Le circuit géologique du Giele Botter

Le circuit géologique aménagé du Giele Botter, inauguré en 1991, met en valeur le géopatrimoine de la région des Terres Rouges (ou du Minett, en luxembourgeois). Délimité par les bassins versants de l'Alzette et de la Chiers, ce territoire occupe la partie méridionale du Grand Duché du Luxembourg. Les Terres Rouges doivent leur nom au sol rouge, riche en minerai de fer, qui a été à l’origine de l'essor industriel de la sidérurgie luxembourgeoise.

Sur plusieurs kilomètres, de points hauts en points bas, le circuit géologique serpente dans un décor de falaises aux teintes ocres spectaculaires qui justifient, bien à propos, le nom donné à cette région (fig.2). 

Fig.2 : Les falaises de roches rouges ferrifères du Giele Botter

Les falaises ne sont pas des éléments naturels du relief mais constituent d'anciens fronts de taille, héritage de l'activité minière et de l'extraction du minerai de fer (fig.3). Entreprise dès les années 1870 en galeries souterraines, elle s'est poursuivie en gigantesques excavations ou mines à ciel ouvert à partir de la fin de la Deuxième Guerre Mondiale et jusqu'en 1977 (voir aussi la fiche sur le Musée National des Mines de Fer Luxembourgeoises de Rumelange).

Même à ciel ouvert, on parle toujours de mine et non de carrière pour une exploitation de roches ferrifères. En effet, la distinction entre mine et carrière ne repose pas sur un critère de localisation, sous terre ou en surface : il existe des carrières souterraines (cf. fiche Pierre de Savonnières dans le département de la Meuse) et des mines à ciel ouvert. Tout dépend de la substance extraite. Le code minier précise qu'il s'agit d'une mine lorsque l'extraction concerne des matériaux stratégiques concessibles par l'État : combustibles fossiles (charbon, gaz ou pétrole), sel gemme ou potasse, métaux (dont le fer), éléments radioactifs (uranium par ex.), minerais divers (soufre, bismuth, arsenic, antimoine, etc.). Dans tous les autres cas et pour des matériaux plutôt destinés à la construction (argile, calcaire, sable, marbre, "granit", gypse...), on parlera de carrières ; leur exploitation (régie par le code de l'environnement) étant négociable avec le propriétaire du sol (particulier, commune...), qui l'est aussi pour le sous-sol.

Fig.3 : Les mines à ciel ouvert de Niedercorn-Differdange en activité en 1966 (crédit photos : www.industrie.lu)

Le minerai de fer est un calcaire plus ou moins siliceux à ooïdes ferreuses (= oolithe ferrugineuse) correspondant à une ferriarénite oolithique (Mafuta et al., 2021). La roche est extraite de couches sédimentaires d'âge jurassique (étages Toarcien pro parte et Aalénien - fig.4). Sa teneur relativement pauvre en fer (30% en moyenne) et la présence d'impuretés à éliminer (silice, phosphates) lui a valu le nom de "minette" (avec minuscule) pour désigner la roche et de "Minette" (avec majuscule) pour la formation géologique (voir l'annexe scientifique dédiée au fer en Lorraine). La sédimentation du minerai s'est opérée sous forme de cycles répétitifs ou cyclothèmes (9 en tout dans le bassin de Differdange) caractérisés par une séquence granodécroissante, accompagnant une tendance régressive dans un environnement  bathydécroissant (Teysen, 1989) : dépôts argileux et fossilifères à la base jusqu'à des sables fins à grossier au sommet - voir une séquence-type ICI. Une transgression marine amorce une nouvelle séquence (ibid.).

