RHA0358 - Bassin houiller de Saint-Etienne

Intérêt géologique principal : Stratigraphie
Justification : Le principal intérêt est stratigraphique. En effet, c’est là qu’a été créé le stratotype de la série continentale stéphanienne composée de 4 termes (Stéphanien A, B, C, D) pour une épaisseur estimée de 2600 à 3100 m. Une réinterprétation des études antérieures et l’apport de nouvelles données par Becq-Giraudon et al. (1995) amènent à réviser la statigraphie du Stéphanien considérant que la série : a) ne débuterait qu’avec le Stéphanien moyen (assise B) ; b) que son épaisseur ne dépasserait pas le millier de mètres; c) que le terme D est de l’Autunien en concordance avec le Stéphanien. C’est aussi la présence de végétaux du Viséen dans le poudingue mosaïque. Une révision détaillée de la flore fossile du bassin houiller du Carbonifère supérieur a été effectuée par Doubinger et al. (1995) qui ont proposé le nom de « Forézien » pour décrire les formations du Stéphanien B-C.

Intérêt(s) géologique(s) secondaire(s)

Nom	Justification
Géomorphologie	La morphologie du secteur considéré est caractérisée par un ensemble de plusieurs collines entre lesquelles circule le Furan dont le cours est souterrain dans sa traversée de la ville de Saint-Etienne. Les terrils greffés sur cette topographie sont incontournables de ce paysage.
Hydrothermalisme	L’hydrothermalisme se traduit par des silicifications intercalées sous forme de bancs massifs de quelques mètres d’épaisseur au sein des formations gréso-pélitiques stéphaniennnes de la partie nord-ouest du bassin (comme dans la butte de Saint-Priest-en-Jarez). Ces dépôts de silice opalescents sont finement rubanés : ils renferment des structures stromatolitiques et des tapis algaires. Ils témoignent d’une activité volcanique Ces silicifications se seraient formées à la fin du Carbonifère à des températures estimées entre 150 et 160 °C.
Minéralogie	Au départ, les terrils sont des résidus d'exploitation de la houille (stériles). Ils ont été déposés sur le carreau de la mine au cours des années 30 jusque dans les années 80. Ce sont des restes de roches sédimentaires détritiques de granulométrie variée dont des schistes charbonneux. La fusion de cet ensemble donne des masses compactes soudées et homogènes atteignant parfois un volume de plusieurs dizaine de mètres cube. L’un d’eux, le puits Saint-Pierre à La Ricamarie (inventorié RHA0194) actuellement en cours d’exploitation, a fait l’objet d’un intérêt particulier pour les phénomènes de fusion qui s’y déroulent. En cela, ils sont comparables à ceux observés dans les cônes volcaniques, comme dans le cratère du puy de Lemptégy (Puy-de-Dôme) avec lequel ce terril offre une similitude morphologique et colorée troublante. les températures mesurées au sein de cet édifice peuvent dépasser les 1200°C, température moyenne du magma au sein d’un édifice volcanique. Les températures ainsi atteintes, dues à la combustion de résidus de charbon et à l’oxydation de la pyrite contenue dans les schistes charbonneux, conduisent à la fusion des matériaux. Sur le terrain, il est possible de voir de la lave en fusion à travers des fissures ourlées de cristallisations d’arsenic (réalgar et orpiment). Les matériaux résultant ressemblent à des basaltes scoriacés appelées « paralavas » ou « bruchites » pour ceux qui ne sont que partiellement fondus.
Ressources naturelles	Actuellement, les stériles du terril plat de La Ricamarie (puits Saint-Pierre) sont l’objet d’une exploitation comme granulats voire comme les pouzzolanes. Par le passé on rappellera que l’exploitation du charbon a connu son âge d’or aux XVIIIe et XIXe siécles et que le dernier puits en activité a été fermé en 1983. Les grés ont autrefois été utilisés comme matériaux de construction des habitations et de monuments.
Tectonique	Le bassin de Saint-Etienne aurait été créé à la faveur des grands décrochements dextres NE-SW, tardi-varisques, compatibles avec la période d’extension généralisée de direction NNE-SSW qui affecte toute la croûte à l’Est du Massif Central. Le bassin houiller peut être interprété pro-parte comme un bassin en « pull-apart » (Mattauer et Matte, 1998). Mais, l’individualisation du bassin houiller stéphanien a été précédée par une phase tectonique (à 322 Ma) au cours de laquelle des failles normales ont affecté profondément le socle cristallin (Malavieille et al., 1990 ). La faille du Pilat est très probablement le rejeu en décrochement de l’une d’elles. Au Stéphanien supérieur l’activité tectonique est accompagnée de volcanisme.. A l’Autunien (299-290 Ma) le développement de failles listriques WNW-ESE sont responsables du décollement et du glissement en masse du houiller productif (La Béraudière). C’est à cette époque permo-carbonifère (entre 305 et 297 Ma) que s’est formé le dôme migmatique du Velay par fusion en profondeur (entre 20 et 25 km) induite par l’amincissement crustal dû à la distension tardi-varisque.

