LE KARST OU LE RELIEF CALCAIRE DE CHARTREUSE

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1 ISSN : ASSOCIATION A LA DÉCOUVERTE DU PATRIMOINE DE CHARTREUSE LE KARST OU LE RELIEF CALCAIRE DE CHARTREUSE LE KARST DE LA DENT DE CROLLES par Bruno TALOUR publication n 2 a décembre 1994

2 Le karst de la Dent de Crolles page n 2 N Grotte du Guiers Mort Trou du Glaz Gouffre Thérèse Grotte des montagnards Grotte Chevalier Grotte Anette Échelle : 1/25 000

3 Le karst de la Dent de Crolles page n 3 SENTIERS DE CHARTREUSE LE KARST DE LA DENT DE CROLLES par Bruno TALOUR, géologue guide spéléo (B.E. d État) INTRODUCTION Cartes à utiliser : 1/ Série bleue 2334 Est - Grenoble ou Domène 1-2 1/ géologique, feuille Domène. Trajet proposé : Le point de départ de l itinéraire pédestre proposé ci dessous se situe au parking de Perquelin. Il peut être atteint depuis St. Pierre de Chartreuse par une petite route qui part vers l Est dans le village entre l office du tourisme et la poste. Dans l ensemble, l itinéraire demande une certaine compétence montagnarde, A une montée raide dans le couloir du Prayet exposée aux chutes de pierres, succèdent des passages en arêtes peu tracés et des traversées de lapiaz non balisées nécessitant un pied sûr. L approche de l entrée de certains gouffres demande des pré

4 Le karst de la Dent de Crolles page n 4 cautions. La descente du Trou du Glaz sur le Guiers Mort est très raide, mal tracée et par place nécessite les mains dans de petites désescalades (attention aux chutes pierres). Visiter les entrées du Trou du Glaz et de la grotte du Guiers Mort nécessite un éclairage sérieux et fiable (mixte acétylène - électrique sur un casque). Emporter une petite corde peut être utile. Durée : prévoir la journée. Thèmes abordés : Cette excursion permet d observer principalement les formes de surface du karst (barres rocheuses, vires, rochers ruiniformes, baumes, lapiaz, puits à neige, etc... ), ainsi que d appréhender les formes profondes (grottes et gouffres) parties du formidable réseau souterrain naturel de plus de 55 Km de galeries qui s étend sous nos pieds. Géologie : Le karst de la Dent de Crolles affecte presque uniquement les calcaires Urgoniens de l Aptien et du Barrèmien, calcaires d origine récifale (imaginer les Atolls de l océan Pacifique...) déposés au fond d une mer peu profonde entre 17 et 119 M.A. avant notre ère. L infiltration de l eau à travers le massif est limitée en profondeur par les marnes (roche à consistante argileuse) de l Hauterivien qui constituent un niveau imperméable affleurant en talus au pied des parois. Ces marnes séparent les calcaires Urgoniens des calcaires bicolores du Fontanil (plus anciens, et donc plus bas topographiquement) d épaisseur réduite et comportant intercalés entre les bancs de nombreux lits de marnes, voire d argile qui ne facilitent pas leur karstification.

5 Le karst de la Dent de Crolles page n 5 L ensemble de ces couches, ainsi que celles qu elles surmontent ont été plissées lors de l orogenèse Alpine à l époque Tertiaire et constituent actuellement un synclinal (pli en forme de gouttière) dont l axe plonge vers le Nord avec une pente d environ 10. Ouest Est Dent de Crolles Urgonien sup. couche à orbitolines Urgonien inf. marnes Hauterivien calcaires Valanginiens marnes du Berriasien Coupe géologique (d'après GIDON 1993) Pour approfondir le contexte géologique du karst de la Dent de Crolles, on se reportera utilement aux ouvrages de cette même collection : - Géologie de la Chartreuse, aperçu d ensemble, par M. GIDON 1993, n 1 ; - Géologie de la Chartreuse, Circuit de la Dent de Crolles, par M. GIDON 1991, n 1d. Toutes les formes tant superficielles que souterraines que l on pourra observer au cours de ce circuit sont dues à l action de l eau (dissolution prédominante) et du gel sur les roches calcaires. L origine de ces formes (la karstification) est largement expliquée dans l ouvrage suivant :

