Les orgues basaltiques

[tanguydu30]

I -La formation des orgues volcaniques

Notez d'abord qu'il faut dire orgues (ou prismes) volcaniques au lieu d'orgues (ou prismes) basaltiques, car ce phénomène se manifeste aussi bien dans les basaltes que dans les phonolites (exemple à Bort les Orgues), les trachytes, les andésites...

Le phénomène de prismation existe aussi dans les filons volcaniques verticaux (les dykes). Ils sont alors perpendiculaires aux bords du dyke (prismes horizontaux dans les dykes).

Les prismes grossiers peuvent se débiter en dalles, appelées "lauzes" en Auvergne.

Figure 1. Environs de Bort les Orgues

Droits réservés - © - site personnel d'Auguste Hargon

Les Orgues, vue prise de Saint Thomas.

Figure 2. Bort les Orgues

Droits réservés - © - site personnel d'Auguste Hargon

Les Orgues, alt. 780 m, hauteur 100 m, longueur : 2 km.

Figure 3. Prismation et débit en lauzes dans un dôme phonolitique

Figure 4. Orgues basaltiques à Panska Skala

Droits réservés - © 2003 Jan Matas

À ~100 km au nord de Prague, République Tchèque.

Figure 5. Détail des orgues de Panska Skala

Droits réservés - © 2003 Jan Matas

Les orgues volcaniques résultent d'une contraction thermique par refroidissement

Pour la plupart des auteurs, les orgues se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement. Il y a alors diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée.

La prismation qui se forme s'effectue perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. Il en résulte des orgues verticales pour une coulée horizontale.

Idéalement, on observe trois systèmes de prismation superposés :

• au sommet de la coulée : la fausse colonnade ;
• au cœur de la coulée : l'entablement ;
• à la base de la coulée : la vraie colonnade.

Figure 6. Coupe théorique complète d'une coulée basaltique de vallée

La présence et l'importance relative des divers systèmes varie considérablement d'une coulée à l'autre. Ainsi l'entablement peut manquer totalement ou se développer sur les deux tiers de l'épaisseur totale.

En général, plus le refroidissement est lent et plus les prismes seront réguliers.

Voir les appliquettes de Maurice Starck et Martin Kraus : l'alvéole d'abeille in Balade dans le monde des polyèdres (Site de l'académie de Nouvelle-Calédonie, novembre 1999).

Les appliquettes utilisent LiveGraphics3D de Martin Kraus. Ce programme est libre d'utilisation dans un but non commercial. Les commandes de l'appliquette sont détaillées à la fin de la page.

Des hexagones aussi dans les argiles en dessiccation

Notez d'abord qu'en ce qui concerne la formation des fentes dans l'argile, il s'agit d'un phénomène de surface, à distinguer de la formation des prismes, qui est de façon évidente un phénomène de volume.

Figure 7. Fentes de dessiccation

Droits réservés - © 2003 Pierre Thomas

Dans le cas des fentes de dessiccation dans les argiles, la diminution de volume est liée à la déshydratation de la mare de boue.

On peut parler de retrait hydrique.

Refroidissement pour les basaltes ⇒ retrait thermique.

Évaporation pour les argiles ⇒ retrait hydrique.

En effet, il y a dépression capillaire et rapprochement des feuillets argileux, ce qui provoque un retrait et peut induire des contraintes en traction (si le retrait n'est pas parfaitement libre). Dans ce cas, les contraintes, si elles sont supérieures à la résistance en traction du matériau, vont engendrer de la fissuration.

Pourquoi une géométrie naturelle hexagonale ?

L'hexagone correspond à l'expression géométrique traduisant au mieux la répartition des déformations et le relâchement des contraintes de retrait. C'est pourquoi les prismes volcaniques sont hexagonaux.

Pour comprendre ces phénomènes, les 2 mots clés sont homogénéité et hétérogénéité.

• Hétérogénéité du refroidissement (effets sur les bords de la coulée) pour les laves et hétérogénéité de l'évaporation pour les argiles (existence de gradient d'humidité dans l'épaisseur de la couche d'argile).

• Homogénéité du milieu (aussi bien pour les argiles que pour les laves). Plus précisément, on devrait parler d'isotropie du milieu.

L'hétérogénéité va entraîner la fissuration. Par exemple pour les argiles la teneur en eau dans la partie inférieure de la couche est supérieure à celle de la partie supérieure, ce qui va provoquer un effet de "tuilage" (concavité) par retrait différentiel. De plus, il faut noter que la partie supérieure en contact avec l'atmosphère présente un retrait libre alors qu'il y a accrochage de la partie inférieure à son support, d'où là encore retrait différentiel.

L'homogénéité du milieu va faire que les contraintes vont se répartir aussi d'une façon homogène dans le plan (pour les argiles) ou dans l'épaisseur (pour les laves). La forme "iso-contrainte" idéale dans le plan est un cercle avec un inconvénient toutefois qui réside dans le non remplissage intégral de la surface. Le meilleur compromis géométrique est l'hexagone qui résout à la fois l'isotropie et le problème d'empilement. Évidemment, dans la nature, cet "idéal hexagonal" n'est pas toujours vérifié et ce sont alors des motifs polyédriques qui se réalisent.

