Holtzheim : sur le terrain

Le site de Holtzheim se situe à côté de l’aéroport de Strasbourg Entzheim. Il permet d’étudier deux types d’alluvions du Quaternaire. Le "tout venant rouge", d’origine vosgienne, est exploité par la sablière. Le "tout venant gris" alpin est extrait au niveau de la gravière qui met la nappe phréatique à l’affleurement. Un technicien de la société Holcim se tient à la disposition des groupes, sur rendez-vous, pour expliquer les techniques d'exploitation, les nombreuses utilisations des granulats extraits, les efforts faits pour le développement durable, ainsi que les métiers de son secteur d’activité…

En complément de la visite de ce site, il est possible de se rendre au bord de la Bruche, au centre du village de Holtzheim, comme le propose la fiche d'exploitation pédagogique au niveau de l'arrêt 4. Stationnement du bus possible rue des tilleuls, depuis le pont de la Bruche, prendre la rue des peupliers (au rond point) et tout de suite à gauche. Accès à pied au bord de l’eau par les « escaliers en rondin de bois ». Autorisation de stationnement à vérifier le moment venu.

Figure 1 : vue d'ensemble de la gravière d'Holtzheim.

I. Aspect pratique

Il faut impérativement demander l’autorisation pour accéder à ce site auprès de la société HOLCIM (standard 03.88.10.33.20). La visite se fait avec un technicien de la société (pour des raisons de sécurité) ce qui permet également d’obtenir toutes les explications concernant l’exploitation et l’utilisation par l’Homme des matériaux extraits sur le site.

II. Coupe géologique de la gravière

La visite du site permet d'identifier plusieurs formations géologiques et d'établir une coupe schématique de la zone.

Formations identifiables, de la plus ancienne à la plus récente :

- Substrat de la gravière (70 m sous la surface, non visible) : formations argileuses (roche imperméable constituant la base de la nappe phréatique).

- "tout-venant gris" (-10 à -60 -70 m) : sables et graviers provenant de l’érosion alpine, alluvions charriées par le Rhin. Peu visible in-situ car présentes sous les pieds des visiteurs, mais visible dans les matériaux récupérés par la drague et stockés sur le site. Granulométrie : de 0 à 120 mm avec 60% de graviers et 40% de sables. Nappe phréatique présente dans la porosité des alluvions. Il s'agit de la principale formation exploitée comme source de granulats.

- "tout-venant rouge" (-3,5 à -10 m) : sables et graviers provenant de l’érosion des Vosges dont les éléments (sables, graviers et argiles : granulométrie 0/60 mm) ont été charriés par la Bruche.

- Loess (-1 à -3,5 m) : roche sédimentaire d'origine éolienne, formée lors des périodes froides du Quaternaire (voir l'article détaillé). Le loess contient de nombreux fossiles de gastéropodes de milieu froid ainsi que des rhizolithes (concrétions de CaCO₃ formées autour de racines de végétaux). Roche non commercialisée actuellement, car pas d’acheteur, stockage en tas et utilisation pour l’aménagement du site : => en cours d’exploitation, par exemple, pour faire des talus en bordure du site => en fin d’exploitation pour vallonner le site (obligation pour l’exploitant de provisionner un compte de façon à pouvoir réhabiliter le site en cas de défaillance).

- terre végétale (1 à 0,4 m) : décapage puis vente ou réutilisation ultérieure pour le réaménagement du site). Sur le site, en réalité, il y a très peu de terre végétale (0,4m au max).

Une coupe détaillée, réalisée à proximité du site est disponible à l’adresse suivante : http://brar.brgm.fr/coupes/CG02722X0019F.pdf (avec la fiche détaillée correspondante : http://ficheinfoterre.brgm.fr/InfoterreFiche/ficheBss.action?id=02722X0019/F).

Figure 2 : galets d'origine alpine, provenant du "tout venant gris". Photographie Q. Boesch

Figure 3 : détermination de la nature des galets (majoritairement d'origine alpine, provenant du "tout venant gris"). Photographie Q. Boesch

Figure 4 : vue d'ensemble des alluvions de la Bruche ("tout venant rouge"). On visualise bien la stratification lenticulaire des dépôts, typique des dépôts fluviatiles.

Figure 5 : galets d'origine vosgienne, provenant du "tout venant rouge". Photographie Q. Boesch

Figure 6 : galet de brèche volcanique ou de tuff du Nideck (Permien) retrouvé dans le "tout venant rouge". Photographie Q. Boesch

Figure 7 : vue rapprochée du contact entre les alluvions de la Bruche (rouge de la partie inférieure) et le loess (beige de la partie supérieure). Photographie Q. Boesch

Figure 8 : vue du contact entre les alluvions de la Bruche (rouge de la partie inférieure) et le loess (beige de la partie supérieure).

