Institut de Physique du Globe de Paris

Contexte général : l’île de Basse-Terre

L’île de Basse-Terre appartient à l’arc antillais, né de la subduction toujours active de la plaque atlantique sous la plaque caraïbe.
Elle est principalement constituée de roches andésitiques, particulièrement vulnérables à l’altération chimique. Les âges de mise en place des terrains datés par Samper et al. [2007] montrent une décroissance du Nord (2.8 Ma) au Sud (0 Ma) avec des épisodes préférentiels de volcanisme. On observe également une diminution des reliefs et une augmentation de l’épaisseur des sols vers le Nord.
L’Ile de Basse-Terre est couverte, pour l’essentiel, par une forêt primaire dense, largement protégée par le Parc National de Guadeloupe (PNG), la partie centrale du massif montagneux étant occupée par la forêt hygrophile [Rousteau, 1996].

Le climat est de type tropical insulaire avec des précipitations annuelles importantes, variant entre 10 mètres d’eau /an au sommet de la Soufrière et 1,2 mètres/an sur les parties les plus sèches de la côte sous le vent (Ouest). Chaque année, la saison humide (juillet à décembre) est marquée par le passage d’ondes et de dépressions tropicales pouvant évoluer en tempêtes et cyclones. Ces événements provoquent une augmentation rapide du débit des rivières, dont le temps de réponse est de quelques heures. Il n’est pas rare de voir tomber 100 mm d’eau en moins de dix heures sur le massif de la Soufrière, provoquant glissements de terrain, inondation et exportation brutale de sédiments. La récurrence des crues éclaires pour les rivières est annuelle quand elle est centenaire en région tempérée et c’est durant ces épisodes discrets (et difficiles à échantillonner) que l’essentiel de l’érosion se produit. La Guadeloupe offre donc, à condition de développer des techniques adaptées, la possibilité d’étudier l’impact d'événements climatiques extrêmes sur la dynamique des processus de surface.

Notons enfin que l’acide qui permet la dégradation des minéraux est le plus souvent le dioxyde de carbone qui provient de la décomposition de la matière organique des sols. En Guadeloupe, il existe une source supplémentaire de CO₂, que l’on peut mettre en évidence dans plusieurs bassins versants. Il s’agit de CO₂ d’origine profonde, issu du dégazage lent du volcan et qui diffuse le long de failles, lesquelles ne sont pas nécessairement proches du Massif de la Soufrière. Ce système fournit un bon analogue des fuites de futurs gisements de stockage du CO₂ en condition géologique.

L’ensemble de ces paramètres fait de l’île de la Guadeloupe le laboratoire idéal d’étude de l’érosion et de l’altération. Ce contexte permet d’étudier, avec le vieillissement du relief vers le Nord, la mise en place des sols et le développement de la morphologie des bassins ainsi que leur impact sur la chimie des altérites, le temps de résidence des matériaux ou bien encore la dénudation physique et la morphologie des rivières. Il permet également d’analyser l’effet des précipitations sur la chimie des rivières, l’altération, ou bien encore la dynamique du transport solide dans les rivières, le tout en contexte tectonique et volcanique actif.

Deux bassins versants font l’objet d’un suivi régulier : Bras-David et Capesterre. Un troisième bassin-versant, celui de Vieux-Habitants, sert de site “test” au développement d’une technique d’imagerie aérienne utilisant un drone.

Reférences bibliographiques :

1 - Rousteau, A., 1996. Structures, flores, dynamiques: réponses des forêts pluviales des Petites Antilles aux milieux montagnards. In: Guillaumet, J.L., Belin, M., Puig, H. (Eds.), Phytogéographie tropicale: réalités et perspectives. ORSTOM, Paris.
2 - Samper, A., Quidelleur X., Mollex D. and Lahitte P. Timing of effusive volcanism and collapse events within an oceanic arc island. Earth. Planet. Sci. Letters. 2006