Les systèmes hydrographiques des grands réseaux souterrains - Spelunca 128 - 2012 29

Les buts du topographeQui n’a pas étéimpressionné enparcourant du regardles plans tentaculaires decavités plurikilométriques.L’enchevêtrementlabyrinthique des galeries– surtout dans leszones-clés d’un itinéraire– fait toujours frissonnerles spéléologues.Mais une fois sur leterrain, l’angoisse cèdele pas à l’action et les« pelotes de laine »du plan se traversentaisément. Y aurait-ilun décalage entre lacomplexité de latopographie et lesdonnées du terrain ?Peut-on éclaircir unplan en sériant lesgrands systèmeshydrographiques ?Démêlons l’écheveaudes topographes et toutredeviendra plus limpide.

Une des tâches principales duspéléologue-topographe consiste à exploreret topographier des conduits souterrains.Avec la longueur cumulée des conduits,on obtient une valeur exprimée en mètres :le développement, que l’on peut ainsicomparer à celui d’autres cavités. La courseau développement est dès lors ouverte : onagglomère, on cumule souvent des conduitsde tous calibres et de toutes dimensions,puits et galeries confondus. Tout estpermis ; aussi le développement exprime-t-il parfois l’abnégation du topographe plusque la longueur ou l’intérêt d’une cavité.Lorsque la valeur du développement atteint100 km, on peut parler de grands réseaux,mais on reste un peu sur sa faim lorsque

l’on veut isoler les différents sous-systèmeshydrologiques. En effet, on sait que lesgrands réseaux ne se sont pas formés enun jour et qu’ils résultent d’une longuehistoire karstologique et géomorphologique.C’est la raison qui était invoquée pourjustifier la longueur du réseau Félix Trombe- Henne Morte : « Ce sont ces change -ments de direction des circulationscombinés à l’emboîtement des étages, letout au cours d’une longue évolution, quiexpliquent l’extension et le dévelop -pement du réseau actuel » (CLÉMENT,2010).

Cette réalité nous amène à examinerla chronologie des événements enregistrésdans le karst.

Les systèmeshydrographiquesdes grands réseauxsouterrains : le point de vuetopographique du curieux

Par Jean-Yves BIGOT

L’enregistrement dans le karstLes conduits souterrains peuvent

parfois être très anciens. Certains ontmême été recoupés par la surface, et sonttotalement déconnectés des circulationsactuelles. C’est le cas des nombreuxconduits décapités reconnus sur plusieurskilomètres à la surface du plateau de Saint-Remèze en Ardèche (MARTINI, 2005). Toutesces observations attestent d’événementspassés n’ayant que très peu de rapportavec des cavités aujourd’hui actives ; aussia-t-on coutume de les identifier sous leterme de paléokarsts.

Toutefois, il est possible que des paléo-karsts, ou conduits anciens, se trouventimbriqués, recoupés et vidangés par descirculations plus récentes. Le cumul deslongueurs de galeries sans distinction

morphologique ou chronologique devientalors très embarrassant et prive le curieuxde certaines données karstogéniques.

Dans la pratique, ces considérationsn’intéressent pas vraiment le topographequi vise à inventorier tous les conduitsd’un système souterrain. Il passeraindistinctement d’une partie active à unepartie fossile, le seul changement pourlui sera le confort offert par une galeriesèche et haute qu’il préférera – on lecomprend – à une galerie humide etbasse…

Cependant, les liens de filiation entreces différentes galeries ne lui auront paséchappé et seront traduits graphiquementpar un dessin qui fera l’objet d’une inter-prétation karstogénique ultérieure.

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Les liens de filiation des réseaux

Très souvent, les galeries fossiles ontun rapport direct avec des réseaux actifssitués à l’aplomb de leur tracé ; on trouvemême parfois des conduits qui attestentdu lien de filiation entre les deux niveaux.

Il s’agit de loin des cas les plusfréquents ; le karst a la particularité deconserver l’étagement originel desréseaux (anciens niveaux de base) dansles modes de creusement les pluscourants (per descensum), alors qu’ensurface les niveaux de creusement devallées peuvent avoir totalement disparu.

