Ce site est adapté pour une "sortie terrain" avec des collègiens mais les objectifs peuvent être adaptés à lycéens, des élèves de classes BCPST ou des étudiants en géologie.

La Moselle a creusé et établi son lit mineur actuel dans les roches marno-calcaires du Muschelkalk Supérieur. De beaux affleurements, sur lesquels plusieurs groupes d'élèves ou d'étudiants peuvent travailler simultanément, sont aisément accessibles en aval (fig.2) et en amont (fig.3) du Pont Canal (localisation voir fig.1b).

Fig. 2 : Affleurement de calcaires et de marnes en rive droite et en aval du pont canal

Fig. 3 : Affleurement de calcaires et de marnes en rive droite et en amont du pont canal

Les affleurements qui bordent la Moselle sont tabulaires, à faible pendage et la stratification y est bien marquée grâce à l'alternance de bancs calcaires et de bancs marneux (fig.4). Les calcaires ont une bonne cohésion contrairement aux marnes qui résistent mal à l'érosion ; ceci explique les positions instables prises par certains blocs calcaires.

Fig. 4 : Alternances marno-calcaires et pendage des strates

Ces dépôts marins sont recouverts en discordance par des dépôts détritiques fluviatiles récents mal classés constituant la Basse Terrasse de la Moselle (Terrasse du Würm).

Fig. 5 : Un échantillonnage de galets récoltés dans les alluvions de la Basse Terrasse de la Moselle

Les alluvions sont hétérogènes en nature (roches métamorphiques, magmatiques et sédimentaires) et en taille (sables, graviers, galets). On y retrouve pêle-mêle, en vrac dans un tout-venant, un échantillonnage (fig.5) de tous les faciès pétrographiques qui affleurent en amont (gr = granite, gneiss variés, mig = migmatites, lept = leptynites, L ac = laves acides, L bas = laves basiques, conglo = conglomérat principal ...).

Fig. 6 : Place du calcaire à cératites dans la colonne stratigraphique (données chiffrées = âges en millions d'années - © BRGM).

Le faciès carbonaté est celui habituellement décrit comme caractérisant le calcaire à Cératites. La Cératite (fig.7) est le fossile stratigraphique local : elle permet d'attribuer un âge Trias Moyen (Ladinien - 230 Ma environ) à cette série carbonatée (fig.6).

Fig. 7 : Un fragment de Cératite : le fossile stratigraphique local

Ce niveau correspond au "t5" de la carte géologique avec alternance de bancs de calcaires massifs et de niveaux de marnes noires feuilletées (fig.8).

Fig. 8 : Différences de lithologies, de cohésion, de faciès

Les marnes ne sont pas fossilifères mais les dalles de calcaires exposent de nombreux fossiles marins : bivalves (Myophoria, Plagiostoma, Mya, Hoernesia ...), gastéropodes (Loxonema), brachiopodes (Térébratules, Coenothyris), céphalopodes (diverses Cératites et quelques Nautiles), terriers de vers, etc.

Pour une analyse séquentielle, pétrographique et paléontologique plus détaillée, voir :

http://orage.univ-lorraine.fr/s/orage/item/5586?fbclid=IwAR002zbYgbqhv7GW8MQgTTWrsJp3zndlfsBgBOQ5F2e1_A5sEj4BsUffDhQ

Ces fossiles de faciès (fig.9) sont de bons indicateurs du milieu de dépôt : un milieu marin peu profond. Le Calcaire à Cératites s'est formé dans la Mer Germanique, bassin tantôt inondé, tantôt évaporitique, satellite de la Téthys.

Fig. 9 : Brachiopodes et lamellibranches marins : les fossiles de faciès locaux

 

Le site met aussi en évidence d'autres phénomènes sédimentaires comme l'érosion:
- L'action mécanique de la Moselle sur ses berges (fig.10) par remaniement de la Basse Terrasse (dépôts du Würm)
- Un transport des matériaux (tri granulométrique selon la compétence du courant ...) ...

Fig. 10 : Action d'érosion sur les berges (station grT = gros tuyau voir Fig.1b)

 

Les berges érodées de la Moselle permettent également d'observer un beau profil (fig.11) en coupe du sol (dépôts sablonneux de la zone inondable colonisés par les racines de la végétation) et du sous-sol (alluvions du Würm et calcaires).

Fig. 11 : Profil sol-sous-sol

 

La présence de plusieurs gravières à proximité permet d'aborder la partie liée aux activités humaines en rapport avec les ressources géologiques de la vallée de la Moselle (granulats) et leur impact sur l'environnement (remise en état des sites, ....).

 

Les ressources des gravières locales (G1 G2 G3 et G4 voir leurs localisations sur la Fig.1a) étant épuisées, les sédiments de la Basse Terrasse alluviale (terrasse du Würm + dépôts récents ou actuels) sont maintenant dragués (fig.12) entre Thaon les Vosges et Igney.

Ces sédiments alluviaux en vrac, mélange d'argile, de sable, de graviers, de galets ... sont les constituants du tout-venant.

 

Fig. 12 : Gravière de Thaon les Vosges (site de l'Andrexard) exploitée par dragage

 

Ils sont chargés (fig.13) sur des péniches aux noms évocateurs de Quartz, Feldspath et Mica ( trois des principaux constitants des roches granitoïdiques récoltées), et  transportés (fig.14) jusqu'à Chavelot où ils seront déchargés (fig.15) puis convoyés par bandes transporteuses jusqu'à la centrale de tri où le tout venant sera alors valorisé.

 

Fig. 13 : Site de chargement des péniches à Thaon les Vosges

 

Fig. 14 : Transport du tout-venant par bateau entre Thaon les Vosges et Chavelot

 

Fig. 15 : Déchargement des péniches à Chavelot

 

Lavés pour être débarrassés des argiles qui les souillent, les sédiments seront alors criblés puis stockés par classes granulométriques.

Certains gros fragments seront concassés afin d'obtenir des graviers pour enrobés (fig.16).

 

 

Fig. 16 : La centrale de lavage, de tri et de concassage de Chavelot.

Les sites épuisés sont remis en état après la fin de leur exploitation (fig.17). Ils servent alors de réservoir d'eau (gr1 pour la Papeterie de Golbey) ou de zone de pêche (gr2 gr3 et gr4). La très grande gravière qui existait entre le pont canal et gr1 a été totalement comblée par des déblais inertes (matériaux de déconstruction ou issus de terrassements).

Fig. 17 : Remise en état du site conformément au contrat qui autorisait sa mise en exploitation (gravière gr 3).

Une station de pompage des eaux (voir sa localisation sur les figures 1a et 1b) est également visible depuis le Pont Canal. L'eau de la nappe phréatique (nappe alluviale de la Moselle) est naturellement filtrée en traversant les alluvions de la basse terrasse.

Des puits accèdent à l'eau de la nappe qui est pompée puis traitée avant d'être distribuée dans la ville d'Epinal. L'eau est en particulier enrichie en ions Ca²⁺ ("durcie") avec des carbonates et désinfectée avant sa mise dans le réseau d'adduction.