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Élaboration d’un cadre chronostratigraphique pour le Pléistocène de la région Centre-Val de Loire (France) : présentation du projet de recherche et des premiers résultats

Development of a chronostratigraphic framework for the Pleistocene of the Region Centre-Val de Loire (France): presentation of the research project and first results
Céline Coussot et Morgane Liard

Résumés

Les nombreux travaux d’archéologie préventive menés ces cinq dernières années par l’Inrap en Région Centre-Val de Loire ont permis de mettre au jour des séquences limoneuses en Beauce et alluviales en Loire orléanaise, rapportées au Pléistocène. Les corrélations stratigraphiques observées entre les différentes séquences de chaque secteur ont révélé la nécessité d’établir un cadre chronostratigraphique régional, jusqu’alors peu développé, pour cette période.
Un groupe d’étude, soutenu par l’Inrap et formé de géomorphologues et préhistoriens travaillant dans le cadre de l’archéologie préventive, s’est ainsi constitué afin de proposer une première synthèse des stratigraphies étudiées.
En l’absence de datations absolues, ce travail s’appuie essentiellement sur des analogies de faciès avec des séquences de références, établies en région Centre-Val de Loire pour les enregistrements alluviaux et dans le nord de la France pour les enregistrements limoneux.
Les objectifs à moyen terme sont de définir des horizons-repères régionaux qui permettent de caler les séquences stratigraphiques pléistocènes dès la phase de diagnostic archéologique et ce, en vue de la détection de sites paléolithiques ainsi que de comprendre de quelle manière les grands épisodes pédologiques et morphogéniques pléistocènes ont été imprimés au sein des formations superficielles limoneuses et alluviales.

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Texte intégral

Nous tenons à remercier Jean-Jacques Macaire qui a effectué une première relecture de la version initiale de l’article, ainsi que les rapporteurs scientifiques de notre article pour leurs corrections et commentaires. Merci également à Mickael Fay pour sa relecture attentive et les corrections apportées au résumé en anglais.

Introduction

1Au cours de ces dernières années, la région Centre-Val de Loire a été le théâtre de multiples opérations d’archéologie préventive, menées par l’Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap). La recherche sur le terrain de niveaux pédo-sédimentaires propices à la conservation de vestiges préhistoriques a conduit au creusement de sondages profonds traversant les formations superficielles et atteignant le substrat géologique. Chaque sondage a fait l’objet de relevés stratigraphiques précis. Ces données disséminées dans différents rapports méritaient d’être traitées de manière synthétique. Un projet Inrap déposé au titre des Axes de Recherches Collectifs (ARC), intégrant des géomorphologues et préhistoriens de l’Inrap, a ainsi vu le jour en 2011. Intitulée “ le Pléistocène en région Centre : élaboration d’un cadre chronostratigraphique ”, il consiste à collecter l’ensemble des informations disponibles sur les formations superficielles pléistocènes. Cet article vise à présenter les objectifs de ce projet de recherche ainsi que les premières hypothèses de calage chronostratigraphique basées, dans ce premier temps de l’étude, uniquement sur les descriptions macroscopiques des unités sédimentaires. La plupart des séquences stratigraphiques observées étant issues de diagnostics archéologiques, il ne sera pas possible d’aller plus avant dans leur analyse et leur datation. Cependant, quelques-unes de ces séquences ont pu faire l’objet de prélèvements de sédiments destinés à des études micromorphologiques et sédimentologiques, ainsi que des prélèvements pour des datations absolues (OSL/ESR). Les résultats de ces études en cours feront l’objet de publication(s) ultérieure(s).

2Deux fenêtres d’études, correspondant à la diversité des contextes topographiques et géomorphologiques de la région ainsi qu’à des secteurs où les aménagements sont plus intenses, sont présentées dans le cadre de cet article : la Beauce eurélienne où les formations limoneuses de plateau sont majoritaires et la vallée de la Loire à Orléans, caractérisée par l’étagement des formations alluviales anciennes (Fig. 1).

Fig. 1 - Localisation des deux fenêtres d’étude : la Beauce eurélienne et la Loire Orléanaise.

Fig. 1 - Localisation des deux fenêtres d’étude : la Beauce eurélienne et la Loire Orléanaise.

DAO M. Liard, Inrap.

