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Cirques glaciaires et étagement des formes dans le massif du Feldberg, dans le sud de la Forêt Noire (Allemagne)

Glacial cirques and stepped landforms in the southern Black Forest (Germany)
Francis Huguet
p. 309-318

Résumés

Dans le massif du Feldberg (sud de la Forêt Noire), de remarquables cirques glaciaires, parmi lesquels le Feldsee est le plus connu, ont été façonnés pendant les périodes froides du Pléistocène. L’étude morphométrique de trente cirques en Forêt Noire et dans les Vosges et la reconstitution des grandes formes du relief préglaciaire montrent que les conditions climatiques seules ne suffisent pas à rendre compte de la localisation et de la dimension des cirques. L’étude du terrain confirme l’existence en Forêt Noire méridionale d’un » escalier de Piedmont », caractérisé par l’étagement des vestiges de trois surfaces d’aplanissement d’âge tertiaire, quoique leur datation et leur interprétation demeurent hypothétiques. La très grande majorité des cirques du massif du Feldberg s’adosse aux ruptures de pente qui séparent les volumes résiduels de leur piédestal ou deux plans d’érosion successifs. Le relief préglaciaire, en l’occurrence les gradins d’érosion liés à l’étagement des aplanissements, a joué un rôle majeur dans la localisation et le façonnement des cirques en favorisant l’accumulation de la neige et de la glace.

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Notes de la rédaction

Ce texte a bénéficié du soutien du laboratoire C. R. E. S. C. de l’université Paris-Nord pour les missions sur le terrain. L’importance accordée aux formes préglaciaires dans la genèse et la localisation des modelés glaciaires doit beaucoup aux échanges stimulants avec Ch. Le Cœur à Meudon. Les relectures successives et les critiques constructives de H Vogt, J.-C. Thouret ainsi que d’un relecteur anonyme ont grandement contribué à l’amélioration du texte, sur le fond comme dans la forme. Je remercie également H. Tesson pour l’illustration et la cartographie.
Article reçu le 15 mai 2006, accepté le 7 novembre 2007

Texte intégral

Introduction

1Le massif du Feldberg se situe dans le sud de la Forêt Noire, massif hercynien jumeau des Vosges dont il est séparé par le rift rhénan. Le sud de la Forêt Noire s’individualise par ses altitudes, les plus élevées du massif (1493 m au Feldberg) et par sa structure géologique. À la différence de la partie septentrionale du massif qui constitue la basse Forêt Noire gréseuse, c’est en effet le socle précambrien et varisque, essentiellement constitué de gneiss et de granites, qui affleure (fig. 1).

Fig. 1 – Carte morphostructurale du massif du Feldberg.
Fig. 1 – Morphostructural map of the Feldberg massif.

Fig. 1 – Carte morphostructurale du massif du Feldberg. Fig. 1 – Morphostructural map of the Feldberg massif.
1 : granite ; 2 : rhyolite ; 3 : gneiss ; 4 : gneiss avec bancs de quartzite ; 5 : orthogneiss ; 6 : autres unités métamorphiques ; 7 : Paléozoïque sédimentaire ; 8 : grauwackes métamorphisées ; 9 : blastomylonites ; 10 : carbonatites ; 11 : Permien sédimentaire ; 12 : grès triasiques ; 13 : faille ; 14 : rhyolites permiennes.
1: granite; 2: rhyolite; 3: gneiss; 4: gneiss with quartzite; 5: orthogneiss; 6: other metamorphic units; 7: Palaeozoic sediments; 8: metamorphosed greywackes; 9: blastites; 10: calcareous silicate rock; 11: Permian sediments; 12: Triassic sandstones; 13: fault; 14: Permian rhyolites.

2Les hautes crêtes de la Forêt Noire méridionale et des Vosges s’élevaient nettement au-dessus de la limite d’équilibre glaciaire, située selon la plupart des auteurs vers 900-1000 m, en période froide. Elles limitaient des bassins d’accumulation glacio-nivale qui permettaient la persistance de neiges et de glaciers. Il s’est ainsi constitué, durant au moins deux phases froides attestées en Forêt Noire (Pfannenstiel, 1958 ; Paul, 1955, 1965, 1966 ; Haase, 1965 ; Schreiner, 1986), un système glaciaire local, en position marginale entre celui des Alpes et les inlandsis d’Europe du Nord. Toutes les moyennes montagnes de l’Europe varisque dont l’altitude approche ou dépasse 900 à 1000 m, comme les hautes terres d’Irlande, du Pays de Galles et des Vosges, ont connu un englacement significatif lors des phases froides du Pléistocène, à la différence de la haute Ardenne belge qui, en dessous de 700 m, ne montre que des modelés périglaciaires (Pissart, 1976). La plupart des moraines et des blocs erratiques de la haute Forêt Noire remontent à la dernière période froide ; toutefois des moraines ont été attribuées au Riss sur la base de leur état d’altération (Bangert, 1991). Moins grandioses que ceux des Vosges, particulièrement sur le versant alsacien, les cirques de la Forêt Noire méridionale n'en sont pas moins des modelés glaciaires incontestables. Ces modelés sont parfois si caractéristiques qu’ils risquent d'occulter les autres aspects du paysage, notamment l’étagement des formes. Pourtant, l’existence d’un dispositif étagé dans le sud de la Forêt Noire, d’abord décrit par W. Penck (1925), a pu être confirmée sur le terrain (Huguet, 2004), même si l’explication qu’en proposait cet auteur ne peut être retenue. L’objectif de cet article est de mettre en évidence le rôle joué par le relief préglaciaire, en l’occurrence le dispositif étagé, sur la localisation et la dimension des cirques.

