spéléologie.
Publié le 08/12/2021
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spéléologie. n.f., science ayant pour objet l'exploration et l'étude des cavités naturelles du
sous-sol : gouffres, grottes, cavernes. Les premières études remontent au XVIIIe siècle
avec les recherches paléontologiques de l'Allemand J.F. Esper. La spéléologie se développa au
XIXe siècle avec les travaux sur les Causses cévenols d'Édouard Martel (1859-1938), que l'on
peut considérer comme le fondateur de cette science ; Norbert Casteret lui succéda en 1920.
À l'étude de la géométrie et de la formation des grottes s'ajouta, vers 1890, celle des restes
archéologiques qu'elles renferment parfois, avec les études d'Émile Rivière, fondateur du
terme spéléologie. Puis vint l'étude de la vie cavernicole, ou biospéléologie.
La caractéristique majeure de la spéléologie est d'être une science pluridisciplinaire. La
topographie souterraine est la première des disciplines à intervenir, des relevés précis étant
requis pour que les autres domaines de spécialité puissent établir des faits. Cette topographie
est délicate à effectuer, s'opérant dans un espace fermé et obscur. La géologie permet de
reconstituer l'histoire de la formation de la cavité, à partir de l'étude lithostratigraphique et de
celle de la fracturation du massif rocheux concerné. L'hydrogéologie étudie les eaux
souterraines, le débit des rivières, la composition géochimique des eaux et leurs variations. La
paléontologie exhume dans les remplissages datant du quaternaire de nombreux restes de
vertébrés ayant trouvé refuge dans les grottes. La préhistoire a recueilli dans ces cavités,
comme dans celle de Lascaux, de nombreux ossements et témoignages humains. La
biologie, enfin, étudie la faune de cet écosystème particulier qu'est une grotte peuplée
d'animaux cavernicoles adaptés à l'obscurité et à l'humidité des lieux.
La formation des grottes.
La formation des cavités souterraines, ou cavités karstiques (voir karstique [relief]),
dépend de plusieurs facteurs : l'existence d'un massif de roches calcaires d'une certaine
épaisseur, la présence de fractures traversant ce massif, une pluviosité suffisante. Les eaux
superficielles chargées de gaz carbonique dissous, et parfois d'acides humiques, s'infiltrent
dans les fractures les plus ouvertes du massif rocheux, dans lesquelles elles circulent en les
élargissant par ablation chimique (dissolution). Cette circulation est essentiellement
verticale, jusqu'à ce que les conditions locales (rencontre d'un niveau imperméable ou de la
surface de la nappe générale) la contraignent à se rapprocher de l'horizontale.
L'élargissement des zones de circulation modèle des puits verticaux (avens, gouffres), ainsi
que des galeries horizontales dans lesquelles se concentrent les eaux en rivières
souterraines. Ces rivières sont alimentées par les eaux pluviales ; elles peuvent l'être aussi
par les cours d'eau superficiels s'enfonçant brutalement dans le sous-sol, dans ce qu'on
appelle une perte. Les eaux souterraines réapparaissent à l'air libre dans les vallées limitant
ou traversant le massif calcaire, formant une résurgence - lorsque existe, en amont, la
perte d'une rivière - ou une exsurgence - s'il n'existe aucune perte notable en amont.
Lorsque l'alimentation en eau est très abondante, puits et galeries sont noyés et
fonctionnent comme des conduites forcées ; l'érosion mécanique est alors importante, et
peut creuser de grandes salles. La galerie peut aussi n'être noyée que sur une partie de sa
longueur ; cette partie noyée forme alors un siphon.
Lorsque l'eau abandonne tout ou partie d'une cavité souterraine, elle fait place à une
atmosphère particulière, caractérisée par un taux d'humidité élevé (supérieur à 95 %) et
par une amplitude des variations thermiques réduite, de l'ordre de 2 o C. En arrivant dans la
cavité, l'eau perd le gaz carbonique qu'elle avait dissous, et la calcite qu'elle contient perd
ses capacités dissolvantes : la calcite va donc précipiter, phénomène qui est à l'origine des
concrétions (stalactites et stalagmites) ornant la plupart des grottes et cavernes. La plus
simple de ces concrétions est la stalactite fistuleuse (semblable à un macaroni), tube à
parois minces à travers lequel circule l'eau d'alimentation ; les grosses stalactites sont des
concrétions stratifiées, alimentées à la fois par un canal central et par l'eau ruisselant à
l'extérieur de la concrétion. Les excentriques, poussant leurs excroissances en tous sens,
sont formées à partir d'un très faible apport d'eau. La gravité n'intervient pas dans leur
croissance, qui est fonction des variations de la tension superficielle. Le reste de la calcite
dissoute se dépose sur le plancher de la cavité, formant une stalagmite.
