Volcanisme du Devès
Le Devès se situe entre le fleuve Loire et la rivière Allier. C’est le plus vaste plateau basaltique français : long de 70 km, il recouvre une surface de près de 800 km². Les datations repèrent le début de l’activité volcanique il y a 6 millions d’années et sa fin il y a quelques centaines de milliers d’années. La remontée d’une grande quantité de magma durant toute cette période par de multiples points de sortie (on dénombre près de 200 cônes stromboliens et une centaine de maars) a ainsi édifié le Devès par la superposition de coulées basaltiques, avec deux périodes d’épanchements majeurs : il y a environ 2,1 million d’années et il y a environ 1 million d’années.
Source : Pierre Nehlig et al., BRGM
Les énormes flots de lave relâchés par des éruptions à fort débit (lave fluide) ont recouvert les topographies anciennes sur des superficies importantes, « lissant » peu à peu les reliefs antérieurs. La Loire et ses affluents ont dû changer de cours à de maintes reprises, et creuser de nouvelles vallées, qui nous offrent aujourd’hui un aperçu des différentes couches basaltiques.
Basalte et prismation - formation des "orgues" volcaniques
Pour la plupart des auteurs, les orgues se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement. Il y a alors diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée. Cela entraîne une fracturation de la roche, perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. La prismation se forme donc également perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. Il en résulte des orgues parfaitement verticales pour une coulée parfaitement horizontale. Idéalement, on observe trois systèmes de prismation superposés (voir schéma) :
- au sommet de la coulée : la fausse colonnade ;
- au cœur de la coulée : l'entablement ;
- à la base de la coulée : la vraie colonnade.
La présence et l'importance relative des divers systèmes varient considérablement d'une coulée à l'autre. Ainsi l'entablement peut être totalement absent ou se développer sur les deux tiers de l'épaisseur totale. Plus le refroidissement est lent, plus la prismation est régulière : la colonnade se forme en profondeur, là où le refroidissement est le plus lent, donnant ainsi des structures régulières et homogènes. Les prismes de l'entablement sont plus nombreux, mal définis et très irréguliers du fait d'un refroidissement plus rapide car plus proches de la surface (air et écoulement d'eau). La fausse colonnade est très souvent absente : en effet, constituant la partie sommitale de la roche volcanique, c’est elle qui est érodée en premier lieu par les eaux ruisselantes du plateau.
Pourquoi des hexagones ?
L'hexagone correspond à l'expression géométrique traduisant au mieux la répartition des déformations et le relâchement des contraintes. La forme "iso-contrainte" idéale dans le plan est un cercle avec un inconvénient toutefois qui réside dans le non remplissage intégral de la surface. Le meilleur compromis géométrique est l'hexagone, qui résout à la fois l'isotropie et le problème d'empilement. Évidemment, dans la nature, cet "idéal hexagonal" n'est pas toujours vérifié et ce sont alors des motifs polyédriques qui se réalisent.
Il est notable que cette occupation optimale de l'espace et l'utilisation d'un minimum de cire n'ont pas échappé aux abeilles qui élaborent des alvéoles hexagonales.
Le site d'Arlempdes
Si le site est observable d’en haut, la vue au pied est encore plus saisissante, et vous pourrez ainsi profiter de cette plage reposante et spectaculaire. Peut-être même profiterez-vous de la fraîcheur de la Loire par temps chaud ?
La nature basaltique du rocher se révèle par la couleur gris sombre de la roche, qui prend même une teinte noire lorsqu’elle est mouillée, et la présence de nombreux prismes grossiers. Cette masse de basalte s’est mise en place dans le granite, selon des modalités encore discutées : on évoque, entre autres, le reste d’un lac de lave ancien, piégé dans un cratère déblayé par le creusement de la Loire. Le changement de direction du fleuve en aval du site est dû à la mise en place des coulées du Devès aujourd’hui perchées au-dessus de la vallée.
