Observatoire Régional de l'Environnement Poitou-Charentes

Une région à la confluence de quatre grands ensembles géologiques

L'histoire géologique du Poitou-Charentes est liée à la formation de deux grands massifs hercyniens : le Massif Armoricain et le Massif Central (durant l'ère Primaire), et à la formation de deux grands ensembles sédimentaires : le Bassin Parisien et le Bassin Aquitain (séparés à l'ère Secondaire par un haut fond, aujourd'hui appelé « Seuil du Poitou »). Entre les deux massifs anciens existe donc une zone surélevée passant par Parthenay, Vivonne, Champagné Saint Hilaire et l'Isle Jourdain. La carte géologique du Poitou-Charentes montre bien l'orientation Nord-Ouest/Sud-Est de ce haut-fond souligné par de nombreuses failles.

Les terrains présents sont la résultante de ces deux histoires structurales et sédimentaires que sont la formation du socle et la constitution de la couverture sédimentaire.

Episodes géologiques marquants du Poitou-Charentes

Ere	Période ou époque	Etages	Types de roches
Quaternaire	Holocène	Néolithique	Terrasses graves "Loess et limons"
	Pléistocène	Paléolithique
Tertiaire	Pliocène Miocène		Limons, sables fins "éoliens"
	Oligocène		Argiles et marnes lacustres
	Eocène		Argiles (rouges, grès et sables
	Paléocène
Secondaire	Crétacé	Maestrichien	Calcaires et argiles
		Sénonien
		Coniacien
		Santonien
		Turonien	Craies
		Cénomanien	Sables verts, grès et marnes
		Crétacé inférieur	Argiles d’altération
	Jurassique	Purbeckien Portlandien	Calcaire marneux
		Oxfordien
		Bajocien	Calcaires durs "en bancs"
		Bathonien
		Toarcien	Marnes bleues
	Trias
Précambrien et Primaire		Briovérien	Schistes et granites

• Le socle Primaire est constitué de granites et de schistes. Certains schistes sont datés du « Briovérien » (vers -600 millions d'années (M.A.)). Ce socle affleure en certains endroits : dans la région de Parthenay (le bocage des Deux-Sèvres), dans le Sud-Est de la Vienne (confins granitiques du Limousin) et dans l'Est de la Charente (Confolentais).

• Les grands ensembles sédimentaires sont constitués de dépôts, d'épaisseur variable, se présentant globalement à l'affleurement par des bandes orientées Nord-Ouest/Sud-Est. Ils sont datés du Trias au Crétacé (ère Secondaire ou Mésozoïque).

• Au Trias (de -230 à -200 M.A.), le Poitou-Charentes était émergé ; aucune trace de sédiments marins de cette époque n'a été signalée dans la région.

• Au Jurassique (-200 à -140 M.A.), la quasi totalité de la région subit une intense sédimentation marine calcaire. Après une phase d'induration, ces matériaux ont formé des bancs calcaires à faciès variés (épais, fins, grossiers, tendres…). Les calcaires jurassiques caractérisent bien les terroirs de la plaine d'Aunis, la plaine de Poitiers-Neuville, la plaine de Niort, le nord Charente et la Saintonge.

• Au Crétacé (-140 à -65 M.A.), après une période d'émersion, pendant laquelle la région subit une altération importante des calcaires jurassiques, une mer peu profonde se réinstalle et dépose des argiles, des sables et des craies. Sur les terres émergées, l'altération des calcaires jurassiques se poursuit, formant les argiles de décalcification qui deviendront les argiles à silex et les argiles rouges à châtaigniers. Les sédiments du Crétacé s'observent au Sud d'une ligne passant par Saintes et Cognac, et au nord d'une ligne passant par Loudun, Mirebeau et Vouneuil/Vienne.

Selon le bassin auquel elles appartiennent (Parisien ou Aquitain), les séries Mésozoïques ont des épaisseurs différentes, de l'ordre de 400 m en Poitou et 2 000 m en Charente (voir coupe géologique). Certains étages sont absents. Ces terrains poreux contenant de l'eau, qualifiés d'aquifère, ont aujourd'hui une importance toute particulière sur le plan de la ressource en eau.

• Ces grands ensembles sédimentaires ont été partiellement recouverts par des dépôts continentaux Tertiaires et Quaternaires.

