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L'histoire des fleuves, dynamiques paléoenvironnementales et géoarchéologiques et des milieux continentaux

L’évolution géomorphologique des basses plaines littorales méditerranéennes : un outil de compréhension des biais taphonomiques en archéologie ?

Geomorphological evolution of Mediterranean valleys: a tool to understand taphonomic bias in archaeology
Jean-Michel Carozza
p. 45-51

Abstracts

Here, we highlight the relationship between Mediterranean alluvial plains and the potential of site preservation at a regional scale. The analysis follows a sea-land continuum in order to understand palaeogeographical changes due to sea-level change. We highlight areas of homogeneous alluvial processes. In each of them, the architecture of the sedimentary deposits are the key-factors in explaining the formation of archaeological archives. Sea-level change seems to be the main control on the formation of regional archives.

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Full text

1Au cours de l’Holocène, les basses plaines littorales méditerranéennes ont connu de profondes transformations de leurs paysages, sous les effets conjugés des variations du niveau marin et de l’alluvionnement. Ce dernier facteur notamment a de profondes conséquences sur la reconnaissance en surface des sites archéologiques. Ce type de situation est bien connu dans le delta du Rhône, notamment suite aux travaux d’Arnaud-Fassetta et Landuré (2003) et a été synthétisé par Leveau (2004) pour la période antique. Ainsi, les habitats connus se localisent sur les zones hautes des levées de berges, alors que les plaines alluviales sont quasi exemptes d’occupation. Ce type de situation se rencontre également dans le delta du Nil (Warne et Stanley, 1993 ; Stanley, 2005). Il est alors légitime de se poser la question de la cause de cette répartition. Doit‑elle être interprétée en fonction d’une occupation inégale de l’espace et d’attractivité des zones riveraines ou bien traduit-elle d’avantage une lacune des connaissances liée à un biais taphonomique d’alluvionnement dans les plaines inondables ?

2Pour tenter de trancher entre les deux hypothèses, il est nécessaire de développer une collaboration entre archéologues et géoarchéologues afin d’appréhender le site dans son environnement et surtout son histoire environnementale. L’étude des réseaux de peuplement est une piste qui pourrait mettre en évidence les lacunes de connaissances, notamment aux niveaux les plus bas de la hiérarchie d’exploitation des ressources, qui sont les plus susceptibles d’avoir laissé peu de traces. Une autre piste est de tenter de prédire le mode de gisement des sites, c’est à dire d’envisager les conditions de reconnaissance des sites en se basant sur une généralisation des connaissances géomorphologiques. C’est cette piste que nous souhaiterions développer dans ce travail préliminaire afin de montrer le potentiel et l’intérêt de cette démarche. Celle-ci vise à rendre compte de l’existence de vides archéologiques et de préciser éventuellement leur statut par des méthodes directes de diagnostic archéologique classique ou indirectes de type géophysique. Il ne s’agit donc pas d’exclure des territoires de la recherche archéologique par une définition de zones « à faible potentiel », mais bien au contraire de proposer pour certains secteurs des aménagements ou des alternatives pour leur étude. Ainsi, dans la très basse plaine du Roussillon qui sera prise pour exemple ici, l’importance considérable du remblaiement associé au Petit Âge Glaciaire limite l’accessibilité aux sites enfouis – le remblaiement dépasse couramment 2,5 m – par les diagnostics classiques de l’archéologie préventive (Passarrius et Kotarba,  2008 ; Passarrius, 2009 ; Passarrius et al., 2010). Sans cette adaptation, il est à craindre que la multiplication de diagnostics purement archéologiques négatifs ne se traduise à terme par l’arrêt des opérations dans ces zones avec la perte d’information notamment environnementale qui l’accompagnerait.

3Pour cela, il est impératif de pouvoir proposer a priori une sectorisation de la plaine dans lequel ce type d’intervention sera menée avec des objectifs nécessairement adaptés. Il s’agit donc de développer une approche du biais taphonomique d’enfouissement au travers d’une démarche qui peut être considérée comme l’extension dans le domaine deltaïque des travaux de Bravard (1997). Ces derniers ont tenté de définir les principes de la taphonomie en contexte alluvial. Ils doivent être adaptés dans des environnements différents.

