cavites karstiques de la province de liege

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ROYAUME DE BELGIQUE
MINISTERE DES AFFAIRES ECONOMIQUES
Administration des Mines· Service geologique de Belgique
13, Rue Jenner· 1040 Bruxelles
CAVITES KARSTIQUES DE LA PROVINCE
DE LIEGE
lnventaire des phenomenes karstiques penetrables tels que:
abime, abri, caverne, chantoir, faille, grotte, puits et trou.
Premiere partie
par
Jacques DUBOIS
PROFESSIONAL PAPER 1982/1
N°187
SERVICE GEOLOGIQUE DE BELGIQUE - PROFESSIONAL PAPER 1982/1 - N° 187.
CAVITES KARSTIQUES DE LA PROVINCE DE LIEGE
Inventaire des· phenomenes karstiques penetrables tels que
abime,abri,caverne,chantoir,faille,grotte,puits et trou.
PREMIERE PA11TIE
Jacques Dubois
Preface de Michel C. Dewez
Introduction geologique de Guy Toussaint
1982
RE:MERCIElVlENTS
Notr e vi ve gratitude va aux nombr euses personnes qui ont bien
voulu nous aider au cour s de l ' el aboration de ce tr avai l et
a,
tout part i cul ierement
Christiane Dubois, Moni que Goffin-Cabodi ,
Ma1]rice Dr ar1on, Loui s Compere, Thierry Dubois, Joseph Jasi ca,
Raymond Dubois, Fernand Dupont , Marc Vanleyssem, Serge Ahn,
Mar cel Paquot, Mi chel :'.'arenghien pour l eur parti cipat ion aux
l eves topographi ques.
Albert Br i fooz, Joseph Lecl ercq, Robert Leveque , Pol Xhaar d,
Guy Toussaint , 1\l be:rt 1/eom, pour l 'autorisnti on de publ i er
qu'ils nous ont accordee.
Mar inette Dewez, Mi r eille Mardaga ,
Robert Iker, pour l eur aimabl e collaborati on.
~ichel De~~z,
PREFACE
C'est dans une grotte que j'ai rencontre J8cques Dubois.
A en fevrier 1976, un groupe de speleologues creusRit
l~rtinrive,
avec enthousiasme le sol de la petite sAlle d'entree. Craignant
que leur methode ne soit pas adaptee aux necessites imposees par
le progres de la recherche, je leur suggerai d'int errompre leurs
travaux et de venir me voir a l'Universite. Ce qui fut dit fut
fait et le lendemain, je pouvais expliquer avec tous les exemples
utiles, a Jacques Dubois, responsable du groupe , les conditions
qu'il fallait reunir pour entreprendre une fouille prehistorique.
Une excellente collaboration s'instaura des ce jour et elle s'est
poursuivie jusqu'a present sans interruption. JBcques Dubois par
ticips aux deux dernieres campagnes de fouilles de l' Universite
a a
de Liege la grotte du Coleoptere Bomal-sur-Ourthe. Il obtint
a
l'Universite le certificat du cours de Technique des Fouilles
et les aleas de la vie firent qu'en I 979, il devient technicien
au Service S 0 S Fouilles du Ministere de la Culture (Cellule Est
de l'Universite de Liege). Dans le cadre de ce service , outre les
nombreuses interventions sur des sites de plein-air, il travRille
encore dans les gisements de grottes,comme ceux de Spy et du t rou
Balleux (province de Namur).
2
Sa passion pour la topographie .souterraine est telle qu'
il y consRcre tous ses loisirs, ete comrne hiver,uimanches et jours
de vacances. 1e but qu' il s' etait fixe- e.tablir un inventaire,
sorte de cadastre, du monde souterrain de la pr ovince de Liege -
Il l'a atteint , et avec beaucoup de succes comme le lecteur pour
ra s ' en r endr e compte en parcourant les pages de cet ouvrage.
Nul doute que ce travail s'averera tres utile, tRnt aux
non-specialistes qu'aux chercheurs, geologues, geogrRphes, arche
ologues, et biol ogistes qui s'interessent aux grottes et cavernes
pour lesquelles ils desormais d'une bibliographie
dispo~eront
assez complete pour ne pas dir e exhaustive .
Les speleologues liegeois enfin auront la legitime fier
t e d ' etre les premiers a posseder leur inventaire speleologique,
bien repertorie et tres largement topographie.Formons le voeu que
cet exemple soit suivi et que Jacques Dubois suscite des emules
dans l es autres provinces wallonnes.
1e 30 decembre I980
Michel C. Dewez
Archeologue au Service SOS Fouilles
Suppleant du cours Prehistorique
d '~rcheologie
a l ' Universite de Liege
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LES CAVITES KARSTIQUES DEVELOPPEES DANS LES ROCHES PALEOZOIQUES DE
LA PROVINCE DE LIEGE.
INTRODUCTION GEOLOGIQUE
par
Guy Toussaint
Apres avoir rappelle succinternent le contexte geologique,
l'accent est mis sur les caracteristiques propres des phenomenes
karstiques de notre region. Deux paragraphes sont enfin consAcres
au remplissage des cavites et a la protection des sites
k~rstiques.
