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Les paysages, la géologie, les sols Site en travaux

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 Le socle des variations paysagères

© Agence Folléa-Gautier Paysagistes-Urbanistes - Conseil Général 54

Les paysages et la géologie


Les dernières couches géologiques du Bassin Parisien

La géologie du Bassin Parisien, en offrant une succession de couches disposées en arc de cercle, joue un rôle important dans la distinction des paysages de Meurthe-et-Moselle. L’empilement de roches tendres et de roches dures, ainsi que le lent soulèvement du Massif Vosgien, sont à l’origine du relief des côtes (ou cuetas), éléments caractéristiques des paysages lorrains.
Le département se trouve ainsi intimement lié, au-delà de ses limites administratives, à la Lorraine, dont il recoupe la majorité des formations géologiques (Côtes, Plateau Lorrain, Piémont Vosgien). La géologie (mais aussi le climat) explique également la diversité des sols, leurs potentiels de mise en culture et les terroirs, distinguant ainsi des paysages diversifiés et des productions agricoles variées.

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La Meurthe-et-Moselle : rencontre du Bassin parisien et du Massif vosgien

 Une organisation en auréoles orientées nord-sud, liée au Bassin parisien.

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L’histoire géologique du Bassin parisien et la formation des cuestas

Occupant le rebord oriental du Bassin parisien, le département de Meurthe-et-Moselle présente une variété de roches sédimentaires avec des grès, des argiles, des marnes et des calcaires. A l’échelle du Bassin parisien, ces roches s’organisent à la manière d’une pile d’assiettes : les formations les plus anciennes se situent en dessous et apparaissent à la périphérie, tandis que les plus récentes se superposent en strates concentriques. Ces strates se sont déposées sur plusieurs centaines de mètres d’épaisseur et affleurent en couches successives suivant l’inclinaison vers l’ouest.

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L’échelle des temps géologiques en millions d'années, permettant de resituer les couches géologiques de Meurthe-et-Moselle

Dans le département, la plupart des formations géologiques se sont accumulées durant l’ère secondaire, longue période de sédimentation qui a duré 200 millions d’années. Elles sont sculptées en côtes ou cuestas, paysage typiquement lorrain. Ces couches s’appuient sur le socle gréseux plus ancien du Massif Vosgien qui apparaît à l’est du département, avec les grès vosgiens du Trias   (Buntsandstein) ; puis viennent les calcaires coquilliers du Muschelkalk   et les marnes et argiles du Keuper   qui forment le Plateau Lorrain ; enfin les couches du jurassique composent les reliefs des Côtes à l’ouest. Quant aux quelques dépôts du tertiaire et du quaternaire visibles dans le département, ils se retrouvent essentiellement dans les vallées.

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Des contrastes de paysage qui s’expliquent par la géologie du département

D’ouest en est, se distinguent ainsi les grands ensembles naturels et paysagers que sont : les Côtes, le Plateau Lorrain et le Piémont Vosgien.

 Les couches jurassiques du Pays des Côtes : une alternance de roches dures et de roches tendres

Toute la partie ouest du département s’organise en une série de couches successives orientées nord-sud et formées par les plus anciennes auréoles concentriques du Bassin parisien.

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Le relief des côtes : une morphologie particulière issue de l’alternance de couches dures et de couches tendres

« Les côtes représentent des paysages rythmés caractérisés, d’ouest en est, par la succession de 3 formes de relief : un plateau calcaire ou gréseux (le revers de côte), un talus dépassant plusieurs dizaine de mètres de dénivellation (le front de côte ou cuesta  ) et une dépression argilo-marneuse (dépression orthoclinale). » (d’après Géologie et géographie de la Lorraine 2006, sous la direction de Annette Lexa-Chomard et Christian Pautrot)

