] :La question qui va être examinée est celle de la géomorphologie structurale, c'est à dire de l'explication des reliefs par la structure tectonique. [photos]
Dans nos massifs subalpins septentrionaux, et plus spécialement
dans celui de la Chartreuse, les principaux reliefs sont, par
rapport à l'allongement du massif, soit longitudinaux (vallées
et crêtes majeures), soit transversaux (cluses de l'intérieur
de la Chartreuse, de l'Isère en aval de Grenoble et de
Chambéry) soit enfin hémicirculaires (cirques).
Quant aux accidents structuraux pouvant être invoquées
comme ayant un rôle directeur dans la formation du relief
ils sont [cartes d'ensemble] :
- d'une part longitudinaux : les plis majeurs (N-S) et les chevauchements associés (de même direction moyenne). Leur lien avec le relief est classiquement reconnu, par l'intermédiaire de la notion d' « inversion de relief » (qu'il convient de préciser).
- d'autre part transversaux : les décrochements (ENE-WSW) et quelques plis "transaxiaux". Leur rôle est très discutable (on analysera pourquoi).
L'étude des cluses de la Chartreuse aboutit a des conclusions dépourvues d'ambiguité car l'absence de vallée alluviale laisse peu de faits masqués. Au contraire, pour celles de Grenoble et de Chambéry, la présence d'une large vallée alluviale laisse planer une grande incertitude sur les faits qu'elle peut masquer et autorise une ambiguité dans les conclusions.
- orthogonalité de leur tracé moyen par rapport aux axes de plis mais ne correspondant à aucun abaissement de la voûte de ceux-ci (au contraire elles passent plutôt au voisinage des culminations anticlinales)
- obliquité par rapport aux décrochement (de plus elles ne coupent pas les barres rocheuses résistantes là où celles-ci sont coupées par ces failles) ;
- inexistence de tout accident cassant quelles suivraient.
Leur origine n'est donc pas structurale.
Leur orientation suggère qu'elles se soient creusées à partir d'écoulements dirigés suivant presque directement la plus grande pente de la chaîne naissante, donc par "surimposition" [schéma].
L'alignement "linéamentaire" du Guiers Mort avec la Combe Madame ne saurait être une "faille visible par satellite" ; est-ce alors un alignement fortuit ou l'indice d'un paléocours de rivière orthogonal au faîte de Belledonne, antérieur au creusement du Grésivaudan ?. (NB rien d'homologue pour le Guiers Vif )
Les auteurs comme le grand public ont volontiers admis une origine structurale. Deux sortes d'accidents tectoniques ont été envisagés comme responsables possibles de l'implantation du cours de la rivière :
- des transsynclinaux, c'est à dire des ensellements des plis subméridiens que traverse la cluse. Ce fût la théorie la plus souvent retenue [Lugeon, 1901 ; Blache, 1931 ; Blanchard, 1941 ; Gignoux et Moret, 1952]
- des failles, ce qui a été envisagé plus récemment [Veyret, 1956, Barbier et Debelmas, 1960, Gidon et Arnaud, 1978 (carte géologique Grenoble, 2° éd.)].
- Confusion entre ensellement et V topographiques [schémas] ;
- Comparaison directe des coupes naturelles des 2 rives, dont l'obliquité par rapport aux structures et la différence de dissection par l'érosion induisent en erreur [photos depuis les Bannettes et depuis les Guillets, La Molière, et le Pas de la Clé].
- absence de rigueur dans les constructions géométriques pour déterminer comment les structures traversent la cluse.
- continuité des structures (et non désolidarisation) d'une rive à l'autre
- absence d'ensellement (tout spécialement au niveau Ratz-Échaillon).
- absence de faille orientée selon la cluse. Cassure (déchirure contemporaine du chevauchement) entre Fontaine et Saint-Égrève [carte de la géométrie des accidents]
- Cours médian partiellement dirigé par le synclinal de Villard de Lans (qui se poursuit non vers La Monta mais vers Mont-Saint-Martin) [carte en isohypses)]
Une vallée surimposée (épigénique), voire même antécédente (par rapport aux déformations post-miocènes), celle du « Fleuve miocène de Grenoble ».
