PCA #3 - Les carrières du Plateau d'Avron EarthCache

Le parc des Coteaux d'Avron, situé sur les communes de Neuilly-Plaisance et Rosny-sous-Bois, est une ancienne carrière de gypse dont la réhabilitation a débuté à la fin des années 1990 (partie Est) et qui est encore en cours de travaux en 2013 (partie Ouest). Il a gardé un caractère très sauvage contrastant avec l'environnement urbain qui l'entoure.

1- Situation du plateau d'Avron

Figure 1 : Localisation du Plateau d'Avron entre la vallée de l'Ourcq et la vallée de la Marne.

Le plateau d'Avron est une petite butte témoin située entre la butte de Belleville-Romainville à l'Ouest et le massif de l'Aulnay à l'Est. Au Sud coule la Marne, au Nord passe le canal de l'Ourcq. Ce dernier emprunte une vallée sans doute creusée par la Marne il y a 800 000 ans.

La vallée de la Marne marque la limite du dépôt du gypse, en effet ce dernier est remplacé par le calcaire de Champigny sous le plateau de Brie. C'est l'exemple classique de variation latérale de faciès qui est cité dans tous les livres de géologie. Les buttes sur la rive droite de la Marne ont toutes fourni du gypse au cours des siècles. D'abord à Paris intra-muros (Montmartre, Buttes Chaumont) puis en banlieue (Rosny, Neuilly-Plaisance, Villemomble…). Aujourd'hui les carrières à proximité de Vaujours, sur le massif de l'Aulnay, sont encore exploitées par la société Placoplatre.

A partir du 19e siècle, deux voies de chemin de fer permettaient de descendre le gypse depuis la carrière, située à une centaine de mètres d'altitude, jusqu'à la Marne située à 36 mètres au-dessus du niveau de la mer. Les wagonnets chargés de roches étaient tractés par un cheval ou par une petite locomotive à vapeur, plus tard par un tracteur.

Arrivé à destination, le gypse était soit traité sur place dans la plâtrière de la Maltournée, soit embarqué sur des péniches pour être traité ailleurs. Celles-ci étaient elles-mêmes halées par des chevaux ou des mulets avant l'apparition du moteur.

2- Itinéraire proposé

Vous vous situez sur le Chemin du Front de Taille où vous pouvez voir un petit affleurement de roche, à vous de trouver de quel type de roche il s’agit à l’aide du tableau ci-dessous.

Calcaire : roche sédimentaire formée de carbonate de calcium. Lorsque la roche comporte une proportion non négligeable d'argile, on parle plutôt de marne.
Argile : roche sédimentaire à grain fin, contenant au moins 50% de silicate d'alumine, auxquels s'ajoutent d'autres minéraux (quartz, feldspath, calcite, oxydes de fer). Absorbe l'eau et forme une pâte imperméable (terre glaise). Mélangé à un autre minéral comme la calcite il formera de la marne.
Grès : roche détritique, poreuse, souvent litée, constituée de sable lié par un ciment siliceux ou calcaire.
Marne : roche à la fois argileuse et calcaire. On distingue les marnes argileuses (de 5% à 35% de carbonate de calcium), les marnes (35% à 65%), les calcaires marneux (65% à 95%). Couleur variable, aspect terreux, avide d'eau. Chauffées, elles donnent respectivement la chaux (marne argileuse), la chaux hydraulique (marne), le ciment (marne calcaire).
Meulière : mélange de calcaire entouré d'une gangue de silice d'origine chimique (calcédoine). Peut être compacte ou alvéolaire.

Continuez tout droit jusqu’au panneau où vous trouverez les réponses aux questions. Pour revenir à l’entrée du parc, continuez jusqu’à la Croisée des Carrières. Prenez le chemin tout à gauche, qui revient en arrière en montant. Sur la droite se trouve un enclos caché par la végétation, il s’agit de l’accès aux galeries qui s’enfonçaient sous le plateau. Comme on peut le voir, l’exploitation s’est d’abord faite à ciel ouvert ce qui a engendré la falaise presque verticale que l’on voit, puis pour éviter de détruire les terres cultivées au-dessus, l’extraction s’est poursuivie uniquement en cavage. Cela permettait également d’éviter de retirer les 20 à 30 mètres de roches situées au-dessus du gypse (marnes blanches, marnes vertes et calcaire de Brie). Toutes les galeries ont été remblayées, sauf une, cependant elle n’est ni visible ni accessible car elle est située dans l’enclos interdit au public.