6 Le karst de la Dent de Crolles page n 6 N En gris : le bassin versant du Guiers Mort souterrain d'après M.GIDON mai 1993 axe synclinal

7 Le karst de la Dent de Crolles page n 7 - Le Relief calcaire de Chartreuse (le karst) - Aperçu d ensemble, B. TALOUR 1991, n DESCRIPTION DE L ITINÉRAIRE Au départ du parking de Perquelin, suivre la route forestière interdite à la circulation jusqu au chargeoir à bois. De ce dernier repérer un sentier qui monte dans la forêt en rive droite (à gauche) du Guiers. Par quelques zigzags, il conduit à la source de Fontaine Noire. station 1 : La source de fontaine Noire, captée par la commune de St. Pierre de Chartreuse pour son alimentation en eau potable émerge des c a l c a i r e s Valanginiens Source de Fontaine noire (calcaires du Fontanil) qui dans la série géologique sont séparés des calcaires Urgoniens de la Dent de Crolles par une couche de marnes imperméables (Hauterivien). Cependant ces eaux proviennent certainement du plateau par l intermédiaire d une fracture mal précisée mettant en contact (ou rapprochant) les calcaires Urgoniens et les calcaires Valanginiens. S agit-t il d eaux provenant du chaos de Bellefond (au Nord) ou echappant au réseau de la Dent de Crolles (au Sud)?.

8 Le karst de la Dent de Crolles page n 8 Le site de l émergence est commandé par le passage presque immédiatement au Nord de la faille décrochante de Bellefond qui sectionne la couche des calcaires Valanginiens et oppose en face la puissante série imperméable des marnes de Narbonne. Les eaux sortent donc au point le plus bas de l aquifère. (voir planche : le bassin versant du Guiers Mort souterrain p. 6) Comme toutes les sources d origine karstique, les eaux de Fontaine Noire ne sont pas filtrées car elles circulent pour partie dans des galeries, pour partie dans un réseau de fissures. L écoulement dans les galeries est très rapide et transporte donc immédiatement toutes les pollutions provenant de la surface. Le stockage dans les fissures (et aussi sous forme de glace dans les puits à neige du plateau) assure les débits d étiage. Les eaux qui coulent devant nous, en deçà de l ouvrage de

9 Le karst de la Dent de Crolles page n 9 spéléologues). Des plongeurs ont franchi ce premier siphon pour explorer quelques galeries exondées, mais ont rapidement butté sur de nouvelles galeries noyées étroites. De la source reprendre le sentier vers la droite, il surmonte une petite barre rocheuse, puis prend la direction du sud. A la première bifurcation prendre le sentier à gauche (direction Le Prayet ). Ce sentier recoupe perpendiculairement une piste forestière puis s élève sous bois par de nombreux lacets jusqu à la base de la barre rocheuse des calcaires Urgoniens. Station 2 : Avant de s engager dans le couloir du Prayet, le sentier passe sous l entrée de la grotte du même nom. A l aide d une lampe, on pourra visiter cette dernière dont la longueur ne dépasse pas 40 m. La salle principale correspond à une ancienne galerie aujourd hui colmatée par des dépôts argileux, appartenant probablement au système de la Dent de Crolles. Les formes d origine ont été occultées par la gélifraction et les éboulis. On reconnaîtra cependant dans ces derniers des restes de très vieilles concrétions (plaquages de calcite) et des bourgeonnements en choux fleurs qui sont les témoins d une période fort lointaine où la galerie était remplie d eau. A droite de l entrée, on accède, par le sommet de l éboulis, à une petite galerie descendante ornée de concrétions en place. Ces concrétions sont également anciennes, actuellement en voie de démantèlement, et témoignent d une époque aux conditions climatiques plus chaudes. Le sentier attaque ensuite le couloir du Prayet qu il remonte par de courts zigzags. (faire attention aux chutes de pierres). Station 3 : Au sommet du couloir, le sentier emprunte la vire du Prayet qui traverse en dessous de la barre sommitale. Celle ci a pour origine la présence de terrains plus tendres, des calcaires plus gréseux et plus marneux connus sous le terme de vire à orbitoli