Subsiste le mystère du choix de son implantation et surtout de son orientation (différente de celle des cluses internes à la Chartreuse et ne pouvant donc relever d'une explication ausi simple).
Le schéma structural cartographique montre qu'elle correspond, à Chambéry même, à un ensellement (peu accentué) accompagné très probablement d'un décrochement (faille du col de la Doria).
Sur l'essentiel de sa longueur (environs de Challes) elle correspond plutôt à une culmination des plis N-S (qui sont recoupés par les deux anticlinaux transaxiaux de la Boisserette et de Curienne) et à son débouché sud correspond très clairement à une zone de montée axiale du synclinal des Aillons.
Son origine structurale est donc aussi peu évidente que pour la cluse de l'Isère
[photos de différents aspects des cluses]
Il s'agit des vallées N-S et des crêts qui les dominent (dont le rebord subalpin). Leur rapport à la structure tectonique en fait un exemple de l'« inversion de relief » [schéma de la nomenclature morphologique correspondante]. On sait que l'on appelle classiquement ainsi la mise en relief préférentielle des zones synclinales et le creusement plus accentué des zones anticlinales. Cette morphologie n'est bien réalisée qu'en Chartreuse et Bauges orientales et pratiquement absente en Vercors, où le relief est plutôt « conforme » aux structures (selon le modèle jurassien).
On ne doit pas s'étonner sans doute de ce que les voûtes anticlinales soient plus exposées à l'érosion puisque ce sont les parties les plus portées en altitude. Le problème est de savoir pourquoi les carapaces calcaires (et en premier lieu celle de l'Urgonien) n'y ont pas été dégagées en bosse, comme dans le relief jurassien ("monts"), mais au contraire excavées ("combes anticlinales").
L'origine de l'inversion de relief subalpine a suscité différentes hypothèses :
- amorçage de l'éventration des voûtes anticlinales par l'effet de l'entaille préalable des cluses (BLACHE, 1931, 1960),
- affaiblissement de ces voûtes anticlinales par leur fracturation tectonique en extension (DEBELMAS, 1960),
- présence de solutions de continuité dans la dalle urgonienne en raison d'une hypothétique disjonction originelle des zones de développement de ce faciès (VEYRET, 1960) ou par creusement précoce (à l'Éocène) de vallées perforant cette dalle (MUGNIER, 1979).
Les auteurs qui se sont penchés sur cette question ont donc fait oeuvrer leur imagination dans la recherche de processus ou de dispositions favorables intervenant lors d'une érosion de type classique (fluviatile ou glaciaire), agissant par affouillement mécanique, au cours du Quaternaire. L'idée, pourtant classique pour d'autres régions (Appalaches etc), que le terrain ait pu être préparé, avant l'entrée en action de ce type d'érosion, par une première étape de morphogénèse par pénéplanation avait bien été anciennement envisagée (notamment par BLACHE) mais repoussée, en l'absence d'anciennes surfaces d'aplanissement reconnues.
L'existence de telles surfaces découle pourtant de l'examen attentif des crêt chartreux.
Dans la plupart des cas les crêts chartreux sont simplement formés par l'Urgonien, les calcaires du Fontanil ne donnant qu'un ressaut plus ou moins abrupt, à mi-pente du talus que couronne la falaise urgonienne. Les caractères de ces crêts « normaux » impliquent que leur mise en relief résulte d'une érosion que l'on peut qualifier de différentielle, c'est à dire sensible aux différences lithologiques et notamment à la résistance toute particulière de l'Urgonien, qu'elle tend à dégager de ses terrains encaissants en en dénudant la surface stratigraphique supérieure.
