Facilement accessible depuis les environs de Nancy, le Plateau de Malzéville (fig.3) offre des panoramas intéressants qui permettent d'illustrer les notions de sédimentation marine, de relief de côte et d'érosion. Les fossiles qu'on y trouve renseignent sur le contexte de formation des couches calcaires qui constituent les plateaux de la région de Nancy.

Fig.3 : Vue du Plateau de Malzéville depuis le Pain de Sucre - cliquer sur l'image pour l'agrandir

1. Le Plateau de Malzéville, un site naturel protégé

Le Plateau de Malzéville, d'une altitude moyenne de 350 m, culmine à 384 m. L'antenne-émetteur omniprésente qui y est implantée est haute de 215 m (fig.4). Vus du ciel, le Plateau de Malzéville et la Butte Sainte-Geneviève ont l'allure d'une silhouette humaine dont la tête serait tournée vers le SE et les jambes vers le NO. L'ensemble s'étale du nord-ouest au sud-est sur une longueur de 4,2 km environ pour une largeur maximale de 2,7 km (fig.2 et 3).

Fig.4 : Entrée et vue du Plateau de Malzéville depuis le sud-est

Autrefois zone d'exercice militaire ou d'exploitation de carrières, le site du plateau est aujourd'hui aménagé pour les loisirs (pelouses, pinède, tables de camping, chemins de promenade, parcours permanent de course d'orientation...). L'activité humaine se manifeste également par un aérodrome de plaisance (d'où on s'élance pour pratiquer le vol à voile), des antennes de télécommunication (émetteur de télévision TNT et radio FM) et le pâturage de moutons ou de chèvres (célébré par la fête annuelle de la transhumance depuis Pixérécourt jusqu'au plateau).

Le cadre naturel du Plateau de Malzéville abrite une diversité de biotopes parmi lesquels 240 ha de pelouses sèches de faciès variés, favorables à une très grande diversité floristique (plus de 143 espèces de plantes recensées). Régulièrement, une activité pastorale ou des interventions ciblées de déboisement entretiennent et maintiennent ces pelouses. On y observe notamment 8 espèces particulièrement rares et protégées en Lorraine : le Fumana vulgaire, la LaÎche de Haller, la Chlore perfoliée, la Spirée vulgaire, l'Orchis brûlé, la Primevère acaule, la Violette blanche et le Faux Séné.

À ce titre, la quasi totalité de la superficie du plateau (439 ha) constitue une zone naturelle sous protection, classée Natura 2000 et Espace Naturel Sensible (voir la plaquette diffusée par la métropole du Grand Nancy : ICI). Il convient donc de respecter le site en évitant notamment toute cueillette ou dégradation et en demeurant sur les chemins lors des activités à pied ou à VTT.

La végétation comprend aussi une composante arbustive avec la présence du prunellier, du cerisier Sainte-Lucie, du cornouillier, de la bourdaine (écotype xérophile) ou du troène par exemple.

2. Les formations sédimentaires de la série bajocienne lorraine

Le Plateau de Malzéville est constitué, comme les autres plateaux de la Côte de Moselle, de marnes et de calcaires (oolithiques, à polypiers, à entroques...) formés au Jurassique moyen durant le Bajocien dans un contexte marin assez peu profond (voir Lathuillière et al., 2003 ou la fiche de Viterne sur ce site pour une description détaillée des formations et des paléoenvironnements correspondants). Ces ensembles de roches sédimentaires, dont l'épaisseur totale avoisine les 100 mètres, caractérisent différentes formations de la série stratigraphique régionale (fig.5).

Le plateau est bordé par une couche de 10 m de puissance environ de calcaire oolithique ferrugineux du Toarcien-Aalénien (Minette de Lorraine), qui marque la limite entre le Jurassique Inférieur (Lias) et le Jurassique Moyen (Dogger).

