Apports de différentes techniques à la compréhension de la corrosion sur les littoraux volcaniques hawaïens

International audienceThe volcanic coasts initially evolve by mechanic attack of the waves. Later, weathering operates, especially in the supralittoral stage, with sprays and splashes. The term of corrosion regroups different processes of physicochemical and biological origin, which shape particularly remarkable corrosion forms in volcanic rocks. The naturalistic approach of forms observation in the field has been completed by various technicals to improve comprehension of processes on hawaiian volcanic coasts. Thanks to the tafonis observations, a typology of the evolution of these forms has been defined : excavation (stage 3) then widening of the vesicles, genesis of an overhang (stage 4), destruction of this resistant layer, smoothing of the surface (stage 5). Then, morphometric measurements have been done on storm or tsunami deposits with tafonis, evaluating the evolution stage for each one. The measurements taken by a micro-erosion meter must be prudently analyse because of the apparatus limits and the short-time between the two measurements campaigns. While being aware of the lack of precision of some measurements, erosion rates have been calculated and interpreted. An experimentation of 120 days in laboratory has been done on 80 samples from five distinct rocks. It made possible to better understand the mechanisms of corrosion on volcanic rocks, varying in particular the duration and the temperature of emergence. In the light of the results obtained with theses methods, different remarks can be made. Haloclasty seems to be one of the fundamental processes of volcanic coast morphogenesis. We confirm that its efficacity depends of climatological and petrographical factors. Bounded with the time of emergence, it explains faster corrosion of the supralittoral stage and the genesis of notable weathering forms as tafonis or lapies when the conditions are optimals (presence of a superficial glassy or microgranular layer, low precipitations, possibly alkalic basalt). Haloclasty acts preferentially in the weakness zones of the rock (vesicles, microscopic cracks), in connection with the chemical alteration, etching, which, moreover, attacks some fragile minerals (olivine, feldspathoids, glass surrounding plagioclases).Les littoraux en roche volcanique restent peu étudiés. Pourtant, ce type de roche permet d'utiliser des jalons chronologiques pour l'évaluation des vitesses d'érosion. L'intérêt des deux îles étudiées dans l'archipel d'Hawaï (îles d'Hawaï et d'Oahu), est d'avoir justement sur leurs côtes des coulées de lave s'échelonnant du Pliocène à la période actuelle (éruption du Pu'u 'O'o-Kupaiahana depuis 1983). Ainsi, une étude chronologique de l'évolution des formes a été possible sur le terrain. Elle a permis de comprendre les multiples dynamiques qui les ont modelées et de définir les techniques d'études adaptées. Lorsque la coulée de lave atteint l'océan, elle forme un delta de lave. Le front de la coulée recule rapidement par effondrements successifs sous les coups de boutoirs des vagues, aidés par la fissuration du matériel et le caractère explosif des rencontres eau/magma. Le recul de cette falaise est ensuite plus lent, l'action des espèces bioérosives et de l'abrasion pouvant parfois fragiliser sa base. Lorsque la falaise possède un fort commandement, les dynamiques subaériennes (glissements de terrain, éboulement) et la corrosion littorale par les embruns (relais de processus d'origine physico-chimique et biologique) agissent également. Une plate-forme d'érosion littorale est façonnée au pied de la falaise. Les processus d'abrasion (évorsion, dépavage, rainurage, ...) y sont dominants lorsque la plate-forme est en position médiolittorale (rare sur l'île d'Hawaï). En raison des variations eustatiques et de la subsidence de l'appareil volcanique, cette plate-forme peut se trouver aujourd'hui en position supralittorale ou sous-marine. Les processus abrasifs interviennent également lorsque la coulée, peu épaisse, n'est pas érodée en falaise. En domaine supralittoral, les paquets de mer et les embruns provoquent la corrosion littorale de la surface rocheuse, tant en haut de plate-forme qu'au sommet des deltas de lave. A l'approche naturaliste d'observation des formes et d'interprétation en terme de processus, nous avons adjoint diverses techniques ayant pour but de préciser ces réflexions, d'étayer les démonstrations et de les chiffrer autant que faire se peut. Ces méthodes ont déjà été utilisées dans le cadre d'autres travaux sur le littoral, mais jamais sur ce type de roche aux réponses particulières (rempart externe de certaines plates-formes, formes de corrosion spécifiques dans les cellules de refroidissement ou les laves en coussins, ...). Les mesures d'érosion réalisées à l'aide d'un Micro-Erosion-Meter ont permis de préciser les taux d'érosion sur ce type de roche réputée très résistante ainsi que les différences longitudinales, même si les résultats doivent être interprétés avec prudence en raison des limites de l'appareil et du court pas de temps pris en compte. Bien que souvent proche de zéro, le taux annuel d'érosion peut dans certains cas atteindre 2 mm lorsque la lithologie et les conditions climatiques favorisent l'entaillement de la roche en lapiés littoraux sur plusieurs décimètres. La zone supralittorale soumise aux embruns et à une forte dessiccation connaît un taux légèrement supérieur au domaine médiolittoral, expliquant l'apparition de taffonis. Une expérimentation de 120 jours en laboratoire sur la corrosion de cinq types de roche volcanique, en faisant varier divers paramètres (durée et température d'émersion, nature du liquide, imbibition), précise notamment, en modélisant les conditions environnementales, le rôle de la texture et de la micro-fissuration dans les processus d'haloclastie et de dissolution sur le littoral. L'analyse des lames-minces de ces échantillons et des produits de l'altération complètent ces observations. D'autres mesures ont été effectuées sur le terrain pour étudier certains processus plus spécifiques (subsidence des deltas de lave, formation des taffonis, mesures morphométriques). Les résultats de l'ensemble de ces techniques sont à replacer dans une approche globale de la compréhension de la morphodynamique des littoraux volcanique, où les observations de terrain constituent la base à partir de laquelle la réflexion s'établit. Les deux approches (naturaliste et quantitative) sont nécessairement complémentaires