Qu'est-ce que la sédimentation et quels sont les milieux de sédimentation ?

La sédimentation est le dépôt de particules ou de substances lorsque l'agent de transport (eau, vent, glace) perd son énergie, ou par précipitation et accumulation d'êtres vivants. Les milieux de sédimentation sont continentaux (fleuves, lacs, déserts, glaciers), littoraux (plages, deltas, estuaires, vasières) ou marins (plateau continental, talus, plaine abyssale).

Quelle est la différence entre un sédiment et une roche sédimentaire ?

Un sédiment est meuble : sable, vase, galets, boue calcaire. Une roche sédimentaire est cohérente : elle provient d'un sédiment transformé par la diagenèse, c'est-à-dire par compaction (tassement et expulsion de l'eau) et cimentation (précipitation d'un ciment entre les grains). Le sable devient ainsi un grès, la vase argileuse une argilite.

Qu'est-ce que le granoclassement ?

Le granoclassement est le tri des particules selon leur taille, dû au fait qu'une particule se dépose lorsque la vitesse du courant passe sous un seuil d'autant plus élevé qu'elle est grosse. Il est longitudinal quand les dépôts deviennent plus fins de l'amont vers l'aval, et vertical quand, dans une même couche, les grains grossiers sont à la base et les fins au sommet (granoclassement normal).

Comment retrouver le milieu de formation d'une roche sédimentaire ?

On décrit la roche (taille, tri et forme des grains, composition), ses fossiles et ses figures sédimentaires (rides, fentes de dessiccation, stratifications obliques), puis on cherche le milieu actuel où se forment des dépôts identiques : c'est le principe d'actualisme. Chaque indice doit être cité avec ce qu'il prouve.

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Sédimentation et milieux de sédimentation

Dépôt des particules, granoclassement, milieux de sédimentation (continentaux, littoraux, marins), roches sédimentaires, diagenèse (programme de 2nde SVT)

À propos de cette page

Ce cours d' en seconde sur « Sédimentation et milieux de sédimentation » 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, Du transport au dépôt : tri et granoclassement, Les milieux de sédimentation : continentaux, littoraux, marins, L'origine des sédiments : détritique, biologique, chimique. 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 .

L'essentiel

Sédiment. Ensemble de particules (fragments de roches, grains de minéraux, débris d'êtres vivants) ou de substances précipitées, déposé à la surface de la Terre et non consolidé : galets, sable, vase, boue calcaire.

Sédimentation. Dépôt des sédiments. Il se produit lorsque l'agent de transport (eau, vent, glace) perd son énergie, ou par précipitation de substances dissoutes et par accumulation de restes d'êtres vivants.

Milieu de sédimentation. Lieu où les sédiments s'accumulent : milieux continentaux (fleuve, lac, désert, glacier), littoraux (plage, delta, estuaire, vasière) et marins (plateau continental, talus, plaine abyssale). Une zone basse qui s'enfonce lentement (subsidence) et accumule ainsi de grandes épaisseurs de dépôts est un bassin sédimentaire.

Roche sédimentaire et diagenèse. La diagenèse regroupe les transformations (compaction, cimentation) qui changent un sédiment meuble en roche sédimentaire cohérente, à faible profondeur et à température modérée.

Principe d'actualisme. Les processus observables aujourd'hui ont agi de la même façon dans le passé : on compare une roche ancienne aux sédiments actuels pour retrouver son milieu de formation.

Rappel du chapitre précédent. L'altération et l'érosion fournissent les particules ; l'eau, le vent ou la glace les transportent. Ce chapitre commence au moment où elles se déposent.

Du transport au dépôt : tri et granoclassement

Classe granulométrique	Diamètre des grains	Roche détritique après diagenèse
Argiles	moins de 4 µm	argilite
Silts (limons)	de 4 µm à 63 µm	siltite
Sables	de 63 µm à 2 mm	grès
Graviers et galets	plus de 2 mm	conglomérat

Propriété — vitesse seuil de dépôt. Une particule transportée par un courant se dépose lorsque la vitesse du courant devient inférieure à une vitesse seuil, d'autant plus élevée que la particule est grosse (courbe de sédimentation du diagramme de Hjulström). Quand un courant ralentit, les dépôts se font donc dans l'ordre : galets, graviers, sables, silts, argiles.