On peut qualifier de morphologies « anormales » celles où des crêtes formées de calcaires du Fontanil doublent la crête urgonienne et même la dépassent, au moins localement, tant en vigueur de relief qu'en altitude. On constate alors que cette crête urgonienne n'y soit plus constituée que d'une falaise peu élevée, voire localement effacée, car l'érosion l'a largement amputée des termes supérieurs de la formation.
Dans le massif de la Chartreuse de telles dispositions sont visibles de façon particulièrement caractérisée dans les cinq secteurs suivants :
- Les chaînons parallèles de la Grande Sure - Lorzier et de la Grande Vache - Rochers de Chalves, qui appartiennent au flanc est de l'anticlinal de la Chartreuse occidentale.
- Les deux crêtes de Fétrus et des Rochers d'Arpison , également dans le flanc est de l'anticlinal de la Chartreuse occidentale.
- le groupe des trois crêtes parallèles de l'Aliénard, du Petit Som et des Roches Rousses des Éparres. où sont intéressés les deux flancs de l'anticlinal de la Chartreuse médiane.
- l'arête du Grand Som et la Crête des Aures, qui lui est parallèle, à la marge ouest de la Chartreuse orientale.
- l'ensemble Crête de Thivelet - Cime de la Cochette, sculptée dans le flanc ouest et la voûte de l'anticlinal de la Chartreuse médiane, au nord-ouest de Corbel.
[Photos de crêtes montrant une surface plane tranchant les couches ou même la voûte d'un pli (Chalves depuis Pas de la Clé, Fétrus depuis None, Grand Som de Saint-Pierre-de-Chartreuse, Crête de Nave depuis Pierre Jaille, Nivolet-Revard depuis l'Outheran, Mont Beauvoir.]
1 - L'analyse géométrique des lieux montre que leur réalisation implique l'intervention d'un aplanissement, c'est à dire d'une érosion indifférente à la nature des roches, aboutissant à une pénéplanation .
(une telle érosion "aréale" peut résulter soit d'une prévalence de la dissolution chimique sur le creusement mécanique, ce qui se produit de préférence sous des climats proches de ceux intertropicaux et a existé dans notre région à l'Éocène, soit de la combinaison d'effritement des roches et d'écoulement en nappes, qui est typique des régions arides et semble avoir caractérisé le Villafranchien).
Cet aplanissement doit être intervenu postérieurement aux plis et décrochements mais il a été affecté par les grands chevauchements, tels la faille de Voreppe, qui ont décalé sa surface par sauts d'altitude [coupes de la Sure]. Il est donc probablement post-miocène dans la plupart des cas, mais on sait que la molasse miocène repose aussi en discordance sur des voûtes de plis arasées à l'Éocène-Oligocène, de sorte qu'il n'est pas exclu que certaines surfaces de troncature des couches urgoniennes soient anté-miocènes (NB ces plis sont tout à fait distincts des plis P2 décrits dans l'évolution tectonique ultérieure des chaînes subalpines).
2 - D'autre part la répartition des crêtes formées de calcaires du Fontanil n'est pas quelconque. En effet on les observe principalement à la bordure occidentale des massifs : pourquoi ? Deux raisons paraissent s'additionner pour justifier cela :
- Meilleure résistance des calcaires du Fontanil, car ils deviennent plus épais et plus massifs aux approches du Jura ;
- Moindre action de l'érosion ultérieure à l'aplanissement car c'est la partie de ces massifs qui a été le moins et le plus tardivement soulevée.
La mise en évidence des paléo-aplanissements fournit la clé dont l'absence faisait refuser, à ce jour, la théorie classique. Quel que soit le nombre et l'âge des épisodes climatiques qui ont pu leur donner naissance le processus paraît donc être le suivant :
Lors d'une étape précoce de morphogenèse est intervenue une troncature plane et presque horizontale des voûtes anticlinales. Ce n'est que plus tard que rentre en scène le creusement fluviatile quaternaire : il agit surtout sur les roches moins résistantes (érosion à caractère au contraire "différentiel") et détermine donc un affouillement préférentiel dans les secteurs préalablement amputés de leur carapace protectrice urgonienne c'est-à-dire ceux des coeurs anticlinaux (qui seront encore plus évidés s'ils ont été également décapés de la voûte "dérivée" des calcaires du Fontanil).