Fig.4 : Position dans la série stratigraphique régionale des terrains ferrifères (Minette) et des autres formations rencontrées sur le Giele Botter (illustration © BRGM)

Au Luxembourg et dans le Pays Haut du nord de la Lorraine française, les dépôts d'oolithe ferruguniseuse se répartissent dans deux bassins sédimentaires voisins séparés par un accident majeur, la faille d'Audun-le-Tiche - Murville : le bassin de Differdange-Longwy à l'ouest et le bassin d'Esch-sur-Alzette - Ottange à l'est (fig.5). L'ensemble des failles de cette région et les lignes isopaques suivent une même direction, ce qui corrobore l'influence d'une tectonique distensive (probablement par réactivation de structures varisques) durant la formation de la minette (Teysen, 1989). Actuellement, les couches de minerai, de plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur (jusqu'à 60 mètres de puissance), affleurent le long de l'espace frontalier puis s'enfoncent vers le sud-ouest, enfouies sous des formations sédimentaires plus récentes du Jurassique de cette extrémité septentrionale du Bassin parisien (fig.5).

Fig.5 : Carte de répartition des isopaques (= épaisseurs) de la Minette et cadre tectonique dans le nord de la Lorraine et le sud du Luxembourg (d'après Teysen, 1984 et 1989) - cliquer sur la carte pour la situer dans le Bassin parisien

Les anciennes mines de minette à ciel ouvert présentent deux fronts de taille séparés par une terrasse sur laquelle on progresse durant le début du parcours (voir fig.10) : sous nos pieds, le premier front (haut d'une dizaine de mètres) est taillé dans le "faisceau siliceux" de la minette (voir fig.11), alors que celui situé au niveau de la terrasse et au-dessus, correspond au "faisceau calcaire" (d'environ 5 mètres d'épaisseur) dont la partie sommitale est manquante (lacune d'érosion) dans le bassin de Differdange (fig.6). La séparation entre les deux groupes de strates est fondée sur le rapport entre CaO et SiO₂ (inf. à 1,4 = siliceux ; sup. à 1,4 = calcaire) qui doit être pris en compte en métallurgie - d'où une exploitation organisée sur deux fronts de taille distincts (Weis et al., 2022). À cette nomenclature, se surimpose aussi celle employée localement par les mineurs qui reconnaissent parmi ces faisceaux, différents ensembles désignés par une couleur, celle-ci variant et résultant de la composition minéralogique du minerai (Thein, 2005) : couches vertes à rouges pour le faisceau siliceux (plus riche en berthierine, une chlorite ferrifère) et couches grises à rouges pour le faisceau calcaire (plus riche en goethite). Chaque couche de "couleur" correspond à un cyclothème (voir tableau stratigraphique de la fig.4 in Siehl & Thein, 1989).

Fig.6 : Strates du faisceau calcaire de la Minette que l'on suit sur tout le début du parcours

Sur le site du Giele Botter, la formation ferrifère, puissante d'une vingtaine de mètres à l'affleurement, est surmontée par des entités jurassiques datées du Bajocien (Jurassique moyen - fig.4 et 7) : les Marnes micacées, le Calcaire (ou Couches) à Sonninia (équivalent du Calcaire d'Ottange), le Calcaire de Haut-Pont puis, mais non accessible sur ce site, le Calcaire à récifs de Rumelange ou Calcaire d'Audun-le-Tiche (équivalent du Calcaire à polypiers inférieur en Lorraine centrale). L'ensemble occupe le sommet du plateau de la Côte de la Minette, prolongement de la Côte de la Moselle au Grand Duché, et domine la vallée de la Chiers et la plaine argileuse des terrains du Lias (= Jurassique inférieur) qui s'étend à l'est, au nord et à l'ouest de la ligne de côte (fig.8). 

Fig.7 : Extrait de la carte géologique Longwy à 1/50 000

Fig.8 : Le sentier du Giele Botter sur le rebord du plateau de la Côte de la Minette (ou de Moselle) dominant de ses 400 m d'altitude la plaine argileuse du Lias où s'étale l'agglomération de Pétange au loin (vue vers le nord-ouest)

Sous l'égide du Musée national d'histoire naturelle de Luxembourg et d'un groupe de représentants des communes de Differdange et de Pétange, la signalétique pédagogique (9 panneaux numérotés) qui jalonne ce parcours, balisé GB1 (fig.9 et 10), a été repensée et actualisée en 2021. Les thématiques traitées couvrent divers aspects de la géologie de la région et au-delà, permettant de situer le patrimoine géologique du site dans son contexte. Les titres et les textes des panneaux sont diffusés dans le Bulletin de la Société des naturalistes luxembourgeois (voir Weis et al., 2022 en bibliographie ou ici en annexe I). Une analyse lithologique plus complète et plus approfondie du Giele Botter est fournie dans un livret d'excursion de l'Université de Bonn (Thein, 2005).