L’origine du relief de cuestas réside dans cette alternance de couches de roches sédimentaires perméables et résistantes (calcaires) et de roches plus tendres et peu perméables (marnes) qui se sont accumulées durant l’immersion du Bassin parisien à l’ère secondaire. Les mers du Secondaire formaient alors un vaste golfe qui s’étendait au nord jusqu’aux Ardennes. Le rivage s’est déplacé vers l’ouest au fur et à mesure que le Massif Vosgien se soulevait, provoquant une inclinaison (pendage) des couches sédimentaires vers l’ouest. C’est ce faible pendage vers l’ouest qui provoque le profil asymétrique des plateaux calcaires : le front de côte est en pente forte, alors que le revers de côte descend en pente faible pour se noyer sous la couche argileuse suivante..
L’érosion dans les calcaires des plateaux se fait par infiltration de l’eau dans les nombreuses fissures ou diaclases de la roche. Elle entraîne une dissolution du calcaire qui, associée à la circulation de l’eau, conduit à la formation d’un karst  , phénomène bien connu en Lorraine, avec des vallées sèches sur les plateaux calcaires et des résurgences dans les vallées et plaines. La dissolution complète du calcaire laisse sur place une argile de décalcification. Le sous-sol y est calcaire et le sol peu profond. L’eau est rare en surface car elle s’infiltre facilement. Une telle disposition se retrouve tout le long des côtes de Meuse et de Moselle, où l’on peut ainsi pratiquer la spéléologie.

 Les couches triasiques du Plateau lorrain : des contrastes peu marqués.

Si le relief de cuestas est très prononcé dans la partie ouest du département avec les côtes de Meuse et de Moselle, il apparaît moins perceptible dans la partie orientale du Plateau lorrain.

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Les salines de Varangéville, exploitations des gisements salifères contenus dans les argiles du Saulnois

On y retrouve d’ouest en est les couches géologiques suivantes :

  • le Keuper   ou marnes irisées au Nord et au Sud de Lunéville. Il s’agit d’un ensemble d’argiles et de calcaires :
  • les argiles gypseuses et salifères de Dombasle formant d’importants gisements de sel gemme ;
  • des argiles fortement colorées renfermant des bancs de sulfate de chaux et de magnésie ;
  • à l’est de Lunéville, des marnes irisées. Elles sont masquées sous une grande surface à alluvions anciennes gréseuses descendues des Vosges, donnant des terres froides sableuses incultes qui reposent sur un sous-sol imperméable ; elles sont ainsi essentiellement occupées par le bois de Mondon qui s’étend entre les vallées de la Meurthe et de la Vezouze.
  • le muschelkalk   ou calcaire coquillier au nord de Baccarat et autour de Blâmont. Il est constitué par des bancs épais de calcaires durs, riches en fossiles et mélangés d’argiles.

 Les grès des Basses-Vosges ou Vosges gréseuses : les prémices du massif montagneux / Piémont Vosgien

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Affleurement de grès rose (Pierre-Percée)


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Grès bigarré sur les ruines du château de Deneuvre

A l’ère primaire s’élevait une montagne à la place de l’actuel Bassin Parisien. Les Vosges étaient alors une zone de delta recevant les dépôts de l’érosion de cette montagne hercynienne, les rivières coulant alors vers l’est. Les roches sédimentaires continentales se sont accumulées durant le Trias inférieur (Buntsandstein), formant les couches de grès vosgiens (sables cimentés) sur 200 mètres. Cette couverture sédimentaire n’est pas entièrement décapée et ne laisse pas apparaître les granites et gneiss que l’on retrouve plus au sud sur les sommets arasés et arrondis caractéristiques des ballons des Hautes Vosges. Les grès et conglomérats du Buntsandstein forment aujourd’hui une large ceinture de collines boisées qui s’étendent autour du massif granitique : ce sont les Basses Vosges ou Vosges gréseuses. La couleur rose des grès, qui magnifie les paysages du sud du département et contribue à leur identité, s’explique par la présence de fer libéré lors du processus d’altération des grès : les minéraux ferromagnésiens se décomposent en libérant du fer. Ce dernier forme des oxydes divers qui donnent à la roche un aspect bigarré, d’où les nuances colorées qui apparaissent dans les grès roses (le terme Buntsandstein signifie « grès multicolore »). En se désagrégeant, les grès forment des argiles et un sable riche en quartz qui s’accumule au pied des pentes, tandis que le conglomérat principal, plus résistant car moins poreux, forme des tables en surplomb.

Au pied des collines vosgiennes, la plaine sous-vosgienne forme une étroite bande entre le massif des Vosges et la cuesta   du Muschelkalk  . Elle est constituée des dernières couches gréseuses et de roches calcaires. Les roches plus tendres (grès coquilliers, argiles et marnes) y ont été érodées et forment une dépression occupée par les prairies et les cultures. Les forêts de hêtres avec résineux se sont quant à elles installées sur des sols bruns acides sur les hauts et milieux de pentes.

