Les tufs et travertins constituent un véritable patrimoine provençal. Nous avons pu les contempler lors de nos randonnées à Villecroze, Cotignac, Barjols, la Motte, Vidauban, Carcès ou encore Saint-Zacharie.

Précisons que nous ne parlons ici que de « tuf calcaire ». En effet, le nom tuf s’applique aussi à d’autres roches sédimentaires, également poreuses et légères, mais résultant de la consolidation de débris volcaniques, de cendres. Ce sont alors des « tufs volcaniques », dont un bel exemple est le paysage turc de la Cappadoce.

Il n’y a pas de définition précise et rigoureuse permettant de différentier les deux termes tuf et travertin ; mais généralement on entend par tuf, une formation jeune, de type tendre et poreux, en opposition aux travertins, roches plus anciennes qui présentent des faciès plus cohérents et indurés, car ayant été transformés par sédimentation et diagénèse.

Les travertins anciens, se sont formés à l’Holocène (période la plus récente de l’ère Quaternaire) et ne sont plus au contact des eaux qui leur ont donné naissance. Les tufs et la source d’eau qui permet encore leur formation aujourd'hui peuvent être considérés comme une « relique » d’un phénomène important qui s’est développé il y a environ 8 000 ans et qui a donné naissance à de très grandes accumulations de travertins.

Selon P. Blot (https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00950467/document), le véritable initiateur de l'étude des tufs en France est Jean-Etienne Guettard (1754), qui a travaillé sur le site de Crégy, près de Meaux, avant de décrire d'autres formations, comme celles de Villecroze et de Barjols.

En 1897, Charles-Philippe-Ernest Munier-Chalmas découvre le pouvoir incrustant des algues. Mais ses travaux sont ignorés et redécouverts par l'Abbé P. Frémy en 1926. Depuis, les études se sont généralisées à des structures qui sont dénommées Stromatolites (ou stromatolithes), roches calcaires en forme de dôme, de chou-fleur ou de récif, qui se forment dans des eaux chaudes et peu profondes (ex en Australie) et dont des formes fossiles, datant de 3,2 milliards d'années, font partie des toutes premières formes de vies connues sur Terre.

Les tufs et travertins sont des roches calcaires biogéniques, c'est à dire formées grâce à des organismes vivants. Ils se forment en milieu aquatique sursaturé en « carbonates dissous », dans des sources ou des petites cascades. La présence d'algues, de mousses, de champignons ou de certaines bactéries (Cyanobactéries) fait précipiter le carbonate de calcium, qui se dépose en surface des végétaux. Peu à peu la fine pellicule devient « croute », puis les cellules végétales piégées à l’intérieur se décomposent en laissant un vide et seul le minéral subsiste.

Dit plus techniquement,  la formation des tufs et travertins s’explique par la précipitation des carbonates (CaCO3) dans les sources et les eaux de ruissellement chargées d'ions hydrogénocarbonates (HCO3-) et d'ions calcium (Ca2+), suivant l'équation : Ca2+ + 2 HCO3- → CaCO3 + H2O + CO2.

Plus le dioxyde de carbone (CO2) est consommé, soit par dégazage vers l'atmosphère (ex à la faveur de l'agitation de l'eau) soit par utilisation lors de la photosynthèse des végétaux et des bactéries, plus il y aura de formation de carbonate de calcium. Au contraire, lors d’un apport de CO2 (ex : respiration nocturne végétale) l’équilibre peur se déplacer vers la re-dissolution des carbonates. Nous sommes en présence d’un équilibre qui, de plus, est influencé par la température et la pression.

A Sillans, les eaux de la Bresque, après un parcours tranquille, rencontrent un « bouchon » de travertins anciens et chutent de 42 m. Nous observons ainsi une magnifique cascade avec ses voiles de mousses incrustées.

Le ruisseau du Fauvery arrive sur les hauteurs de Barjols au niveau d’une falaise de tuf d'environ 10 m de haut. Le dénivelé important entraîne dans le Vallon des Carmes, une suite de cascades et de bassins.

La falaise de tuf, creusée de grottes, abrite un important complexe troglodytique de chapelles et de cellules, dernier vestige apparent du couvent des Carmes "déchaux".