[En fait l'âge des paléo-aplanissements importe assez peu car leur rôle préparatoire est efficace quel qu'en soit l'âge. La différence est que, dans le cas des aplanissements anté-miocènes l'érosion quaternaire n'a pu atteindre les structures anticlinales éventrées qu'après avoir dû dégager la chape des terrains miocènes. Au contraire dans le cas où l'érosion quaternaire s'est exercée sur une série anté-miocène déjà dénudée par des aplanissements post-miocènes elle n'a pas eu à décaper cette chape. Il y a donc plus de chances de voir se former des morphologies surimposées dans le premier cas que dans le second]
Le fait que l'inversion du relief soit plus ou moins accusée d'une transversale à l'autre des massifs subalpins s'explique aisément en invoquant seulement la différence de la profondeur structurale atteinte, soit par l'aplanissement préalable, soit par l'affouillement quaternaire (les autres hypothèses étaient inaptes à en rendre compte).
C'est ainsi que la réduction de l'inversion du relief qui s'observe, du nord vers le sud, dans le tronçon Bauges - Chartreuse - Vercors des massifs subalpins septentrionaux, peut s'expliquer par un ennoiement vers le sud des plis anté-miocènes, fait dont la réalité est bien étayée dans les chaînons jurassiens méridionaux de la bordure ouest de la Chartreuse (les voûtes anticlinales urgoniennes étant conservées sous la sédimentation miocène du côté sud et au contraire arasées plus ou moins profondément vers le nord).
Un net accroissement de l'inversion qui se manifeste, d'ouest en est, dans les massifs subalpins septentrionaux (que ce soit en Chartreuse ou dans les Bauges, voire même dans le Vercors).
Il résulte probablement de la pente vers l'ouest (vers le bassin molassique périalpin) que présente la surface enveloppe des plis post-miocènes (du fait du soulèvement de Belledonne). En effet, plus on va vers l'est, plus la chape molassique des plis (qui devait déjà être en outre originellement de plus en plus mince) a du y être dégagée tôt par les érosions post-miocènes, livrant ainsi plus vite à la dissection morphogénétique les voûtes anticlinales décapitées par l'ancienne surface d'aplanissement et lui permettant ainsi d'agir plus profondément.
Les changements de constitution de la série lithologique ont sans doute joué aussi un rôle non négligeable : en effet la série présente de moins en moins de niveaux marneux lorsque l'on se dirige vers le domaine jurassien et y offre donc moins de possibilités d'ouverture de larges combes.
Ce ne sont pas des reculées (comme ceux du Vercors),
à l'exception du Planey (entre Corbeley et Outheran) et
des Trois-Fontaines (Grande Sure). On peut les répartir
en deux groupes distincts .
Ce sont ceux de Valombré (pied nord du Charmant Som), de Corbel (falaises Thivelet, la Cochette, Roche Veyrand) et de La Combe (extrémité nord du chaînon du Corbeley). Ils s'ouvrent soit vers le nord soit le sud et entaillent donc les plis de façon longitudinale.
Les pendages des abrupts urgoniens qui les ceinturent montrent une disposition "périclinale". Ceci trahit leur origine tectonique et correspond à la fermeture d'une "combe anticlinale", par raccord des ses deux crêts symétriques : la combe fait place à des voûtes anticlinales (conformes) qui plongent du côté de la fermeture, c'est-à-dire respectivement vers le sud (Valombré) ou vers le nord (Corbel).
Ces cirques s'expliquent donc vraisemblablement par l'arasement d'une culmination anticlinale (ce qui dessine une ouverture ovalaire allongée parallèlement à l'axe) avant le creusement fluviatile du coeur du pli [schéma ]. Il est à remarquer que les cluses des deux Guiers ne contournent pas cette culmination mais la traversent franchement (cf. plus haut).
