Il faut dire orgues (ou prismes) volcaniques au lieu d'orgues (ou prismes) basaltiques, car ce phénomène se manifeste aussi bien dans les basaltes que dans les phonolites (exemple à Bort les Orgues), les trachytes, les andésites...
Les orgues volcaniques résultent d'une contraction thermique par refroidissement
Les orgues se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement. Il y a alors diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée.
La prismation qui se forme s'effectue perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. Il en résulte des orgues verticales pour une coulée horizontale.
Idéalement, on observe trois systèmes de prismation superposés :
- au sommet de la coulée : la fausse colonnade ;
- au cœur de la coulée : l'entablement ;
- à la base de la coulée : la vraie colonnade
La présence et l'importance relative des divers systèmes varie considérablement d'une coulée à l'autre. Ainsi l'entablement peut manquer totalement ou se développer sur les deux tiers de l'épaisseur totale.
En général, plus le refroidissement est lent et plus les prismes seront réguliers.
Pourquoi une géométrie naturelle hexagonale ?
L'hexagone correspond à l'expression géométrique traduisant au mieux la répartition des déformations et le relâchement des contraintes de retrait. C'est pourquoi les prismes volcaniques sont hexagonaux.
Pour comprendre ces phénomènes, les 2 mots clés sont homogénéité et hétérogénéité.
- Hétérogénéité du refroidissement (effets sur les bords de la coulée) pour les laves et hétérogénéité de l'évaporation pour les argiles (existence de gradient d'humidité dans l'épaisseur de la couche d'argile).
- Homogénéité du milieu (aussi bien pour les argiles que pour les laves).
L'hétérogénéité va entraîner la fissuration. Par exemple pour les argiles la teneur en eau dans la partie inférieure de la couche est supérieure à celle de la partie supérieure, ce qui va provoquer un effet de "tuilage" (concavité) par retrait différentiel. De plus, il faut noter que la partie supérieure en contact avec l'atmosphère présente un retrait libre alors qu'il y a accrochage de la partie inférieure à son support, d'où là encore retrait différentiel.
L'homogénéité du milieu va faire que les contraintes vont se répartir aussi d'une façon homogène dans le plan (pour les argiles) ou dans l'épaisseur (pour les laves). La forme "iso-contrainte" idéale dans le plan est un cercle avec un inconvénient toutefois qui réside dans le non remplissage intégral de la surface. Le meilleur compromis géométrique est l'hexagone qui résout à la fois l'isotropie et le problème d'empilement. Évidemment, dans la nature, cet "idéal hexagonal" n'est pas toujours vérifié et ce sont alors des motifs polyédriques qui se réalisent.
Les Questions :
1) Regarder attentivement les magnifiques prismes en face de vous.
a) Quelle est leur forme géométrique ?
b) Quelle a du être la vitesse de refroidissement ?
2) Quelle différence y a-t-il entre la coupe théorique de la description et celle que vous avez sous les yeux. ON voit bien que la coupe théorique est idéale mais ce n'est pas toujours la réalité.
3) Prenez-vous en photo ou votre GPS devant les Orgues sans dévoiler les réponses.
"Loguez cette cache "Found it" et envoyez-moi vos propositions de réponses soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème."
ENGLISH DESCRIPTION
It must say volcanic organs (or prisms) instead of basaltic organs (or prisms), because this phenomenon is manifested as well in basalts as in phonolites (example to Bort the Organs), trachytes, andesites ...
Volcanic organs result from thermal contraction by cooling
The organs are formed by retraction of the lava at the end of cooling. There is then a decrease in volume related to the total solidification of the casting.
The prism which is formed is perpendicular to the cooling surfaces. The result is vertical organs for horizontal casting.
Ideally, three superimposed prism systems are observed:
at the top of the casting: the false colonnade;
at the heart of the flow: the entablature;
at the base of the casting: the true colonnade
The presence and relative importance of the various systems varies considerably from one stream to another. Thus the entablature can totally fail or develop over two-thirds of the total thickness.
In general, the slower the cooling, the more regular the prisms.
Why a hexagonal natural geometry?
The hexagon corresponds to the geometrical expression that best reflects the distribution of deformations and the relaxation of withdrawal constraints. This is why volcanic prisms are hexagonal.
To understand these phenomena, the 2 key words are homogeneity and heterogeneity.
Heterogeneity of cooling (effects on the edges of the casting) for lava and heterogeneity of evaporation for clays (existence of moisture gradient in the thickness of the clay layer).
Homogeneity of the environment (both for clays and for lava).
Heterogeneity will cause cracking. For example for clays the water content in the lower part of the layer is higher than that of the upper part, which will cause a "tiling" effect (concavity) by differential shrinkage. In addition, it should be noted that the upper part in contact with the atmosphere has a free withdrawal while there is attachment of the lower part to its support, where again differential shrinkage.
The homogeneity of the medium will make that the stresses will be distributed evenly in the plane (for clays) or in the thickness (for lava). The ideal "iso-stress" shape in the plane is a circle with a disadvantage, however, which lies in the complete non-filling of the surface. The best geometric compromise is the hexagon that solves both the isotropy and the stacking problem. Obviously, in nature, this "hexagonal ideal" is not always verified and then polyhedral motifs are realized.
(According https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/orgues-volcaniques.xml)
The questions :
1) Look carefully at the beautiful prisms in front of you.
a) What is their geometric shape?
b) What was the cooling rate?
2) What is the difference between the theoretical cut of the description and the one you have in front of you? We can see that the theoretical cup is ideal but it is not always the reality.
3) Take a picture of yourself or your GPS in front of the Organs without revealing the answers.
"Log this cache" Found it "and send me your suggested answers either through my profile or via the messenger geocaching.com (Message Center), and I will contact you in case of problems."