III. Détermination de la nature et de l'origine des galets

Il est possible de déterminer la nature des galets du tout venant rouge et gris à l'aide de cette clé de détermination.

L'objectif est de trier les galets afin d'obtenir des tas constitués d’une seule sorte de roche puis, de les regrouper en roches sédimentaires, magmatiques et métamorphiques.

Figure 9 : Résultat d'un tri dans un tas de tout venant (ce tableau complète la correction proposée pour la fiche exploitation pédagogique)

La détermination de la nature des galets permet d'identifier leur origine (alpine ou vosgienne).

- Le "tout venant gris" comporte des galets de roches sédimentaires (calcaire fin (micrite), radiolarites rouges, grès ou brèche), de roches magmatiques (leucogranites) et de roches métamorphiques (gneiss, grès métamorphiques ou grès quartzitisés). Ces galets proviennent de l'érosion des Alpes et on été charriées par le Rhin.

- Le "tout venant rouge" comporte des galets de roches magmatiques plutoniques (granite, granodiorite), de roches volcaniques et volcano-sédimentaires du Nideck datées du Permien (rhyolithe, ignimbrite, cinérite) et de roches sédimentaires (grès, brèche et turbidites du Paléozoïque de la vallée de la Bruche + grès vosgien du Trias). Ces alluvions proviennent de l'érosion des Vosges et ont été charriées par la Bruche.

 

Détermination de l'agent de transport et de la maturité des galets.

La taille des galets permet d'exclure un transport éolien. La formé émoussée des galets et leur taille permettent d'exclure un transport par la glace ou par la gravité. Ces clastes de tailles diverses ont donc été transportées par l'eau.

Les alluvions de la Bruche présentent des formes très variées :

- les galets de Grès vosgien sont très émoussés et sphériques malgré la faible distance de transport car ces grès sont friables et peu cimentés ;

- les galets de roches volcaniques du Nideck (en particulier les tuffs) sont très anguleux malgré une distance de transport quasiment identique. Cette faible maturité s'explique par dureté importante du matériaux.

L'observation de la forme des galets montre donc bien que la lithologie et en particulier la dureté contrôle la résistance à l'altération mécanique.

 

IV. Histoire géologique de la zone

Grace au principe de superposition, il est possible de déterminer l'âge relatif des formations et de proposer l'histoire géologique suivante :

1. Mise en place des argiles de l'Oligo-miocène en lien avec la formation du Fossé rhénan

2. Après une longue lacune de dépôt, mise en place du tout venant gris d'origine alpine, charrié par le Rhin, ce qui implique que le Rhin coulait à l'emplacement du site. Ceci est possible car le fleuve divaguais dans sa plaine alluviale au cours du temps.

3. Mise en place du tout venant rouge d'origine vosgienne à la faveur d'une divagation de la Bruche qui devait couler sur le site.

4. Dépôt de loess, charrié par le vent durant les périodes froides (glaciaires) du Quaternaire.

5. Mise en place de la gravière, permettant de visualiser la coupe des terrains.

 

Figures 10 : Bloc-diagrammes présentant les principales étapes de la mise en place des dépôts observés dans la gravière. Schémas Q. Boesch.

 

V. Exploitation de la gravière et mise à nu de la nappe

L'extraction des alluvions induit la mise à nu de la nappe phréatique d'Alsace. L'eau présente dans la gravière ne provient pas directement de l'eau de pluie ou du ruissellement mais de l'eau de la nappe, logée dans la porosité des alluvions. La coupe du site permet donc d'observer la formation aquifère (alluvions), dont la partie haute est non saturée en eau et dont la partie basse est saturée en eau (nappe). Le niveau d'eau dans la gravière correspond au niveau du toit de la nappe phréatique (niveau piézométrique).

Pour visualiser l'origine de l'eau de la gravière rendez-vous ici.

Les alluvions rhénanes sont exploitées par une drague flottante qui récupère les matériaux sous le niveau de la nappe à l'aide d'un grappin. La drague "pêche" les alluvions jusqu'à une profondeur maximale de 50m. Les flancs de la gravière prennent alors la forme d'un cône. La quantité d'alluvions devrait permettre une exploitation pendant environ 40 ans.

Une fois extrait, le tout venant est lavé et séché, puis trié en fonction de sa granulométrie. Il est également parfois broyé afin d'obtenir du "concassé". Ces matériaux sont utilisés pour la fabrication du béton ou des routes (ballast et enrobé).

Figure 11 : drague flottante utilisée dans la gravière

Figure 12 : galets triés en fonction de leur taille

 

Merci à Madame REHM du collège de Geispolsheim

et à M. HENON de la société Holcim pour leur aide précieuse.