Ce principe de filiation a depuis long-temps été mis à profit chez les spéléo-logues qui ont exploré des réseaux

fossiles pour ensuite trouver des circu-lations actives dans les galeries infé-rieures. L’inverse est plus difficile, maisà partir d’une rivière souterraine, on peutaussi remonter dans les réseaux supé-rieurs (escalades). Parfois, les spéléo-logues parviennent à unir des réseauxspéléologiques ayant peu de rapportentre eux. Par exemple, un puits quitrépane une galerie ancienne permet deconnecter des réseaux qui n’ont que trèspeu d’histoire en commun. Les meilleursexemples sont des labyrinthes en 3Dcomme celui de la Dent de Crolles (Char-treuse) ou du Siebenhengste Hohgant(Alpes bernoises) dans lesquels des gale-

ries fossiles (tubes), qui caractérisent unniveau d’écoulement ancien, peuventêtre recoupées par des réseaux vadosesplus récents.

Afin d’illustrer la confusion quidécoule d’une représentation graphiqueou, pire encore, de données chiffréesindifférenciées (développement), quatreexemples de cavités de la chaînepyrénéo-cantabrique sont proposés(figure 1)  : système du Mortillano(Cantabrie), système de la Pierre-Saint-Martin (Pyrénées occidentales), systèmedu Trave (Picos de Europa) et réseauFélix Trombe - Henne Morte (Pyrénéescentrales).

1 243

Picos de Europa Alto Asón Massif de laPierre-Saint-Martin

Massif d'Arbas

RéseauFélix Trombe -Henne Morte

Complexe des gouffresde la Pierre-Saint-Martin

et des Partages

Sistema delMortillano

Sistemadel Trave

0 100 200 kmN

Figure 1 : Carte de la chaîne pyrénéo-cantabrique (France - Espagne) précisant la localisation des cavités : 1. système du Trave (développement : 9167 m, dénivelée :1 441 m) ; 2. système du Mortillano (développement : 117 000 m, dénivelée : 950 m) ; 3. système de la Pierre Saint-Martin / Partages (développement :80 200 m, dénivelée : 1 408 m) ; 4. réseau Félix Trombe - Henne Morte (développement : 114 410 m, dénivelée : 975 m).

Quelques exemples de cavités pyrénéo-cantabriques

Le système du Mortillano(Soba, Cantabrie, Espagne)

Les limites des bassins versantsapparents (surface) peuvent être trom-peuses et révéler une indépendanceinsoupçonnée du drainage souterrainmalgré la proximité de pertes en surface.Ainsi, dans la grande dépression de Llenala Cueva (Soba, Cantabrie, Espagne), onpeut suivre deux petits ruisseaux quinaissent sur des marnes imperméables(figure 2). Ils disparaissent dans deuxpertes distinctes, distantes d’unecentaine de mètres. La perte de Cellaguadraine les eaux vers un collecteur situé àl’ouest, tandis que la perte de MazoChico draine les eaux vers un autrecollecteur situé au sud. A priori, rien nepermettait de penser que des eaux dispa-raissant dans la même dépression puis-sent emprunter des cheminements aussi

différents. Les rivières souterraines desdeux sous-systèmes hydrographiques(Garma Ciega / Cellagua et Mazo Chico /Astrana / Rubicera) s’intègrent dans lesystème plus vaste du Mortillano (déve-loppement : 117 km, dénivelée : 950 m).Les eaux de ces rivières réapparaissentcependant à la même émergence, LasFuentes, située dans le val d’Ason, après700 à 800 m de dénivelée.

Les deux grands sous-systèmeshydrologiques du Mortillano : GarmaCiega / Cellagua au nord-ouest et MazoChico / Astrana / Rubicera au sud-estsont reliés par une galerie suspendue(galerie des Bourguignons) correspondantaux amonts fossiles du réseau de Cella-gua. Cette galerie en tube ancienne s’estformée lorsque le niveau de base étaitsitué plus haut. Elle a été recoupée par

Noms des systèmes Collecteurs &émergences Développement Conduits de

jonction

Sumidero de Cellagua & torca deGarma Ciega Rio de Cellagua 47 000 m (*) Galerie des

Bourguignons

Galeries de la Calaca etdu Crucero

Torca de Mazo Chico, mortero deAstrana & cuevas de la Rubicera

Rio de MazoChico 70 000 m (*)

Système du Mortillano Las Fuentes 117000 m (*) évaluation

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des circulations vadoses qui sont en fait des affluents de larivière de Mazo Chico (BIGOT, 1995).

Les réseaux qui se développent au contact d’une rocheimperméable, comme le socle paléozoïque du massif de laPierre-Saint-Martin, illustrent parfaitement les problèmes decaptures hydrologiques qui apparaissent alors plus nette-ment sur les topographies.

Les systèmes de la Pierre-Saint-Martinet des Partages (Navarre, Espagne /Pyrénées-Atlantiques, France)

Les gouffres du massif de la Pierre Saint-Martin sontdes plus intéressants car les amonts des gouffres du Pourtet(système de la Pierre-Saint-Martin) et des Partages formentun chevelu en deux dimensions qu’il est facile d’appréhendersur un plan.