Fig.5 : Place des terrains dans la série stratigraphique locale (illustration © BRGM)

Sous la minette, les marnes et grés du Lias (Jurassique inférieur) d'une puissance de 240 m environ constituent la côte qui forme le pourtour du plateau. Ces formations n'affleurent que très rarement dans les conditions naturelles.

Dans la plaine qui s'étale au pied du plateau vers l'est, à la base des marnes et grés du Lias, apparaissent par endroits, les "schistes cartons", schistes bitumineux du Toarcien inférieur.

Le circuit proposé (fig.1) permet d'observer les principaux faciès qui marquent les formations carbonatées du Bajocien. Les terrains les plus anciens se rencontrent sur la Butte Sainte-Geneviève, le long du sentier forestier qui suit le pourtour du sommet de la butte (arrêt 3). Les "affleurements" ne sont exposés qu'à la faveur des (nombreuses) souches d'arbres renversés par les tempêtes des dernières décennies et qui jonchent les pentes de la butte. Les échantillons récoltés (fig.) sont des calcaires ocres siliceux, parfois ferrugineux, réagissant à l'acide (présence de carbonate de calcium) et rayant le verre (présence de grains de quartz). Ce faciès correspond à la formation des Calcaires sableux de la base du Bajocien inférieur (fig.6).

Les souches basculées peuvent aussi donner l'occasion d'effectuer des prélèvements de sol pour une analyse ultérieure en laboratoire ou en classe (voir §. Activités réalisables). La nature des sols des plateaux calcaires de la région varie selon la teneur en calcaire du substrat : rendzine correspondant à un sol caillouteux pauvre en argiles, sol brun eutrophe avec épais manteau d'argiles de décarbonatation ou sol brun calcique intermédiaire (cf. notice de la carte géologique). Ces types de sols sont favorables au développement d'un couvert végétal forestier de type hêtraie - chênaie dans lequel s'intègrent friches et pelouses calcaires des plateaux.

Fig.6 : Dessous de souche d'arbre renversé révélant la nature du sous-sol de la Butte Ste-Geneviève et échantillon de calcaire sableux

Les calcaires bioclastiques à entroques caractérisent la formation du Calcaire à entroques ou "Roche rouge" qui fait suite aux Calcaires sableux dans la série stratigraphique locale. Ces calcaires sont reconnaissables aux pièces de squelettes d'échinodermes (crinoïdes et échinides), les entroques, montrant les faces planes miroitantes des monocristaux de calcite dont ils sont constitués (la roche qui en résulte est une entroquite). On peut trouver ce faciès çà-et-là sur le site, par exemple dans les déblais, parfois encore présents, dans les méandres rocheux des anciennes petites exploitations du Bois des Carrières au sud du plateau de Malzéville (fig.1). Sur l'échantillon photographié (fig.7), on reconnaît les formes typiques en étoiles, d'articles de tiges de crinoïdes (genres Pentacrinites ou Isocrinus) qui ont fait la célébrité de la colline de Sion près de Vézelise plus au sud.

Fig.7 : Articles de tiges de crinoïdes dans un échantillon du Calcaire à entroques (Bois des Carrières)

La suite de la série sédimentaire bajocienne se découvre le long du sentier et des fossés parallèles, en progressant en lisière de bois, vers le nord depuis le parking du chemin du Pain de Sucre (arrêts 4 à 9 - fig.1). On recherchera dans les fossés, ceignant le terrain d'aviation, les affleurements et échantillons de roches en place. Le chemin monte progressivement en altitude et permet ainsi de traverser plusieurs formations stratigraphiquement de plus en plus jeunes.

Au premier arrêt (arrêt 4), les roches récoltées sont des calcaires fins oolithiques blancs (cf. fig.10) à patine noire. Il s'agit vraisemblablement de l'occurrence de la formation lenticulaire nommée Oolithe blanche à Clypeus angustiporus (du nom d'un échinide), connue uniquement dans la région de Nancy (cf. notice de la carte géologique). Celle-ci fait suite au Calcaire à entroques dans la série. On rencontre également cette formation le long de la bordure sud de l'aérodrome.