Ce sont les cirques de Perquelin - ravin de Bellefond, de Saint-Même et de La Plagne. Ils sont ouverts vers l'ouest - nord-ouest et entaillent les plis plutôt transversalement. Ils présentent entre eux de grandes analogies dans leur dessin et dans leurs relations avec la structure géologique du lieu. [photos ]
Leur localisation coïncide, pour chacun, avec le passage d'une grande faille dont l'abrupt les ferme du côté sud-est. La partie excavée du cirque se situe toujours du côté nord de cette faille. En fait le cirque correspond à l'extrémité sud d'une "combe monoclinale", creusée dans le flanc est de l'anticlinal de Perquelin mais aveuglée du côté sud par les abrupts urgoniens au pied desquels passe la faille.
Le creusement de ces cirques s'est donc effectué par
affouillement de la lèvre de faille où la carapace
urgonienne était le plus portée en altitude, alors
qu'au sud de la faille la carapace urgonienne, respectée,
dessine le fond du synclinal chartreux oriental [blocs tectono].
C'est dire qu'il relève caricaturalement du processus de
l'"inversion de relief" (et qu'il s'explique, lui aussi,
par l'intervention d'un épisode d'aplanissement tronquant
les voûtes des anticlinaux, avant le creusement des vallées
et le dégagement des crêtes (mais sans doute après
le jeu des décrochements) 
.
Le processus de mise en relief des crêts urgoniens s'accompagne, sur leur "revers" (côté opposé à l'abrupt), du glissements de tranches entières de strates, ce qui a décapé des "dalles structurales" à différents niveaux dans la masse urgonienne et créé des amas d'éboulis à énormes blocs, d'aspect pseudo-morainique (comme ceux de Marcieu ou des Revols).
Les chaos sont des amas de blocs de taille décamétrique qui diffèrent des vrais éboulements par la manière dont leurs éléments sont juxtaposés : Les plus gros blocs des vrais éboulements sont en général largement noyés dans du matériel de calibre plus fin dont ils ne font guère qu'émerger à leur sommet. Au contraire dans les "chaos" de Chartreuse, comme celui de Tracarta (au dessus de Saint-Même) ou celui de Bellefond (au dessus de Perquelin) les énormes blocs sont en fait presque en place et seulement isolés par des crevasses à peine comblées.
En outre les chaos sont situés en amont d'une falaise alors que les éboulements se trouvent en pied de pente, en contrebas de la falaise qui leur a donné naissance en s'effondrant. En fait les chaos correspondent à une tranche de roche qui a commencé à se disloquer sous la traction du glissement vers l'aval, à la surface d'une dalle structurale mais dont l'arrachement a avorté (peut-être provisoirement), en raison surtout d'une pente insuffisante des couches. Par contre ce processus s'est notamment poursuivi jusqu'à son terme, en dégageant une dalle structurale propre et lisse, au Jardin de Chamechaude (nappe d'éboulement du col de Porte), sur le versant est des lances de Malissard sud (le "chaos" de Marcieu est en fait un éboulement) et au flanc est du Charmant Som (fausse moraine des Revols).
Or on constate que la localisation des chaos présente souvent un lien avec le sectionnement oblique d'un flanc de pli (par un décrochement). Pour les chaos de Bellefond et Tracarta, comme pour la dalle structurale du Jardin de Chamechaude, c'est là où la falaise a reculé au delà de la charnière synclinale que se sont déclenchés les glissements, car plus rien ne retenait la tranche de roche du côté aval (schéma). La seule différence est que, dans les deux premiers cas, le pendage est moins fort qu'à Chamechaude, de sorte que le décollement et l'arrachement ne se sont produits qu'au dessus du niveau de forte désolidarisation des couches à Orbitolines et que la tranche mise en glissement ne s'est pas totalement évacuée.