Le cirque du Feldsee et les cirques du Herzogenhorn

3Les cirques de la Forêt Noire sont tout à fait conformes à la définition proposée par I.S. Evans et N. Cox en 1974 : “a hollow, open downstream but bounded upstream by the crest of a steep slope (“headwall”) which is arcuate in plan around a more gently-sloping floor. It is glacial if the floor has been affected by glacial erosion while part of the backwall has developed subaerially”. Le plus célèbre et le plus impressionnant cirque de la Forêt Noire est le Feldsee, décrit dès 1862 par A.C. Ramsay.

Fig. 2 – Cirques glaciaires et dispositif étagé dans le massif du Feldberg.
Fig. 2 – Glacial cirques and stepped landforms in the Feldberg massif.

Fig. 2 – Cirques glaciaires et dispositif étagé dans le massif du Feldberg. Fig. 2 – Glacial cirques and stepped landforms in the Feldberg massif.

1 : surface S1 ; 2 : relief résiduel associé à S1 ; 3 : relief résiduel associé à S2 ; 4 : surface S2 ; 5 : surface S3 ; 6 : versants post-S3 ; 7 : talus de raccord ; 8 : cirque glaciaire ; 9 : rivière ; 10 : village ; 11 : point coté ; 12 : tracé de la coupe W-E (voir fig. 3). Localisation des cirques : A Feldsee ; B : Zastler Hütte ; C : Hochkopf ; D : Wanne ; E : Kriegshalde ; F : Herzogenhorn ; G : Hof ; H : Spießhorn ; I : Farrenhalde ; J : Wittenbach ; K : Mooshof ; L : Erlenbach.
1: surface S1; 2: monadnock topping S1; 3: monadnock topping S2; 4: surface S2; 5: surface S3; 6: post-S3 hillslopes; 7: erosion scarps; 8: glacial cirque; 9: river; 10: village; 11: spot height; 12: location of the W-E trending cross section (see fig. 3). Location of the cirques: A: Feldsee; B: Zastler Hütte; C: Hochkopf; D: Wanne; E: Kriegshalde; F: Herzogenhorn; G: Hof; H: Spießhorn; I: Farrenhalde; J: Wittenbach; K: Mooshof; L: Erlenbach.

4Le Feldsee (A sur la figure 2) est profondément enchâssé dans la montagne à 2 km à l’est-sud-est du sommet, immédiatement en contrebas de la colline du Seebuck. La paroi du cirque, de forme semi-circulaire, haute de 200 m et dont la pente moyenne atteint 38°, est taillée dans des gneiss, qui forment par endroits des escarpements rocheux subverticaux. Le fond du cirque est occupé par un petit lac dont le plan d’eau à 1100 m d’altitude est barré par un rempart morainique. De même, au sud du massif, plusieurs cirques échancrent profondément les pentes du Herzhogenhorn. Le plus vaste, à Hof (G sur la figure 2), se trouve immédiatement au sud du sommet, tandis que deux cirques plus petits et emboîtés (E et F) s’observent sur les pentes nord-est du Herzogenhorn. Un troisième, englobant un petit lac, est entaillé au pied du Spießhorn (H). Le nombre relativement limité de ces cirques, si on les compare à ceux d’autres moyennes montagnes comme les Highlands d’Écosse ou les reliefs du sud-ouest de l’Irlande, montre que l’érosion glaciaire, tout en imprimant sa marque dans le paysage, n’a pas bouleversé le relief pré-quaternaire et suggère l’intervention de facteurs autres que climatiques dans leur localisation et leur façonnement. Le massif du Feldberg est formé des vestiges d’un haut plateau et de lourdes croupes dépassant 1400 m, dominés par les volumes résiduels du Feldberg proprement dit (1493 m) et de Seebuck (1448 m). Il est donc sensiblement au-dessus de la limite des neiges persistantes des périodes froides telle qu’elle est généralement admise (Wimmenauer und Schreiner, 1990) et devait être exposé aux vents chargés d'humidité, sous réserve que la direction des vents dominants n’ait pas fondamentalement changé depuis le Tardiglaciaire. On comprend bien dans ces conditions qu’une accumulation considérable de neige ait été à l’origine de névés contribuant à la formation, en période froide, de petits glaciers de plateau et de glaciers de vallées pouvant atteindre une dizaine de kilomètres de long. Le Belchen, quoique situé à une altitude un peu plus basse (1414 m) et plus disséqué du fait de la proximité du fossé rhénan, est échancré sur son versant nord par un très large (1925 m) et très profond (575 m) amphithéâtre glaciaire qui forme la tête de l’auge du Muldenbach.