3Alors que les séquences loessiques du nord de la France et en Normandie, sont connues, décrites et datées (Lautridou et Verron 1970 ; Lautridou et Sommé 1974 ; Van Vliet-Lanoë 1986 ; Van Vliet-Lanoë 1990 ; Antoine 1988 ; Antoine 1993) et que certaines contiennent des sites paléolithiques (Antoine et al. 2003a ; Locht et al. 2013), les enregistrements sédimentaires loessiques en Eure-et-Loir sont peu documentés. Ils reposent essentiellement sur les travaux de Fédoroff (1967) et de Dewolf (1970 et 1977). Les descriptions macroscopiques et micromorphologiques sont très détaillées mais proposent des attributions chronologiques, qui n’ont pas, à ce jour, été confirmées par des datations absolues ni par la présence de niveaux paléolithiques en place. Récemment à Bonneval, des occupations attribuées au Paléolithique Moyen ont été découvertes, en contexte préventif, dans une séquence loessique (Bayle 2005). Celle-ci, d’environ 6 m d’épaisseur, a livré cinq niveaux archéologiques successifs. Plusieurs datations OSL ont été réalisées sur différentes unités stratigraphiques, dont les descriptions macroscopiques ne sont pas encore publiées. Elles s’échelonnent entre 452 +/- 39 ka et 96 +/- 9 ka (Sun et al. 2010). Ces données, quoiqu’indispensables, sont encore trop lacunaires pour qu’elles puissent fournir des repères chronostratigraphiques lors des opérations d’archéologie préventive. Notre objectif est donc d’établir un cadre chronostratigraphique fiable pour le Pléistocène, jalonné par les résultats de datations absolues et destiné en priorité à la recherche de sites paléolithiques.

4L’objectif de l’étude des formations alluviales anciennes de la Loire orléanaise est de repositionner l’ensemble des observations de terrain, nombreuses chaque année, dans le contexte chronostratigraphique régional défini par les principaux auteurs ayant travaillé sur ces formations en Orléanais (Horemans 1962 ; Gigout et al. 1972 ; Yvard 1978 ; Debrand-Passard et al. 1998). Il s’agit également d’interroger l’état des connaissances actuelles à travers la découverte de séquences non encore documentées. Enfin, ce travail est prospectif et doit permettre de faciliter l’exercice d’archéologie préventive en contexte de formations alluviales anciennes, en apportant des marqueurs chronostratigraphiques aisément identifiables sur le terrain. Les principales formations anciennes abordées dans cette étude sont Fw et Fx, telles qu’elles sont cartographiées en vallée de la Loire Orléanaise (Gigout et al. 1970 a et 1970 b).

Méthode

5Les documents de la Banque du Sous-Sol du BRGM fournissent des informations sur l’épaisseur de la couverture quaternaire, ce qui permet de sélectionner en amont de la phase de terrain, les opérations de diagnostic archéologique qui bénéficieront de moyens spécifiques à la recherche de sites paléolithiques. Il s’agit de la mise à disposition d’une pelle mécanique qui réalise, en dehors des tranchées de diagnostic classiques, des séries de sondages profonds, depuis la surface topographique actuelle jusqu’au substrat géologique. Les sondages profonds sont organisés en transects, espacés d’une vingtaine de mètres ou répartis en quinconce tous les 50 à 100 mètres sur l’intégralité de la surface à diagnostiquer. La largeur des sondages est proportionnelle à l’épaisseur de sédiments traversés, puisque des paliers de sécurité doivent être réalisés tous les 1,30 m de profondeur, ce qui conduit à réaliser une pyramide inversée. De fait, si le sondage doit atteindre 5 m de profondeur, sa largeur sera de l’ordre de 9 ou 12 m. En Beauce eurélienne, le nombre de sondages présentant des enregistrements sédimentaires suffisamment épais pour être exploités est peu important. Nous en avons retenus cinq. Pour les alluvions de l’Orléanais, ils sont au nombre de cinq également.