En progressant dans le fossé après l'arrêt 4, on rélève un faciès variable, davantage bioclastique de type wakestone voire lumachellique de type packstone à rudstone (voir l'échantillon). Bien qu'aucun polypier n'ait été observé à ce niveau, ce faciès caractérise la formation du Calcaire à polypiers inférieur. Cette détermination est confirmée par le banc repère qui le surmonte constitué d'un calcaire bioturbé à oncoïdes plurimillimétriques (fig.8), révélant l'Oolithe cannabine (arrêt 5). Avant l'apparition de celle-ci, un fossile de lucine (bivalve à la coquille discoïdale du genre Cavilucina) a pu être récolté (fig.8) ; ce bivalve est courant dans les niveaux sommitaux du Calcaire à polypiers inférieur (Lathuilière et al., 2003).

Fig.8 : L'Oolithe cannabine à oncoïdes (= grains ovoïdes) et le fossile de "lucine".

La série se poursuit (arrêt 6) par des calcaires blancs arénitiques grossiers à débit en plaquettes, laissant place à des calcaires construits à polypiers dont certains spécimens, non entièrement recristallisés, montrent les ouvertures calicinales, offrant ainsi une possibilité d'identification générique (Periseris, Isastrea - fig.9). Cette formation est en effet particulièrement fossilifère : outre des coraux, on peut y rencontrer divers bivalves, gastéropodes, traces de bioturbation en forme de cendrier (fig.9)...

Fig.9 : Le Calcaire à polypiers supérieur affleurant dans un fossé et quelques fossiles de la formation - cliquer sur l'image pour l'agrandir

Après avoir atteint son point culminant (381m), le chemin redescend doucement vers le versant nord du plateau et les formations rencontrées précédemment sont à nouveau traversées. L'Oolithe cannabine, facilement reconnaissable, réapparaît ainsi à l'altitude 375, au niveau de l'arrêt 7.

Le dernier faciès à découvrir est comparable et pratiquement impossible à distinguer de celui de l'arrêt 4 vu en début de circuit : un calcaire fin bio-oolithique blanc (voir l'échantillon et fig.10). On le rencontre à l'extrémité nord-ouest du terrain d'aviation, sur la partie haute du plateau, autour de l'altitude 370 (arrêt 9). À cet emplacement, la carte géologique indique la présence de l'Oolithe Miliaire inférieure (ou Bâlin) dont le faciès décrit correspond bien. Notons que le Bâlin a longtemps été exploité dans des carrières situées sur la commune de Maxéville et alentours (voir par exemple la fiche Laxou-Champ-le-Bœuf sur ce site). Il n’est alors pas rare de rencontrer la dénomination d’"Oolithe de Maxéville" lorsque l’on mentionne ce faciès. L'occurrence de l'Oolithe Miliaire devrait toutefois être précédée de celle des Marnes de Longwy, une formation carbonatée à oncoïdes, mais dont on ne trouve pas la trace ici sur le plateau, malgré la relative continuité des affleurements le long des fossés. Même constat en ce qui concerne la surface durcie d'extension régionale (= discontinuité vésulienne), qui affecte habituellement le sommet des Polypiers supérieurs. L'appartenance de ce faciès oolithique à l'Oolithe Miliaire inférieure reste donc peut-être à confirmer ou à reconsidérer : son altitude (généralement inférieure à celle de l'Oolithe cannabine, pourtant plus ancienne) et son occurrence aux côtés de calcaires à polypiers dans la pointe SO du terrain de vol à voile pourraient le laisser à penser. Des passées calcaréo-oolithiques sont en effet signalées dans les Calcaires à polypiers (cf. notice de la carte géologique).