Limite des neiges persistantes et limite d’équilibre glaciaire

5Il importe de distinguer la limite des neiges persistantes (LNP) ou ligne de névé (firn line), utilisée de longue date par les géomorphologues, de la limite d’équilibre glaciaire (Equilibrium Line Altitude) des auteurs anglo-saxons. La première se définit simplement par la persistance de la neige et de névés jusqu’à la fin de l’été, tandis que la seconde correspond, pour chaque glacier, à la limite où accumulation et ablation nivales s’équilibrent exactement au cours de l’année (Embleton and King, 1975 ; Benn and Evans, 1998). Les deux limites ne coïncident généralement pas, en particulier dans les régions très froides où l’on observe successivement, depuis le haut, la zone de neige sèche où la neige ne dégèle jamais, la zone de percolation où elle fond en surface aux heures les plus chaudes et la zone de neige humide où toute la couche constituée pendant l’hiver est portée à des températures positives en été. La limite d’équilibre glaciaire s’observe le plus souvent à la limite inférieure de la zone de neige humide. La reconstitution d’une altitude moyenne de la limite d’équilibre glaciaire pour l’ensemble des séquences froides du Quaternaire se heurte à de sérieuses difficultés, en raison de notre méconnaissance des conditions régnant au Quaternaire ancien et moyen et aussi de la grande variabilité climatique pendant la dernière période froide. En outre, il n’est pas possible d’attribuer à une période froide précise la sculpture ou l’approfondissement d’un cirque et l’on doit raisonner en termes de bilan global. L’analyse des cirques doit être rapportée à l’ensemble des périodes froides du Pléistocène, soit une durée cumulée d’environ un million d’années.

6Deux approches principales permettent d’estimer l’altitude de la limite d’équilibre glaciaire dans une région. La méthode classique est fondée sur l’altitude moyenne du plancher des cirques, qui coïnciderait avec la limite des neiges persistantes. Mais la prudence est recommandée dans l’emploi de ce critère qui soulève de réelles objections. Même si on exclut en Forêt Noire l’hypothèse d’une déformation tectonique récente susceptible d’avoir affecté le massif, cette altitude des cirques nous renseigne au mieux sur les conditions climatiques moyennes régnant durant les périodes froides. L’autre approche consiste à partir des gradients climatiques actuels pour traduire en termes d’altitude la diminution des températures durant les périodes froides (Selzer, 1994). On estime aujourd’hui que les températures de la dernière période froide étaient inférieures de 6 à 7 °C aux conditions actuelles. Si on admet que la limite d’équilibre glaciaire potentielle serait actuellement située en Forêt Noire vers 2200 m d’altitude, on peut estimer, en bon accord avec la littérature (Erb, 1948 ; Wimmenauer und Schreiner, 1990), qu’elle se situait au Würm vers 900 à 1000 m d’altitude, soit 200 à 300 m en dessous des hautes surfaces. En revanche, les données disponibles ne permettent pas de vérifier l’hypothèse selon laquelle pendant les périodes froides, la limite des neiges persistantes aurait été plus élevée, à la fois en direction du sud, en raison de températures un peu moins froides, et en direction de l’est, en raison de la diminution des précipitations.