Fig.9 : Plan du circuit géologique du Giele Botter et emplacement des 9 panneaux pédagogiques (n°1 à 9 ; n°10 = points de vue, hors circuit balisé) 

Fig.10 : Le parcours à travers les différentes formations géologiques (coupe schématique d'après Weis et al., 2022) - 1 : Minette, faisceau siliceux ; 2 : Minette, faisceau calcaire ; 3 : Marnes micacées ; 4 : Couches à Sonninia ; 5 : Calcaire de Haut-Pont ; les différents arrêts (1 à 7, 8 et 9-10) s'échelonnent sur trois terrasses distinctes étagées ; à droite devant le photographe, entrée d'une ancienne mine souterraine - voir arrêt 5.

La description du circuit proposée suit la numérotation et les thématiques des panneaux tels qu'ils apparaissent sur le parcours. D'autres panneaux, focalisant notamment les actions de gestion, les atouts ou encore la biodiversité de la réserve de Prënzebierg complètent parfois ceux dédiés à la géologie (voir annexe1).

1. La Minette : patrimoine mondial

L'arrêt fait face aux premiers fronts de taille exposés en contre-bas, là où se situe la base de la formation ferrifère (faisceau siliceux), reposant sur le Grès supraliasique toarcien (non affleurant). En saison humide, une étendue d'eau recouvre le plancher de l'ancienne excavation à cet endroit (fig.11). Les gisements de Minette franco-luxembourgeoise sont parmi les plus grands de minerai de fer connus au monde. Ceux-ci sont replacés dans leur contexte géologique (voir plus haut) et du fait du pendage des strates, donne l'explication d'une exploitation rendue possible à ciel ouvert au Luxembourg alors qu'en Lorraine, l'extraction ne pouvait être que majoritairement souterraine.

Fig.11 : La base de la mine est taillée dans la partie supérieure du faisceau siliceux de la formation ferrifère - le blanchissement des éboulis au pied du front de taille résulte de l'occupation régulière du site par un étang (à sec ici en saison estivale 2025) ; au-dessus, séparé par la terrasse, le faisceau calcaire de la Minette

2. Les dunes sous la mer

Sur l'arrêt 2, le visiteur est invité à chercher, à l'intérieur des couches de la formation ferrifère, les indices de l'action des courants lors du dépôt des sédiments sableux. Il s'agit de stratifications ou de litages obliques. De telles figures sédimentaires sont notamment bien visibles dans le faisceau siliceux du front de taille basal (fig.12)

Fig.12 : Foresets et litages obliques dans la couche rouge du faisceau siliceux de la Minette - cliquer sur l'image pour zoomer sur les litages obliques

Ces figures de courant caractérisent un ensemble de foresets (= litages obliques) constitués de bundles à signature tidale, c'est-à-dire des dépôts sableux de différentes épaisseurs, en réponse à l'influence des cycles des marées de mortes et vives eaux (voir fiche Bicqueley). Elles s'intégrent dans un corps sédimentaire d'une amplitude dépassant le mètre : il s'agit donc de dunes hydrauliques sous-marines ou sandwaves (on parle de rides pour une taille inférieure au mètre ; figures que l'on peut d'ailleurs rencontrer ici également), mises en place dans un environnement balayé par de forts courants de marée dont la vitesse moyenne a été estimée à 0,9 m.s^-1 (Teysen, 1984). Dans le plan du front de taille, les foresets sont inclinés vers le sud-ouest (cf. zoom fig.12), ce qui indique le sens du courant dans cette direction, et, compte-tenu de la paléogéograhie (cf. fig.14), d'une part, et de l'influence tidale, d'autre part, correspondrait à la direction du jusant (courant vers le large). Le sommet des dunes est souvent tronqué par une surface d'érosion.