Fig.10 : Faciès de l'Oolithe Miliaire inférieure (grainstone à ooïdes et bioclastes)

Depuis l'arrêt 9, en passant à proximité d'un monument érigé à la mémoire de deux militaires disparus, il est possible d'effectuer un détour vers l'arrêt 10 (fig.1), en descendant sur quelques centaines de mètres, le large chemin menant à la déchetterie de Malzéville. Il se trouve, à main droite dans la descente, après le tournant, en arrière de la piste, des falaises naturelles (de 5 à 8 mètres de haut) laissant apparaître la succession verticale des formations bajociennes rencontrées plus haut :

- un premier site reconnaissable à un abri sous-roche formant une voûte creusée dans le Calcaires à polypiers supérieur (dans lequel abondent les masses coralliennes recristallisées) pointant en surplomb et l'Oolithe cannabine, en-dessous et moins résistante à l'érosion (fig.11A) ;

Fig.11A : Falaises naturelles de calcaires bajociens (contact Oolithe cannabine - Calcaire à polypiers supérieur)

- un autre affleurement dix mètres plus loin montrant une paroi constituée, à la base, de couches compactes inclinées de Calcaire à polypiers inférieur surmontées par celles, plus tendres, de l'Oolithe cannabine (fig.11B) ; le sommet du front de taille difficle d'accès, se termine par le Calcaire à polypiers supérieur. Sans qu'il soit possible de l'affirmer, l'inclinaison des couches du Calcaire à polypiers inférieur pourrait être due à l'emplacement d'un hypothétique récif corallien (bioherme) à proximité (bioconstructions courantes dans cette formation) ayant entraîné un soulèvement des strates, après compaction différencielle des sédiments et du massif construit lors de la diagenèse (voir fig.3 de la fiche de Malancourt-la-Montagne pour une observation comparable).

Fig.11B : Falaise naturelle de calcaires bajociens (contact Calcaire à polypiers inférieur - Oolithe cannabine)

Attention, ces sites peuvent être dangereux en raison du risque de chute de pierres le long de falaises instables.

3. Des vues panoramiques sur le relief de côte

La répartition parcimonieuse des espaces boisés au profit des pelouses sur le sommet du plateau autorise des vues panoramiques dans toutes les directions depuis les points hauts. En parcourant le circuit proposé (fig.1), plusieurs arrêts permettent de pratiquer une lecture de paysage par temps clair.

Le paysage local s'inscrit dans celui qui à l'échelle régionale est qualifié de relief de côtes (ou de cuestas). Ce relief caractéristique de la bordure orientale du Bassin parisien est marqué par la répétition d'une trilogie côte - plateau / revers de côte - plaine. Cette succession répétitive des mêmes reliefs d'est en ouest est à mettre en relation avec l'alternance des épisodes transgressifs et régressifs qui ont marqué cette partie du Bassin de Paris au Secondaire. L'alternance se caractérise par des unités lithologiques ocres à dominante carbonatée (côte et revers de côte) et d'autres grises à dominante argileuse (plaine). Ces alternances constituent le sous-sol de la Lorraine occidentale marqué par un léger pendage (de 1° à 2°) en direction de l'ouest (fig.12). Aux éléments principaux du relief de côte, s'ajoutent en avant de la côte, les buttes-témoins isolées de l'ensemble lithologique d'origine par l'érosion.

Fig.12 : Représentation schématique du relief de côte et de ses principales composantes - cliquer sur l'image pour visualiser une coupe.

Depuis le Plateau de Malzéville, selon la direction vers laquelle se porte le regard, on observera les reliefs, tantôt transversalement (ou de profil) en regardant vers le sud ou le nord, tantôt par le revers en visant vers l'est ou encore de front en se tournant vers l'ouest.