L’escalier de piedmont du Feldberg et la controverse des Piedmonttreppen

7Au début du xxe siècle, la Forêt Noire méridionale a inspiré à W. Penck son modèle des banquettes de piedmont (Piedmonttreppen). Au lieu de postuler ‘a rapid uplift of a land mass, followed by a prolonged stillstand’ (Davis 1909), W. Penck (1925) supposait que les mouvements tectoniques et le travail de l’érosion pouvaient être simultanés lors d’un bombement en dôme, d’abord lent puis progressivement accéléré. Selon cet auteur, les banquettes de piedmont étagées (Piedmonttreppen) que l’on observe dans le sud de la Forêt Noire ne prouvent pas que le soulèvement ait été réalisé de manière saccadée, mais simplement qu’il était en accélération constante (1925). C’est ce point du modèle de W. Penck qui a été plus particulièrement contesté à l’époque (Davis 1932 ; Baulig, 1939) : comment un soulèvement continu pouvait-il donner naissance à des formes discontinues ? La querelle des Piedmonttreppen s’est achevée par le rejet unanime des idées de W. Penck, même si la question des aplanissements en Forêt Noire a continué d’être débattue, au moins en Allemagne (Engler, 1936 ; Liehl, 1938, 1940, 1948 ; Zienert, 1961). Un réexamen approfondi de la question sur le terrain et l’établissement d’une carte géomorphologique au 1/25 000 dans le secteur du Feldberg et dans celui du Belchen (Huguet, 2004) ont confirmé l’existence en Forêt Noire méridionale d’un dispositif étagé qui n’apparaît pas sur la carte géomorphologique allemande (Geomorphologische Karte 1/25 000 des Bundesrepublik Deutschland, Berlin, 1985), même si l’explication qu’en donnait W. Penck ne peut plus être retenue. Les facteurs morphostructuraux, lithologique et tectonique (fig. 1), ne permettent pas de rendre compte de ces étagements. Une haute surface, S1, dominée de 100 m environ par les reliefs résiduels du Feldberg et de Seebuck, forme un plateau dégradé vers 1400 m d’altitude, dont les points bas et les dépressions constituaient une zone d’accumulation nivale ou glaciaire. Plus bas, les vestiges de la seconde surface S2 forment des banquettes et des replats nombreux dont l’altitude concorde autour de la courbe de niveau 1300 m. Enfin, en contrebas, toute une série de replats situés vers 1100 m d'altitude, visibles notamment autour du Titisee, constituent les vestiges d'une banquette de piedmont S3 (fig. 2 et fig. 3).

Fig. 3 – Le dispositif étagé dans le massif du Feldberg. 1 : gneiss ; 2 : granite.
Fig. 3 – Stepped landforms in the Feldberg massif. 1: gneiss; 2: granite.

Fig. 3 – Le dispositif étagé dans le massif du Feldberg. 1 : gneiss ; 2 : granite.Fig. 3 – Stepped landforms in the Feldberg massif. 1: gneiss; 2: granite.

8En l’absence de données chronostratigraphiques incontestables, cet étagement doit être rapporté à la morphogenèse tertiaire en réponse à un régime tectonique discontinu, mais la datation du dispositif reste largement hypothétique (Huguet, 2004). La surface S1 aurait été façonnée au début du Tertiaire par regradation de la surface posthercynienne, visible à l’est et au sud de la Forêt Noire, comme le suggère la présence dans des conglomérats deltaïques éocènes du fossé rhénan de galets provenant du socle (Düringer, 1988). La surface S2 pourrait être reliée à une crise érosive d’origine tectonique à la fin de l’Eocène (Villemin, 1985), tandis que la surface S3 serait contemporaine de l’une des phases compressives du Miocène succédant à la distension oligocène (Bergerat, 1987). Toutefois, ce qui importe ici, c’est la réalité du dispositif étagé et le rôle qu’il a joué dans le façonnement des cirques glaciaires.

Étude morphométrique des cirques et indice d’ouverture

9Le tableau 1 présente les caractères géométriques, géologiques et géomorphologiques de trente cirques situés dans le massif du Feldberg (numérotés de 1 à 12), dans le reste de la haute Forêt Noire (numérotés de 13 à 20) et dans les Vosges (numérotés de 21 à 30).

10Il a paru souhaitable de dépasser le cadre du massif du Feldberg afin de disposer d’un échantillon de trente cirques autorisant une approche statistique et afin d’enrichir la discussion. Le versant alsacien des Vosges permet en effet d’utiles comparaisons, car le contexte morphostructural est très semblable (socle granito-gneissique et épaule de rift) et parce qu’un dispositif étagé de trois marches y a également été décrit (Klein, 1995). Pour chacun de ces cirques, on a retenu neuf paramètres significatifs : la valeur de la corde et de la flèche, ce qui permet de calculer l’indice d’ouverture des cirques, l’angle d’ouverture, l’exposition, l’altitude du plancher, la hauteur de la paroi, la nature de la roche et la place dans le dispositif étagé. L’indice d’ouverture, utilisé par I.S. Evans (1969), peut être aisément calculé selon la méthode proposée par Ch. Le Cœur (1994) par le rapport de la corde C et de la flèche F de l’arc de cercle formé par un cirque, indépendamment de son rayon (fig. 4A). Cet indice permet de comparer l’échancrure des cirques indépendamment de leur taille et semble un bon indicateur de l’importance de la morsure glaciaire dans le versant. Il correspond à l’angle défini entre le plan du versant et l’arc de cercle évidé dans ce dernier. La mesure de cet angle est donnée par le rapport tgα = 2C/F, où C est la mesure de la corde et F la mesure de la flèche (fig. 4A et 4B).

Fig. 4 – Les cirques de la région étudiée.
Fig. 4 – The cirques of the study area.

Fig. 4 – Les cirques de la région étudiée. Fig. 4 – The cirques of the study area.

