme, ni les modalités. Dans un contexte aussi mobile, on constate que les karstifications holocènes sont pratiquement absentes et s’expriment plutôt par des retouches sur des systèmes plus anciens. Pour l’essentiel, les cavités se développent dans des contextes inadaptés, montrant leur valeur de témoins de situations géomorphologiques disparues. On peut donc qualifier les ensembles karstiques de la Basse Seine, de paléokarsts. L’élément essentiel dont nous disposons pour tenter de les resituer dans l’évolution du Val de Seine est le critère altitudinal. Malgré sa valeur relative, il permet de dégager une ébauche chronologique, en particulier dans les systèmes très développés comme Caumont, qui intéresse l’ensemble du Pléistocène. L’étude des relations entre karstification et évolution quaternaire de la Basse Seine est un thème qui devrait apporter dans les années à venir des éléments appréciables.
Bibliographie
BIBLIOGRAPHIE
ALDUC D., AUFFRET J. -P., CARPENTIER G., LAUTRIDOU J. -P., LEFEBVRE D., PORCHER M. (1979) : Nouvelles données sur le Pléistocène de la basse vallée de la Seine et son prolongement sous-marin en Manche orientale. Bull. d'Information, AGBP, Paris, 16, (2), p. 27-34.
COUTIL L. (1910) : Cavernes, aven et abris de la vallée de la Seine, près Les Andelys (Eure). Congrès Préhist. de France, V° session, Beauvais, 1909, p. 188-197, Paris.
FORTIN R. (1902) : Notes de géologie normande : sur un ancien cours d’eau souterrain situé à Moulineaux, canton de Grand Couronne (Seine Inférieure). AFAS, Montauban, impr. Choix, Paris, p. 491-496.
GAQUEREL C. (1984) : Les formations alluviales saaliennes de Tourville et Cléon (Seine-Maritime) : sédimentologie, et interprétation dans le cadre quaternaire de la Basse Seine. Thèse 3e cycle, Lab. de Géologie, Univ. de Rouen-Hte. Normandie, Mt. St. Aignan, 286 p.
HUAULT M.-F. (1987) : Le gisement plio-pléistocène de la Londe : apport des diatomées à la reconstitution des paléoenvironnements. Travaux du Groupe Seine, 3, colloque Paléonto. et formations quaternaires dans le domaine Normandie-Manche, Rouen, 20 mars 1986, Centre de Géomorph. du CNRS, Caen, Bull. 32, p. 117-126,
JANET & MARBOUTIN (1905) : in Atlas Hydrogéologique de la Seine-Maritime (1981), BRGM, Rouen.
LAUTRIDOU J.-P., MONNIER J.L., MORZADEC-KERFOURN M. T., SOMME J., TUFFREAU A. (1982) : Les subdivisions du Pléistocène de la France septentrionale ; stratigraphie, paléogéographie et paléolithique. Projet 73/1/24 ; Glaciations Quaternaires dans l’Hémisphère Nord, PICG, UNESCO, Paris, rapport no9, septembre 1982, p. 148-170,
LAUTRIDOU J. P., LEFEBVRE D., LÉCOLLE F., CARPENTIER G., DESCOMBES J., GAQUEREL C., HUAULT M.-F. (1984) : Les terrasses de la Seine dans le méandre d’Elbeuf. Corrélations avec celles de la région de Mantes. Bulletin AFEQ, 19 (1-2-3), p. 27-32.
LAUTRIDOU J.-P. et al. (1987) : La Normandie. Excursion du 28 au 31 mai 1987, 321 p., AFEQ, Centre de Géomorph. du CNRS, Caen.
LAUTRIDOU J.-P. et al. (1988) : Les lignes de rivage pléistocènes en Normandie ; âge des platesformes littorales. Les Littoraux, deuxième forum du GFG, Caen, 24-25 nov. 1988, Centre de Géomorphologie du CNRS, Caen, Bull, 36, juillet 1989, p. 231-234.
LEBOULLENGER (1801) : Mémoire sur les carrières de l’arrondissement de Rouen. Rapports suites Trav. de la Sté. d’Emulation de Rouen faits par le secrétaire Auber, an neuvième, séance du 29 messidor (17 juillet 1801), p. 86-88, Société d’Emulation de Rouen pour le progrès des Sciences, des Lettres et des Arts, imp. P. Périaux, Rouen.
LÉCOLLE F. (1987) : Le cours moyen de la Seine au Pléistocène moyen et supérieur ; géologie et préhistoire. Thèse d’état ès-Sciences, Géologie du Quaternaire, paléontologie humaine et préhistoire, Museum national d’Histoire Naturelle, Université Pierre & Marie Curie, Paris VI, 701 p.
LEFEBVRE D. (1988/1) : Les aspects majeurs de l’histoire géologique de la basse vallée de la Seine dans ses rapports avec le karst. Karst & Quaternaire de la Basse Seine, colloque, Mont Saint Aignan, 14 mai 1988, Actes-du-Museum-de-Rouen, (1), p. 135-145.
LEFEBVRE D. (1988/2) : Les méandres hypertrophiés de la Basse Seine sont une forme dégradée de méandres surimposés. Bull. 75, (2), p. 43-57, SGNAMH, Le Havre.
QUINIF Y., LAIR Ph., CHARLET J.-M. (1985) : Le dosage des radioéléments naturels U - Ra - Th - K20 par spectrométrie gamma sur chaîne de mesures automatisée, les applications aux sciences de la terre.Société belge de Géologie, Bruxelles, Bull. 94, (4), p. 255-267.
