2ⁿᵈᵉ
Ressources · 2ⁿᵈᵉ ·
L'érosion, processus et conséquences
Altération des roches, facteurs de l'érosion (eau, climat, relief, végétation), transport des particules, érosion et activité humaine (programme de 2nde SVT)
À propos de cette page
Ce cours d' en seconde sur « L'érosion, processus et conséquences » suit le programme officiel d' de seconde. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : L'essentiel, L'altération des roches, Les facteurs de l'érosion, Le transport des particules. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde à réussir en .
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L'essentiel
Altération : transformation sur place des roches exposées à la surface, sous l'action de l'eau, de l'air, des variations de température et des êtres vivants. Elle est physique (la roche se fragmente sans changer de composition) ou chimique (certains minéraux sont transformés ou dissous).
Érosion : ensemble des processus qui dégradent les reliefs : altération des roches, arrachement de leurs produits (ablation) puis transport de ces produits vers des zones plus basses.
Agents de l'érosion : l'eau liquide (ruissellement, cours d'eau, vagues), la glace (glaciers), le vent et la gravité. L'eau est l'agent principal : elle intervient à la fois dans l'altération et dans le transport.
Produits de l'érosion : des particules solides classées par taille (blocs, galets, graviers, sables, limons, argiles) et des ions dissous (Ca²⁺, Na⁺, K⁺, HCO₃⁻, silice…). Ils sont à l'origine des sédiments.
Un paysage résulte d'un équilibre : la tectonique soulève les reliefs, l'érosion les abaisse. Les Alpes, jeunes et hautes, s'érodent bien plus vite que le Massif armoricain, ancien et arasé.
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L'altération des roches
Altération physique (mécanique) : fragmentation de la roche sans changement de composition.
• Gélifraction : l'eau infiltrée dans les fissures augmente d'environ 9 % de volume en gelant ; la répétition des cycles gel-dégel fait éclater la roche (éboulis au pied des parois en montagne).
• Thermoclastie : dilatations et contractions dues aux fortes variations de température entre le jour et la nuit (déserts).
• Action des racines, qui élargissent les fissures en grossissant.
• Gélifraction : l'eau infiltrée dans les fissures augmente d'environ 9 % de volume en gelant ; la répétition des cycles gel-dégel fait éclater la roche (éboulis au pied des parois en montagne).
• Thermoclastie : dilatations et contractions dues aux fortes variations de température entre le jour et la nuit (déserts).
• Action des racines, qui élargissent les fissures en grossissant.
Altération chimique : l'eau, rendue légèrement acide par le CO₂ dissous, réagit avec les minéraux.
• Hydrolyse : les feldspaths et les micas du granite sont transformés en argiles en libérant des ions ; le quartz, presque inaltérable, reste sous forme de grains. Le granite devient une arène granitique, sable grossier et meuble.
• Dissolution : le calcaire est dissous par l'eau chargée en CO₂ : CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻. Il en résulte les paysages karstiques (lapiaz, dolines, grottes).
• Hydrolyse : les feldspaths et les micas du granite sont transformés en argiles en libérant des ions ; le quartz, presque inaltérable, reste sous forme de grains. Le granite devient une arène granitique, sable grossier et meuble.
• Dissolution : le calcaire est dissous par l'eau chargée en CO₂ : CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻. Il en résulte les paysages karstiques (lapiaz, dolines, grottes).
| Minéral du granite | Comportement | Produit |
|---|---|---|
| Quartz | résiste | grains de sable |
| Feldspaths | hydrolysés | argiles + ions K⁺, Na⁺, Ca²⁺ |
| Micas (biotite) | hydrolysés | argiles + ions (fer, magnésium…) |
Exemple. Une roche fracturée s'altère plus vite qu'une roche massive : l'eau pénètre par les fissures et attaque la roche sur une bien plus grande surface.