Questions
1. En vous aidant de la coupe théorique présente dans le listing, quelle partie du système de prismation (colonnade, entablement, fausse colonnade) est face à vous, de l’autre côté de la Loire ? Que pourrait-il donc y avoir sous vos pieds ?
2. Quasiment verticalement, entre les deux « sommets » arrondis de la falaise, une bande large de quelques mètres a une teinte distincte du reste de la falaise. Quelle est cette couleur, et à quoi est-elle due selon vous ?
3. Observez autour de vous, sur la plage. Quels sont les alluvions majoritaires ?
- des grains de sable noir ;
- des galets et des blocs d'une taille de 5 à 20 cm ;
- de gros rochers, d'une taille supérieure à 50 cm.
4. D’après leur aspect, proviennent-ils exclusivement de la falaise prismée ?
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Devès volcanism
Devès holds between Loire and Allier rivers. This is the French vastest basaltic plateau: 70km long, it covers a surface of approximately 800 km². The volcanic activity began around 6 million years ago and stopped a few hundreds of thousands years ago. A large amount of magma rised up during this period and was emitted by a multiple ways out (around 200 strombolian cones and one hundred maars), creating the Devès plateau by superposition of basaltic lava flows during two main effusion periods: 2,1 and 1 million years ago.
Source : Pierre Nehlig et al., BRGM
Prismation of basalt
For most authors, “organs” are formed by the lava retraction at the end of cooling. Due to the total solidification of the flow, its volume is reduced. This causes rock fracturing perpendicular to the cooling surfaces. The prismation therefore also form perpendicularly to the cooling surfaces. This results in vertical organs for an horizontal flow. Ideally, we observe three bunk prismation systems (see diagram):
- atop the flow: the false colonnade;
- at the heart of the casting: the entablature;
- at the base of the flow: the real colonnade.
The presence and relative importance of the various systems significantly vary from one flow to another. Thus, the entablature may be missing or develop on two thirds of the total thickness. The slower the cooling down is, the more regular the prismation is: the real colonnade is formed deep under the surface, where the cooling down is the slowest, giving regular and homogeny structures. Entablature prisms are more numerous, badly defined et very irregular, due to a quicker cooling down: this part is closer to the surface (air and water flowing). The false colonnade is often missing: as being the summit part, this is the first eroded part by the plateau streaming waters.
Why hexagones?
LThe hexagon is the better geometrical term that reflects the better deformation distribution and relaxation of residual stresses. On a plan, the ideal "iso-strain" is a circle. It has however the disadvantage of not fully filling the surface. The best geometric compromise is the hexagon, which solves both the stacking problem and the isotropy. Obviously, in nature, the "hexagonal ideal" is not always true and polyhedral patterns may occur.
It is remarkable that this optimal use of space and the use of a minimum of wax is not avoided by bees which develop hexagonal cells.
Arlempdes site
This site can be seen from above, but here you will have an even more striking view, and you may enjoy this relaxing and spectacular beach. Maybe you will even take advantage of the Loire river coolness during summer?
The basaltic nature of the rock reveals itself with its dark grey color, almost black when wet. Numerous rough prisms can be seen. This basalt mass took place inside granite, according to modalities that are still in debate: among other things, it could be the rest of an ancient lava lake, trapped into a revealed by erosion crateric structure.
Questions
1. With the help of the listing scheme, which prismation system part is facing you on the other side of the Loire river (true colonnade, entablature, false colonnade)? Then, what may lay under your feet?
2. Almost vertical, between the two ‘summits’ of the cliff, you will see a strip, a few meters large, with a very distinct hue compared to the rest of the cliff. What is this color, and what can explain it?
3. Look around you, on the beach. What are the main alluvia here?
- grains of black sand;
- pebbles and blocks 5 to 20 cm large;
- big blocks more than 50 cm large.
4. According to their appearance, do they come exclusively from the prismatic cliff?
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