A : caractéristiques géométriques d’un cirque, corde, flèche et orientation ; B : hauteur de la paroi et altitude du plancher ; C : nombre de cirques selon l’exposition.
A: geometrical features of a cirque, chord, arrow and slope aspect; B :height of the wall and floor altitude ; C : number of cirques according to the slope aspect.

11La lithologie ne fournit pas de facteur explicatif décisif, puisque presque tous les cirques de l’échantillon sont sculptés dans le socle granito-gneissique, à l’exception du cirque de Tunau, non loin de Schönau, qui entaille des grauwackes paléozoïques. Pour deux cirques des hautes Vosges (Lac Blanc et Ammelthal), on possède la preuve que la fracturation a pu faciliter et guider l’érosion glaciaire (Flageollet, 2002). Le cirque du Spießhorn (H sur la figure 2) est entaillé dans un granite intrusif, tandis que la paroi est formée par l’auréole de métamorphisme. Il s’agit donc d’un alvéole, situation classique dans les régions de socle (Godard et al., 1994 ; Le Cœur, 1994). Toutefois, les morsures glaciaires les plus profondes ne correspondent pas à une lithologie particulière. Ces cirques reflètent une morsure glaciaire importante dans les versants avec un angle d’ouverture compris entre 55 et 63°, des encoches bien marquées et aux parois raides. On n’observe pas de cirques dont l’indice d’ouverture soit inférieur à 1,42 et en outre ceux dont l’indice est inférieur à 2 sont peu nombreux (8 sur 30, soit 26,6 %). La grande majorité des cirques (22 sur 30, soit 73,3 %) montre un indice d’ouverture élevé, compris entre 2 et 4, ce qui correspond à un angle d’ouverture compris entre 63 et 76°. Il s’agit donc d’échancrures profondément enchâssées dans le massif (hauteur moyenne de 251 m) et des cirques en fauteuil parfaitement dessinés.

12L’exposition à l’est d’un cirque (fig. 4A) est classiquement considérée comme un facteur explicatif essentiel, corrélé avec des conditions climatiques qui déterminent l’alimentation neigeuse et la formation de la glace. Dans les latitudes tempérées de l’hémisphère nord, les orientations préférentielles des cirques sont comprises entre les points cardinaux nord et est. On observe en effet (fig. 4C) qu’un peu plus de la moitié des cirques (53,3 %) est comprise dans ce quadrant, mais cette prépondérance, qui n’est pas écrasante, n’exclut pas pour autant l’intervention d’autres facteurs. Le cirque de Hof montre une valeur élevée (3,66) avec une exposition sud, pourtant la plus défavorable au développement des glaciers. L’altitude du plancher des cirques est classiquement corrélée avec la limite d’équilibre glaciaire. Toutefois, dans l’hypothèse où le cirque résulterait du réaménagement par la glace d’une dépression préexistante, l’altitude du plancher n’aurait guère de signification climatique. Cette altitude moyenne du plancher des cirques est de 980 m pour l’ensemble de l’échantillon (953 m pour les cirques vosgiens et 994 m pour ceux de la Forêt Noire). Malgré les faiblesses de la méthode, si l’on admet que l’altitude du plancher des cirques donne un ordre de grandeur de la limite des neiges persistantes, la différence d’altitude moyenne entre Vosges et Forêt Noire pourrait s’expliquer, d’une part par la suralimentation neigeuse sur le versant alsacien des Vosges et, d’autre part, par des précipitations plus faibles à l’est du fossé rhénan. Enfin, les cirques étudiés en très grande majorité (86 %), dans les Vosges comme en Forêt Noire, sont localisés à proximité immédiate d’une dénivellation, soit la rupture de pente séparant un relief résiduel (R) de son piédestal, soit l’abrupt qui sépare deux plans étagés successifs (entre S1 et S2 et entre S2 et S3).

Les banquettes étagées ont favorisé l’installation des cirques

13Le Feldberg, qui avait au début du xxe siècle inspiré à W. Penck son modèle des Piedmonttreppen, est ainsi exemplaire des topographies et des formes des massifs anciens rajeunis. Les hautes croupes et les hauts plateaux favorisent l’alimentation neigeuse et la formation de petites calottes culminantes ou de petits glaciers dans des dépressions créées lors de l’amorce de la dissection de la surface. D’où des modelés glaciaires qui présentent une certaine originalité par rapport à ceux des montagnes alpines, du fait de la lourdeur des crêtes et de l’extension des topographies planes ou faiblement vallonnées. Le cirque du Feldsee et ceux du Herzogenhorn illustrent de façon exemplaire l’influence des formes préglaciaires sur le travail de l’érosion glaciaire. En effet, la paroi du cirque s'appuie sur un gradin d’érosion net qui sépare, au nord du Feldsee, les vestiges de la surface S1 d’une banquette appartenant à S2, longue d'environ 1 km, à 1300-1280 m d’altitude. Un deuxième gradin, un peu plus loin à l’est, sépare cette banquette S2 d’un troisième niveau de replats à environ 1080 m d’altitude, c'est-à-dire sensiblement à la même altitude que le plancher du cirque occupé par le lac du Feldsee (fig. 2 et fig. 3). Il est très probable que ces encoches emboîtées, nées de l’étagement, aient favorisé d’une part l’accumulation de neige et de névé, à l’origine de l’englacement et d'autre part aient facilité l’ablation parce que le volume de matériaux rocheux à excaver était beaucoup plus limité (fig. 5).

