La formation des cavernes

Les théories sur la formation des cavernes sont assez récentes et ont été pendant longtemps très fantaisistes. Ce n'est qu'au début du XX° siècle que les premiers spéléologues (Boëgan, Martel, Fournier...) commencent à étudier la formation des cavernes et proposent des explications réalistes et convaincantes.
Il existe des cavités dans presque toutes les sortes de roche et même dans la glace mais c'est principalement dans les calcaires et les gypses qu'on rencontre les cavernes les plus nombreuses, les plus longues et les plus profondes.

Principe de base

Les roches carbonatées (calcaires) et sulfatées (gypses) sont des roches solubles dans des eaux légèrement acidifiées. L'eau de pluie contient du gaz et de l'acide carbonique qui augmente encore lorsque celle-ci traverse des sols à l'activité biologique importante.

Ces acides dissolvent le calcaire suivant le schéma suivant : CO2 + CaCO3 ==>Ca(HCO3)2 (bicarbonate de calcium)

Dans certaines conditions (pression atmosphérique, température, humidité), le bicarbonate de calcium peut se déposer sous forme de concrétions (stalactites, stalagmites, draperies...).

Les grottes

Stade initial : creusement autour du niveau de base.

Descente du niveau de base : de nouvelles galeries se creusent.

Nouvel approfondissement : un réseau connecté s'est mis en place, les eaux réapparaissent en émergence non loin du nouveau niveau phréatique.

Le procédé principal de la formation des cavernes est donc la corrosion chimique des calcaires par l'eau.

Pour que la corrosion puisse s'exercer, il faut que l'eau pénètre dans les calcaires. Or, à l'état naturel, le calcaire est une roche pratiquement imperméable. C'est donc une autre condition qui doit être associée à la première pour permettre la formation des cavités. C'est grâce à la fracturation des calcaires à la suite des mouvements tectoniques et favorisée par la faible plasticité de ces roches que l'eau, empruntant fissures, diaclases et failles, pénètre au cour des massifs et commence son travail de dissolution.

L'infiltration de l'eau peut se faire de façon diffuse, par les fissures des lapiaz (surfaces rocheuses découvertes et fissurées) ou au fond de dolines (dépressions circulaires fermées), ou massive par l'absorption de cours d'eau de surface par des pertes ou ponors.

Peu à peu, les écoulements se concentrent et forment des rivières souterraines. Tous les débris transportés par ces cours d'eau ont un pouvoir abrasif important responsable d'un modelé caractéristique d'une érosion mécanique (comme les marmites de géants, les méandres...) qui est donc le second processus de la formation des grottes.

Les eaux réapparaissent souvent au bas des plateaux ou des montagnes sous forme de grosses sources, appelées résurgences, qui sont quelquefois alimentés par des aquifères noyés pouvant constituer des réserves importantes d'eau potable. Les eaux karstiques sont très sensibles à la pollution car elles sont très peu filtrées, ce qui amena Édouard Alfred Martel, dès 1902, à faire promulguer la loi qui porte son nom et qui interdit les rejets de toutes sortes (cadavres, déchets,...) dans les cavités naturelles. Cette loi reste hélas encore mal appliquée, ce qui conduit à des pollutions notables de trop nombreuses sources à l'aspect pourtant limpide.

Le nom générique de karst s'applique à tout ce qui touche aux formes de surface ou souterraines résultant de la dissolution des roches calcaires (on parle de karstologie, karstique, karstifié,...) et est très employé par les spécialistes, qu'ils soient géologues ou spéléologues. Ce mot provient d'une région typique de Slovénie, le « Karst », qui a donné à la géographie physique un vocabulaire technique et généraliste ignoré en réalité par les habitants des régions calcaires d'autres pays qui nomment ces phénomènes avec leur propre langage, souvent très imagé et réaliste, comme l'occitan par exemple.

Pour obtenir des renseignements plus scientifiques, on consultera avec profit les sites suivants : www.karstologie.com, Fédération Française de Spéléologie et Aude souterraine.