10 Le karst de la Dent de Crolles page n 10 nes, en raison des micro fossiles caractéristiques que l on y trouve. Cette couche comme nous pouvons le constater, sépare donc deux ensembles de calcaires Urgoniens massifs, un ensemble supérieur épais d environ 50 à 60 m et la masse inférieure principale. Cette couche à orbitolines induit deux phénomènes dans l établissement des réseaux karstiques. 1/ elle constitue un niveau imperméable relatif, sur lesquelles les circulations d eau s établissent sans sur la vire du Prayet pouvoir s enfoncer jusqu à ce qu une fracture verticale en interrompre la continuité. 2/ Elle constitue une discontinuité tectonique entre les masses calcaires supérieures et inférieures de telle façon que les fractures verticales qui affectent l une ou l autre masses ne se prolongent pas toujours au delà. Les eaux doivent donc parcourir un cheminement horizontal sur cette couche avant de trouver à nouveau des possibilités de s enfoncer. L exemple du réseau du P40 sera expliqué ultérieurement. Suivre le sentier vers la droite (sud).

11 Le karst de la Dent de Crolles page n 11 Ce dernier s échappe de la vire par un couloir correspondant à une fracture affectant toute la masse Urgonienne, la faille décrochant du Prayet, réplique de la faille de Bellefond située plus au Nord. Station 4 : Du pied de ce couloir et en le remontant on pourra observer à droite une tour rocheuse à allure ruiniforme (comme à Montpellier Le Vieux, dans les Causses). Ces formes sont dues à des différences de rocher ruiniforme au Prayet microfracturation dans la roche calcaire. Les zones compactes sont peu sensibles au gel, alors que les zones fissurées retiennent de l eau par capillarité et donc éclatent par grand froid. A gauche, la paroi comporte des cannelures verticales remarquables. Ces dernières se forment sur une dalle cannelures verticales

12 Le karst de la Dent de Crolles page n 12 de roche compacte, par dissolution du calcaire aux points de concentration des eaux de ruissellement. On débouche alors au col du Prayet d où l on a une très bonne vue vers le Sud sur le synclinal de la Dent de Crolles, plateau en forme de cuillère à plongement vers le Nord, c est à dire vers nous. On imagine bien de ce point, que les eaux qui s infiltrent dans le massif calcaire se concentrent dans l axe du synclinal pour émerger à son débouché au Nord à la source du Guiers Mort. Du col du Prayet, vers le Sud, le sentier traverse des pentes raides, franchit un couloir sur un pont de troncs et gagne une large combe occupée par des éboulis et des lapiaz. A la bifurcation de deux chemins, on prendra celui qui monte en direction de la Cheminée du Paradis. Peu de temps après cette bifurcation la vue se développe à gauche sur la barre rocheuse qui se termine à la Cheminée.

13 Le karst de la Dent de Crolles page n 13 L observation de cette dernière est intéressante du point de vue morphologique; en effet, y alternent des bancs compacts (en relief) et des bancs gélifs (constituant des baumes). Ce sont des formes karstiques de surface liées uniquement à la gélifraction et à la dissolution et qui n ont aucune relation avec le karst profond. Toujours en montant, apparaissent les lapiaz (zones de roche nues, cannelées et parcourues de fissures), crevées de dolines (dépressions fermées, herbues ou rocheuses), comme ici alignées sur des fractures bien visibles. goulottes de lapiaz Station 5 : Le sentier débouche à une brèche au pied des Cheminées du Paradis que l on n escaladera pas. De ce point, vers l Est la vue plonge sur l imposante paroi très verticale des Rochers du Midi. Ces parois sont également une forme caractéristique des massifs calcaires : verticalité, présence de vires et de baumes. suivre alors la crête vers le sud par un sentier peu marqué, vertigineux qui conduit au Rochers du Midi. Avant d arriver au sommet, on domine à droite une zone lapiazée assez spectaculaire. On observera la disposition en marches d escalier inverses des bancs calcaires (karst en banquettes inverse). C est dans ce lapiaz que s ouvre le gouffre Thérèse dont l entrée bien qu insignifiante mérite un détour afin d observer de près de très belles formes karstiques.