Depuis la Butte Sainte-Geneviève, un premier arrêt, au col séparant la butte du plateau (intersection chemin d'Amance - chemin du Pain de Sucre), offre une vue au SO sur la dépression au fond de laquelle la ville de Nancy est installée et, en arrière plan, le front de la partie méridionale de la Côte de Moselle, les plateaux (ou revers de côte) de Ludres (identifiable à son émetteur de radiodiffusion pointé vers le ciel) et de Brabois. En s'enfonçant dans le bois, le long du chemin de randonnée fléché autour de la Butte Sainte-Geneviève, on retrouve une vue similaire mais avec un champ de vision plus restreint, au niveau de l'arrêt 1 (fig.1 et 13).

Fig.13 : Panorama sur la Côte de Moselle et la dépression de Nancy depuis la butte Sainte-Geneviève (à gauche) ou du chemin d'Amance à Dommartemont (à droite) - cliquer sur l'image pour l'agrandir

Poursuivre sur le chemin de randonnée autour de la butte en se laissant guider par les pancartes signalétiques à disques rouges. Au sortir du bois (arrêt 2), le sentier domine une prairie depuis laquelle se découvre un nouveau panorama, en direction de l'est. Au pied de la butte, on retrouve la dépression et la plaine argileuse du Lias sur laquelle sont déployées les habitations et la zone commerciale d'Essey-lès-Nancy et des localités mitoyennes (Seichamps, Pulnoy, etc.). Au loin, des zones boisées forment une ligne marquant la côte, peu prononcée, de l'Infralias (= Calcaires à gryphées du Sinémurien) dont le revers, s'avançant vers l'observateur, constitue le Plateau du Vermois. Celui-ci s'enfonce progressivement sous sa couverture marneuse liasique. Masquée par la cuesta sinémurienne, la plaine argileuse des terrains du Keuper et la Côte du Muschelkalk ne sont pas visibles. L'horizon est barré par la ligne de relief continue et imposante du Grès vosgien (Permo-Trias), de laquelle se détache la silhouette trapézoïdale caractéristique du Donon (fig.14). Ces reliefs annoncent les contreforts du Massif vosgien et la frontière orientale du Bassin parisien.

Fig.14 : Panorama depuis la Butte Ste-Geneviève vers l'est et les Vosges - cliquer sur l'image pour l'agrandir

Les autres vues panoramiques sont accessibles depuis le Plateau de Malzéville. Au niveau de l'arrêt 4 du circuit proposé, le paysage dévoile à nouveau, vers le sud-ouest, sous un autre angle, la Côte de Moselle avec les plateaux de Ludres et de Brabois (voir un cliché).

C'est en se plaçant sur les parties élevées du plateau au nord du terrain d'aviation (arrêt 8) que l'on pourra apprécier les vues sur les fronts successifs de la Côte de Moselle et de la Côte de Meuse en arrière plan (fig.15). En avant de cette dernière, la butte-témoin du Mont Saint-Michel dominant la ville de Toul, s'impose au regard. Siégeant dans l'axe NE-SO du synclinal de Sarregemines-Savonnières, une structure régionale majeure à grand rayon de courbure (voir fiche "synclinal de Sarreguemines"), cette butte-témoin, disposée dans un creux tectonique, a ainsi été préservée de l'érosion. Ce pli n'est pas perceptible dans la morphologie des côtes en raison de l'érosion qui a nivelé le sommet de ces édifices en linéarisant leur tracé, vu de front.

Fig.15 : Panorama plein ouest et vue sur la Côte de Meuse en arrière plan - cliquer sur l'image pour l'agrandir

En se tournant davantage vers le nord, les pelouses du plateau plongent en direction des vallées de la Meurthe et de la Moselle qui se rejoignent à cet endroit. Grâce à une paire de jumelles, on pourra reconnaître les bâtiments et installations notoires des communes de Frouard et de Pompey. L'incision de la Côte de Moselle par la rivière éponyme, en amont de Pompey et de la confluence, est bien visible. La vallée de la Meurthe, au premier plan, est recouverte de quelques mètres à quelques dizaines de mètres d'alluvions de fond de vallée. Sur la droite, arrive de l'est, l'Amezule, affluent de la Meurthe, dont la vallée sépare le Plateau de Malzéville et les massifs du Grand Couronné (fig.16).

