Les lœss en France et dans le Nord-Ouest européen

The loess in France and in Northwestern Europe

CNRS ESA 8018, Unité Stratigraphie et Paléoenvironnements quaternaires UFR de Géographie, Université des Sciences et Technologies de Lille avenue Paul-Langevin 59655 Villeneuve-d’Ascq Cedex Pierre.Antoine@univ-lille1.fr, France.

Résumé

Les lœss sont des limons d’origine éolienne caractéristiques des environnements périglaciaires et des maxima glaciaires du Quaternaire (depuis 2,4 Ma). Ils se localisent essentiellement entre 30 et 60° de latitude Nord, en marge des grands inlandsis et des zones désertiques (Chine). Les alternances lœss-paléosols constituent des séquences lœssiques dont l’épaisseur, de l’ordre de 5 à 40 m en Europe occidentale et centrale, peut localement dépasser 200 m en Chine où ils correspondent à environ 2,4 Ma. Actuellement, l’étude multidisciplinaire de ces séquences est un des moyens privilégiés de reconstitution de l’enregistrement paléoclimatique en domaine continental. Au sein de ces séquences, les lœss typiques sont constitués par des silts quartzeux (fraction dominante : 10-50 µm), calcaires, extrêmement bien classés, pauvres en sable, non stratifiés, et qui possèdent une structure isotrope fortement poreuse et métastable. Du point de vue géotechnique, ce sont des matériaux effondrables, extrêmement sensibles aux variations d’humidité, à la compaction et aux vibrations. Dans le Nord-Ouest de l’Europe, où ils constituent une zone plus ou moins continue de la Bretagne à la vallée du Rhin, l’analyse détaillée de la séquence du Pléistocène supérieur (± 128-15 ka BP) permet de mettre en évidence une succession pédosédimentaire complexe au sein de laquelle les lœss carbonatés sont caractéristiques d’une courte période centrée autour du dernier maximum glaciaire (30-15 ka BP). Enfin, le développement des grands travaux d’aménagement dans le domaine lœssique de la France septentrionale (TGV Nord, autoroutes, gazoducs...), permet de souligner l’importance de la prise en compte de la variabilité des faciès loessiques pour une meilleure approche des problèmes géotechniques liés à ces matériaux.

Abstract

The loess are aeolian silts which are typical of periglacial environments and of the full Glacial periods of the Quaternary. They are mainly located between 30 and 60° N at the margin of the main icecaps and of desert zones (China). The superimposition of loess and palaeosols are named loess sequences or loess series. Their thickness varies from 5 to 40 m in Western and Central Europe and locally up to 200 m in China where they represent about 2,4 My. Presently their multidisciplinary investigation is one of the best way to highlight the impact of global climate changes on the continental zones.

Within these sequences, typical calcareous loess are represented by well sorted homogeneous and calcareous quartz silts (main grain-size class : 10-50 pm), showing a strongly porous, isotrope and meta-stable fabric. From a geotechnical point of view they are classified as collapsible soils and are very sensitive to changes in water content and to compaction and vibrations. In north-western Europe, where they represent a more or less continuous zone between Brittany and the Rhine Valley, the detailed investigation of the Upper Pleistocene sequence (± 12815 ky BP) provide evidence a very complex pedosedimentary record in which typical calcareous loess are typical of a short episode centred on the Last Glacial Maximum (± 30-15 ky BP). Finally, the very important development of construction works in the loess area of Northern France (highway infrastructures, high speed train, gaz pipeline...), bring to underline the importance of taking in account the variability of loess facies for a better approach of the geotechnical problems linked to these materials.