Pendant tout le Quaternaire, la plaine d’Alsace a fonctionné comme un piège à sédiments, d’autant plus que la subsidence tectonique y est restée active.
Le Rhin a divagué sur toute la largeur de la plaine d’Alsace entre Mulhouse et Strasbourg. Dans la basse plaine rhénane, les rivières d’origine jurassienne (l’Ill) ou vosgienne (la Bruche) occupent souvent d’anciens bras du Rhin. A l’Holocène, la largeur de la plaine d’inondation du Rhin s’est réduite et les graviers rhénans ont été recouverts de limons d’inondation, calcaires (apport du Rhin) ou non (apports de l’Ill et des rivières vosgiennes).
Le drainage est souvent médiocre, surtout dans les secteurs présentant encore une tendance à la subsidence , d’où les évolutions tourbeuses.
- Carte d’extension des alluvions dans la plaine d’Alsace - Ménillet, 1995
Définition générale
Les alluvions sont des matériaux détritiques, déposés par les cours d’eau. Les subdivisions utilisées sont les suivantes :
- Limons (0,002 à 0,05 mm),
- Sables (0,005 à 0,2 cm),
- Graviers (0,2 à 2 cm),
- Galets (2 à 20 cm)
- Blocs émoussés (20 à 40 cm).
On trouve les alluvions en remplissage de fonds de vallée où elles forment habituellement des replats (« terrasses »), s’étendant sur une faible largeur le long des cours d’eau. Dans les vastes plaines comme l’Alsace, elles occupent des surfaces importantes dont la largeur peut dépasser 10 km.
Alluvions rhénanes
Les alluvions rhénanes sont des dépôts détritiques mis en place par le Rhin au cours du Quaternaire, dont les matériaux sont originaires des Alpes, du Jura et de la plaine molassique suisse.
- Alluvions rhénanes présentant des stratifications obliques - Birtler, 2006
Ces alluvions sont principalement constituées de galets et de sables gris verdâtre micacés (30 à 50 %). Sans réelle stratification, elles présentent toutefois des intercalations de sable , de limon et de tourbe (inférieures à 2 m d’épaisseur). Elles sont souvent recouvertes d’une fine couche (0,10 à 1,50 m) de limon sableux gris ou de limon tourbeux brunâtre à noir (Ried). Le limon sableux a été apporté lors d’anciennes crues du fleuve. Il est formé d’un mélange de sable fin, d’argile et de carbonate. La proportion de sable a de l’influence sur le degré de perméabilité du sol et par la suite sur la végétation de la surface.
Selon leur origine, on reconnaît les galets par leur pétrographie caractéristique :
- Galets d’origine alpine : Quartzite (de grande taille, de teinte grise, beige à brunâtre), protogine (granite clair chloritisé), gneiss à amphibole, amphibolite, radiolarite rouge (en petits galets), quartz à enclaves chloritisées et calcaires du Jurassique des Préalpes (Ménillet, 1995),
- Galets d’origine vosgienne ou de la Forêt-Noire : Granites roses, porphyroïdes gris, gneiss, microgranite, rhyolites roses, microconglomérat permien, quartz, quartzite, et diverses roches à faciès volcanique,
- Galets d’origine jurassienne : Calcaires gris,
- Autres : blocs de roches volcaniques du Kaiserstuhl (gris sombre à cristaux d’augite noirs), blocs de grès des Couches à mélettes du Sundgau.
On reconnaît l’origine des sables par leur pétrographie et leur couleur caractéristique : - Sables d’origine alpine : Sable fin quartzeux gris verdâtre à muscovite, chlorite, hornblende verte et calcite,
- Sables à grain moyen à grossier d’origine vosgienne et de la Forêt-Noire : Sables quartzeux roses, parfois limoneux, à quartz à patine rouge, feldspaths, biotite, et débris de schistes.
Les alluvions de l’Ill
Le limon charrié par l’Ill est de teinte plus jaune que celui du Rhin et paraît plus chargé en matière organique.
Alluvions vosgiennes
Par le terme d’alluvions vosgiennes sont désignés les matériaux déposés par les affluents du Rhin d’origine vosgienne dans les vallées du massif montagneux et dans la plaine d’Alsace. Ces alluvions peuvent être interstratifiées dans les alluvions rhénanes mais sont le plus souvent redistribuées dans celles-ci.
Au Nord de la Bruche, les alluvions vosgiennes sont constituées essentiellement de sable rouge avec des interstratifications de petits galets de quartz et de quartzite, matériaux remaniés des grès vosgiens (Buntsandstein). La stratification est généralement bien marquée.
Au Sud de la Bruche, les matériaux alluvionnaires proviennent principalement du socle vosgien (ou « Vosges cristallines ») : galets de granite, de gneiss, de schistes, de grauwackes, sables d’origine variée (arènes granitiques, grès vosgien) et limons beiges à rougeâtres provenant des altérites du socle vosgien. Elles sont grossières à dominance de galets et de blocs roulés dans les principales vallées. La stratification est peu marquée.
La vallée de la Bruche séparant approximativement les Vosges gréseuses et les Vosges « cristallines » présente un type mixte. On observe aussi que les lits majeurs des rivières vosgiennes sont relativement larges dans leur cours moyen et inférieur, avec un lit majeur et un lit mineur bien marqués.
- Alluvions de la Bruche (carrière de Griesheim-sous-Molsheim) - Birtler, 2006
A l’Ouest de la plaine rhénane, des vallées vosgiennes jusqu’aux hautes terrasses du piémont, les différents niveaux d’alluvions sont généralement étagés en terrasses dont les plus anciennes sont plus élevées. Au débouché dans la basse plaine, ces niveaux ont tendance à s’interstratifier dans les alluvions rhénanes selon l’ordre stratigraphique. Les différents niveaux d’alluvions vosgiennes se croisent donc à proximité de la plaine.