I. CONTKCTE GEOLOGIQUE.
I .A. "Histoire geologique".
A la fin de 1' Eodevonien, le massif du Brabant, plisse
suite a 1' orogenese caledonienne, puis fortement erode, forme le
continent qui sera peu a peu envahi par les rners venant du sud au
cours du Devonien et du,Carbonifere. Cette transgression. marine a
permis le depot de sediments divers caracterises pour la plupart
par une mise en place sous faible profondeur d'eau, avec meme ex
hondations locales a certaines epoques. Au cours de la seconde
partie du Carbonifere, au Westphalien, se situe la phase paroxys
male de l'orogenese hercynienne ( I934 ) qui constitue
FOUill~RIER,
a
la deformation tectonique la plus irnportante de la region. C'est
elle qu'est due en effet la formation des grandes entites geologi
quesde la Wallonie (fig.2), a savoir- le syclinorium de NAmur, et
- le synclinorium de Dinant,separes par - la " bande silurienne du
Condroz ", zone complexe affectee par une grande faille de charri
age, la Faille Eifelienne ou Faille du Midi (fig.4)- mAssif de la
Vesdre ; -Anticlinorium de l'Ardenne. A cette liste, il convient
d'ajouter la fenetre de Theux, region ou l'erosion ulterieure a
permis l'apparition de l'autochtone sous le massif charrie.
4
Apres une periode d'exhondation et d'erosion amenant la
formation d'une peneplains post-hercynienne, une nouvelle invasion
marine provenant du nord-ouest cette foit se produisit au Cretace
superieur et envahit l'Ardenne jusqu'a la Baraque Inichel (BOURGUI
GNON," I954)
Une derniere transgression marine se developpe,toujours
a partir du nord, au !ertiaire. Au cours de cette ere se situe la
tectonique alpine. Celle-ci n'influence que tres peu notre region:
seules quelques failles radiales lui sont generalement attribuees.
c•est au cours de cette ere egalement que le reseau hy
drologique tend a s'organiser ( LAURANT, I976 ) pour se developper
principalement au Quaternaire, ere caracterisee par des variations
climatiques tres importantes avec des depots continentaux (terras
ses alluviales, loess et sables de couvertures, ••• ).
I.B. Stratigraphie.
L'examen du tableau stratigraphique resume (f.I) montre
a
que des roches carbonatees se sont deposees diverses epoques
I. au Devonian moyen et au debut du Devonien superieur (fig.4),
2. au Carbonifere inferieur (fig~5),
3. au Permian,
4. au Cretace.
La quasi totalite des cavites karstiques de la province
de Liege sont situees dans des roches datant des deux premieres
epoques, bien qu'il en existe quelques unes dans l'assise mediane
du poudingue de Nalmedy (OZER, I97I), generalement considere comme
etant d'age permien (DE r~GNEE et NAIRN, 1962). Les roches du Cre
a
tace, bien qu'etant karstifiees, ne semblent pas permettre suite
leur faible cohesion le developpement de cavites penetrables.
2. LE KARST.
Le karst de la Wallonie est un karst de plateAu et un
karst barre. Son etude entreprise depuis de nombreuses annees
(VAN DEN BROECK, MARTEL, RAHIR, I9IO), a fait l'objet de syntheses
recentes ( EK, I969 et I976 ; QUii'HF, 1977).
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Sa faible grandeur et sa situation a altitude assez
constante ne permettent pas d'y distinguer plusieurs zones geogra
phiquement distinctes. La province de Liege, entite purement admi
nistrative,ne fait evidement pas exception a l'ensemble du bassin.
Les facteurs structuraux sont de premiere importance
a a
(EK, 1976): ils conduisent limiter les roches carbonatees soit
des synclinaux entoures de roche detritiques (vallon de Sprimont a
a
Chanxhe dans les calcaires carboniferes par exemple),soit bandes
calcaires englobees dans des roches egalement non karstifi.ables
(vallon des Chantoirs dans les calcaires devoniens par exemple).
La structure geologique a done forme une serie de petits karsts
barres, caracteristique importante du karst du bassin mosRn.
Le meme auteur distingue les karsts developpes dans les
calcaires devoniens,ou sont situes les plus grands reseaux (Remou
champs,Han-sur-Lesse, ••• ) de ceux developpes dans les calcaires du
carboniferes.Il attribue ce fait non pas a une difference de pure
a
te de ces roches karstifiables, mais un apport dans le bassin
karstique d'eau douce pour les calcaires devoniens, alors que deja
chargee en sels pour les calcaires carboniferes. Cette difference
de durete des eaux resulte directement de la nature des roches
voisines : Devonien inferieur constitue de roches detritiques aci
des, Famennien comportant nombre de roches detritiques legerement
carbona tees.
Des etudes detaillees ont souligne l'influence de la
composition chimique des banes et de la presence et de l'orienta
tion des discontinuites sur le developpement des conduits (EK,I969
et I970). Ainsi au trou par exemple (POPESCU et rEL, 1979)
I~nto
" les phenomenes karstiques de quelque ampleur sont localises dans
les calcaires calcinables du V)a et dans une moindre mesumdu V2a.
