Dolines et paysages karstiques : quand l’eau dissout la roche

GÉOLOGIE • ÉROSION • PAYSAGES

Comment l’eau façonne lentement les paysages calcaires

Une dépression arrondie au milieu d’un plateau calcaire peut sembler
n’être qu’un simple creux dans le paysage.
Pour le géologue, elle raconte pourtant une histoire :
celle de l’action lente de l’eau sur la roche.

Ces dépressions portent un nom : les dolines.
Elles constituent l’une des formes caractéristiques des
paysages karstiques, façonnés principalement
par la dissolution des roches carbonatées.

Qu’est-ce qu’un paysage karstique ?

Le mot karst désigne un type de paysage développé
dans des terrains constitués de roches solubles,
particulièrement les calcaires et les dolomies.

Dans ces régions, l’eau ne se contente pas de ruisseler à la surface.
Elle pénètre dans les fissures de la roche, circule en profondeur
et contribue progressivement à son élargissement.

Le résultat est un paysage très particulier :
dolines et lapiaz à la surface, mais aussi
gouffres, galeries et grottes dans le sous-sol.

Pourquoi l’eau peut-elle dissoudre le calcaire ?

L’eau de pluie est naturellement légèrement acide.
Lorsqu’elle traverse le sol, elle peut s’enrichir davantage
en dioxyde de carbone (CO₂),
notamment produit par l’activité biologique du sol.

Cette eau chargée en CO₂ réagit avec le carbonate de calcium
qui constitue une grande partie des roches calcaires.
Une partie de la roche passe alors progressivement en solution
et peut être transportée par l’eau.

La naissance d’une doline

Une doline est une dépression fermée,
généralement circulaire ou ovale, caractéristique
de nombreux terrains karstiques.

Sa formation peut résulter de plusieurs mécanismes.
La dissolution progressive du calcaire peut creuser et élargir
une dépression en surface. Dans d’autres situations,
la présence de cavités souterraines et leur évolution
peuvent également provoquer un affaissement,
voire un effondrement du terrain.

Toutes les dolines n’ont donc pas exactement la même histoire,
même si elles appartiennent au même grand système
de transformation des roches par l’eau.

Quand l’argile reste

Un calcaire naturel n’est pas nécessairement constitué
exclusivement de carbonate de calcium.
Il peut également renfermer une petite fraction
de matériaux insolubles, notamment argileux.

Lorsque la partie calcaire est progressivement dissoute,
ces éléments insolubles peuvent rester sur place
et s’accumuler dans les dépressions.
On parle traditionnellement
d’argiles de décalcification.

Le fond d’une doline peut ainsi retenir plus facilement
l’eau — et parfois la neige — comme le montre
la photographie ci-dessous.

Un paysage visible en surface… et caché sous nos pieds

La doline n’est en réalité que l’une des manifestations visibles
d’un système beaucoup plus vaste.

L’eau infiltrée emprunte les fractures et les discontinuités
de la roche. En poursuivant son travail de dissolution,
elle peut progressivement élargir ces passages
et contribuer à la formation de véritables réseaux souterrains.

C’est ainsi qu’un même paysage karstique peut réunir
à la surface des dolines et des lapiaz,
et dans le sous-sol des gouffres, des grottes,
des galeries et des circulations d’eau souterraine.

Dissoudre… puis reconstruire

L’histoire du calcaire ne s’arrête pas à sa dissolution.
Lorsque les conditions physico-chimiques changent,
le carbonate dissous dans l’eau peut à nouveau précipiter.

Dans les cavités souterraines, ce phénomène participe
notamment à la formation des concrétions calcaires :
stalactites, stalagmites et colonnes.

L’eau qui détruit lentement la roche à un endroit
peut donc, ailleurs, contribuer à édifier
de nouvelles formes minérales.

Une géologie qui continue aujourd’hui

Les paysages karstiques rappellent que l’érosion
n’est pas seulement l’action spectaculaire d’un torrent,
d’un glacier ou des vagues.

Elle peut être chimique, souterraine et presque invisible.
Une eau apparemment inoffensive peut,
au cours du temps, transformer un plateau,
creuser des cavités et modifier profondément
la circulation des eaux souterraines.

Une simple doline devient alors le signe visible
d’une histoire géologique beaucoup plus vaste.

Sources et pour aller plus loin

BRGM – SIGES
Documentation sur les aquifères karstiques,
la karstification et la dissolution des roches carbonatées.

Géorisques
Définition géologique de la doline.

Wikimedia Commons
Karst sinkhole with snow-drift,
IgorTrieste, janvier 2005.

Cet article est issu de la refonte de l’ancien article
« Le bilan » d’Erhabenmaya.
La partie consacrée aux dolines a été conservée,
actualisée et développée ; les autres éléments,
désormais traités dans les articles modernes de géologie du site,
n’ont pas été repris.