• A l'Eocène (de –65 à –35 M.A.), le climat chaud et humide (de type tropical) altère les roches en profondeur et forme des sédiments continentaux (argiles ou sables) rougis par le fer. Les produits d'érosion des reliefs s'épandent dans les plaines, sous la forme d'argiles et de sables à graviers de quartz.
  En Vienne, les zones géographiques concernées sont dans le Montmorillonnais pour les « terres de Brandes », mais aussi sur les plateaux de l'interfluve Vienne-Creuse, à l'Est de Chatellerault, et dans le pays Mélusin (Lusignan-Civray) pour les « terres rouges ». Dans les Deux-Sèvres, les « terres rouges » sont observées dans la région de Melle. En Charente, l'Eocène est présent à l'Est dans la région de Confolens pour les « terres rouges de bordure », au Sud pour « les terres de landes » et « les sables de la Double ».

• A l'Oligocène (de -35 à -25 M.A.), dans les grands lacs d'eau douce, se déposent des vases (calcaires ou non), qui forment les marnes lacustres et les argiles à pierres de meulières. Les zones géographiques concernées sont dans la Vienne (Gençay, la plaine de Saint-Sauveur, le plateau du Lan au Nord de Lussac les Châteaux et la Forêt de Moulière) et au Sud de la région.

• Aux Miocène et Pliocène (-25 à –1,8 M.A.) : l'érosion se poursuit ; les substrats géologiques issus de cette période sont des limons et des sables fins dits « éoliens » et des argiles à galets de quartz. Les zones géographiques concernées sont souvent situées au centre des plateaux, et portent des massifs boisés importants : en Vienne, dans le Pleumartinois et la région de Gâtine (Ouest de Poitiers) ; en Deux-Sèvres à Thénezay ; en Charente à La Rochefoucault.

• Durant le Pleistocène (-1,8 à –10000 ans) et l'Holocène (de 10 000 ans à nos jours), l'alternance gel/dégel broie certaines roches à l'affleurement et forme des coulées glaciaires observables sur certains flancs de vallées.

Quelques rappels sur les ères géologiques

Ere	Observations
Primaire	C’est pendant cette période que le Massif Armoricain, le Massif Cental, les Ardennes, les Vosges et les Pyrénées Orientales se sont formés. La phase de surélévation la plus importante de cette orogénèse hercynienne se situe vers -325 M.A. La France est alors émergée et recouverte de grandes forêts.
Secondaire	Pendant toute cette ère, la dérive des continents continue et l’ouverture de l’Océan Atlantiques commence. C’est également le début de l’orogénèse alpine qui soulève les Alpes, les Pyrénées et le Jura et réactive d’anciennes zones faillées. Le Jurassique voit la mer envahir la France (à l’exception des massifs montagneux formés au Primaire). Le Seuil du Poitou est un haut-fond entre le Massif Central et le Massif Armoricain et sépare deux bassins marins le bassin Parisien et le bassin Aquitain. Dans ces deux bassins se déposent des sédiments essentiellement calcaires. Le Crétacé inférieur (-140 à -100 M.A.) est une période de régression marine (retrait des eaux). Le climat est de type tropical (chaud et humide) et provoque l’altération en profondeur des calcaires jurassiques Il y a formation de fissures et de grottes. Au début du Crétacé supérieur (-100 à -65 M.A.) la mer revient par le bassin Aquitain, sans dépasser le Saintonge dans les Charentes. Elle revient également par le bassin Parisien jusqu’à Mirebeau dans le Nord de la Vienne. Cette mer peu profonde dépose des sables verts à glauconie, puis des sédiments fin calcaires.
Tertiaire	Cette ère est marquée par une régression marine importante. La sédimentation se poursuit en milieu continental. La formation des Pyrénées provoque des mouvements tectoniques importants dans le Poitou. Les grandes failles du Seuil du Poitou sont réactivées. Sont apparues trois grandes structure surélevées (horst) : les horst de Ligugé, Champagné Saint Hilaire et Montalembert et un effondrement des compartiements (graben) : Saint Maixent. A l’Oligocène, le climat devient plus tempéré. La mer ne dépasse pas le Golfe Aquitain et le golfe Parisien. De grands lacs ou lagunes s’installent sur une partie de la France.
Quaternaire	Cette ère est marquée par des glaciations successives qui déterminent deux périodes distinctes : le Pléistocène, période pré glaciaire et glaciaire, et l’Holocène période post glaciaire. Ces alternances s’accompagnent de transgressions et de régressions marines, d’approfondissement du lit des rivières et du dépot de terrasses alluviales.