4Après un retour nécessaire sur la définition de la taphonomie et son adaptation en archéologie, un cadre général de compréhension du processus taphonomique d’enfouissement adapté aux méthodes de la géomorphologie est présenté et illustré par une application dans la plaine du Roussillon.

1 - Taphonomie, taphonomie archéologique et géomorphologie

5La taphonomie a été définie dans le domaine des sciences paléobiologiques comme celle « des lois de l’enfouissement » (Efremov, 1940). De manière plus précise, il s’agit de l’étude de la transmission dans le temps d’objets depuis la biosphère vers la lithosphère ou du processus de fossilisation, de la mort à la diagénèse (Martin, 1999). Behrensmeyer et Kidwell (1985) ont proposé une définition qui tend à unifier le concept au travers des disciplines. Ces auteurs définissent la taphonomie comme « l’étude des processus de préservation et de la manière dont ils affectent l’information dans l’enregistrement fossile ». Cette dernière définition paraît pouvoir être étendue aux sites archéologiques. Brown (1997) souligne que l’étude de cette mémoire archéologique des milieux est une composante majeure de la géo-archéologie.

6Les basses plaines littorales méditerranéennes ont constitué des espaces privilégiés pour l’étude des conditions de préservation/perte de l’information archéologique en grande partie pour des raisons historiographiques. La forte densité de peuplement dès les périodes anciennes liée à l’histoire particulière de ces zones, mais également leur forte mobilité géographique aux échelles infra-millénales (Dufaure, 1984) en a fait un laboratoire de l’étude de ces processus. La prise de conscience de l’existence d’un biais taphonomique de recouvrement et de ses implications en termes de spatialisation des données archéologiques et de relations entre milieu et peuplement est en grande partie la conséquence des apports de l’archéologie préventive. Le diagnostic systématique a ainsi imposé l’idée que l’ensemble des sites archéologiques tels qu’ils sont connus et recensés ne constitue qu’un échantillonnage incomplet d’une population beaucoup plus importante. La comparaison entre les densités de sites reconnus lors d’opérations préventives sur des surfaces importantes et les densités générales de sites dans les mêmes régions, montre que la plus grande partie de l’information archéologique reste inconnue (Dubouloz, 2003). Cet écart constaté est classiquement interprété en terme d’une part de biais de connaissance – l’absence de travaux de recherche – et d’autre part de biais taphonomique – la destruction ou le masquage des sites. Sur un territoire donné, l’ensemble des sites connus tel qu’il résulte des connaissances actuelles ne constitue pas un échantillonnage aléatoire mais obéit à une logique, dans laquelle l’information manquante doit beaucoup aux conditions géomorphologiques de gisement des sites archéologiques.

7De nombreux travaux ont tenté d’approcher cette question. Ils peuvent être classés en deux groupes. D’une part, les travaux visant à combler les vides au travers notamment de modèles prédictifs. Ces derniers peuvent être définis comme « des outils qui permettent de généraliser des structures connues ou des relations dans des temps ou des espaces inconnus » (Warren et Asch, 2000). Plus précisément, il s’agit « d’une procédure qui indique la présence d’un événement archéologique sur une portion du territoire avec une plus grande probabilité que le hasard » (Kvamme, 1990). Il s’agit donc de compenser les lacunes des connaissances, notamment liées au biais taphonomique par une généralisation des règles. Dans ces approches, la dimension naturaliste s’estompe généralement au profit « d’indicateurs environnementaux » qui peinent à intégrer la dimension d’organisation spatiale qui caractérise ces facteurs. Elles sont en général réduites à des propriétés attributaires du site, sensées en définir l’ambiance environnementale et synthétiser leur trajectoire d’évolution potentielle dans le temps. Peu d’indicateurs ont fait l’objet de validation. Leur utilisation peut être marquée par une certaine ambiguïté, puisqu’ils sont censés déterminer des potentiels de présence et pourraient être utilisés dans un cadre prescriptif. Sivan et Bridier (2008) soulignent le risque tautologique d’une telle démarche qui tendrait à renforcer les espaces vides puisqu’ils ne seraient plus diagnostiqués. Il s’agit d’une vision pessimiste de ce type d’approche, qui, comme tout modèle pourrait être utilisé pour formuler des hypothèses à tester par des approches de terrain.