14 Le karst de la Dent de Crolles page n gouffre Thérèse Grotte des Montagnards Grotte du Guiers Mort Grotte Chevalier P40 Grotte Annette Trou du Glaz STATISTIQUES SUR LE RESEAU DE LA DENT DE CROLLES - longueur développée de galeries : 55 Km (3éme réseau de France en 1994) - Dénivellé de l entrée la plus haute à l émergence : 603 m.

15 Le karst de la Dent de Crolles page n 16 lapiaz Station 6 : Du sommet, descendre vers le Nord Ouest sur environ 40 m de dénivellation dans le lapiaz précité. On rencontrera en premier dans une vague combe l entrée du gouffre Thérèse marquée d une plaque métallique numérotée et d une inscription en jaune Perquelin 11 Km. Un peu plus bas, le lapiaz est percé de quelques beaux puits à neige (au printemps) et surtout comporte un méandre (couloir sinueux, rempli d éboulis) qui correspond à une forme souterraine recoupée par l érosion et comblée par des éboulis. Entrée gouffre Thérèse

16 Le karst de la Dent de Crolles page n 17

17 Le karst de la Dent de Crolles page n 18 Le gouffre Thérèse est l ouverture pénétrable la plus haute du réseau souterrain de la Dent de Crolles. Il permet aux spéléologues une traversée d un dénivelé de 593 m avec la source du Guiers Mort. C est dans l ensemble une cavité à écoulement libre de type puits-méandres (voir le karst de Chartreuse pour toutes ces définitions morphologiques). Il comporte de grandes verticales comme le puits Astrid (130 m ) et le puits Biboc (52 m) ainsi que de longs méandres ( de la spermatogenèse, chemin du parlement...) qui font de son parcours une entreprise très sportive. Nous revenons au sommet pour reprendre le sentier des crêtes. Celui-ci descend et rejoint le sentier principal qui chemine en contrebas. Station7 : Peu de temps avant cette bifurcation, on bénéficie, coté Grésivaudan, d une vue sur la paroi Sud de la Dent du Midi crevée de nombreuses baumes et d autre part en direction du plateau de la Dent de Crolles d une vue dominante sur une immense doline (dépression) qui entaille le plateau. Cette dépression est qualifiée de glacio-karstique car l action d un glacier local est très probable dans baumes dans la face l origine de son creusement. Sud de la Dent du Midi. Le point bas, où convergent les eaux de ruissellement (et surtout à l époque glaciaire où convergeaient

18 Le karst de la Dent de Crolles page n 19 les eaux de fonte du glacier) correspond dans le réseau souterrain à un ensemble de vastes puits (puits Labour, puits Souty) qui traversent toute l épaisseur des calcaires, sans toutefois déboucher en surface. Continuer le sentier à flanc de versant, en direction du sud. Station 8 : Avant d arriver au pas de l Oeille, le sentier contourne une large doline aux parois rocheuses. A son extrémité Nord- Ouest, se trouve un puits auquel on accède en passant sous une arche. L entrée de ce puits est aménagée car des spéléologues ont entrepris une désobstruction pour essayer d atteindre une galerie connue du réseau de la Dent de Crolles qui se situe à quelques 15 m seulement en dessous du plateau. Une jonction permettrait une nouvelle traversée en direction du Guiers Mort. Du pas de l Oeille gagner le sommet de la Dent de Crolles. (beau panorama sur l ensemble du massif et plus particulièrement sur la gouttière synclinale