6Dans chaque sondage, une paroi est nettoyée afin de faire apparaître le plus clairement possible les différences de texture, de structure, de couleur des sédiments. Les éventuelles inclusions, la bioturbation, la bioporosité et les limites érosives sont d’autres critères descriptifs pris en compte. Les observations des unités stratigraphiques rencontrées sont ensuite comparées aux grandes séquences de références pour proposer une première interprétation chronostratigraphique. Nous portons une attention particulière à la recherche de paléosols car ils représentent des phases de stabilité environnementale propices à la préservation de vestiges paléolithiques et constituent des horizons-repères chronostratigraphiques. Les fentes de gel, structures périglaciaires et niveaux d’érosion sont également pris en compte, même si leur pertinence chronostratigraphique est moindre que celle des paléosols. Cependant, la dénomination de paléosol n’aura pas la même signification en contexte limoneux qu’alluvial. Les sols polyphasés des alluvions, et tout particulièrement les horizons Bt, ne peuvent être attribués à une seule période comme cela peut être le cas pour des séquences limoneuses dilatées. La géométrie des dépôts alluviaux, associée à leurs caractères paléopédologiques, constitue la première étape d’une approche chronostratigraphique des enregistrements alluviaux anciens. La suivante est l’obtention d’éléments de datations apportés par les méthodes de datation absolues telles que l’ESR ou l’OSL. Si la deuxième étape est engagée, les résultats n’en sont pas encore connus et seule la première sera abordée dans cet article, qu’il s’agisse des enregistrements en contextes limoneux ou alluviaux.

Enregistrements sédimentaires des limons de plateaux en Beauce eurélienne

Contexte géographique et géologique

7La Beauce est une entité géographique qui s’étend sur deux régions (Île-de-France et Centre) et cinq départements (Essonne, Yvelines, Eure-et-Loir, Loiret, Loir-et-Cher,). Notre secteur d’étude est restreint à une partie seulement de la Beauce eurélienne (Fig. 1). Il est borné au nord par la vallée de l’Eure, à l’ouest par les collines du Perche, à l’est et au sud par les limites départementales. Le soubassement géologique est constitué à l’ouest et au nord par les Argiles à silex qui se développent sur la craie sénonienne qui n’est visible à l’affleurement que dans la vallée de l’Eure (Menillet 1971). Des formations éocènes calcaires et argilo-sableuses viennent s’adosser aux argiles à silex le long d’un axe SO-NE. Elles sont recouvertes par le calcaire lacustre de Beauce (Miocène) qui se développe sur la majeure partie de notre fenêtre d’étude (Gigot 1976). Ce secteur s’étend également sur deux bassins-versants majeurs, celui de la Seine au nord et celui de la Loire au sud. Les terrains crétacés sont, en effet, traversés par l’Eure, affluent de rive gauche de la Seine, tandis que les formations tertiaires sont drainées par des petites vallées qui se raccordent au cours du Loir, affluent de rive droite de la Loire (Fig. 2). Ces dernières sont alimentées par la nappe de Beauce, qui est une nappe libre, alimentée par les eaux de pluies qui circulent dans le Calcaire de Beauce. Il en résulte que les écoulements dans les vallées se produisent de manière pérenne ou intermittente lorsque le toit de la nappe est supérieur à la surface topographique du thalweg. Les intenses pompages agricoles, industriels et domestiques dans la nappe de Beauce ont abaissé sa surface piézométrique conduisant à la fossilisation du réseau hydrographique amont et à la formation de vallées sèches, dont la Conie aux abords de laquelle plusieurs opérations archéologiques se sont déroulées.

Fig. 2 - Carte géologique de la Beauce eurélienne.

Fig. 2 - Carte géologique de la Beauce eurélienne.

DAO M. Liard, Inrap.

8Les formations géologiques tertiaires sont recouvertes par des placages quaternaires de “ limons des plateaux ” préservés sur les plateaux et les versants. Ces formations superficielles ont une composante importante de particules d’origine éolienne, déposées lors des cycles glaciaires du Pléistocène, auxquelles se sont intégrés des éléments grossiers arrachés aux substrats locaux.

Description et interprétation de la séquence stratigraphique synthétique

9Plusieurs unités stratigraphiques ont été observées sur une sélection de cinq séquences pédo-sédimentaires issues des diagnostics de Prasville (Bailleux 2012a), Beauvilliers (Lardé 2009), Allonnes (Bailleux 2010), Illiers-Combray (Bailleux 2012b), Artenay (Landreau 2010) (Fig. 1). Aucun profil ne les contient toutes. Dans la construction de la séquence stratigraphique synthétique nous avons privilégié la reconnaissance de caractéristiques pédo-morpho-sédimentaires et lissé les spécificités locales, telles que la nature des éléments grossiers arrachés aux différents substrats (Fig. 3).

Fig. 3 - Bilan récapitulatif et synthétique des données stratigraphiques obtenues lors des diagnostics réalisés en Beauce eurélienne.

Fig. 3 - Bilan récapitulatif et synthétique des données stratigraphiques obtenues lors des diagnostics réalisés en Beauce eurélienne.

Relevé et DAO C. Coussot, Inrap.

10Les unités sont décrites ci-dessous à partir de la surface :

11Unité 0 : Limon brun (30 cm).