Fig. 5 – La sculpture de formes glaciaires dans un dispositif étagé.
Fig. 5 – The carving of glacial features in stepped landforms.

Fig. 5 – La sculpture de formes glaciaires dans un dispositif étagé.Fig. 5 – The carving of glacial features in stepped landforms.

1 : relief résiduel ; 2 : banquette dérivant d’une surface d’aplanissement ; 3 : façonnement d’un cirque par morsure glaciaire.
1: monadnock; 2: bench deriving from a denudation surface; 3: carving of a cirque by glacial erosion.

14L’érosion glaciaire a ainsi fait reculer l’abrupt d’érosion jusqu’à faire quasiment disparaître le replat S2. La hauteur remarquable (200 m) de la paroi du cirque du Feldsee s'expliquerait ainsi par l’addition de la dénivellation entre S1 et S2 et entre S2 et S3. Une situation très semblable a été décrite par C. Klein (1995) au lac Blanc dans les Vosges bien que, dans ce cas, la hauteur et la raideur du mur s’expliquent aussi par un dispositif tectonique favorable. De fait, C. Klein (1995) a mis en évidence dans les Vosges un dispositif étagé similaire et a montré que le plancher des cirques se tient tantôt au niveau de S3, vers 1100 m d'altitude, tantôt en contrebas, au niveau des replats que l’incision polyphasée des vallées a fait apparaître. L’exploitation statistique de données morphométriques a permis d’y mettre en évidence l’existence de quatre générations de replats (Vogt, 1992). En Forêt Noire, une évolution polyphasée des vallées est également connue ; par exemple, le fond du cirque d’Oberrollsbach dans la région de Shönau coïncide avec un replat t1. Si le plancher des cirques est nécessairement situé au-dessus de la limite des neiges persistantes au cours des périodes froides, il peut revêtir aussi une autre signification dans les régions de socle, lorsqu’il coïncide avec un plan d’érosion façonné au Tertiaire lors d’un des épisodes d'aplanissement attestés.

15De la même façon qu’au Feldberg, le cirque de Hof, immédiatement au sud du Herzogenhorn (fig. 2), a été aménagé sur l’emplacement de l’abrupt séparant la surface supérieure de la surface intermédiaire. Le sommet du Herzhogenhorn serait en effet un témoin de la surface supérieure S1 (fig. 2), tandis que deux remarquables banquettes S2 entourent l’amphithéâtre rocheux. Si l’encoche sur laquelle s’est adossé le cirque est préglaciaire, on comprend aisément que l’exposition ait joué un rôle moindre dans le façonnement de l’amphithéâtre. Dans le secteur du Belchen, malgré une forte dissection et une médiocre conservation des surfaces, le cirque très profond (575 m) qui échancre le versant nord-ouest s’appuie sur un remarquable dispositif étagé, tout comme le grand amphithéâtre de Nonnenmattweiher à l’ouest de Neuenweg. De la même façon, les cirques qui échancrent le versant alsacien des Vosges, dans le massif des Hautes Chaumes et dans celui du Hohneck, s’appuient sur un dispositif étagé très similaire à celui de la Forêt Noire (Klein, 1995). Même si l’interprétation géomorphologique qu’en propose C. Klein a pu être contestée par certains, il n’en demeure pas moins qu’une étroite corrélation existe également dans les Vosges entre les « grands cirques » aussi dénommés « hypertrophiés » et un dispositif étagé.

Conclusion

16Le massif du Feldberg dans le sud de la Forêt Noire illustre bien le rôle du relief préglaciaire sur la localisation et le façonnement des cirques glaciaires. Si l’exploitation par l’érosion glaciaire des prédispositions structurales comme les lignes de faiblesse liées à la fracturation ou les contrastes lithologiques au sein des ensembles cristallins est un fait bien établi (Godard et al., 1994, 2001), la localisation préférentielle des cirques à proximité immédiate des gradins d’érosion hérités de la morphogenèse pré-quaternaire est moins bien connue. Dans le massif du Feldberg, la plupart des cirques s’adossent en effet à des ruptures de pente séparant les reliefs résiduels de leur piédestal ou à des abrupts « cycliques » séparant les aplanissements étagés successifs. Ce dispositif serait la marque d’un massif ancien ayant connu successivement un soulèvement saccadé au cours du Tertiaire et un englacement local au Pléistocène. Les formes du relief préglaciaire auraient ainsi orienté le travail des processus d’érosion et le façonnement des modelés glaciaires.