Exemple. Un torrent qui débouche dans une vallée large ralentit brutalement : il abandonne ses galets en éventail (cône de déjection) mais continue d'emporter sables et vases vers l'aval.

Granoclassement. Tri des particules selon leur taille.
• Longitudinal : le long du trajet, les dépôts deviennent de plus en plus fins vers l'aval.
• Vertical : dans une même couche, lorsque la vitesse décroît au cours du temps (fin de crue, courant sous-marin chargé de sédiments), les grains grossiers sont à la base et les fins au sommet : c'est le granoclassement normal.

Stratification. Les sédiments se déposent en couches (strates) à peu près horizontales. Si la série n'a pas été déformée, une strate est plus récente que celle qu'elle recouvre (principe de superposition).

Cas des argiles. Isolées, elles restent en suspension même dans une eau presque immobile. Au contact de l'eau salée, elles s'agglomèrent en flocons (floculation) et se déposent bien plus tôt : d'où les vases des estuaires.

Les milieux de sédimentation : continentaux, littoraux, marins

Milieu	Sédiments dominants	Indices caractéristiques
Fleuve (chenal, plaine d'inondation)	galets, graviers, sables dans le chenal ; silts et argiles dans la plaine	lentilles de chenaux, rides de courant asymétriques, débris végétaux
Lac	argiles, silts, boues calcaires	fines couches régulières, varves annuelles (lac glaciaire), fossiles d'eau douce
Désert	sables éoliens	grains ronds et mats, très bien triés ; grandes stratifications obliques (dunes)
Glacier	moraine : blocs, graviers et argiles mélangés	aucun tri, blocs striés
Littoral (plage, delta, estuaire, vasière)	sables bien triés, vases	rides de vagues symétriques, coquilles marines, fentes de dessiccation (émersion)
Plateau continental (moins de 200 m)	sables, vases, calcaires à coquilles, récifs	fossiles marins variés, coraux en position de vie
Talus et plaine abyssale	sables granoclassés au pied du talus ; argiles et boues à plancton au large	granoclassement vertical ; sédimentation très lente

Propriété. Plus on s'éloigne des continents, plus les apports détritiques diminuent et plus la sédimentation ralentit : plusieurs centimètres par an dans certains deltas, quelques millimètres par millénaire en plaine abyssale.

L'origine des sédiments : détritique, biologique, chimique

Sédiments détritiques. Particules issues de l'érosion de roches préexistantes (argiles, silts, sables, galets), classées par leur taille.

Sédiments d'origine biologique. Restes d'êtres vivants accumulés : coquilles et coraux (calcaires), coccolithes, algues planctoniques microscopiques à plaques calcaires (craie), débris végétaux accumulés dans des marécages pauvres en dioxygène (charbon).

Sédiments d'origine chimique. Substances dissoutes qui précipitent. Quand une eau salée isolée s'évapore sous un climat chaud et sec, le gypse puis le sel gemme se déposent : ce sont des évaporites.

Test à l'acide. Une goutte d'acide chlorhydrique dilué fait effervescence sur un calcaire : le carbonate de calcium libère du dioxyde de carbone. Les roches formées de grains de quartz ne réagissent pas.

De sédiment à roche : la diagenèse

Porosité. Rapport du volume des vides au volume total, exprimé en %. Les vides d'un sédiment récent sont remplis d'eau.

Compaction. Sous le poids des dépôts plus récents, les grains se rapprochent et l'eau est expulsée : la porosité et l'épaisseur de la couche diminuent. Si le volume des grains est conservé, l'épaisseur est proportionnelle à la fraction occupée par les grains.

Cimentation. L'eau qui circule dans les pores dépose des minéraux (calcite, silice) qui soudent les grains : le sédiment devient une roche cohérente.