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Les facteurs de l'érosion
L'eau et le climat : l'altération chimique est d'autant plus intense qu'il fait chaud et humide (sous les tropiques, les roches altérées, ou altérites, atteignent plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur). En climat froid, les alternances gel-dégel favorisent la gélifraction ; en climat aride, la thermoclastie et le vent dominent. Les pluies violentes provoquent un fort ruissellement.
Le relief : plus la pente est forte, plus l'eau ruisselle vite et plus la gravité agit (éboulements, glissements). Les reliefs jeunes et élevés s'érodent rapidement.
La végétation : le feuillage amortit l'impact des gouttes de pluie, les racines retiennent le sol, la litière favorise l'infiltration au détriment du ruissellement. Un sol couvert perd beaucoup moins de matière qu'un sol nu.
La nature de la roche : dureté, fracturation, porosité, solubilité. Le calcaire est soluble, le quartz résiste, les roches poreuses gorgées d'eau éclatent sous l'effet du gel.
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Le transport des particules
Modes de transport par l'eau :
• en solution : ions dissous ;
• en suspension : argiles et limons, maintenus dans l'eau (eau trouble) ;
• par saltation : sables, qui progressent par bonds près du fond ;
• par roulement ou charriage sur le fond : graviers, galets, blocs.
• en solution : ions dissous ;
• en suspension : argiles et limons, maintenus dans l'eau (eau trouble) ;
• par saltation : sables, qui progressent par bonds près du fond ;
• par roulement ou charriage sur le fond : graviers, galets, blocs.
Diagramme de Hjulström : il indique, selon le diamètre d'une particule (en échelle logarithmique), la vitesse minimale du courant pour l'arracher (courbe d'érosion) et la vitesse en dessous de laquelle elle cesse d'être transportée (courbe de dépôt). Entre les deux courbes, une particule déjà en mouvement reste transportée, mais une particule au repos n'est pas arrachée.
Propriété : les particules les plus faciles à arracher sont les sables fins à moyens (environ 0,1 à 0,5 mm). Les argiles, pourtant plus fines, sont cohésives : il faut un courant plus rapide pour les arracher ; une fois en suspension, elles restent transportées même par un courant très lent.
Évolution pendant le transport : les chocs usent les particules. Vers l'aval, les galets sont plus petits et plus arrondis (émoussés), et les particules sont triées selon leur taille. Le glacier transporte tout sans trier (moraines hétérogènes) ; le vent ne déplace que sables et poussières.
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Érosion et activité humaine
Des activités qui accélèrent l'érosion : déforestation, sols laissés nus en hiver, labour dans le sens de la pente, arrachage des haies, surpâturage. L'urbanisation imperméabilise les sols : le ruissellement augmente, avec des crues et des coulées de boue plus fréquentes.
Des aménagements qui privent l'aval de sédiments : les barrages piègent les sédiments dans leur retenue, qui s'envase ; l'extraction de sables et graviers (granulats) dans le lit des rivières creuse ce lit. Les littoraux, moins alimentés, reculent : le delta du Nil recule depuis la construction du haut barrage d'Assouan. Digues et épis protègent une plage mais reportent souvent l'érosion sur la plage voisine.
Ressources et risques : le sol se forme très lentement (environ un centimètre par siècle, souvent moins) : c'est une ressource non renouvelable à l'échelle humaine. Une érosion accélérée entraîne perte de fertilité, glissements de terrain, coulées de boue, recul des falaises et des plages, envasement des retenues.
Exemple. À partir de la fin du XIXᵉ siècle, le service de restauration des terrains en montagne (RTM) a reboisé des versants dénudés des Alpes et des Pyrénées pour limiter crues torrentielles et glissements.
Pour limiter l'érosion : haies, bandes enherbées, cultures en terrasses ou selon les courbes de niveau, couverts végétaux en hiver, reboisement, gestion des sédiments à l'échelle du bassin versant.
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Méthodes
Méthode 1 — Exploiter le diagramme de Hjulström
- Repérer le diamètre de la particule sur l'axe horizontal (échelle logarithmique).
- Lire la vitesse sur la courbe d'érosion et sur la courbe de dépôt.