 Les alluvions du quaternaire accumulées dans les vallées.

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Les alluvions du quaternaire déposées dans les fonds de vallées sont le siège de gravières qui laissent place à des étangs en fin d’exploitation – Pont-à-Mousson

Les alluvions du quaternaire se sont déposées dans les fonds de vallées et se concentrent sur les berges de la Moselle, de la Meurthe et de la Seille et de leurs affluents. De nature variable (granitiques et quartzitiques pour la Moselle, quartzitiques pour les affluents de la Moselle et de la Meurthe issus des Vosges gréseuses), elles donnent des sols sableux favorables aux cultures maraîchères et aux prairies naturelles. Ces alluvions modernes, recherchées pour leurs matériaux, sont le siège de nombreuses sablières/gravières  . Elles renferment également les nappes phréatiques exploitées pour fournir de l’eau potable.

 Une alternance de sols humides et lourds (marnes et argiles) et de sols secs (calcaires)

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Les plateaux calcaires du Pays Haut et de Haye sont couverts d’une couche d’argile rouge favorable à la culture du blé

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Les sols lourds argileux de la plaine de la Woëvre

Les sols de Meurthe-et-Moselle présentent une variété qui s’explique par l’alternance des couches géologiques et par la présence des dépôts alluvionnaires récents de l’ère quartenaire.
Globalement quatre types de sols principaux se distinguent et contribuent à différencier les paysages :

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La céréaliculture se développe sur les sols bien drainés des plateaux calcaires

  • Les sols calcaires des plateaux du Pays-Haut, de Haye et des Côtes de Meuse, sont issus des couches du jurassique moyen et supérieur. Les replats sont couverts d’une couche d’argile rouge, et sont favorables à la culture du blé, tandis que les hauts de côte, aux sols plus minces, recevaient traditionnellement les pelouses et pâtures à moutons.
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Les étangs creusés dans la plaine de la Woëvre permettent d’assécher les terres trop humides

  • Les marnes et argiles couvrant la Woëvre (jurassique supérieur) et le Plateau lorrain (Keuper  ) constituent des sols lourds et collants, les « terres fortes », difficiles à cultiver. Les parcelles les moins humides sont aujourd’hui souvent drainées, ce qui permet leur mise en culture, tandis que les fonds restent généralement dédiés aux prairies. A l’est de Lunéville, ces marnes irisées sont masquées sur une grande surface par des alluvions anciennes gréseuses descendues des Vosges et donnant des terres sableuses et pauvres, les ’blanches terres’, non cultivées et occupées par le bois de Mondon.
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Les sols pauvres issus des grès vosgiens se couvrent de forêts (sapins, épicés, bouleaux…)

  • Les sols issus des grès vosgiens sont de type podzolique : acide, sablonneux, secs et pauvres, sur lesquels se développent les sapinières.
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Prairies dans la vallée du Madon

  • Dans les fonds de vallées, les alluvions du quaternaire donnent des sols sableux qui, améliorés par le drainage, deviennent de bonnes terres agricoles favorables au maraîchage et aux prairies naturelles.
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Les sols argilo-calcaires du Saintois sont particulièrement fertiles

A cet ensemble s’ajoute une zone de transition entre pays calcaires et pays d’argiles, avec des sols issus des couches du jurassique inférieur (lias). Ils sont constitués par une succession de lits de marnes intercalés entre des bancs de calcaires, donnant des sols argilo-calcaires ou argilo-siliceux généralement riches et faciles à travailler. Ils forment les terroirs agricoles privilégiés du Saintois, du Vermois, du Bayonnais et du Saulnois.

 Des matériaux de constructions témoins du socle géologique.

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Bâtiments construits en calcaire jaune (pierre de Jaumont) à la teinte jaune et lumineuse caractéristique (Xivry-Circourt)


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Fontaine en grès rose des Vosges à Einville-au-Jard


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Chaînage en grès rose : église de Pierre-Percée

L’architecture est un témoin précieux de la nature des sols et des sous-sols. Les teintes et nuances particulières des matériaux de construction, leur mise en œuvre, participent à la personnalité des pays et l’identité des paysages de Meurthe-et-Moselle. Les constructions traditionnelles sont majoritairement en pierre. Si elles sont le plus souvent recouvertes d’un enduit visant à protéger les façades des intempéries, les pierres restent visibles en encadrement de fenêtre ou de porte.
Sur les façades des monuments publics et religieux, ou dans les ouvrages d’art, la pierre de meilleure qualité ne nécessite pas d’enduit et s’offre à la vue. Plus rares, mais non moins précieux pour la qualité des paysages, les murs de pierre sèche se retrouvent surtout autour des villages.