En 2008, la jonction à partir de galeries assez étroitesdu gouffre des Partages est devenue effective. Elle a permisde relier deux longs réseaux souterrains parallèles (systèmede la Pierre-Saint-Martin et des Partages, développement :80 200 m, dénivelée : 1 408 m) dont les rivières coulent,conformément au pendage, de l’est – sud-est vers l’ouest –nord-ouest. Les eaux des deux réseaux souterrains réapparaissent dans la même vallée de l’Uhaitza

Torca del Bloque(alt. 1150 m)

Torca de la Calaca(alt. 1070 m)

Torca del Crucero del Polaco(alt. 1042 m)

Mortero del Crucero(alt. 1055 m)

Sumidero de Cellagua(alt. 964 m)

Torca de Mazo Chico(alt. 1025 m)

Torca de Entremazos(non reliée)

Torca del Sombrero(alt. 1046 m)

Torca de Custa Cuivo(alt. 848 m)

Fisurade Lapiaz

(alt. 868 m)

Sumidero del Rio Cuvieja(alt. 824 m)

Sumidero del Rio Leolorna(alt. 765 m)

Mortero de Astrana(alt. 731 m)

Cuevas dela Rubicera(alt. 730m)

Morteros 1 & 2 deCellagua (alt. 970 m)

Torca de laLlana del Tejes (alt. 1100 m)

Torca deGarma Ciega(alt. 1130 m)

Torca del Acebo(alt. 1250 m)

Cueva dela Maza(alt. 935 m)

Mortero Ramona(alt. 785 m)

RioPerdido

Rio delAcebo

Rio delBelneo

Riode laTeta

Rio deMazo Chico

Rio deMaza

del Cuivo

Rio deGarma Ciega

Rio delMortero

RioMojahuevos

RioCantabrones

Riodel Crucero

RioCantarin

Rio dela Rubicera

Dépression deLlana la Cueva

Zones de captures

Conduitsfossiles (tubes)des Bourguignons

Systèmede Cellagua

Systèmede Mazo Chico

Las Fuentes(alt. 300 m)

Rio Ason

Vallée duHaut Ason

PLAN5000 1 km

N

Pendage

Emergence fossilede las Fuentes

Emergence fossilede la Rubicera

Le puitsMTDE dansGarmaCiega,système duMortillano,Cantabrie,Espagne.Cliché AER.

Figure 2 : Plan dusystème duMortillano(Cantabrie,Espagne). Les deuxsous-systèmeshydrographiquesGarma Ciega /Cellagua et MazoChico / Astrana /Rubicera sont reliéspar des galeriesfossiles aujourd’huisuspendues etrecoupées(captures) par descirculationsactuelles drainéespar la rivière deMazo Chico.On peut attribuerces changements àune baisse duniveau de base etau pendagefavorable qui apermis de relierdeux systèmesfossiles à l’origineindépendants etdrainés pardeux anciennesémergences :Rubicera et LasFuentes.

Sistema del MortillanoSoba, Cantabrie, Espagne

Développement : 117 000 mDénivellation : 950 m

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(Sainte-Engrâce), mais ont cependantdes émergences distinctes : Bentia pourle gouffre de la Pierre-Saint-Martin et Illa-mina pour le gouffre des Partages.

La jonction par une galerie de trèsmodestes dimensions correspond à unecapture des amonts du gouffre desPartages par ceux de la Pierre-Saint-Martin (PSM) qui ont étendu leur bassinvers le sud. En termes de surface debassins versants, la capture est assezinsignifiante, mais permet de relierspéléologiquement deux drains majeursqui ne partagent qu’une très courtehistoire dans les amonts de leur bassin.En termes de développement, le gouffrede la Pierre-Saint-Martin compterait pour53 km et celui des Partages pour 27 km.L’importance relative des dévelop -pements et l’indépendance de chaquecavité (PSM, Partages) apparaissent surles topographies de manière explicite(figure 3).

Des cavités plus verticales commecelles des Picos de Europa (Espagne)présentent également des exemples inté-ressants de captures dans le système duTrave.

Noms des systèmes Rivières & émergences Développement Conduits dejonction

Gouffre de la Pierre-Saint-Martin

Rivière de la Pierre-Saint-Martin 53 000 m (*) Galeries

du gouffredu Pourtet

Gouffre des Partages Rivière des Partages 27 200 m (*)

Système Pierre-Saint-Martin - Partages Bentia & Illamina 80200 m (*) évaluation

Rivière de la Pierre Saint-Martin, Pyrénées-Atlantiques, France. Cliché Jean-Luc Naudin.