Les matériaux géologiques de l'ensemble du Quaternaire sont variés (mais peu développés) : argiles ou vases marines et sables de dune côtière sur la bordure Ouest, terrasses graveleuses de rivières et alluvions le long des vallées des rivières et limons fins sur les plateaux des interfluves à l'Est des Deux-Sèvres et de la Charente et en Vienne.

Quelques appellations de sols en Poitou-Charentes

Ere	Période ou époque	Types de roches	Appellation des sols
Quaternaire	Holocène	Terrasses graves "Loess et limons"	Les sols développés sur ces matériaux ont des appellations très variées
	Pléistocène
Tertiaire	Pliocène Miocène	Limons, sables fins "éoliens"	Les sols développés sur ces matériaux sont les "bomais", les "doucins" de Saintonge, les "griffées" et les Varennes de Saint Porchaire.
	Oligocène	Argiles et marnes lacustres	Les sols développés sur ces matériaux sont variés, soufrant le plus souvent d’excès d’eau.
	Eocène Paléocène	Argiles (rouges), grès et sables	Les sols développés sur ces matériaux argileux ou sableux ont des appellations locales très variées : "brandes", "terres rouges à châtaigners", "argiles à silex", "bomais", "doucins" ...
Secondaire	Crétacé	Calcaires et argiles	Les sols développés sur ces matériaux sont variés. Ce sont les "varennes" issues des sables verts, ’les terres noires ou fortes" issues des marnes sombres, "les chaumes" issues des calcaires durs et les "aubues ou champagnes" issues des craies.
		Craies
		Sables verts, grès et marnes
		Argiles d’altération
	Jurassique	Calcaire marneux	Les sols développés sur ces matériaux sont appelés "terres de groies" ou "argilo-calcaires" et parfois "terres fortes" pour les calcaires marneux.
		Calcaire durs en "bancs"
		Marnes bleues
Précambrien et Primaire		Schistes et granites	Les sols développés sur ces matériaux sont appelés "tufs ou branches" pour le Sud-Est de la Vienne, "sol du bocage" pour les Deux-Sèvres et "sol du Confolentais" ou "terres froides" pour la Charente.

Des pédo-paysages variés

• La diversité des formes du relief et des roches géologiques, l'action du climat, induisent une grande variété de sols.

• L'analyse d'un sol implique la mise en évidence de certaines caractéristiques comme la couleur (indicateur visuel de la composition chimique), la structure (arrangement des éléments minéraux du sol et solidité de cet arrangement), la texture (proportion d'argile, de limons et de sables dans l'échantillon), les manifestations de l'excès en eau, la charge des éléments grossiers (silex, meulières, cailloux calcaires…)… Les caractéristiques des différents types de sols (sols issus des granites et des schistes du Précambrien et du Primaire, sols issus des calcaires du Jurassique, sols développés sur les matériaux du Crétacé) sont répertoriées sur le site du SIR/milieux naturels/types de sols. Un exemple est présenté ci-dessous en marge du texte.

• La cartographie, réalisée par le programme IGCS, nous renseigne aujourd'hui sur plus de 80% du territoire de la région Poitou-Charentes. Dans l'état actuel de la réalisation du programme, 7 grands pédo-paysages ont été identifiés :

• les marais de l'ouest,
  Ce domaine est subdivisé en 10 catégories de sols différents qui représentent des dépôts actuels à subactuels à forte dominante d'argile ou de sable. Il s'agit pour les trois-quarts de formations de marais. Les autres dépôts apparaissent sous la forme de sols sableux (dunes récentes calcaires, cordon littoral…).

• les marges septentrionales du Bassin Aquitain,
  Les 8 catégories des formations de groies présentent des variations dans leur épaisseur, leur teneur en argile et leur charge en cailloux calcaires. L'ensemble de ces composants induit des propriétés de rétention de l'eau variables. Les groies sont des sols calcimagnésiques appartenant à la famille des rendzines. Le passage entre les horizons du sol et le substratum (roche mère) est souvent brutal.