Figure 2 : Coupe de la carrière de Neuilly-Plaisance.

Plus loin sur le chemin, à droite, prendre l'escalier en rondins de bois qui monte au-dessus de la carrière. Celui-ci a été appelé " Allée des Cent Marches " en souvenir de l'escalier du même nom et du même type qui avait été construit par les carriers pour rejoindre plus facilement leurs habitations situées au sommet du plateau d'Avron. Nous sommes maintenant sur la prairie où l'on a une vue panoramique bien dégagée. A gauche (Nord-Est), on aperçoit la butte-témoin de Chelles sur laquelle a été construit le fort du même nom. En face (Sud-Est) se trouve le plateau de Brie dépourvu de gypse. A droite (Sud-Ouest), la butte de Belleville-Romainville où le gypse a été également exploité. La vallée de la Marne devant nous marque la limite du dépôt du gypse.

3- Le gypse : dépôt et exploitation

Le gypse est une roche sédimentaire évaporitique. Il se dépose normalement au fond des lagunes salées. Le sulfate de calcium dissous dans l'eau précipite en se cristallisant lorsque l'eau s'évapore. Sa formation en Ile-de-France est controversée, depuis deux siècles, deux hypothèses s'affrontent, pour expliquer la différence de sédimentation de part et d'autre de la Marne : gypse au Nord, calcaire au Sud. Le dépôt de gypse forme une lentille de 14O km d'Est en Ouest et de 50 km du Nord au Sud.

Hypothèse n° 1 de la lagune salée

Au Nord, le gypse se serait déposé dans une lagune d'eau salée plus ou moins reliée avec la mer provenant du Nord (l'actuelle Manche). Au Sud, le calcaire se serait déposé dans un lac d'eau douce. Pour expliquer l'épaisseur de la masse marno-gypseuse (30 mètres à Avron), il faut admettre un enfoncement progressif du fond de la lagune au fur et à mesure des dépôts (subsidence du bassin de sédimentation).

Hypothèse n°2 du lac d'eau douce
La deuxième hypothèse émise, à laquelle la plupart des spécialistes se rallie maintenant, permet d'expliquer les observations sur le terrain. Le gypse parisien aurait pris naissance à l'embouchure d'une rivière. Les eaux de celle-ci auraient dissous en Lorraine des roches formées de carbonate de calcium et de sulfate de calcium. En s'écoulant vers le centre du bassin parisien, les eaux auraient été soumises à une évaporation progressive. Les dépôts successifs se seraient faits dans l'ordre connu, non pas l'un au-dessus de l'autre mais l'un plus loin que l'autre : d'abord le dépôt de carbonate de calcium qui aurait donné le calcaire de Champigny sur le plateau de Brie, puis plus loin, sur le plateau d'Avron entre autres, le dépôt de gypse. Les intercalations marneuses dans le gypse proviendraient, comme dans la première hypothèse, de transgressions passagères de la mer.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

The park Coteaux d'Avron, located in the towns of Neuilly-Plaisance and Rosny-sous-Bois, is a former gypsum quarry. Its rehabilitation began in the late 1990s (East part) and is still in progress in 2013 (West part). It kept a very wild character contrasting with the urban environment in the surroundings.

1 - Location of the Avron plateau

Figure 1: Location of Plateau d'Avron between the Ourcq valley and the Marne valley.

The Avron plateau is a small hill located between the mound Romainville Belleville in the west and the Aulnay massif in the east. The Marne flows in the south, the Ourcq canal in the north. The latter goes into the Ourcq valley probably carved by the River Marne 800,000 years ago.

The Marne Valley marks the boundary of the gypsum deposit, it is indeed replaced by Champigny limestone under the Brie plateau. This is the classic example of lateral facies variation, that is mentioned in every book of geology. All the mounds on the right bank of the Marne provided gypsum over the centuries. First in central Paris (Montmartre, Buttes Chaumont) then in suburbs (Rosny, Neuilly-Plaisance, Villemomble ...). Today quarries near Vaujours, on the Aulnay massif, are still used by the company Placoplatre.

From the 19th century, two railways permit to bring down gypsum from the quarry, located a few hundred meters high, to the Marne at 36 meters above the sea level. The tip trucks loaded with rocks were pulled by a horse or a small steam engine, and later by a tractor.