12Unité 1 : Limon brun clair à brun foncé (35-60 cm), structure polyédrique à grumeleuse, pouvant contenir de petits éléments grossiers (graviers, cailloux).

13Unité 2 : Limon brun orangé (30-70 cm), structure polyédrique allongée, pouvant contenir des revêtements ferro-manganiques dans la porosité racinaire.

14Unité 3 : Loess jaune à brun clair (70-110 cm), structure massive, pouvant contenir des graviers et des sables grossiers.

15Unité 4a : Limon jaune légèrement argileux, structure lamellaire bien marquée, contient des concrétions ferro-manganiques roulées (diamètre millimétrique). Dans la coupe de Courville, une fente de gel (1,50 m de hauteur) s’ouvre au sommet de cette sous-unité.

16Unité 4b : Niveau (10-20 cm) de sables grossiers/graviers et/ou de concrétions ferro-manganiques.

17Unité 5 : Limon plus ou moins sableux jaune à orangé (25-40 cm), structure polyédrique à grumeleuse, contenant des poches (diamètre centimétrique) de limon gris foncé à structure grumeleuse.

18Unité 6 : Limon (20-40 cm) gris foncé avec des plages de teinte blanc-beige, structure massive, contenant de nombreuses concrétions ferro-manganiques (diamètre 0,5 cm).

19Unité 7a : Limon sableux beige clair (5-15 cm), contenant quelques concrétions ferro-manganiques et quelques cailloux anguleux.

20Unité 7b : Limon orange vif (70-90 cm), structure polyédrique, contenant des silex gélifractés épars. Présence de revêtements argileux brun-rouge dans la porosité. Langues de déferrification verticales (10 cm) abondantes au sommet de la couche, passant en profondeur à des langues horizontales.

21Unité 8 : Limon argilo-sableux jaune, structure massive, contenant une proportion variable d’éléments grossiers (épars à très abondants). Présence ponctuelle de silex gélifractés.

22L’unité 8 est présente à la base des sondages d’Allonnes et d’Illiers-Combray. Le mélange compact et non organisé de sédiments de textures très variées allant des argiles aux blocs issus du substrat évoque une couche de colluvions, maintes fois reprises. Ce type d’unité stratigraphique est classique à la base de nombreuses séquences pédo-sédimentaires du bassin parisien, mais très difficile à dater avec précision. Nous rattachons sa formation à une (des) phase(s) glaciaire(s) du Pléistocène, comme en témoigne la présence de silex gélifractés.

23Sur cette unité, repose l’unité 7b. Sa teinte orange vif et la présence d’une porosité dans laquelle se trouvent des revêtements argileux brun-rouge évoquent un horizon pédologique de type horizon Bt de sol brun lessivé interglaciaire. Ce sol brun lessivé se serait formé à la faveur d’une phase interglaciaire sur une couche de colluvions ayant été mise en place en contexte périglaciaire (unité 8). La position stratigraphique de l’unité 7b permet de proposer un calage a minima au dernier interglaciaire éémien (SIM 5e) qui s’est produit entre 125 et 110 ka. Il pourrait correspondre au sol de Rocourt (Antoine et al. 2003a). La rapide dégradation climatique (SIM 5d) qui a suivi la fin de l’interglaciaire éémien est probablement responsable de la troncature d’une partie du sol brun lessivé interglaciaire dont il ne reste que l’horizon le plus profond (unité 7b). Ce phénomène général est enregistré dans plusieurs séquences pédo-sédimentaires de l’Europe du Nord-Ouest (Antoine et al. 2003b). L’unité 7b est affectée par une structure polyédrique fine que l’on attribue à une phase de gel profond saisonnier (Van Vliet 1987) et des langues de déferrification dont la formation est plutôt rapportée à une saturation en eau localisée du sédiment, probablement au moment du dégel de la partie supérieure du sol. Ces traits marquent une phase glaciaire postérieure au stade isotopique 5e.

24L’unité 7a n’a été observée que dans le sondage d’Illiers-Combray. La concentration en éléments grossiers y est plus importante que dans l’unité 7b et suggère que l’unité 7a corresponde à une couche de colluvions déposée postérieurement à la troncature du sol brun lessivé interglaciaire, peut-être au cours du stade isotopique 5d. Sa teinte très pâle évoque un blanchiment par hydromorphie totale. Cet engorgement du sédiment en eau se produit en conditions périglaciaires, vraisemblablement lors des phases de dégel saisonnier d’un sol gelé.