De par leur mode de formation, les ooïdes apportent un autre argument en faveur d'un milieu de dépôt agité. En effet, les ooïdes ferreuses ont l'aspect de petites sphères inframillimétriques, plus ou moins allongées, qui se forment à partir de la précipitation de couches concentriques minérales ferreuses successives, autour d'un noyau ou nucléus de nature variée : grain de limonite (oxyde ou hydroxyde de fer), ooïdes remaniées, intraclastes, bioclastes, grain de quartz détritique ou encore, grain phosphaté (Weis et al., 2022 ; Chenot et al., 2023). Les ooïdes actuelles (carbonatées mais non ferrugineuses) naissent en zones côtières sous une faible tranche d'eau, soumises à de forts courants (ex. : Bahamas, Golfe Persique) qui maintiennent ces particules en mouvement permanent, ce qui explique l'acquisition de leur cortex en couches concentriques. Dans la roche, ces ooïdes sont liées entre elles par un ciment sparitique ou une matrice micritique ferrugineuse (fig.13). Les fossiles (huîtres, céphalopodes - voir arrêt 5) récoltés attestent d'un milieu marin. Certains bancs observés sont riches en débris de coquilles brisées et pourraient témoigner de l'occurrence de tempestites au sein de la formation (Chenot et al., 2023).

Fig.13 : Pétrographie de la minette : échantillon d'oolithe ferrugineuse (A) ; ooïdes ferrugineuses observées à la loupe binoculaire (B) ; lame mince de minette montrant le ciment calcitique et ferrugineux et quelques ooïdes et leur nucléus (C) - in Chenot et al., 2023 (fig.11B, p.23)

Comme le soulignent Chenot et al. (2023), "tous ces indicateurs portent à croire que les ooïdes se sont bien formées dans le milieu marin, dans un environnement soumis à l’action des vagues de houle ou de tempête, impliquant une faible profondeur (inférieure à 20 mètres). La présence de quartz millimétriques (jusqu’à 20%) ainsi que de feldspaths (jusqu’à 30%) indique cependant une intense altération continentale provenant des massifs émergés alentours."

3. D'où vient tout ce fer ?

L'arrêt 3 termine le parcours sillonnant au-dessus de la dépression parfois envahie par les eaux (cf. arrêt 1). L'origine du fer y est expliquée. Le fer des ooïdes provient probablement de sols continentaux sous altération latéritique (sols rouges tropicaux), transportés par les rivières dans la zone marine (voir aussi fiche de Mine musée du Val de Fer - Neuves-Maisons). En effet, les reconstitutions paléogéographiques à la transition Jurassique inférieur-moyen (fig.14 - voir aussi arrêt 6) suggèrent la présence de terres émergées (Massif de Londres-Brabant / Ardenne et le Massif rhénan) à proximité de l'aire de sédimentation côtière de la minette, désignée Golfe du Luxembourg (Weis et al., 2022).

Fig.14 : Paléogéographie de l'Europe au Jurassique inférieur et position du bassin de sédimentation de la Minette (flèche rouges : flux des particules détritiques) - cliquer sur l'image pour zoomer sur une reconstitution 3D de la région du Luxembourg

4. Du fer partout ?

Le panneau de l'arrêt 4 revient sur la localisation du fer à l'intérieur de la roche et l'origine de son nom, la minette (voir plus haut). Le fer est identifiable grâce à la couleur rouille donnée à la roche. Ce sont les ooïdes qui concentrent le fer. Plus une roche contient d'ooïdes plus sa richesse en fer est importante. Celle-ci peut s'élever jusqu'à 34% (Weis et al., 2022).