Intérêt(s) pédagogique(s)

Nom	Justification
Pour les enseignants
Pour les géologues
Pour tout public
Général	Le bassin houiller permet d’initier le grand public à l’étude des paysages remarquables laissés comme témoins de l’activité minière passée (terrils). Un itinéraire de découverte dans le bassin permet de partir à la découverte de phénomènes géologiques marquants et compréhensibles par le plus grand nombre. Cette approche permet également de sensibiliser le grand public à la période de l’histoire de la Terre quand la région stéphanoise était située en zone tropicale au Carbonifère, il y a 300 Ma, et que s’y effectuaient des dépôts périglaciaires ! Expliquer cet apparent paradoxe devrait forcer l’attention des esprits curieux.\nLe site permet une approche particulièrement instructive dans le domaine de la dynamique sédimentaire, de la nature du contenu et de l’âge des formations dans un bassin continental limnique, considéré comme exceptionnel par de nombreux sédimentologues et tectoniciens. Les associations végétales (sensibles aux conditions de milieux) permettent de caractériser la nature des paléoenvironnements : palustres dominants au Stéphanien mais fluvio-lacustres à l’Autunien. L’aspect structural sera illustré tant par les déformations ductiles (plissements) que cassantes (décrochement et failles normales) qui affectent l’ensemble du bassin houiller. Ces éléments permettent de comprendre comment s’est effectuée la structuration du bassin et ouvre la discussion sur la nature des contraintes qui ont présidé à sa formation en fin d’orogenèse varisque.\nSur le plan stratigraphique, le bassin houiller de Saint-Etienne est le lieu de définition du stratotype Stéphanien, étage ayant conservé une valeur stratigraphique de référence pour les bassins permo-carbonifères du Massif Central. Sa valeur stratigraphique doit être révisée car la sédimentation ne commencerait qu’au Stéphanien B. L’absence notable de discordance entre les dépôts stéphaniens et autuniens amène à s’interroger sur la limite Carbonifère/Permien. Son épaisseur, également révisée (un peu plus de 1 000 m), est bien moindre qu’admise par les anciens auteurs. D’un point de vue tectonique, sa structuration à partir d’une ouverture du bassin en pull-apart, en excluant l’existence de nappes ouvre un intéressant sujet de discussion sur la nature des contraintes qui ont prévalu à ce stade de l’évolution permo-carbonifère du bassin houiller. La concomitance des dépôts stéphano-autuniens avec la formation entre 305 et 297 Ma du dôme migmatique du Velay permet d’aborder le réajustement isostatique permanent que cela implique à l’époque néovarisque de l’histoire de la chaîne.

Intérêts touristiques et économiques : Le musée de la Mine du Puits Couriot retrace l’intense activité extractive des siècles passés dont le bassin a fait l’objet (l’exploitation a définitivement cessée en 1983). Le musée permet d’approfondir les notions abordées sur le site.

Rareté du site : Internationale

Évaluation de l'intérêt patrimonial du site

Nom du critère	Note	Note pondérée	Coefficient
Géologique principal	3	12	4
Géologique secondaire	3	9	3
Pédagogique	3	9	3
Histoire des sciences	0	0	2
Rareté du site	3	6	2
État de conservation	3	6	2
Total pondéré		42 / 48	Explication de la notation d'évaluation patrimoniale Chaque site renseigné et validé au sein du programme d’Inventaire National du Patrimoine Géologique fait l'objet d'une évaluation patrimoniale à l’aide du tableau d’« Évaluation de l’intérêt patrimonial du site », ci-présent. Cette évaluation numérique aboutit à l’attribution d’un nombre d’étoiles suivant le barème suivant : - note inférieure à 10 : 0 étoile - note entre 11 et 20 : 1 étoile - note entre 21 et 30 : 2 étoiles - note entre 31 et 48 : 3 étoiles

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