• le Seuil du Poitou,
  Les 10 catégories définies dans le cadre du programme IGCS sont, pour la plupart, des terres rouges à châtaigniers. Leur texture limono-argileuse avec des teneurs en illite élevées favorise le pouvoir de rétention de l'eau des sols. Ces sols sont sensibles à la battance et au compactage. Toujours avec la même texture, c'est dans cette région que sont rencontrés les terres de brandes et les bornais.

• les marges méridionales du Bassin Parisien,
  La majorité des sols est d'une texture sableuse à sablo-argileuse hydromorphes. Les catégories caractéristiques de cette région sont :
  *les varennes qui se sont développées sur les sables brun vert du Cénomanien. Ces sols souffrent souvent d'excès d'eau en période humide ;
  *les tuffeaux blancs et jaunes.

• les formations alluviales,
  Elles sont localisées dans les vallées des principales rivières. Trois catégories de vallées sont distinguées suivant leur teneur en calcaire, tourbe et argile.
  Les dépôts de la Sèvre Niortaise sont divisés en trois : les moyennes terrasses, les alluvions récentes et les terrasses anciennes. Cette dernière catégorie représente aussi les terrasses de la Charente et de la Vienne sous la forme de sols limono-argileux à argileux. Dans les vallées amont de la Charente et de la Vienne, ce sont des alluvions acides sablo-argileuses (sable et argile) à limono-argileuses (limon et argile) qui sont trouvées.

• le vignoble du Cognac,
  Les sols de cette région se répartissent suivant les trois pôles texturaux : limoneux, argileux et sableux, auxquels s'adjoignent des sols aux textures intermédiaires (doucins sableux de texture sablo-limoneuse, doucins calcaires de texture limono-argileuse…).

• les marches du Limousin et du Massif Armoricain,
  L'évolution des socles métamorphiques du Massif Central et du Massif Armoricain a conduit à la formation d'arènes granitiques sur les formations granitiques et de sols sur micaschiste et gneiss, qui sont dans l'ensemble des sols acides.

Une géomorphologie générale de plaines et de plateaux

• Le Poitou-Charentes rassemble une grande panoplie de faciès de plaines : plaines de cultures, plaines vallonnées ou plaines boisées (une plaine correspond à "la notion de territoire plan" d'après le CREN Poitou-Charentes, 1999). Le relief y est donc peu marqué. Les altitudes avoisinent les 150 m sur la majeure partie du territoire, et les roches sous jacentes sont recouvertes par une formation pédologique le plus souvent lieu de culture. Seules les deux extrémités des massifs anciens sont identifiées par des modulations courtes du relief, des affleurements ponctuels de la roche (chaos granitiques). Toutefois, les altitudes maximales n'excèdent pas 370 mètres.

• Les rivières ont aménagé leurs cours suivant les caractéristiques géologiques des formations rencontrées :

• L'aspect du chevelu est dense avec des directions d'écoulement très variées sur les formations métamorphiques des deux socles (Vendéen et Massif Central) ;

• Le réseau est moins ramifié sur les formations sédimentaires (une analyse plus fine révèle des variations selon les formations sédimentaires à mettre en relation avec la perméabilité des terrains).

Cette différenciation morphologique est remarquable entre le nord et le sud Deux-Sèvres : au nord (vallées encaissées dans des falaises granitiques et calcaires) le réseau hydrographique correspond à un chevelu dense et ramifié, alors qu'au sud (terrains ouverts dans les grandes plaines), le tracé possède plus de méandres, en relation avec les faibles pentes.

Le horst de Champagné Saint-Hilaire et les axes granitiques qui le prolongent vers la Vendée et le Limousin forment les points les plus élevés de la région. Cet axe dit "sud-armoricain" constitue la ligne de partage des eaux entre le bassin de la Loire au nord-est et les bassins de la Sèvre Niortaise et de la Charente au sud-ouest.

• Le littoral présente une succession d'avancées rocheuses prolongées d'îles et de baies tapissées de sédiments (appelés bris fluviomarins) et de vase. A l'exception des plateaux fortement entaillés et formant des falaises sur la rive droite de l'estuaire de la Gironde, les côtes affichent des altitudes basses.
  Le plateau continental est vaste et étendu au large de la Charente-Maritime, jusqu'à 10 mètres de profondeur sur environ 2,5 milles marins de largeur (soit environ 4,6 km).