La géographie et la géologie originales du département offrent une grande variété de pierres à bâtir qui proposent un panel de couleurs allant du rouge au blanc en passant par les jaunes. On note ainsi quelques spécificités qui contribuent à l’identité de certains paysages :

  • les calcaires, extraits des côtes, sont le plus couramment utilisés. Ils sont généralement d’une teinte blanc beige, mais peuvent par endroit présenter une couleur jaune lumineuse lorsque la concentration en oxyde de fer est plus importante, notamment dans le Pays-Haut, avec la célèbre pierre de Jaumont (dont la carrière se situe en Moselle) mais dont la teinte se retrouve dans les carrières locales de Meurthe-et-Moselle : château de Cons-la-Granville, fortification de Longwy, hôtel de ville de Longuyon, … Dépourvu d’oxyde de fer, les calcaires des Côtes de Meuse présentent quant à eux un blanc pur au grain très fin, avec notamment la pierre d’Euville (extraite dans la Meuse), très recherchée pour les sculptures ornant les édifices et utilisée pour la construction de la cathédrale de Toul, de l’abbaye des Prémontrés, de la Place Stanislas, … ;
  • les grès se retrouvent dans le sud-est du département, à proximité des Basses Vosges. Ils présentent une couleur qui varie du blanc au rouge brique, en passant par le brun rosé, certains étant bigarrés. De teinte plus sombre que les calcaires, les grès donnent une identité forte aux villages et villes du Piémont Vosgien et de l’extrémité est du Lunévillois.

 L’exploitation des ressources du sous-sol

Le sous-sol lorrain regorge d’une grande variété de matières premières qui ont fait la richesse de la région. Minerai de fer, mais aussi sel gemme et sables, ces ressources ont largement été exploitées dès l’âge de bronze et jusqu’à nos jours, leur exploitation contribuant à façonner les paysages de Meurthe-et-Moselle.

Le fer

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Les cités ouvrières, une des traces visibles de l’exploitation du fer dans le département

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L’ancienne mine de Mancieulles (UP2)

En Lorraine, le fer est omniprésent. Presque partout la couleur plus ou moins rougeâtre des sols montre son existence. Les gisements de Meurthe-et-Moselle forment un bassin ferrifère important couvrant 1000 km² et répartis en deux secteurs : Briey-Longwy, le plus important, et Nancy.
Longtemps exploités de manière artisanale, trop riches en phosphore et faiblement concentrés en fer, ils n’ont pu être transformés en acier de façon rentable. Il faudra attendre l’invention du procédé Thomas-Gilchrist en 1877, permettant la conversion de la fonte en acier, pour lancer l’exploitation industrielle de la minette lorraine. Son exploitation, intense et brève (de la fin du XIXème siècle à la fermeture de la mine de Mairy-Mainville en 1992, dernière mine de fer de Meurthe-et-Moselle) a façonné de façon spectaculaire une partie des paysages du département : surgissement des usines sidérurgiques, mais aussi des cités minières nécessaires pour loger les ouvriers. L’implantation de l’activité minière sur le territoire s’explique par la géomorphologie :

  • les installations minières monumentales se retrouvent surtout en fond de vallée, au plus proche des gisements qui affleurent au niveau des côtes de Moselle ou au fond des vallées secondaires telles que l’Orne, la Chiers, la Crusne, …, ce sont notamment Maron-Val-de-Fer au sud dans la vallée de la Moselle, Moutiers dans la vallée de l’Orne, Longwy-Mont-Saint-Martin dans la vallée de la Chiers,
  • sur les plateaux, des chevalements sont construits pour permettre l’extraction des couches sédimentaires en profondeur grâce à des puits : à Jarny, Tucquegnieux, Piennes … dont il ne reste pratiquement plus trace aujourd’hui.