Sédiment	Roche sédimentaire
galets arrondis / fragments anguleux	conglomérat (poudingue) / brèche
sable	grès
vase argileuse	argilite
boue calcaire, coquilles	calcaire
boue à coccolithes	craie
débris végétaux	charbon

Méthodes

Méthode 1 — Prévoir où se dépose une particule

Relever la vitesse du courant à l'endroit étudié.
Relever la vitesse seuil de dépôt de la particule (tableau ou diagramme).
Comparer : vitesse inférieure au seuil → dépôt ; vitesse supérieure → transport.
Conclure par une phrase qui nomme le dépôt obtenu.

Exemple rédigé. Un courant circule à 22 cm/s. Les graviers de 6 mm se déposent sous 40 cm/s, les sables de 0,5 mm sous 4 cm/s. Comme 22 < 40, les graviers se déposent ; comme 22 > 4, les sables restent transportés. Le dépôt est un gravier dépourvu de sable : le courant a trié les particules.

Méthode 2 — Calculer un taux de sédimentation

Relever l'épaisseur $e$ et la durée $t$ du dépôt.
Convertir dans des unités cohérentes (mm et années, ou mm et millénaires).
Calculer $v = \frac{e}{t}$ .
Donner le résultat avec son unité et le comparer aux milieux connus.

Exemple rédigé. 2,7 m de vase se sont déposés en 1 800 ans.

e

= 2 700 mm, donc

v

= 2 700 ÷ 1 800 = 1,5 mm/an, soit 1,5 m par millénaire : c'est un taux de milieu littoral ou deltaïque, plusieurs centaines de fois supérieur à celui d'une plaine abyssale.

Méthode 3 — Reconstituer un milieu de sédimentation

Décrire la roche : nature, taille, tri et forme des grains, test à l'acide.
Relever les fossiles et les figures sédimentaires.
Chercher le milieu actuel où se forment des dépôts identiques (actualisme).
Conclure en citant chaque indice et ce qu'il prouve.

Exemple rédigé. Un calcaire en fines couches régulières contient des gastéropodes d'eau douce et des characées (algues lacustres), sans aucun fossile marin. L'effervescence confirme un calcaire ; les fines couches régulières indiquent une décantation en eau calme ; la faune et la flore d'eau douce excluent la mer. Milieu : un lac.

Pièges et erreurs classiques

Inverser la comparaison. Une vitesse supérieure au seuil de dépôt signifie que la particule reste transportée, pas qu'elle se dépose.

Granoclassement normal. Grains grossiers à la base, fins au sommet : il traduit un courant qui ralentit, pas une série de couches d'âges différents.

« Les plus fines se déposent toujours le plus loin. » Vrai en eau douce, mais les argiles floculent au contact de l'eau salée et se déposent dans les estuaires.

« Pas de fossile, donc continental. » Faux : une plage très agitée ou un bassin d'évaporites marin peuvent être presque dépourvus de fossiles. L'absence d'indice ne prouve rien.

Taux mesuré sur une roche. La compaction réduit l'épaisseur : un taux calculé sur une roche ancienne sous-estime le taux de dépôt du sédiment initial.

Limites de l'actualisme. Les espèces ont changé et certaines conditions anciennes n'existent plus : on compare des processus et des milieux, pas des espèces identiques.

Unités. 1 mm/an = 1 m par millénaire = 1 km par million d'années.

En bref

Une particule se dépose quand la vitesse du courant passe sous un seuil qui augmente avec sa taille : galets, graviers, sables, silts puis argiles.
Ce tri produit un granoclassement longitudinal (plus fin vers l'aval) et vertical (grossier à la base d'une couche).
Milieux continentaux (fleuve, lac, désert, glacier), littoraux (plage, delta, estuaire) et marins (plateau, talus, plaine abyssale) ; la sédimentation ralentit vers le large.
Sédiments détritiques, biologiques (calcaire, craie, charbon) ou chimiques (évaporites).
Diagenèse = compaction (porosité et épaisseur diminuent) + cimentation : sable → grès, vase → argilite, galets → conglomérat.
Actualisme : on reconstitue un milieu ancien en le comparant aux milieux actuels, indice par indice.

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