19 Le karst de la Dent de Crolles page n 20 des hauts plateaux de Chartreuse). Du sommet, redescendre au pas de l Oeille, puis plonger dans le lapiaz en dehors de tout sentier, vers le Nord - Ouest et la base du versant Ouest du synclinal afin de gagner l entrée du P40. Station 9 : On rencontre d abord une série de dolines et puits à neige spectaculaires alignés Est- Ouest sur des fractures transversales, puis des lapiaz tourmentés. Station 10 : Le gouffre P40 est porté sur la carte I.G.N. avec la mention aven juste à coté du < D > de Dent. Sur le terrain, une plaque métalique gravée permet de l identifier. puits à neige Le P40 se présente sous la forme d une faille profonde de 30 m en forme de virgule. Le puits étroit à la surface va en s évasant en profondeur. Il reste toujours de la neige au fond. En effet nombre de ces puits qui s ouvrent sur le plateau, ainsi que la multitude des fissures de lapiaz constituent des pièges pour la neige, qui en profondeur, à l abri du soleil, se trans

20 Le karst de la Dent de Crolles page n 21 forme en glace et fond très lentement. Ces masses de glace sont importantes et constituent pour une bonne part l alimentation en eau du Guiers Mort en période d étiage estival. Après avoir franchi une courte étroiture au fond de ce puits, le spéléologue s engage dans une galerie large (galerie York), mais basse de plafond, établie dans une couche de calcaires gris, délités et Entrée du P40 friables, il s agit de la couche à orbitolines que nous avons observée à l extérieur en haut du couloir du Prayet. La galerie suit cette couche à orbitoline

21 Le karst de la Dent de Crolles page n 22 couche semi imperméable sans s enfoncer plus profondément jusqu au sommet du puits des Trois Soeurs, point où une fracture permet la traversée de la couche. Au puits des Trois Soeurs fait suite un méandre (galerie très haute et étroite) assez pénible où le spéléologue circule en hauteur à la recherche d un cheminement un peu plus large. Le méandre se termine sur une volée de puits arrosés, d une centaine de mètres de dénivelé débouchant dans les galeries de l étage supérieur du Trou du Glaz. Cet ensemble de galeries est de type écoulement libre pour sa plus grande part. De là il est possible de sortir par le Trou du Glaz ou de continuer la traversée de la Dent de Crolles vers la source du Guiers Mort. Du P40, continuer à descendre à travers le lapiaz en tirant vers l Est. station 11 : le lapiaz est constitué de banquettes en marches d escalier se succédant ici dans le sens de la pente (disposition dite normale).

22 Le karst de la Dent de Crolles page n 23 On observera de remarquables blocs témoins sur la limite d une de ces banquettes, montrant le recul de ces dernières par érosion régressive et gélifraction d une couche plus fissurée. Peu de temps après, on rejoint le sentier que l on suit alors vers le Nord. Il Entrée du Trou du Glaz conduit au passage du Belvédère (courtes désescalades avec câbles) qui permet de franchir la falaise Ouest et de gagner l entrée du Trou du Glaz. Station 12 : Le Trou du Glaz s ouvre par un porche bas donnant sur une vaste galerie qui s enfonce dans la montagne. Équipé d un éclairage sérieux, il vous sera possible d en visiter les 300 premiers mètres sans risques. La galerie est de forme grossièrement rectangulaire, la voûte comporte des cloches en forme de marmites inversées, on peut observer sur les parois des vagues d érosion de grande amplitude. Ces deux types de formes sont caractéristiques d un creusement en