A Cotignac une falaise de travertin de 80 m de haut et 400 m de long surplombe le village. Diverses grottes naturelles et anciens habitats troglodytiques, aménagés au Moyen-Age, sont présents dans cette roche tendre, aisée à creuser.

Ces dépôts de calcaire sont liés à la Cassole, qui prend naissance sur le flanc Est du Gros Bessillon et qui est une des rivières les plus minéralisées de la région : on peut voir des dépôts de calcite tout au long de son lit. A Cotignac, ses eaux ont incrusté des voiles de tuf sur la falaise jusqu'au début du XVIIIe siècle. Puis  la rivière a été détournée. Elle contourne maintenant le village et c’est dans le Vallon Gai qu’elle forme aujourd'hui une cascade, franchissant en un saut de 10 m le bouchon de travertin encastré dans les dolomies, et déposant de nouveaux tufs.

A Villecroze, le village est également dominé par un balcon de travertin, creusé de grottes naturelles, que les moines bénédictins ont utilisées pour se réfugier, lors des invasions du Xe siècle. Les grottes ont été fortifiées, au XVIe siècle, par le seigneur local. Les maçonnerie et fenêtres à meneaux sont construites avec le travertin extrait sur place. A gauche persiste une cascade de 35 m de haut, qui dépose, en petites quantités des carbonates sur, principalement, des mousses.

A l’intérieur du château-grotte sont visibles non seulement le travertin de la falaise, avec des encroutements de mousses et végétaux mais aussi de beaux exemples de concrétions calcaires, de formation purement chimique et caractéristiques de l’intérieur des grottes, avec des colonnes, draperies et stalagmites.

Près de sa source, la Nartuby traverse non seulement des calcaires mais aussi des gypses. Les eaux vont dissoudre en plus des carbonates des sulfates issus du gypse. Ce mélange entraine une diminution de la solubilité de la calcite et donc une augmentation de la formation des concrétions calcaires. Sur la commune de la Motte en Provence « Le Saut du Capelan» est la plus spectaculaire des cascades du cours de la Nartuby, qui entaille aussi ici une falaise de travertin et chute d’une trentaine de mètres dans une vasque profonde.

D'autres  morphologies spectaculaires ont été observées dans des cours d’eau contenant  des quantités notables de « carbonates dissous » qui vont  se déposer, en construisant des barrages ou des murs limitant des vasques appelées "gours". Quant un obstacle rend le lit du ruisseau un peu moins profond qu'ailleurs, l'eau coule plus vite et y est plus agitée, favorisant le dégazage du CO2 et donc la précipitation préférentielle du carbonate de calcium, ce qui surélève l'obstacle et amplifie le phénomène. De plus, la faible profondeur d'eau favorise la pénétration de la lumière et le développement des micro-algues et des bactéries photosynthétiques qui accélère le phénomène. A terme, ce mur peut barrer complètement le ruisseau.

L'Huveaune prend sa source à la Grotte Castelette, dans le massif de la Sainte Baume, puis court en sous-bois épais en formant des "escaliers" plus ou moins importants. Sur les bordures des vasques, l'eau s'écoule plus rapidement et cause ainsi la formation de “drapés” calcaires, typiques des "gours".

La Bresque, en  aval de la Grande cascade de Sillans, poursuit son cours dans une forêt dense, de vasque en vasque, sautant en petites cascades les murs de travertin.

Dans certaines conditions, les particules du micro-précipité de carbonate de calcium en suspension dans les eaux ont la bonne dimension et la bonne concentration pour entraîner la diffusion de la lumière et donner d'exceptionnelles couleurs bleues.

Pour terminer, notons que des dépôts de travertin peuvent également se développer dans les eaux captées : c'est  le phénomène des "Fontaines Moussues". Ainsi, à Barjols la fontaine Raynouard, du nom de son donateur, cache sous son aspect actuel une sculpture représentant un faune se prélassant dans une conque. Mais le calcaire accumulé au fil du temps enveloppe le tout sous une épaisse coque de tuf et de mousse. Cette enveloppe naturelle est très régulièrement taillée, afin de préserver l'équilibre du monument.

Merci aux animateurs qui nous ont fait découvrir ces beaux sites et aux blogueurs qui ont pris toutes ces photos.

Mais je ne remercie pas ce virus qui nous confine et sans qui ce blog n'aurait pas été écrit.