8D’autres travaux ont tenté d’évaluer plus simplement la part de l’information manquante par comparaison avec un échantillon de référence. Certaines approches, notamment celle développée par Verhagen et Berger (2001) mettent directement en relation l’appartenance à une unité géomorphologique définie a priori et l’importance du biais taphonomique à la suite des travaux de Bravard (1997). Berger et Brochier (2004) fournissent un état de l’art de cette démarche qui consiste à donner un potentiel archéologique en fonction de l’âge des formations superficielles. La datation de la formation alluviale fournit dans cette approche le terminus post quem du gisement potentiel le plus ancien. Elle conduit en fait à proposer une dichotomie entre zones inactives et actives d’un point de vue sédimentaire. La première situation correspond aux zones stables qui enregistrent l’information archéologique par une « voie pédologique ». Leur contexte géomorphologique du site est caractérisé par l’absence relative d’apports sédimentaires (alluvions, colluvions, éoliens ou anthropiques). Dans ce cas, les sites demeurent en surface et sont affectés par un ensemble de processus physicochimiques (fragmentation, altération, bioturbation…) qui conduisent à une préservation différentielle des objets mais aussi à une atténuation des structures archéologiques. Le cas extrême de l’évolution de cette structure est représenté par l’érosion partielle ou totale du site sous l’effet d’agents naturels (ruissellement diffus, érosion en rigole…), anthropiques ou anthropiquement induits (érosion accélérée). Le deuxième cas peut être dénommé « voie sédimentaire ». Il inclut l’ensemble des situations dans laquelle la vitesse de sédimentation est plus importante que la progression des fronts de pédogénèse. Dans ce cas, les processus qui perturbent l’enregistrement sédimentaire sont de type diagénétique s.l. et biostratinomique. Ce dernier terme désigne l’ensemble des processus de remaniement lié au processus de dépôt (par exemple, force tractrice du courant dans le cas d’une plaine alluviale susceptible de modifier l’enregistrement fossile). Cette composante biostratinomique est difficilement prise en compte dans les approches taphonomiques classiques proposées par Verhagen et Berger (2001).

9Cependant, comme il l’a été souligné plus haut, cette approche nécessite de définir a priori des unités géomorphologiques et ne permet pas d’intégrer la dimension chronostratigraphique.

2 - Envisager le biais taphonomique d’un point de vue géomorphologique

10Afin d’appréhender les conditions de formation de l’enregistrement de l’information archéologique par une approche géomorphologique, Rapp et Hill (2006) ont développé le concept de « landscape context ». Pour ces auteurs les conditions de fossilisation des artefacts sont fortement dépendant du contexte géomorphologique, c’est‑à‑dire des grands types de milieux où elles se localisent. Les travaux de Brown (1997) ont montré qu’une telle approche était insuffisante et qu’il était nécessaire de travailler à une échelle plus fine, qui intègre notamment le mode et le rythme d’édification de la plaine alluviale. Cette démarche suppose de pouvoir définir deux paramètres qui influencent directement la préservation de l’archive archéologique :

11La géométrie des dépôts, entendue comme le mode d’accumulation des corps sédimentaires dans leur relation réciproque. Elle commande les vitesses d’accrétion et le taux de préservation des plaines alluviales ;

12L’architecture sédimentaire, qui correspond à l’organisation interne des dépôts. Elle commande principalement le biais stratinomique au travers des environnements de dépôt.

13Pour envisager le biais taphonomique archéologique à cette échelle, il est donc nécessaire de découper les espaces de plaines en unités homogènes en tenant compte de ces deux critères et non plus seulement d’un point de vue chronologique. La question posée est alors de savoir s’il est possible de déterminer a priori ces deux paramètres.