Fig.16 : Vue sur les vallées de la Meurthe et de la Moselle - cliquer sur l'image pour l'agrandir

4. Une succession lithologique propice à l'occurrence de sources

Plusieurs sources prennent naissance dans les pentes du plateau de Malzéville ; celle de la Ronchère au nord ou celle des Bons Malades sur le versant est. Cette dernière aménagée par un ouvrage en maçonnerie, nourrit le ruisseau des Rouaux qui file vers le Pain de Sucre et l'Amezule dans laquelle il se jette (fig.17). Toutes ces sources jaillissent à la même altitude correspondant à une limite géologique, à la base des terrains bajociens (fig.18).

Fig.17 : La source des Bons Malades du ruisseau des Rouaux au sud-est du plateau et le Pain de Sucre

Les formations calcaires bajociennes qui forment le sous-sol du plateau constituent en effet un des principaux aquifères du secteur géographique de Nancy. Ces réservoirs, directement alimentés par les eaux d'infiltration (= nappes libres), présentent surtout une porosité de fissures et de fractures (= perméabilité en grand) à laquelle s'ajoute toutefois une composante matricielle (= perméabilité en petit) - fig.18.

Les Marnes micacées, semi-perméables, par lesquelles débute la série carbonatée bajocienne, constituent le mur de cet aquifère, par où sourd l'eau des exutoires du plateau. Ces assises carbonatées reposent elles-mêmes sur les terrains liasiques à dominante argileuse, imperméables, en surface desquels les cours d'eau, comme l'Amezule et ses affluents, ont creusé leur lit.

Fig. 18 : Cartes des données hydrogéologiques autour du plateau de Malzéville (données et cartographie © InfoTerre BRGM 2020) - cliquer sur l'image pour l'agrandir et ICI pour la légende de la carte géologique

Bibliographie - sitographie

HARMAND D. et LE ROUX J. (2006) - La Lorraine géographique. In: Géologie et Géographie de la Lorraine, LEXA-CHOMARD A. et PAUTROT C. dir. - éditions Serpenoise, 286p.

LATHUILIERE B., CARPENTIER C., ANDRE G., DAGALLIER G., DURAND M., HANZO M., HUAULT V., HARMAND D., HIBSCH C., LE ROUX J., MALARTRE F., MARTIN-GARIN B. et NORI L. (2003) - Production carbonatée dans le Jurassique de Lorraine. 20-21-22 septembre; livret de terrain excursion - G2R/CG54/Groupe Français d'Etude du Jurassique.

Parcours permanent de course d'orientation: carte du Plateau réalisée par le Comité départemental de Course d'Orientation (CDCO 54) ; contact : http://www.meurthe-et-moselle.ffcorientation.fr/cdco-54 ou par l'intermédiaire du club de course d'orientation du SCAPA Nancy Orientation.

Site de Paul Montagne sur la flore du Toulois et de Lorraine : le monde de Lupa

Remerciements

Un grand merci à Céline Léglize du lycée Frédéric Chopin de Nancy et à Pierre Léglize, chercheur à l'ENSAIA, pour le partage des ressources et activités sur le sol (voir partie "Activités réalisables").

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Photos des panoramas sans légendes

Plateau depuis le Pain de Sucre (fig.4)

Côte de Moselle et Nancy depuis Dommartemont (fig.12 gauche)

Côte de Moselle et Nancy depuis Dommartemont (fig.12 droite)

Côte de Moselle depuis l'arrêt 4 (lien hypertexte)

Panorama vers l'est et les Vosges (fig.14)

Côte de Meuse et butte-témoin (fig.15)

Vallées de la Meurthe et de la Moselle (fig.16)