5. Les fossiles

Les traces de vie sont fréquentes au sein de la Minette : il peut s'agir de bioturbation (traces de terriers d'animaux fouisseurs) ou de fossiles. Ce sont les bancs marneux (de base de séquence) qui recèlent les restes d'organismes les plus abondants et les mieux conservés (le minerai lui-même en contenant peu). Parmi les plus fréquents, la gryphée Gryphaea ferruginea, une espèce d'huître, vivant sur le fond, à coquille mince inéquivalve : une valve gauche convexe et creuse et une valve droite plate, operculaire, sur laquelle les stries de croissance sont bien marquées. Ces dernières sont généralement les mieux conservées (fig.15). Les coquilles apparaissent souvent en coupe, sous forme de lamelles blanches nacrées, dans les bancs fossilifères du front de taille. Cette espèce se distingue des autres huîtres du même genre des étages précédents et suivants (ex.: Gryphaea arcuata, Gryphaea dilatata) par la finesse de sa coquille. Cette minceur traduirait une qualité mésotrophique (= moyennement riche en nutriments) de l’environnement (Nori & Lathuilière, 2003 ; Mafuta et al., 2021), ce qui signifierait une certaine distance du milieu par rapport au rivage. D'autres mollusques bivalves benthiques ou fouisseurs ont été recensés en Lorraine centrale (mine de Neuves-Maisons en Meurthe-et-Moselle) par Chenot et al. (2021) : Pholadomya, Pleuromya, Myophorella, Gervillella...

Fig.15 : Trois spécimens de la gryphée de la Minette du Giele Botter, Gryphaea ferruginea Terquem (N.B. : valve gauche incomplète)

Les autres fossiles rencontrés sont des restes de rostres de bélemnites (mollusques céphalopodes) qui sont des organismes à mode de vie nectonique, confirmant le caractère marin plutôt distal du paléoenvironnement de dépôt des marnes fossilifères. Les ammonites, plus rares, peuvent être présentes. Il s'agit d'espèces permettant de placer avec précision les terrains ferrifères sur une échelle biostratigraphique : les différentes strates de la Minette s'échelonnent ainsi sur une échelle de temps allant du Toarcien supérieur à l'Aalénien (Chenot et al., 2023 - fig.16). 

Fig.16 : Synthèse de la biostratigraphie de la Minette par Chenot et al., 2023 (fig.1, p.3) - comparer avec le tableau de Siehl et Thein, 1989 - cliquer sur l'image pour agrandir

En progressant vers le prochain arrêt, à l'emplacement de l'ancienne concession Gaertchen Fussbuch, le sentier passe devant l'entrée d'une ancienne galerie de mine souterraine, datée "1965" et obturée par une imposante et infranchissable grille métallique (fig.9 et 17). Sur le côté de l'entrée, on peut trouver un wagonnet à bascule rempli de minerai en vrac et des informations expliquant l'historique de la mine et l'organisation de l'exploitation de la minette par la méthode en chambres et piliers (voir annexe I).

Fig.17 : L'ancienne mine souterraine croisée sur le sentier du Giele Botter

6. Jurassic World dans la Minette et 7. Les terrasses de la Minette

Ces deux arrêts se situent au même emplacement, au niveau d'un surplomb à hauteur de la terrasse basale. Le premier panneau (n°6) explique la paléogéographie (voir fig.14) et le paléoclimat (chaud et humide) du Jurassique, il y a 175 à 170 millions d'années, durant la formation de la Minette.

Le panorama à cet endroit offre la possibilité d'observer l'ensemble des fronts de taille et des formations géologiques dégagés dans l'ancienne mine à ciel ouvert (voir fig.10). Le panneau n°7 aide à la lecture de ce paysage.

8. Le toit du minerai et 9. Sable calcaire de la mer à coraux

Lors de ces arrêts, le sentier traverse les formations plus récentes du Bajocien inférieur qui recouvrent les couches de la Minette se terminant par une surface d'érosion mais non observable dans le périmètre du chemin suivi (voir fig.10). Le premièr ensemble (arrêt 8 sur la terrasse intermédiaire) regroupe Marnes micacées - Calcaire (ou Couches) à Sonninia (du nom d'une ammonite) et est constituée de strates gris-clair (un peu masquées par la végétation - fig.18) qui contrastent avec le rouge des couches du minerai. Ces formations, d'une vingtaine de mètres d'épaisseur, n'ont pas été exploitées et font partie de la découverte de la mine. Elles ont surtout été étudiées par les paléontologues de par leur richesse en fossiles (voir Sadki et al., 2015 par ex.).