En revanche, ils sont absents dans les calcaires siliceux et / ou
dolomitiques du V2b et du VIb De plus' "la geometrie du reseA.U
II 0
karstique y est directement fonction de la tectonique cassante re
presentee par des joints ou des fractures parfois exagerees en
failles".
Dans un travail recent, QUINIF (I977) distingue les re
seaux speleologiques developpes par des rivieres principales (Meu
se, Ourthe, Ambleve, Vesdre) appellees rivieres de type I et qui
constituent en fait le niveau de base, de ceux engendres par leurs
effluents, appelles rivieres de type 2. Les premieres donnent lieu
principalement a des recoupements de meandre (grotte de Bohon,abi
me de Beaumont), alors que les secondes formant un reseau de.type
"chantoir-ref?urgence". Apres que leurs eaux se soient perdues dans
un "aven-chantoir11 (QUINIF, I975), elles s'enfouissent rapidement
pour atteindre le nive~u de base o~ se developpe souvent une''grot
te-resurgence"dont l'altitude a ete mise en relation avec cella du
niveau de terrasse contemporain des rivieres de type I (EK,I96I).
Si las examples d'avens-chantoirs (vallon des Chantoirs, trou Vic
tor a Tilff, chantoir de Nomont a Esneux, etc ••• ) et de grottes
resurgences (grotte de Remouchamps, grotte Sainte-Anne, grotte de
Monceau etc .•• ) ne manquent pas dans la province, notons que jus
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qu'a present aucune liaison penetrable a l'homme entre ces deux
parties d'un meme reseau karstique n'a pu etre trouvee, pas plus
d'ailleurs que dans le reste du bassin mosan. D'autres formes
karstiques existent, en nombre plus restraint : citons notamment
l'"aven de corrosion-eboulement" (QUINIF, I977) resultRnt de l'ac
tion corrosive des infiltrations augmentees de cella des eboule
ments et conduisant ala formation d'un puits par agrandissement
d'une fracture (trou Ozer a Beverce, dans l'assise medians du pou
dingue de Malmedy). Si l'age de la plupart des· reseaux penetrables
est essentiellement Quaternaire comme en temoigne l'adaptation des
niveaux de resurgences fossiles a ceux des terrasses fluvia1es (EK
I96I), de nombreux paleokarsts de tous ages, generalement impene
trables,ont ete decrits (CALEMBERT,I945; HARZE,I904; DAMIEN,I956).
). LES REMPLISSAGES.
L'interet des remplissages .des cavites karstiques semble
assez meconnu dans las milieux speleologiques at leur etude reste
l'apanage des scientifiques (BASTIN,DUPUIS,QUINIF,I978 ; BAY,I968;
DRICOT, I969; EK, I974; QUINIF et al.,I979; TOI'IffiALLE at DOR,I958).
Ces etudes permettent de mieux comprendre la formation et l'histoi
re des reseaux karstiques et souvent meme de dater le creusement
et/ou les depots. Pour le speleologue, la bonne comprehension des
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remplissages, de leur mode de mise en place permettra,en combinai
son avec d'autres donnees geologiques et hydrologiques,de proceder
plus judicieusement et plus efficacement a l'exploration du reseau
( SPI.NOY, I977) •
Lea methodes d'etudes(QUINIF,I978) font appel ala plu
part des disciplines utilisees en geologie du strati
~uaternaire:
graphie (TOUSSAINT et TOUSSAINT, I98I), sedimentologie (EK, 1974),
paleontologie (CORDY,I978),palynologie (BASTIN,I978) pour ne citer
que lea principales. Outre lea sediments trouves dans les profon
deurs des grottes, ceux deposes a l'entree et devant les cavites
recelent un veritable interet pour la connaissance du Quaternaire.
Des fouilles longues et minitieuses y sont effectuees,souvent dans
des gisements archeologiques (DEWELl et al. I974; TOUSSAINT et al.,
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I979) par des equipes pluridiciplinaires specialisees.
4. LA PROTECTION DES GROTTES ET DES KARSTS.
La necessite de la protection des grottes et des karsts
est a present evidente dans plusieurs buts: conservation du patri
moine wallon (cavites concretionnees), aspect economique (reserves
d'eau potable), interets scientifiques multiples.
Toutefois si beaucoup en semblent a present convaincus,
dans les faits il en va souvent autrement (MAIRE,I979),suite a une
serie "d'imperatifs economiques" (carrieres, lotissements, grands
travaux, zones de loisir, ••• ).Depuis plusieurs annees deja, par un
recenssement des phenomenes karstiques et la concertation avec les
autorites competentes (DE BROYER,I979),des resultats encourageants
ont ete obtenus en Wallonie par la Commission Nationale de Protec
tion des Sites Speleologiques.
Beaucoup reate a faire, au niveau des speleologues eux
memes (de certains speleologues plutot) tout d'abord: que de chaux
de carbure trainant 98 et la, meme dans des cavites recemment de
couvertes,que de concretions enlaidies par un passage inconsidere!