- Comparer la vitesse du courant à ces deux seuils.
- Conclure : particule arrachée, transportée si elle est déjà en mouvement, ou immobile (déposée).
Exemple rédigé. Un grain de sable grossier de 1 mm a un seuil d'érosion d'environ 32 cm/s et un seuil de dépôt d'environ 10 cm/s. Dans un courant de 27 cm/s : 27 < 32, donc un grain posé sur le fond n'est pas arraché ; mais 27 > 10, donc un grain déjà en mouvement (arraché plus en amont par un courant plus rapide) reste transporté.
Méthode 2 — Exploiter une expérience sur un facteur de l'érosion
- Identifier le facteur testé et vérifier qu'il est le seul à varier.
- Repérer le témoin (situation de référence).
- Comparer les résultats de façon chiffrée (écart, rapport, pourcentage).
- Conclure « dans les conditions de l'expérience », puis relier au mécanisme.
Exemple rédigé. Deux bacs de terre identiques, même pente, même arrosage ; l'un est nu (référence), l'autre couvert de mousse. La terre emportée pèse 73 g pour le bac nu et 6 g pour le bac couvert. Seul le couvert varie et 73 / 6 ≈ 12 : dans ces conditions, le couvert végétal divise la perte de terre par 12 environ, car il amortit l'impact de l'eau et retient les particules.
Méthode 3 — Convertir un flux de sédiments en vitesse d'abaissement
- Calculer le flux spécifique : masse exportée par an ÷ surface du bassin (t/km²/an).
- Convertir la masse en volume : volume = masse ÷ masse volumique de la roche.
- Diviser le volume par la surface pour obtenir une épaisseur.
- Convertir en mm/an et, si besoin, en déduire une durée.
Exemple rédigé. Flux spécifique 90 t/km²/an, masse volumique 2,7 t/m³. Volume : 90 / 2,7 ≈ 33,3 m³ par km² et par an. Or 1 km² = 10⁶ m², donc l'épaisseur enlevée vaut 33,3 / 10⁶ ≈ 3,3 × 10⁻⁵ m, soit environ 0,033 mm/an. Pour abaisser la surface de 1 m, il faut environ 1 / (3,3 × 10⁻⁵) ≈ 30 000 ans.
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Pièges et erreurs classiques
Altération ≠ transport. L'altération se fait sur place ; le transport déplace les produits. Une arène granitique encore en place n'a pas été transportée.
« Plus c'est fin, plus c'est facile à arracher » : faux. Les argiles cohésives exigent un courant plus rapide que les sables moyens.
La végétation n'a pas un seul effet. Elle freine fortement l'ablation et le ruissellement, mais elle favorise l'altération chimique : racines et décomposition de la matière organique enrichissent l'eau du sol en CO₂ et en acides.
Un barrage ne supprime pas l'érosion. Il retient les sédiments en amont et crée un déficit en aval : le lit se creuse et le littoral recule.
Conclure une expérience. Sans témoin, ou si deux facteurs varient en même temps, on ne peut attribuer l'effet à aucun d'eux ; et l'on conclut toujours « dans les conditions de l'expérience ».
Le quartz n'est pas dissous lors de l'altération du granite : il est libéré en grains, qui deviendront des sables.
En bref
- L'érosion regroupe l'altération des roches (physique ou chimique), l'ablation et le transport de leurs produits ; l'eau en est l'agent principal.
- Climat, relief, végétation et nature de la roche règlent la vitesse de l'érosion.
- Granite → arène (quartz intact ; feldspaths et micas → argiles + ions) ; calcaire → dissous (Ca²⁺ + HCO₃⁻).
- Transport en solution, en suspension, par saltation ou par charriage ; le diagramme de Hjulström relie taille des particules et vitesse du courant.
- Les activités humaines accélèrent l'érosion des sols (déforestation, sols nus, urbanisation) ou privent l'aval de sédiments (barrages, extractions) : recul des littoraux, glissements, perte de sols.
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