0 3 km

N

Illamina

Bentia Issaux

Gouffre de laPierre Saint Martin

Gouffre des Partages

Zone de capturesFRANCE

ESPAGNE

Figure 3 : Plan des systèmes de la Pierre-Saint-Martin - Larra, France - Espagne (d’après MAIRE, DOUAT & QUINIF, 2010 modifié). Les gouffres de la Pierre-Saint-Martinet des Partages appartiennent à deux bassins d’alimentation distincts mais sont néanmoins reliés par de petits conduits dans leurs zones amont (captures).

Systèmes de la Pierre-Saint-Martin

et des Partages

Massif de la Pierre-Saint-Martin - Larra,

France, Espagne

Développement : 80 200 mDénivellation : 1 408 m

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Le système du Trave (Picos de Europa, Asturies, Espagne)

À une échelle plus réduite, les joints ou frac-tures majeures qui affectent des écailles(chevauchements), ou encore des structuresgéologiques fortement plissées et faillées,peuvent jouer un rôle drainant à la faveur d’unplan de discontinuité. Bien entendu, ce plan drai-nant ne sera pas aussi étanche que le soclepaléozoïque de la Pierre-Saint-Martin. Dans lesystème du Trave (Picos de Europa, Espagne),dont le développement total n’atteint que9 167 m (dénivelée : 1 441 m), des conduitsfossiles de capture (Zéphirs) permettent de relierdeux grands sous-systèmes distincts (figure 4) :l’un descendant à –1 381 m (Palabres & Tobog-gans) et l’autre à –1 441 m (Schéhérazade &Ariane) (COCKTAIL PICOS et al., 1999).

La branche Schéhérazade (–1 441 m) estplus récente que celles des Toboggans(–1 381 m) et des Palabres (–989 m) qui se sontdéveloppées initialement dans le plan de chevau-chement (discontinuité) ; ces deux dernièresbranches, conformes au pendage, sont proba-blement les plus anciennes (BIGOT, 1991). Enfin,le système hydrographique Ariane, plus jeune etaussi plus étroit, se termine à la profondeur de–863 m.

Dans les deux précédents exemples de cavi-tés des massifs de la Pierre-Saint-Martin et desPicos de Europa, les réseaux étaient fortementguidés par des plans de discontinuité plus oumoins perméables. Mais d’autres grands

Pendage

Galerie des Toboggans vers –550. Le plan de chevauchement constitue le toit des galeries, sistema delTrave, Picos de Europa, Espagne. Cliché Jean-Yves Bigot.

Figure 4 : Plan du système duTrave (Picos de Europa,

Asturies, Espagne) indiquantles quatre ruisseaux (Palabres,

Toboggans, Schéhérazade etAriane) drainant le système du

Trave. Trois liaisons fossiles(Miroirs, Zéphirs, et Kourou),correspondant à d’anciennes

captures, permettent de relierles différents sous-systèmeshydrographiques entre eux.

Noms des sous-systèmes Rivières & émergence Développement Conduits dejonction

Branche du Trave (T2) Ruisseau des Palabres 2 500 m (*) Les Miroirs

Branche des Toboggans(T13 & T2) Ruisseau des Toboggans 2 467 m (*) Les Zéphirs

Branche Schéhérazade(T10 & T13)

Ruisseau Schéhérazade& Collecteur 1 400 m (*) Méandre

Kourou

Branche Ariane (T10) Ruisseau Ariane 2 800 m (*) -

Système du Trave Farfao de la Viña 9167 m (*) évaluation

Plan

Système du TravePicos de Europa, Espagne

Développement : 9 167 mDénivellation : 1 441 m

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réseaux aux caractéristiques géologiquesdifférentes montrent une évolution enrapport direct avec la géomorphologie(ouverture d’une fenêtre hydrogéolo-gique), tel le réseau Félix Trombe - HenneMorte dans les Pyrénées centrales.

Le réseau Félix Trombe - HenneMorte (Haute-Garonne, France)

Des observations spéléologiquesdans le réseau Félix Trombe - HenneMorte, ou réseau de la Coume Ouarnède,(développement : 114 410 m, dénivelée :975 m) montrent qu’une partie des eauxa été capturée par la Hount deras Hechos(système de la Henne Morte) au détri-ment du système hydrologique Félix

Trombe dont les eaux réapparaissent auGoueil di Her (figure 5).