14Les travaux issus de la stratigraphie séquentielle et notamment de la stratigraphie génétique et ses dérivés (Homewood et al., 1992, Catuneanu, 2006) ont montré que l’architecture des basses plaines était principalement contrôlée par les variations du niveau marin, secondairement par les flux sédimentaires. La géométrie des dépôts d’une part, la répartition spatiale des environnements de dépôt d’autre part sont, dans un contexte donné, prévisibles. Cependant, la question de la remontée vers l’amont, dans les plaines alluviales, de l’influence eustatique reste un facteur discuté (Schumm, 1993). Les travaux de Wescott (1993) et de Shanley et McCabe (1994) ont montré qu’il était possible d’identifier dans les architectures alluviales continentales la signature de l’influence eustatique. Une revue de ces influences versus celles du climat est dressée par Blum et Törnqvist (2000) et Miall (1996).

15Du fait de la forte amplitude des variations eustatiques au cours du dernier cycle glaciaire, il est nécessaire dans cette approche d’appréhender l’espace littoral dans un continuum plateau continental/delta/plaine alluviale et d’envisager ses conséquences sur le peuplement et sa connaissance à cette échelle. Cette amplitude de l’ordre de 120 m constitue, pour les zones littorales, le forçage dominant qui contrôle la géométrie, la préservation et l’architecture interne (type de chenaux, connexion des chenaux, vitesse d’accrétion). La question du contrôle par le niveau de base des processus de formation des terrasses en zone de basse plaine, fondamentale pour la compréhension des taux de préservation de l’archive archéologique, est d’avantage discutée (Young et Nanson, 1982 ; Schumm et Parker, 1977 et Wood et al., 1993).

3 - Application à la plaine du Roussillon

16La plaine du Roussillon est un bassin sédimentaire néogène à pléistocène d’une superficie de 850 km2 localisé entre chaîne axiale pyrénéenne, Corbière et Méditerranée (fig. 1).

Fig. 1

Fig. 1

Reconstitution de la position des littoraux vers 10500, 8400 et 6000 ans BP et ses relations avec les formations Holocènes continentales en Roussillon

Schéma : Carozza, 2011

17Les travaux antérieurs (Mussot et Benech, 1990) ont proposé de diviser cette entité en deux unités aux comportements géomorphologiques antagonistes. La basse plaine stricto sensu qui correspond au prisme Holocène de haut niveau et qui connaît au cours de la seconde moitié de l’Holocène un régime « à l’alluvionnement », i.e. qui présente une aggradation/progradation continue. Par opposition, la partie amont de la basse plaine est caractérisée par la poursuite de l’étagement des formes alluviales et connaît un régime « à l’érosion » ou plus exactement faisant alterner phase d’érosion et d’incision. Cette première approche met en évidence le rôle de l’architecture sédimentaire dans l’évolution de ce bassin. Toutefois, il s’agit d’une vision « statique » dans laquelle la dimension temporelle des facteurs de contrôle est négligée. Une analyse de l’architecture sédimentaire de la basse plaine et des surfaces remarquables de ce remplissage permet d’affiner cette dichotomie.

18La montée du niveau marin au cours de l’Holocène constitue le facteur majeur de modification directe (paléogéographie) et indirecte (contrôle sur l’architecture sédimentaire) de transformation des milieux de basses plaines (fig. 1 et 2).

Fig. 2 

Fig. 2 

Organisation chronostratigraphique de la basse plaine du Roussillon

D’après les données de la Salanque

19Dans cette optique, l’analyse de la relation entre peuplement et environnement doit être réalisée dans le continuum basses plaines et plateau continental submergé. En Roussillon, il est possible de positionner les littoraux du début de l’Holocène vers 10 500 ans BP et vers 8 400 ans BP (Monaco in Guilaine et al., 1984) qui correspondent à des paliers dans la remontée marine post-glaciaire (Labaune et al., 2010). La position du maximum transgressif peut être quand à elle en grande partie déduite à partir de l’analyse des faciès des données géotechniques du BRGM complétés par les informations collectées lors de carottages géoarchéologiques (Carozza et al., 2005). L’extension des formations marines peut ainsi être cartographiée à partir d’environ 300 forages (fig. 2).