La concrétion de la calcite peut également avoir lieu dans l'eau : en tombant dans une
flaque, chaque goutte dépose une mince couche de calcite autour de particules mises en
mouvement par sa chute, construisant ainsi peu à peu ce qu'on nomme une perle des
cavernes. L'évaporation de l'eau des flaques entraîne la formation d'un fin voile de calcite,
que la tension superficielle maintient à la surface de l'eau et qu'on appelle calcite flottante.
Ce voile se soude au bord de la flaque, ce qui contribue à l'épaissir. Dans les eaux
circulantes, les chutes d'eau provoquent également des dépôts de calcite qui peuvent
former des barrages successifs, appelés gours. La calcite peut encore cristalliser
directement dans l'eau en formant des cristaux en « dents de cochon » (scalénoèdres). Le
carbonate de calcium peut également cristalliser, en présence de dolomie ou de fer, sous
une autre forme minéralogique appelée aragonite. On rencontre plus rarement des
cristallisations d'autres minéraux comme le gypse.
La spéléologie sportive.
Si la spéléologie est une science, elle est surtout connue sous son aspect sportif.
L'exploration spéléologique nécessite en effet de grandes qualités physiques, pour
descendre (et remonter) des puits qui dépassent parfois 100 m de profondeur, progresser
dans des boyaux étroits, glaiseux ou noyés. C'est un sport d'équipe en raison du volume
de matériel à mettre en oeuvre : échelles, cordes, canots pneumatiques, scaphandres
autonomes, mâts d'escalade... De nombreuses expéditions spéléologiques ont été
marquées par l'établissement de records :
- de profondeur : en 1951, 505 m au gouffre Lépineux, par M. Loubens et Haroun
Tazieff ; les 1 000 m furent dépassés en 1956, au gouffre Berger (Vercors). Les gouffres
les plus profonds que l'on connaisse sont le Jean-Bernard, en Haute-Savoie (1 608 m de
dénivellation), et le site de V.V. Iljukhina, en Russie (2 300 m) ;
- de distance parcourue ou découverte : 90,496 km à la Coumo d'Hyouernedo (dans
les Pyrénées). Le plus long parcours connu est celui des Mammoth Caves, aux États-Unis
(plus de 500 km) ;
- de durée de séjour sous terre : 205 jours dans le Midnight Cave (Texas), par Michel
Siffre, en 1972, lors d'une expérience de séjour sous terre « hors du temps » ; 463 jours
dans les monts Svrljig (Serbie), par M. Veljkovic ;
- records, enfin, de longueur pour les siphons parcourus en plongée souterraine : le
doux de Coly (Dordogne) 3 125 m ; en profondeur noyée, la Fontaine de Vaucluse
(Vaucluse) atteint, en plongée, - 200 m (- 308 m en sondage).
Complétez votre recherche en consultant :
Les livres
spéléologie - Spuguetto de Labastide, page 4866, volume 9
spéléologie - gouffre du Taillon, page 4866, volume 9
spéléologie - gouffre Ellison, page 4866, volume 9
spéléologie - la grotte de Bue Marino, page 4866, volume 9
Les grottes, un milieu fragile.
Les grottes, milieu apparemment hostile, ne sont cependant par dépourvues de toute vie.
Certains animaux, dits trogloxènes, n'y ont vécu qu'occasionnellement pour y chercher un
abri, ainsi l'ours et d'autres vertébrés du quaternaire ; d'autres, comme les chauves-souris,
dits troglophiles, fréquentent habituellement cet habitat, mais n'y restent pas en
permanence. D'autres animaux, enfin, naissent, vivent et meurent dans les grottes et sont
complètement adaptés à cet écosystème ; aveugles, au métabolisme lent, ce sont les
troglobies, rassemblant des insectes, crustacés, amphibiens...
Les eaux des réseaux karstiques n'étant pas filtrées, elles alimentent la vie en matière
organique, mais peuvent également transporter la pollution jusque dans ce milieu
particulièrement fragile.
Les applications de la spéléologie concernent essentiellement deux domaines : le
tourisme (de plus en plus de cavités sont aménagées et rendues accessibles sans
équipement particulier) et l'hydrologie (hydroélectricité et alimentation en eau).