23 Le karst de la Dent de Crolles page n 24 écoulement noyé (galerie remplie d eau jusqu à la voûte). Le plancher de la galerie est ébouleux et comporte des restes de concrétions et de planchers stalagmitiques. Ils sont le témoin d une période ancienne plus chaude où le concrétionnement était abondant (eaux incrustantes). Depuis le climat froid montagnard rend les eaux plutôt agressives et les concrétions sont progressivement détruites. Au bout de 200 m le plafond s abaisse, s il fait beau et chaud à l extérieur, un fort courant d air vous soufflera dans le visage. Il est du à la différence de température entre la cavité et l air extérieur qui à partir du plateau s infiltre dans les puits et les lapiaz, gagne le réseau souterrain où il se refroidit et s alourdit s enfonçant de plus en plus et ressort par les ouvertures basses. En hiver le phénomène s inverse, l air de la cavité, plus chaud monte et ressort sur le plateau. C est pour cela que le randonneur zone visitable trouvera à cette époque de la glace dans l entrée du Trou du Glaz et les parois sèches sur plusieurs centaines de mètres. Après avoir franchi ce passage bas, la galerie reprend de l ampleur, puis vient butter sur des étroitures entre des lames de

24 Le karst de la Dent de Crolles page n 25 rocher, à ce point, on pourra observer sur les parois des vaguelettes de quelques centimètres d amplitude appelées coups de gouges. Ces formes dissymétriques permettent de reconstituer le sens du courant qui a parcouru la galerie il y a probablement des centaines de milliers d années, ici du Sud vers le Nord, de la grotte vers l entrée (en effet, la partie la plus abrupte de la cupule est toujours dirigée vers l amont ). A moins d être spéléologue aguerri, l on ne cherchera pas à aller plus loin. Au delà, la galerie s abaisse, nécessitant de progresser à 4 pattes, voire de ramper, et donne sur des puits et méandres d un parcours plus technique. Le Trou du Glaz est une des 7 entrées du réseau qui totalise sur plusieurs étages plus de 55 Km de galeries. De l entrée du Glaz, revenant en arrière, nous allons nous engager sur le sentier descendant qui suit le pied de la falaise en direction de la Grotte du Guiers Mort. Ce sentier est délicat à parcourir à la descente. Les personnes qui seraient incertaines sur leurs moyens pourront redescendre sur Perquelin par l itinéraire du col des Ayes et du vallon de Barbebison. Station 13 : Le sentier traverse le Guiers dans le porche de la Grotte du porche du Guiers Mort

25 Le karst de la Dent de Crolles page n 26 Guiers Mort. Ce vaste porche avec le ruisseau souterrain qui en sort est le point bas du système karstique de la Dent de Crolles. Les eaux de pluie et de fonte de neige infiltrées sur le plateau ressortent en ce point. Si nous pénétrons dans le porche, on voit arriver, en étiage, le ruisseau souterrain par une petite cascade sur le coté droit de la galerie. En s engageant dans cette conduite de taille réduite, on serait rapidement arrêté par une voûte mouillante ou siphon. Il faut donc suivre la galerie principale très vaste et au plancher ébouleux. Elle est partiellement parcourue par un torrent lors des crues, l eau provenant d un autre siphon. La galerie vient butter sur un grand éboulis encombrant une salle. Ce dernier, constitué en majorité de cailloux très anguleux a pour origine la gélifraction qui désagrège la roche en plaquettes. Le courant d air froid entrant en hiver est à l origine de ce phénomène. Il suffit de remonter l éboulis et de se présenter devant l entrée du boyau du réseau Sanguin pour en éprouver toute la violence. La galerie du Guiers Mort communique avec le reste du réseau d une part par ce boyau et d autre part par un labyrinthe de galeries basses et étroites qui s amorce en hauteur dans la partie droite de la salle (corde). Du porche, le sentier s engage sur une frêle passerelle puis descend rapidement sur Perquelin en passant par la source de Fontaine Noire, première étape de notre circuit.

26 L AUTEUR : Bruno TALOUR, géologue, dirige un cabinet de conseil implanté au coeur du massif. Spéléologue passionné, il intervient également comme guide spéléo (Brevet d Etat J&S ). En pays karstique, l eau est rare. Sur la Dent de Crolles, il n existe pour les troupeaux qu une seule source au débit irrégulier et aléatoire.