Un paléokarst «supra-pergélisol» dans les calcaires lutétiens (Soissonnais, France)

Résumé Fr En

Les calcaires lutétiens du Bassin parisien sont peu karstifiés comparés aux autres formations calcaires de l’est de la France. L’absence d’exokarst et de comportement hydrodynamique karstique des émergences, ainsi que les rares réseaux endokarstiques connus militent en faveur d’un aquifère reconnu comme fissural, perché et à faible énergie (drainance vers les sables sous-jacents) et peu capacitif. Cela peut s’expliquer par la présence d’une couverture géologique marno-calcaire (Marnes et caillasses du Lutétien supérieur) peu favorable au ruissellement, fournissant des eaux peu agressives, et les dynamiques géomorphologiques de détente liée à l’incision des vallées (cambrure de versant, extension latérale). Pourtant, de nombreuses carrières souterraines du Soissonnais («creutes») recoupent un paléokarst représenté par des conduits calés sur fractures et caractérisés par un remplissage argilo-sableux remarquablement rythmé rappelant les varves glaciaires (couples de lamines de 1,9 mm d’épaisseur moyenne). L’étude sédimentologique (morphoscopie des quartz, granulométrie, calcimétrie, colorimétrie, matière organique) et une datation de ces rythmites (14C) dans une creute du Soissonnais à Acy (Aisne) montrent que ces remplissages s’inscrivent dans des conditions hydrodynamiques très calmes en régime noyé à épinoyé, et sont issus du démantèlement fluviatile de la couverture sableuse du Bartonien et des loess lors du dernier maximum glaciaire (stade isotopique 2). Ces observations témoignent d’écoulements karstiques en zone active, perchés au-dessus du permafrost régressif dans les vallées, et qui exploite d’abord la fantômisation initiale bien plus ancienne et ensuite une karstification préalable. Elles permettent de proposer de nouvelles hypothèses morphogénétiques sur la karstification des bas plateaux de l’est du Bassin parisien généralement associée à l’incision des vallées et au recul de couverture.

A paleokarst in supra-permafrost water-table in Lutetian limestones (Soissonnais, France). Lutetian limestones in Paris Basin are poorly karstified compared to other limestone formations of the Paris Basin. The absence of exokarst and karst hydrodynamic behavior testify to a low-energy perched fissure aquifer (drainage to the underlying sands) and low capacitive. This is due to the presence of a marl-limestone geological cover (“Marnes et caillasses” of the upper Lutetian), which provide water that is not very aggressive, and the geomorphological relaxation dynamics linked to valley incisions (cambering, lateral extension). However, many underground quarries of the Soissonnais (“creutes”) intersect a paleokarst represented by fracture-fractured channels characterized by a remarkably rhythmic clay-sand filling recalling glacial varves (pairs of laminae 1.9 mm average thickness). The sedimentological study (morphoscopy of quartz grains, particle size, calcimetry, colorimetry, organic matter) and a dating of these rhythmites (14C) in a “creute” of the Soissonnais, Acy, Aisne) shows that these fillings are inscribed in very calm hydrodynamic conditions in the submerged sprinkled regime, are derived from the fluvial dismantling of the Bartonian sand cover and the loess at the last glacial maximum (isotopic stage 2). These observations testify to karstic flows in unfrozen active layer, perched above the regressive permafrost in the valleys, and which exploits first the much earlier initial ghost-rock and then a prior karstification. They allow to propose new morphogenetic hypotheses on the karstification of the low plateaus of the Paris Basin generally associated with the valleys incision and the retreat of geological cover.