Notons que cette occupation optimale de l'espace et l'utilisation d'un minimum de cire n'ont pas échappé aux abeilles qui élaborent des alvéoles hexagonales.

Source :

http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/orgues-volcaniques.xml

II-Quelques orgues basaltiques

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/Orgues_de_la_Roche_Tuili%C3%A8re.jpg

Orgues de la Roche Tuilière (massif du Sancy, Auvergne)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bc/Orgues_du_pain_de_sucre.jpg

Orgues ou colonnes basaltiques du Pain de Sucre sur l'île de Terre-de-Haut (archipel des Saintes) Antilles françaises.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d5/Giant%27s_Causeway_%2814%29.JPG

Orgues basaltiques de la Chaussée des Géants, en Irlande du Nord.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/11/Los_Organos_La_Gomera.JPG

Los Organos, La Gomera, Îles Canaries

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/0729_Orgelpfeifen_Damaraland.JPG

Orgues du Damaraland (Namibie)

Grotte de Fingal sur une ancienne photo

Grotte de Fingal sur une ancienne photo

L'entrée de la grotte Fingal

L'intérieur de la grotte Fingal

Panská skála en République Tchèque.

Panská skála en République Tchèque.

Socoa

Mais à Socoa, ce ne sont pas des orgues basaltiques, mais des stratifications marno-calcaire.

Russie, dans l'ile de Kunasir (L'ile la plus au sud des Kouriles) un endroit fantastique....

LE CAP STOLBCHATIY

Russie, dans l'ile de Kunasir (L'ile la plus au sud des Kouriles) un endroit fantastique....

LE CAP STOLBCHATIY

[phguaz]

En Islande :

Kirkjugolf ( Le plancher de l'église )

( Svartifoss

[phguaz]

Un petit complément à la Chaussée des Géants :

[gb69]

Plus près de chez nous, les orgues de Montpeloux, près de Viverols (63) :

[Marc68]

Sujet intéressant , merci à tous

[coxoceras]

Oui super sujet et de bien belles photos. Pour ma part,ces formations géologique sont parmi les plus impressionnantes et admirables. La nature est une magicienne.

[IvanJ]

Du rab d'Islande (Arnarstapi, au pied du Snaefellsjökull) :

[esor6]

Dans le cas des orgues indépendants, sait-on combien de temps est nécessaire pour passer de l'état visqueux à l'état solide ? (quelques mois ou années, je suppose)

Le processus fait-il du bruit (séparation des colonnes) ?

Si oui, a t'il été entendu ou en registré ?

Merci,

[Kayou]

Une inconnue glanée sur le Net.

[Stoof]

Orgues dans le Cantal

[esor6]

Très joli ! C'est où précisément ?

Au fait, ma question précédente, même si elle est naïve sans doute, est une vraie question.

Quelqu'un a des infos ? Merci,

[Stoof]

Très joli ! C'est où précisément ?

Au fait, ma question précédente, même si elle est naïve sans doute, est une vraie question.

Quelqu'un a des infos ? Merci,

C'est la cascade du Faillitoux, à Thiézac.

Pour ta question, je l'ai vu, mais je n'ai pas la réponse

[Invité]

En Islande

[Nodarref]

Bonjour . Dimanche dernier , nous avons fait une petite randonnée le long de la rivière Vaipatu dans la vallée de la Tuauru sur la commune de Mahina à Tahiti . Nous avons marché sur les traces de Dumont d'Urville et de Darwin . L'objectif était d'atteindre les plus belles orgues basaltiques de Tahiti . En deux heures de marche dans la forêt , après avoir traversé une dizaine de fois la rivière , nous sommes arrivé au pied de cette magnifique formation rocheuse . L'occasion d'une bonne baignade et aussi l'opportunité de prendre quelques belles photos pour alimenter ce beau sujet un peu endormi sur géoforum .

[Nodarref]

petite formation au début de la paroi .

[Nodarref]

Détail de la base de la coulée .

[Nodarref]

D'un peu plus loin .

[Nodarref]

Environ 80 m de long pour 40 mètres de hauteur . Difficile de tout faire entrer dans la photo .

[Nodarref]

Olivines dans le basalte

[Nodarref]

Au bout de la paroi , la coulée se courbe

[Nodarref]

Un peu plus haut sur la rivière , un petit orgue dont les prismes sont horizontales . Voilà , fin de la balade ,c'est tout pour aujourd'hui . Bonne journée à tous .

[Kayou]

Sympa , merci.

[ziz]

Magnifique, intéressant et stupéfiant

[Célia]

Bonjour,

Voici des coulées basaltiques en orgues présentes en Ardèche : plus précisément à Jaujac,sur les berges du Lignon.

Cette coulée a été émise par un "jeune" volcan (entre - 120 000 et -40 000 ans) de type strombolien. Elle a suivi en fin de parcours le cours du Lignon, qui a reformé son lit en creusant dans la coulée, nous permettant actuellement d'admirer ces magnifiques prismes basaltiques.

[Nodarref]

La collection s'étoffe . Magnifiques photos . Merci Célia