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Bibliographie

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Annexe

Abridged English version

The Feldberg massif is located in the south of the Black Forest (Germany), a highland facing the French Vosges on the eastern side of the Rhine graben. The southern Black Forest, the highest part of the massif, belongs to the Precambrian and Variscan basement complex, mainly constituted of gneisses and granites (fig. 1). The altitude of the southern Black Forest was high enough (Paul, 1965, 1966; Pfannenstiel, 1958; Schreiner, 1986) to allow permanent snows and glaciers to form during at least two cold periods of the Pleistocene. Most moraines and erratic boulders of the Feldberg massif are dated from the last glacial period but some have been attributed to the Riss glaciation. Glacial cirques were carved during the cold periods and are sometimes so remarkable in the landscape that they might eclipse other features of the relief, such as stepped landforms. Less impressive than those of the Vosges, the cirques of the southern Black Forest are nonetheless well-characterized glacial features, fitting with the definition of cirques proposed by Evans and Cox in 1974. Most of those cirques are located in the southern Black Forest, which benefits from its altitude, well above the Equilibrium-Line Altitude as defined in classical studies (Embleton and King, 1975; Benn and Evans, 1998). The carving of cirques was also favoured by the extension of culminating topographies, due to the existence of stepped denudation surfaces. These stepped landforms are presumed to date from the Tertiary, even if their precise dating is still controversial (Huguet, 2004). Large flat plateaus, which are the remnants of stepped denudation surfaces, provided a substantial snow feeding and favoured the formation of glaciers. The most famous and largest glacial cirque of the Black Forest is the Feldsee (A in fig. 2), located 2 km from the summit of the Feldberg. It has a steep semi-circular headwall, excavated in gneiss, about 200 m high and a small round lake, on its 500 m wide floor, at 1100 m a.s.l., bolted by a moraine dam. To the south of the Feldberg massif, several other cirques deeply cut the slopes of the Herzogenhorn. The largest one can be observed at Hof (G), immediately south of the summit. Two smaller nested cirques (E and F) can be seen, north-east of the Herzogenhorn, A third little glacial cirque, with a small lake at its bottom, stands at the foot of the Spießhorn (H). Table 1 shows, for thirty cirques located in Black Forest and in the Vosges, nine typical parameters: the length of the chord and the length of the arrow (fig. 4A), necessary to calculate the aperture index, as defined by Le Cœur (1994) to express the aperture of a corrie, the aperture angle, the aspect, the floor altitude, the height of the wall (figs. 4A and 4B), the bedrock lithology and the location with respect to the stepped landforms. The lithology dœs not explain the location and size of the cirques, since nearly all of them are carved into the basement complex. For two cirques in the Vosges (Lac Blanc and Ammelthal), a fault played a part and facilitated the glacial erosion (Flageollet, 2002). Spießhorn cirque (H in fig. 2) was excavated in granites, whereas the wall coincides with the metamorphic aureole. As a consequence, it can be regarded as a basin form, as frequently observed in basement complex areas (Godard, Lagasquié and Lageat, 2001). Most cirques (73 %), deeply cut in the hillslope, have an aperture index ranging from 2.00 to 4.00, corresponding to an aperture angle ranging from 63° to 76°. Half of the cirques (53 %) have an aspect ranging from north to east (fig. 4C), in line with published data (Benn and Evans, 1998), but this orientation is not truly overwhelming and other factors cannot be excluded. Hof cirque shows a large aperture index (3.66), in spite of a southern orientation. The average floor altitude of the cirques (980 m) is classically correlated with the ELA, even if it is a controversial issue, since it only indicates the average climatic conditions of the cold period. Eighty-six per cent of the studied cirques are located close to stepped landforms, existing in the Black Forest and in the Vosges.