Ce réseau Félix Trombe - HenneMorte est aujourd’hui drainé par deuxémergences distinctes, alors qu’ancien-nement il ne formait qu’une seule entitécontrôlée par une seule émergence : leGoueil di Her. On peut donc voir dans la

Hount deras Hechos (système de laHenne Morte) l’ouverture d’une fenêtrehydrogéologique consécutive à une modi-fication du relief, comme l’approfondis-sement d’un vallon adjacent qui auraitainsi permis la capture d’une partie desamonts du système Félix Trombe(CLÉMENT, 2010).

Noms des systèmes Collecteurs & émergences Développement Conduitsde jonction

Système Félix Trombe Rivière du Pont de Gerbaut etdu Pierre 95 410 (*)

RéseauLarrégolaSystème de la Henne

Morte Rivière de la Henne Morte 19 000 (*)

Réseau Félix Trombe -Henne Morte

Goueil di Her & hountderas Hechos 114410 m (*) évaluation

BibliographieAGRUPACIÓN ESPELEOLÓGICARAMALIEGA AER (2007) : SistemaGarma Ciega – Cellagua – Bloque– Sombrero... Boletín Cántabro deEspeleología, n°16, p. 83-91.BIGOT Jean-Yves (1989) :Approche karstologique dusystème du Trave, Picos deEuropa, Espagne.- L’Aven, bulletindu Spéléo-club de la Seine,n°49, p. 96-107.BIGOT Jean-Yves (1991) :Un témoin de l’évolution desréseaux du Sistema del Trave :la galerie des Toboggans.Première Rencontre d’Octobre,Paris, 25-27 octobre 1991,Actes des Rencontres d’Octobre,Spéléo-club de Paris éditeur, n°1,p. 11-15.BIGOT Jean-Yves (1995) : LlanaLa Cueva ou la naissance d’ungrand réseau (Soba, Cantabrie).-Grottes & gouffres, bulletin duSpéléo-club de Paris, n°138,p. 4-11.CLÉMENT Sylvestre (2010) : LaCoume Ouarnède, le plus grandréseau souterrain de France.- InAUDRA, Philippe : Grottes etkarsts de France. KarstologiaMémoires, n°19, p. 278-279.COCKTAIL PICOS (ASSOCIATIOND’EXPLORATION SPÉLÉOLOGIQUEAUX PICOS DE EUROPA), ERRAJoan, GENUITE Pat, RENOUSNicolas & VIDAL Bernard(1999) : La torca del Cerro(–1589) et le secteur du Trave.« La moisson de moins 1000 »,Espagne, Picos de Europa.-Spelunca, n°74, p. 25-50.LEÓN GARCIA José (2010) :Cantabria Subterránea. Catálogode las grandes cavidades. Actuali-zación 2010.- Instituto de Estu-dios Cántabros y del Patrimonioédit., tomos 1 & 2, 933 p.MAIRE Richard ; DOUAT Michel &QUINIF Yves (2010) : Le karst demassif de la Pierre Saint-Martin.-In AUDRA, Philippe : Grottes etkarsts de France.- Karstologia Mémoires, n°19,p. 288-289.MARTINI Jacques (2005) : Étudedes paléokarsts des environs deSaint-Remèze (Ardèche, France) :mise en évidence d’une rivièresouterraine fossilisée durant lacrise de salinité messinienne.-Karstologia, n°45-46, p. 1-18.

Figure 5 : Plan du réseau Félix Trombe - HenneMorte, Haute-Garonne, France (d’après S. Clément).

ConclusionOn a vu que la plupart des grands réseaux spéléologiques sont souvent composés de

plusieurs générations de conduits interconnectées. La notion de développement (longueur cumu-lée des conduits) ne reflète pas les réalités hydrographiques et karstogéniques des grandsréseaux souterrains. C’est pourquoi on a tenté d’isoler et d’évaluer le développement de chaqueentité pour quatre grandes cavités de la chaîne pyrénéo-cantabrique, afin de restituer la partdes sous-systèmes hydrographiques dans leur développement total.

Certes, l’exercice n’est pas facile. Il permet cependant une approche plus rationnelle et plusfidèle d’une grande cavité. Il restera à convaincre les concepteurs de logiciels de topographiespéléologique de proposer le calcul partiel du développement de réseau permettant de resti-tuer la part de chaque sous-système hydrographique identifié. Une restitution plus fine desdimensions (développements) permettra de mieux appréhender la réalité spéléologique, hydro-logique et karstogénique (captures) des grands réseaux. ■

RemerciementsSylvestre Clément, Ángel García Fuenteset Bernard Vidal.

Le réseau Félix Trombe - Henne MortePlan général - rivières principales

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