Arrived to destination, gypsum was either treated on site in the Maltournée plasterer, or shipped on barges to be treated elsewhere. They were themselves towed by horses or mules before the invention of engine.

2 - Proposed tour

You stand on the Way Front Stonemasonry where you can see a small outcrop of rock. You need to find what type of rock it is using the table below.

Limestone : sedimentary rock composed primarily of calcium carbonate (CaCO3) in the form of the mineral calcite. When the rock contains a significant proportion of clay, it is referred marlstone.
Clay : fine-grained soil that combines one or more clay minerals with traces of metal oxides and organic matter. Clays exhibit plasticity when mixed with water in certain proportions. Mixed with another mineral as calcite, it will form the marlstone.
Sandstone : sedimentary rock composed of sand-sized grains of mineral, rock or organic material.
Marlstone : calcium carbonate or lime-rich mud or mudstone which contains variable amounts of clays and silt.. The dominant carbonate mineral in most marls is calcite, but other carbonate minerals such as aragonite, dolomite, and siderite may be present. Variable color, earthy appearance, thirsty for water.
Millstone : The type of stone most suitable for making millstones is a siliceous rock called burrstone (or buhrstone), an open-textured, porous but tough, fine-grained sandstone, or a silicified, fossiliferous limestone. In some sandstones, the cement is calcareous.

Continue straight to the panel where you will find answers to questions. To return to the park entrance, continue to the Quarries Crossroads. Take the path to the far left, which goes back uphill. On the right is an enclosure hidden by vegetation, it is the access to galleries that sank beneath the plateau. As we can see, this operation has been made first opencast, which resulted in this almost vertical cliff. To avoid destroying farmland above, extraction has continued only by digging. This allowed also avoiding retiring 20 to 30 meters of rock located above gypsum (white marl, limestone and marl green Brie). All galleries have been filled in, except one, however it is neither visible nor accessible as it is situated in the enclosure closed to the public.

Figure 2: Cross-section of Neuilly-Plaisance quarry.

Further along the path at right, take the stairs made of logs which rises above the quarry. This one was called "100 Steps Alley" in memory of the stairs with the same name and the same type that was built by the quarrymen to reach more easily their homes in the top of Avron plateau. We are now on the prairie with a unobstructed panoramic view At left (Northeast), the Chelles hill, on which was built the fort with the same name, can be seen. At the opposite (Southeast) is the Brie plateau without gypsum. At right (Southwest), the Belleville-Romainville hill where gypsum was also exploited. The Marne valley in front of us is the boundary of the gypsum deposit.

3 - Gypsum: Deposit and operation

Gypsum is an evaporite sedimentary rock. It normally settles on the bottom of the salt lagoons. The calcium sulphate dissolved in water precipitates by crystallizing when the water evaporates. His formation in Ile-de-France is controversial for two centuries, two hypotheses compete to explain the difference in sedimentation on both sides of the Marne: gypsum in the North, Limestone in the South. The gypsum deposit forms a lens of 14O km from East to West and 50 km from North to South.

Hypothesis # 1 The salt lagoon

In the North, the gypsum would be deposited in a saltwater lagoon, more or less connected with the sea from the north (now the Channel). In the south, the limestone would be deposited in a freshwater lake. To explain the thickness of the marl-gypsum mass (30 meters at Avron), we must admit a gradual sinking of the lagoon bottom according to deposits (sedimentation basin subsidence).

Hypothesis # 2 The freshwater lake
The second hypothesis, which most experts now agree, allows to explain the field observations. The Paris gypsum would have occurred at the mouth of a river. The river water would dissolve in Lorraine rocks consisting of calcium carbonate and calcium sulfate. By flowing towards the center of the Paris Basin, the waters were subjected to progressive evaporation. Successive deposits are made in known order, not one above another but one beyond another : first the deposit of calcium carbonate which would have given Champigny limestone on the Brie plateau, then later, on the Avron plateau among other things, the deposit of gypsum. Marly intercalations in the gypsum come from, as in the first hypothesis, temporary transgressions of the sea.

(Source : http://svt.ac-creteil.fr/?Le-gypse-du-plateau-d-Avron)

Merci à TofLaBeuze pour ses conseils et son aide à l’élaboration de cette Earthcache.