RODET J. (1972) : Les grottes des Andelys (Eure). Spéléo-Drack, GS-MJC, Le Havre, 6, 30 p.
RODET J. (1975) : Le karst de la craie en Haute Normandie. Mémoire de Maîtrise, 216 p., 1 pl.h.t., Institut de Géographie de l'Université de Rouen-Haute Normandie, Mont Saint Aignan, Spéléo-Drack, GS du Havre, 12, mars 1978, 166 p.
RODET J. (1981) : Contribution à l’étude du karst de la craie : l’exemple normand et quelques comparaisons. Thèse 3e cycle, Inst, de Géogr. de Paris, Univ. “Panthéon-Sorbonne”, Paris I, 427 p.
RODET J. (1987/1) : Importance du karst dans les vides souterrains en Haute Normandie. Les vides souterrains en Haute Normandie, journée d’information, CETE, Rouen, Lab. régional des Ponts & Chaussées, Grand Quevilly, 10 p.
RODET J. (1991-1) : Les karsts de la craie, étude comparative. Thèse d’Etat ès-Lettres et Sciences Humaines, 562 p., Institut de Géographie de Paris, Université de Paris-Sorbonne, Paris IV, 562 p.
RODET J. (1991-2) : La craie, roche carbonatée poreuse et son karst. Karstologia, 18, p. 13-18.
SAIGNES G. (1989) : Le Crétacé du méandre de la Bouille, basse vallée de la Seine ; stratigraphie et tectonique. Mém. de Maîtrise, Lab. de Géologie fondam. et appl., Fac. Sc. et Techn., Univ. de Caen, 55 p.
STAIGRE J.-C. & KASPRUK M. (1982) : Le réseau de la Vieille Dame. L’Ursus, ACRC, Cléon, 3, p. 15 19.
TOMAT A. & DUPONT J.-P. (1987) : Seine-Maritime. Spelunca, 27, p. 4.
TOMAT A. & DUPONT J.-P. (1988) : Le karst du LEP de Grand Couronne. Karst & Quaternaire, colloque, Mont Saint Aignan, Actes-du-Museum-de-Rouen, (1), p. 31-35.
Table des illustrations
Légende | Figure 1 : Vallée de la Basse Seine. Lower Seine valley. |
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Légende | Figure 2 :Les gisements des Sables de Lozère et la paléo-Seine dans le Nord-Ouest du bassin de Paris (d’après CAVELIER, in MEGNIEN et al., 1980). Les taches noires correspondent aux gisements des Sables de Lozère localisés dans un ancien couloir fluviatile matérialisé par les deux traits noirs. Ces sables sont d’âge burdigalien (Miocène inférieur) dans le sud et le centre du bassin, et ont été déposés au Pliocène supérieur en Normandie.The Lozère Sands deposits and the Seine paleo-drainage in the Northwestern of the Paris basin. |
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Légende | Figure 3 : Le réseau “Orange” du Lycée Professionnel de Grand Couronne, plan et coupe partielle.The main cave of the Technical College of Grand Couronne (Seine-Maritime) |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-3.jpg |
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Légende | Figure 4 : Grotte de la Roche Percée (Le Thuit, Eure).The Holed Hock cave (Le Thuit, Eure) |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-4.jpg |
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Légende | Figure 5 : Grotte du Pont Saint Pierre (Le Thuit, Eure), un drain karstique masqué par les colluvions périglaciaires.Pont Saint Pierre cave (Le Thuit, Eure), a karstic drain oblitered by periglacial colluviums. |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-5.jpg |
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Légende | Figure 6 : Le réseau karstique de la Vieille Dame (Freneuse, Seine-Maritime) ; un système aujourd’hui sans amont ni aval.Old Lady cave (Freneuse, Seine-Maritime), a karstic system without up or downstream, today... |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-6.jpg |
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Légende | Figure 7 : Evolution géographique en trois phases de la région de Moulineaux (Seine Maritime).1. Moulineaux. 2. Grotte Fortin. 3. Les sources AEP de Moulineaux. 4. Vallée sèche d’Orival. 5. Bétoire du Val Callouel alimentant les sources de Moulineaux.Geographic evolution of the Moulineaux area (Seine-Maritime). |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-7.jpg |
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Légende | Figure 8 : Profil du collecteur entre les Robots et la Jacqueline (Caumont, Eure).Section of the main gallery between the Robots river cave (upstream) and the Jacqueline cave (downstream) in the Caumont underground system (Eure) |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-8.jpg |
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Légende | Figure 9 : Le delta karstique de Caumont et ses conduits étagés (Eure). Les flèches noires matérialisent les trois axes actuels de drainage. Les émergences probables sont indiquées par des flèches blanches qui prolongent les drains, (légende de la numérotation : cf. RODET, 1991, fig. 297). The Caumont karstic delta organization and its different staged galleries (Eure). |
URL | http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/11006/img-9.jpg |
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Légende | Figure 10 : Evolution quaternaire du site de Caumont (Eure et Seine-Maritime). Le paléo-méandre est représenté au nord. L'entaille récente de la Seine a détruit le versant (3) et le talweg (4) de la Cavée (2), rognant légèrement le vallon de la Jacqueline (1). Les grandes flèches indiquent les trois axes de drainage en provenance de la haute vallée du Fournel. Quaternary evolution of the Caumont site (Eure and Seine-Maritime). |
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