Fig.18 : Les Marnes micacées et les Couches à Sonninia masquées par la végétation (arrêt 8)

La dernière entité (arrêt 9 - terrasse supérieure) représente la base du Calcaire de Haut-Pont composé d'une biocalcarénite rousse à jaunâtre, à texture grainstone (biosparite) ou packstone (biomicrite). La roche comporte des débris d'entroques scintillants (restes d'échinodermes) et même des ooïdes ferreuses (Thein, 2005). Les figures de courant (stratifications et litages obliques) caractérisent également cette formation. Le panneau (fig.19 et annexe 1) expose l'origine de ce faciès, déposé à proximité de récifs à coraux qui se développent dans la région au début du Bajocien (voir aussi fiche sur la carrière d'Ottange-Rumelange).

Fig. 19 : Le panneau n°9 expliquant le contexte de formation du Calcaire de Haut-Pont - cliquer sur l'image pour zoomer

10. Points de vue et lecture de paysage

Le dernier arrêt ne figure plus sur le parcours balisé, probalement en raison du passage dans une zone non sécurisée. Il faut donc, avec la prudence qui s'impose, quitter momentanément le sentier GB1 pour faire un détour vers deux belvédères exposant le relief de côte depuis le plateau du Prënzebierg. Le premier à quelques mètres du sentier balisé offre une vue vers le nord-ouest (voir fig.8). Le suivant, situé plus au nord, permet d'observer le Zolverknapp, la plus septentrionale et la plus élevée (422 m) des trois buttes-témoins de la Côte de Moselle ou de la Minette (fig.7 et 20).

Fig.20 : Panorama vers le nord-est (arrêt 10) et vue sur la butte-témoin du Zolverknapp

À partir du point 10, une sente permet de retrouver l'itinéraire balisé pour clore la boucle du circuit. 

Bibliographie - sitographie

Chenot, E., Dennielou, E., Lathuilière, B., Carpentier, C., Fischer, M. (2023) - Neuves-Maisons : La minette de Lorraine dans les mines du Val de fer. Contribution ORAGE originale à la Banque de données du sous-sol n° 32, p. 1-37 ; lien de consultation.

Mafuta, N. M., Lathuilière, B. et Vasseur, R. (2021) - Rédange : affleurement de la Formation ferrugineuse. Contribution ORAGE originale à la Banque de données du sous-sol n°25, 1-13 ; lien de consultation.

Nori, L. & Lathuilière, B. (2003) - Form and environment of Gryphaea arcuata. Lethaia, vol.36, p. 83-96.

Sadki, D., Weis, R., Haas, R. (2015) - Ammonites et bélemnites des "Couches à Sonninia" (Bajocien inférieur) du Grand-duché de Luxembourg. Ferrantia, 71, p.53-86 ; lien de consultation.

Siehl, A. & Thein, J. (1989) - Minette-Type ironstones. Geological Society, London, Special Publications 46 (1): 175-93.

Teyssen, T. (1984) - Sedimentology of the Minette oolitic ironstones of Luxembourg and Lorraine: a Jurassic subtidal sandwave complex. Sedimentology. vol. 31 n°2. 195–211.

Teyssen, T. (1989) - A depositional model for the Liassic Minette ironstones (Luxemburg and France), in comparison with other Phanerozoic oolitic ironstones. Geological Society, London, Special Publications 46 (1): 79-92.

Thein, J. (2005) - Excursion 4 : "Minette-Type ironstones" ; site Giele Botter (Differdange / Luxemburg) - April 4h, 2005. Livret d'excursion - Université de Bonn - GeoBonn ; lien de consultation.

Weis, R., B. Thuy & L. Garbay (2022) - Le circuit géologique Giele Botter (Differdange- Pétange) – une vitrine à ciel ouvert du géopatrimoine des Terres Rouges luxembourgeoises. Bulletin de la Société des naturalistes luxembourgeois 124 : 179-189 ; lien de consultation.

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Site web sur le patrimoine industriel luxembourgeois - compilation très riche de documents et photos d'archives : https://www.industrie.lu/fr/ (consulté le 26 août 2025).