In the beginning of the 20th century, the Black Forest served as an example to Penck when he coined the “Piedmont staircase” model. Instead of postulating, ‘a rapid uplift of a land mass, followed by a prolonged stillstand’ (Davis 1909), Penck (1925) considered that the tectonic movements of updoming and the work of erosion could be simultaneous. According to Penck, the stepped Piedmont benchlands of the southern Black Forest were created by an accelerated updoming. Penck’s model has never been accepted: how could a continuous upheaval create discontinuous landforms? The controversy about Piedmont benchlands ended when Penck’s ideas were rejected by most scientists. But the existence of Piedmont benchlands in the southern Black Forest has recently been confirmed (Huguet, 2004). An upper surface S1, standing above 1400 m and dominated by residual hills, dominates the S2 surface, standing at about 1300 m a.s.l. Below S2 a series of benches at about 1100 m, especially in the Titisee area, are the remnants of a Piedmont flat S3 (figs. 2 and 3). The dating of those surfaces is still hypothetical, since chronostratigraphical evidence is missing. These stepped landforms can be explained by the geomorphological evolution during the Tertiary, as a result of a spasmodic tectonics. The S1 surface is presumed to date from the beginning of the Tertiary by reshaping of the Permo-Triasic surface; the S2 surface might be related to tectonic movements at the end of the Eocene, whereas the S3 surface is presumed to date from a Miocene updoming, after the Oligocene extension in the Rhine valley. The Feldsee cirque, described by Ramsay as early as 1862, is a good example of the influence of pre-glacial landforms on glacial erosion. The headwall leans against an erosion scarp in the north where a S2 bench stands between 1300 and 1280 m, whereas another scarp separates that S2 bench from a S3 bench at about 1080 m (fig. 2). The glacial erosion only made the erosion scarp to retreat, eroding most of the S2 bench. Thus the substantial height (200 m) of the headwall of the Feldsee cirque may be explained by the addition of the heights of S1/S2 and S2/S3 scarps. A similar situation has been described by Klein in the Vosges, in the Lac Blanc cirque (1995). Similarly, the deep Hof cirque was excavated on the site of the S1/S2 slope, since the summit of the Herzogenhorn is a remnant of the upper surface, with two S2 benches encircling the rock basin. Many other cirques in the Black Forest as well as in the Eastern Vosges are located close to the erosion scarps separating stepped denudation surfaces or benches. The stepped benches have facilitated the work of glacial erosion, because they made the accumulation of snow and the formation of a glacier easier and because the volume of rocks to remove was much smaller (fig. 5). In a sense, the preglacial landforms have ”constrained” the work of glacial erosion and the carving of corries.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Carte morphostructurale du massif du Feldberg. Fig. 1 – Morphostructural map of the Feldberg massif.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/4372/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 48k
Titre Fig. 2 – Cirques glaciaires et dispositif étagé dans le massif du Feldberg. Fig. 2 – Glacial cirques and stepped landforms in the Feldberg massif.
Légende 1 : surface S1 ; 2 : relief résiduel associé à S1 ; 3 : relief résiduel associé à S2 ; 4 : surface S2 ; 5 : surface S3 ; 6 : versants post-S3 ; 7 : talus de raccord ; 8 : cirque glaciaire ; 9 : rivière ; 10 : village ; 11 : point coté ; 12 : tracé de la coupe W-E (voir fig. 3). Localisation des cirques : A Feldsee ; B : Zastler Hütte ; C : Hochkopf ; D : Wanne ; E : Kriegshalde ; F : Herzogenhorn ; G : Hof ; H : Spießhorn ; I : Farrenhalde ; J : Wittenbach ; K : Mooshof ; L : Erlenbach.1: surface S1; 2: monadnock topping S1; 3: monadnock topping S2; 4: surface S2; 5: surface S3; 6: post-S3 hillslopes; 7: erosion scarps; 8: glacial cirque; 9: river; 10: village; 11: spot height; 12: location of the W-E trending cross section (see fig. 3). Location of the cirques: A: Feldsee; B: Zastler Hütte; C: Hochkopf; D: Wanne; E: Kriegshalde; F: Herzogenhorn; G: Hof; H: Spießhorn; I: Farrenhalde; J: Wittenbach; K: Mooshof; L: Erlenbach.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/4372/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 48k
Titre Fig. 3 – Le dispositif étagé dans le massif du Feldberg. 1 : gneiss ; 2 : granite.Fig. 3 – Stepped landforms in the Feldberg massif. 1: gneiss; 2: granite.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/4372/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 24k
Titre Fig. 4 – Les cirques de la région étudiée. Fig. 4 – The cirques of the study area.
Légende A : caractéristiques géométriques d’un cirque, corde, flèche et orientation ; B : hauteur de la paroi et altitude du plancher ; C : nombre de cirques selon l’exposition. A: geometrical features of a cirque, chord, arrow and slope aspect; B :height of the wall and floor altitude ; C : number of cirques according to the slope aspect.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/4372/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 40k
Titre Fig. 5 – La sculpture de formes glaciaires dans un dispositif étagé.Fig. 5 – The carving of glacial features in stepped landforms.
Légende 1 : relief résiduel ; 2 : banquette dérivant d’une surface d’aplanissement ; 3 : façonnement d’un cirque par morsure glaciaire. 1: monadnock; 2: bench deriving from a denudation surface; 3: carving of a cirque by glacial erosion.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/4372/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 16k
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Pour citer cet article

Référence papier

Francis Huguet, « Cirques glaciaires et étagement des formes dans le massif du Feldberg, dans le sud de la Forêt Noire (Allemagne) », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 13 - n° 4 | 2007, 309-318.

Référence électronique

Francis Huguet, « Cirques glaciaires et étagement des formes dans le massif du Feldberg, dans le sud de la Forêt Noire (Allemagne) », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 13 - n° 4 | 2007, mis en ligne le 01 janvier 2010, consulté le 20 octobre 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/4372 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.4372

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