Complétez votre recherche en consultant :
Les livres
spéléologie - la grotte de Cougnac, page 4866, volume 9
Complétez votre recherche en consultant :
Les corrélats
Casteret Norbert
grotte
karstique (relief)
Martel Édouard Alfred
Pierre-Saint-Martin (gouffre de la)
Tautavel
Vallon-Pont-d'Arc
spéléologie. n.f., science ayant pour objet l'exploration et l'étude des cavités naturelles du
sous-sol : gouffres, grottes, cavernes. Les premières études remontent au XVIIIe siècle
avec les recherches paléontologiques de l'Allemand J.F. Esper. La spéléologie se développa au
XIXe siècle avec les travaux sur les Causses cévenols d'Édouard Martel (1859-1938), que l'on
peut considérer comme le fondateur de cette science ; Norbert Casteret lui succéda en 1920.
À l'étude de la géométrie et de la formation des grottes s'ajouta, vers 1890, celle des restes
archéologiques qu'elles renferment parfois, avec les études d'Émile Rivière, fondateur du
terme spéléologie. Puis vint l'étude de la vie cavernicole, ou biospéléologie.
La caractéristique majeure de la spéléologie est d'être une science pluridisciplinaire. La
topographie souterraine est la première des disciplines à intervenir, des relevés précis étant
requis pour que les autres domaines de spécialité puissent établir des faits. Cette topographie
est délicate à effectuer, s'opérant dans un espace fermé et obscur. La géologie permet de
reconstituer l'histoire de la formation de la cavité, à partir de l'étude lithostratigraphique et de
celle de la fracturation du massif rocheux concerné. L'hydrogéologie étudie les eaux
souterraines, le débit des rivières, la composition géochimique des eaux et leurs variations. La
paléontologie exhume dans les remplissages datant du quaternaire de nombreux restes de
vertébrés ayant trouvé refuge dans les grottes. La préhistoire a recueilli dans ces cavités,
comme dans celle de Lascaux, de nombreux ossements et témoignages humains. La
biologie, enfin, étudie la faune de cet écosystème particulier qu'est une grotte peuplée
d'animaux cavernicoles adaptés à l'obscurité et à l'humidité des lieux.
La formation des grottes.
La formation des cavités souterraines, ou cavités karstiques (voir karstique [relief]),
dépend de plusieurs facteurs : l'existence d'un massif de roches calcaires d'une certaine
épaisseur, la présence de fractures traversant ce massif, une pluviosité suffisante. Les eaux
superficielles chargées de gaz carbonique dissous, et parfois d'acides humiques, s'infiltrent
dans les fractures les plus ouvertes du massif rocheux, dans lesquelles elles circulent en les
élargissant par ablation chimique (dissolution). Cette circulation est essentiellement
verticale, jusqu'à ce que les conditions locales (rencontre d'un niveau imperméable ou de la
surface de la nappe générale) la contraignent à se rapprocher de l'horizontale.
L'élargissement des zones de circulation modèle des puits verticaux (avens, gouffres), ainsi
que des galeries horizontales dans lesquelles se concentrent les eaux en rivières
souterraines. Ces rivières sont alimentées par les eaux pluviales ; elles peuvent l'être aussi
par les cours d'eau superficiels s'enfonçant brutalement dans le sous-sol, dans ce qu'on
appelle une perte. Les eaux souterraines réapparaissent à l'air libre dans les vallées limitant
ou traversant le massif calcaire, formant une résurgence - lorsque existe, en amont, la
perte d'une rivière - ou une exsurgence - s'il n'existe aucune perte notable en amont.
Lorsque l'alimentation en eau est très abondante, puits et galeries sont noyés et
fonctionnent comme des conduites forcées ; l'érosion mécanique est alors importante, et
peut creuser de grandes salles. La galerie peut aussi n'être noyée que sur une partie de sa
longueur ; cette partie noyée forme alors un siphon.
Lorsque l'eau abandonne tout ou partie d'une cavité souterraine, elle fait place à une
atmosphère particulière, caractérisée par un taux d'humidité élevé (supérieur à 95 %) et
par une amplitude des variations thermiques réduite, de l'ordre de 2 o C. En arrivant dans la
cavité, l'eau perd le gaz carbonique qu'elle avait dissous, et la calcite qu'elle contient perd
ses capacités dissolvantes : la calcite va donc précipiter, phénomène qui est à l'origine des
concrétions (stalactites et stalagmites) ornant la plupart des grottes et cavernes. La plus
simple de ces concrétions est la stalactite fistuleuse (semblable à un macaroni), tube à
parois minces à travers lequel circule l'eau d'alimentation ; les grosses stalactites sont des
concrétions stratifiées, alimentées à la fois par un canal central et par l'eau ruisselant à
l'extérieur de la concrétion. Les excentriques, poussant leurs excroissances en tous sens,
sont formées à partir d'un très faible apport d'eau. La gravité n'intervient pas dans leur
croissance, qui est fonction des variations de la tension superficielle. Le reste de la calcite
dissoute se dépose sur le plancher de la cavité, formant une stalagmite.