20Sa chronologie est plus incertaine, mais elle est postérieure à 7 000 ans BP (site submergé de Leucate Corrège) et antérieure à 5 500 ans BP. Par comparaison, dans le delta du Rhône, les travaux de Vella et al., (2005) indiquent un maximum transgressif vers 6 000 ans BP. Ainsi, entre 8 400 ans BP et 6 000 ans BP, correspondant à un intervalle large encadrant le Néolithique ancien, une frange littorale de 15 km en moyenne a été submergée, soit 1,5 fois la largeur moyenne de la plaine actuelle. La position des sites du Néolithique ancien connus en Roussillon est alors révélatrice. Le site de Leucate-Corrège, situé dans la lagune de Leucate, est aujourd’hui submergé entre 4 et 6 m et n’a été reconnu que par dragage (Guilaine et al., 1984). Les deux autres sites, Palau del Vidre et les berges du Tech, se localisent tous deux en position péri-littorale. Ce dernier site se positionne au sommet d’une terrasse ancienne (Calvet et al., 2002) que nous avons proposé de corréler avec la terrasse de Pézilla-la-Rivière (9 900-5 600 BP) et est recouvert par des dépôts datés du dernier millénaire (Carozza et al., 2010). Cette terrasse fluviatile du 1er Holocène a également été reconnue dans le carottage du Barcarès (Duvail, 2008) sous le prisme Holocène, mais attribuée par cet auteur au dernier maximum régressif (MIS2) sans autre élément de datation. Le carottage de Leucate LC1 (Labaune et al., 2010) permet d’identifier, entre 11 250 et 9 750 ans BP, un niveau de graviers vers -20 m qui correspond à cette même unité. Elle est recouverte par des dépôts marins transgressifs. Cette terrasse est donc diachrone et recouvre plus ou moins uniformément la surface d’érosion du maximum régressif en domaines on shore et off shore et son potentiel de préservation des sites est donc variable suivant un gradient amont-aval. Simplement submergée vers l’aval, elle a été submergée puis enfouie par progradation par les dépôts du prisme de haut niveau holocène dans sa partie médiane. Vers l’amont, du fait de sa pente forte elle constitue une terrasse alluviale étagée au-dessus de la basse plaine du second holocène. Elle constitue le point de départ de la morphogenèse au cours du second Holocène.

21Vers 6 000 ans BP, le ralentissement de la montée du niveau marin permet la mise en place d’une dynamique de progradation des unités sédimentaires et la formation des cordons littoraux (Certain et al., 2004). Le niveau marin est alors encore négatif et la progradation s’accompagne d’une aggradation littorale importante dans la partie apicale des deltas. Plus en amont, le système fluvial répond à ce changement de dynamique en modifiant ses paramètres géométriques et en aggradant dans un contexte de pente longitudinale réduite (Wood et al., 1993). Il en résulte une géométrie des terrasses caractérisée par un on lap.

22Ainsi, deux zones jouent un rôle clé dans la partition de la plaine en zone géomorphologique homogène (fig. 3).

Fig. 3

Fig. 3

Corrélation suivant un continuum marge/delta/plaine des formations holocènes. Pour la partie émergée, le relief est exagéré 2 fois pour de questions de lisibilité

Données off shore dans Labaune et al. (2010).

23D’une part, la position du maximum transgressif, qui sépare la partie de la plaine qui connaît une double évolution submersion/régression (partie aval) de la partie de la plaine qui ne connaît qu’une évolution continentale. D’autre part, la position du point de segmentation entre les terrasses, ici entre les terrasses Fz1 et Fz2, qui sépare la plaine caractérisée par une aggradation continue de la plaine étagée. Dans la première partie, l’enregistrement sédimentaire est continu alors qu’il est marqué par l’alternance d’alluvionnement et d’incision en amont du point de segmentation. Ce modèle se distingue de celui proposé pour les zones d’Europe du nord, notamment pour le delta Rhin-Meuse où l’aggradation des basses plaines est continue et s’accompagne d’un on lap des formations fluviatiles (Gouw et Erkens, 2007). Dans le cas de la plaine du Roussillon, la géométrie observée est différente puisque la partie fluviatile amont présente une série de points d’intersection qui semblent migrer vers l’amont au cours du temps et conduisent à un taux de préservation de la plaine alluviale, donc des sites archéologiques associés, d’environ 30 %.