Au total, les mines auront creusé quelques 40 000 km de galeries, soit un vide estimé à plus de 500 millions de m3 dans les couches ferrifères qui s’étendent entre la Meuse et la Moselle. Ces béances auraient pu rester sans conséquences sur les paysages, mais le mode d’exploitation par traçage et dépilage, c’est-à-dire en suivant la direction des filons de minerai de fer, a conduit au foudroyage des galeries abandonnées et à la déstabilisation des terrains en surface, pouvant entraîner effondrements, affaissements, fontis, inondations, …
Ces risques liés à l’exploitation des mines sont aujourd’hui pris en compte dans les PPRM (plan de prévention des risques miniers) qui identifient des zonages particuliers et jouent un rôle important dans le mode d’urbanisation.
A titre d’exemple, le 15 octobre 1996, Auboué a connu d’importants mouvements de terrain suite à l’ennoyage (inondation naturelle suite à l’arrêt du pompage des eaux) et à l’effondrement des galeries inexploitées. Ces phénomènes ont aussi touché les communes de Jarny (1932-49), Crusnes (1977), Ville-au-Montois (1982), Moutiers (1997), Roncourt (1998-99), Audun-le-Tiche (1902) et Thil (1946 et 1957) dans le Pays-Haut (UP1, UP2), qui ont dû adapter leur mode de développement.

Le sel

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Mine de sel de Varangéville dans la vallée de la Meurthe


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Puits en bois d’une mine de sel dans la vallée du Sânon, Einville-au-Jard


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Sondages pour l’exploitation du sel sur le plateau du Saulnois, Cerville

En Meurthe-et-Moselle, l’industrie du sel se concentre dans les vallées du Sânon et de la Meurthe (UP12, UP15). Elle marque fortement les paysages, notamment dans la vallée de la Meurthe, où les talus des bassins de décantation prennent des proportions impressionnantes, remodelant considérablement le fond de vallée, de même que l’imposante usine Solvay à Varangéville.
Dans la vallée du Sânon, ce sont les sondages qui, bien que discrets, marquent les paysages agricoles. L’industrie exploite le bassin salifère lorrain, riche et étendu, installé dans les couches géologiques du Keuper   et qui s’étend du Saulnois, en Moselle, jusqu’en Champagne, suivant une orientation sud-ouest/nord-est.
Exploité depuis la préhistoire, le sel voit son commerce s’intensifier grâce aux voies romaines qui suivent les chemins sauniers vers Metz, Trèves, Langres, Strasbourg. Dès le Moyen-âge, les salines se multiplient pour devenir une importante industrie qui ne cessera de se développer. En 1910, on compte seize salines autour de Nancy, tandis que l’usine Solvay de Varangéville développe une production de carbonate de soude dès 1845. Aujourd’hui, seules les salines de la Meurthe sont encore en activité, le gisement de sel gemme étant exploité par des mines et par dissolution sur place en injectant de l’eau dans un sondage puis en pompant la saumure. Le sel brut est utilisé pour le déneigement des routes et l’industrie chimique ; quant à la dissolution, elle permet d’obtenir un sel pur consommable (homme et animaux).

Les extractions de matériaux

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L’impact des extractions de matériaux dans les fonds de vallées : la disparition des prairies

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Les plans d’eau creusés par l’extraction des matériaux monopolisent le fond de vallée, la vallée de la Moselle depuis le point de vue de Notre-Dame-des-Airs (Dieulouard)

Les formations du quaternaire, accumulées dans les vallées, sont aujourd’hui le siège de nombreuses sablières qui concernant la majorité des fonds de vallées de la Moselle et de la Meurthe. Les étangs formés après l’extraction des matériaux dessinent ainsi un paysage d’eau souvent discret à hauteur d’homme mais particulièrement visible depuis les hauteurs, notamment dans les vallées de la Moselle autour de Pont-à-Mousson. Renaturés et convertis en bases de loisirs (pêche, sports nautiques, chasse), ces étangs retrouvent aujourd’hui pour certains un intérêt écologique. Toutefois, sur de grandes portions de vallées, on assiste à une disparition des prairies et à une artificialisation parfois problématique. Seule la réserve de la Moselle sauvage (UP14), préservée des extractions de matériaux, forme une relique des paysages de fond de vallée avec des prairies, des champs d’expansion des crues, une ripisylve   dense et développée et un cours d’eau présentant des méandres et se divisant en de multiples bras.
Il est à noter que le Schéma Départemental des Carrières prévoit la renaturation des anciens secteurs d’exploitation.