La concrétion de la calcite peut également avoir lieu dans l'eau : en tombant dans une
flaque, chaque goutte dépose une mince couche de calcite autour de particules mises en
mouvement par sa chute, construisant ainsi peu à peu ce qu'on nomme une perle des
cavernes. L'évaporation de l'eau des flaques entraîne la formation d'un fin voile de calcite,
que la tension superficielle maintient à la surface de l'eau et qu'on appelle calcite flottante.
Ce voile se soude au bord de la flaque, ce qui contribue à l'épaissir. Dans les eaux
circulantes, les chutes d'eau provoquent également des dépôts de calcite qui peuvent
former des barrages successifs, appelés gours. La calcite peut encore cristalliser
directement dans l'eau en formant des cristaux en « dents de cochon » (scalénoèdres). Le
carbonate de calcium peut également cristalliser, en présence de dolomie ou de fer, sous
une autre forme minéralogique appelée aragonite. On rencontre plus rarement des
cristallisations d'autres minéraux comme le gypse.
La spéléologie sportive.
Si la spéléologie est une science, elle est surtout connue sous son aspect sportif.
L'exploration spéléologique nécessite en effet de grandes qualités physiques, pour
descendre (et remonter) des puits qui dépassent parfois 100 m de profondeur, progresser
dans des boyaux étroits, glaiseux ou noyés. C'est un sport d'équipe en raison du volume
de matériel à mettre en oeuvre : échelles, cordes, canots pneumatiques, scaphandres
autonomes, mâts d'escalade... De nombreuses expéditions spéléologiques ont été
marquées par l'établissement de records :
- de profondeur : en 1951, 505 m au gouffre Lépineux, par M. Loubens et Haroun
Tazieff ; les 1 000 m furent dépassés en 1956, au gouffre Berger (Vercors). Les gouffres
les plus profonds que l'on connaisse sont le Jean-Bernard, en Haute-Savoie (1 608 m de
dénivellation), et le site de V.V. Iljukhina, en Russie (2 300 m) ;
- de distance parcourue ou découverte : 90,496 km à la Coumo d'Hyouernedo (dans
les Pyrénées). Le plus long parcours connu est celui des Mammoth Caves, aux États-Unis
(plus de 500 km) ;
- de durée de séjour sous terre : 205 jours dans le Midnight Cave (Texas), par Michel
Siffre, en 1972, lors d'une expérience de séjour sous terre « hors du temps » ; 463 jours
dans les monts Svrljig (Serbie), par M. Veljkovic ;
- records, enfin, de longueur pour les siphons parcourus en plongée souterraine : le
doux de Coly (Dordogne) 3 125 m ; en profondeur noyée, la Fontaine de Vaucluse
(Vaucluse) atteint, en plongée, - 200 m (- 308 m en sondage).
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Les livres
spéléologie - Spuguetto de Labastide, page 4866, volume 9
spéléologie - gouffre du Taillon, page 4866, volume 9
spéléologie - gouffre Ellison, page 4866, volume 9
spéléologie - la grotte de Bue Marino, page 4866, volume 9
Les grottes, un milieu fragile.
Les grottes, milieu apparemment hostile, ne sont cependant par dépourvues de toute vie.
Certains animaux, dits trogloxènes, n'y ont vécu qu'occasionnellement pour y chercher un
abri, ainsi l'ours et d'autres vertébrés du quaternaire ; d'autres, comme les chauves-souris,
dits troglophiles, fréquentent habituellement cet habitat, mais n'y restent pas en
permanence. D'autres animaux, enfin, naissent, vivent et meurent dans les grottes et sont
complètement adaptés à cet écosystème ; aveugles, au métabolisme lent, ce sont les
troglobies, rassemblant des insectes, crustacés, amphibiens...
Les eaux des réseaux karstiques n'étant pas filtrées, elles alimentent la vie en matière
organique, mais peuvent également transporter la pollution jusque dans ce milieu
particulièrement fragile.
Les applications de la spéléologie concernent essentiellement deux domaines : le
tourisme (de plus en plus de cavités sont aménagées et rendues accessibles sans
équipement particulier) et l'hydrologie (hydroélectricité et alimentation en eau).
Complétez votre recherche en consultant :
Les livres
spéléologie - la grotte de Cougnac, page 4866, volume 9
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Les corrélats
Casteret Norbert
grotte
karstique (relief)
Martel Édouard Alfred
Pierre-Saint-Martin (gouffre de la)
Tautavel
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