Conclusion

24Cette réflexion préliminaire est avant tout un plaidoyer pour une véritable démarche interdisciplinaire dans le champ de la géoarchéologie. Construire et contraindre un tel modèle d’évolution est une démarche de longue haleine qui suppose une exploitation conjointe des données archéologiques et géomorphologiques et non la substitution d’une démarche géomorphologique à une approche archéologique. Elle suppose néanmoins une certaine possibilité pour la géomorphologie de généraliser ses données et de ne pas s’inscrire simplement en auxiliaire des problématiques et préoccupations archéologiques.

25La géométrie des formations alluviales constitue une composante importante permettant d’expliquer et de caractériser la nature du biais taphonomique dans les basses plaines littorales méditerranéennes. Leur analyse conduit à une typologie théorique des sites en fonction de leur position dans la plaine. Le type de biais est variable dans le temps et dans l’espace. Il est ainsi possible de distinguer :

26des sites submergés : Ils correspondent aux sites compris entre le plus bas niveau marin étudié et l’actuel pro-delta. Ces sites aujourd’hui sous le niveau marin, sont faiblement recouverts par une couverture silteuse qui drape l’ensemble du plateau continental (Bourrin, 2007). D’un point de vue chronologique, ils peuvent rassembler des sites d’affinité littorale du Pléistocène supérieur à la seconde moitié du premier Holocène ;

27des sites submergés et alluvionnés : Ils correspondent aux sites compris entre la Surface d’Inondation Maximale et le pied du pro-delta actuel. Ces sites ont connu une évolution en deux temps : submersion lors de la montée du niveau marin puis recouvrement par les séries deltaïques progradantes. Chronologiquement, il s’agit de sites compris entre 8 400 et 6 000 ans BP (Bailey et Fleming, 2008) ;

28des sites alluvionnés par progradation : ces sites correspondant à des habitats de delta et sont recouverts par les dépôts de plaine alluviale distale. Ils sont compris entre l’apex des deltas et le littoral actuel. Les sites médiévaux étudiés par Carozza et al. (2010) entrent dans cette catégorie ;

29des sites alluvionnés par aggradation/rétrogradation du prisme de haut niveau. Situés dans la partie amont de la plaine alluviale actuelle, leur chronologie dépend de la vitesse de rétrogradation des terrasses qui reste encore mal connue.

30Ainsi, la position stratigraphique des sites archéologiques dans les basses plaines constitue une réponse prévisible aux modifications du niveau de base. L’importance de chacun des secteurs individualisés et, dans une moindre mesure, de la géométrie des zones amont, est modulée par les rythmes d’apports sédimentaires sous contrôle climatique ou climato­anthropique qui peuvent induire des distorsions dans le modèle d’organisation générale. Leur étude comparée pourrait donc fournir des informations sur la part de ce forçage.

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List of illustrations

Title Fig. 1
Caption Reconstitution de la position des littoraux vers 10500, 8400 et 6000 ans BP et ses relations avec les formations Holocènes continentales en Roussillon
Credits Schéma : Carozza, 2011
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/5900/img-1.png
File image/png, 133k
Title Fig. 2 
Caption Organisation chronostratigraphique de la basse plaine du Roussillon
Credits D’après les données de la Salanque
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/5900/img-2.png
File image/png, 1.2M
Title Fig. 3
Caption Corrélation suivant un continuum marge/delta/plaine des formations holocènes. Pour la partie émergée, le relief est exagéré 2 fois pour de questions de lisibilité
Credits Données off shore dans Labaune et al. (2010).
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/5900/img-3.png
File image/png, 179k
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References

Electronic reference

Jean-Michel Carozza, « L’évolution géomorphologique des basses plaines littorales méditerranéennes : un outil de compréhension des biais taphonomiques en archéologie ? », Méditerranée [Online], 117 | 2011, Online since 31 December 2013, connection on 22 March 2017. URL : http://mediterranee.revues.org/5900 ; DOI : 10.4000/mediterranee.5900

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Jean-Michel Carozza

Université de Strasbourg, GEODE – UMR 5602 CNRS Toulouse, jmcarozza@yahoo.fr

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