25L’unité 6 a été perçue dans les sondages d’Allonnes où elle recouvre immédiatement l’unité 7b et d’Illiers-Combray où elle repose sur l’unité 7a. La teinte gris foncé qui persiste localement en dépit d’un blanchiment très développé ainsi que la densité importante de concrétions ferro-manganiques évoquent un sol humifère dégradé par hydromorphie, dans des conditions identiques à celles qui affectent les unités 7a et 7b. La position stratigraphique de l’unité 6 suggère que ce sol puisse appartenir à l’un des niveaux du complexe de sol de Bettencourt (Locht 2002) attribué au Début Glaciaire weichsélien (110-72 ka). Le Début Glaciaire weichsélien est une période un peu chaotique au cours de laquelle se succèdent plusieurs petites oscillations climatiques de refroidissement et de réchauffement. Il n’est donc pas possible d’après les seuls critères macroscopiques de savoir exactement à quel interstade du Début Glaciaire weichsélien pourrait être attribuée la formation de l’unité 6a. Il en est de même pour la ou les phases de gel/dégel responsables de la dégradation hydromorphe des unités 6, 7a et 7b. S’agit-il d’un seul épisode qui a affecté ces trois unités stratigraphiques ou bien s’agit-il de trois épisodes bien distincts affectant chacun une seule unité ?

26L’unité 5 a été observée dans les sondages d’Allonnes où elle repose sur l’unité 6 et dans ceux de Beauvilliers et Prasville, où elle est au contact direct du Calcaire de Beauce. Son interprétation basée uniquement sur des observations macroscopiques reste difficile. Nous pouvons seulement dire, d’après sa position stratigraphique, que la formation de cette unité est comprise entre le dernier interglaciaire (éémien) et le Pléniglaciaire supérieur (unité 3). La teinte orangée pourrait correspondre à l’une des phases de pédogenèse qui ont affecté les sédiments au cours du Pléniglaciaire moyen weichsélien (stade isotopique 3) (Antoine et al. 2014). Elle pourrait aussi être le résultat d’une proportion importante de papules arrachées à l’horizon Bt du sol brun lessivé interglaciaire éémien et remaniées dans une couche de colluvions. La présence de “ boulettes ” de limons gris à structure grumeleuse correspondrait à de la bioturbation, a priori en place. Des analyses, notamment micromorphologiques, et des datations absolues permettraient de préciser la nature et l’attribution chronologique de ce niveau.

27L’unité 4b est présente dans les sondages d’Allonnes où elle recouvre l’unité 5 et d’Artenay où elle repose sur l’unité 7b. Elle correspond à une couche de colluvions plutôt grossières contenant de nombreux graviers et concrétions ferro-manganiques roulées. Elle représente un niveau d’érosion. Les niveaux d’érosion sont récurrents au cours du Pléistocène supérieur. La position stratigraphique de l’unité 4b offre un calage chronologique assez large compris entre le dernier interglaciaire éémien et le Pléniglaciaire supérieur (unité 3, cf. infra).

28L’unité 4a a été perçue dans les sondages d’Allonnes et d’Artenay où elle surmonte l’unité 4b. La présence de concrétions ferro-manganiques roulées au sein d’une fraction limoneuse majoritaire d’origine loessique suggère qu’il s’agit d’une couche de colluvions assez fines. Sa structure lamellaire bien nette indique que cette unité a été affectée par un gel saisonnier profond typique de conditions périglaciaires (Van Vliet 1987). Tout comme les niveaux d’érosion, les épisodes de gel saisonnier profond se sont produits à plusieurs reprises au cours du Pléistocène supérieur. La position stratigraphique de l’unité 4a la rend postérieure au dernier interglaciaire éémien et antérieure ou contemporaine du Pléniglaciaire supérieur.

29L’unité 3 correspond à des loess carbonatés attribués classiquement au Pléniglaciaire supérieur (stade isotopique 2) (Antoine 2002). Ils sont présents dans les sondages de Prasville, Allonnes et Illiers-Combray.

30L’unité 2 est présente dans les sondages de Beauvilliers, Illiers-Combray et Artenay. Elle montre les caractéristiques d’un horizon d’accumulation (horizon Bt) de sol brun lessivé interglaciaire : la teneur en argiles, la teinte brun-orangé, la structure prismatique à polyédrique, les revêtements argileux sur les faces des agrégats. Dans le sondage d’Illiers-Combray, l’unité 2 se développe aux dépens de l’unité 3, ce qui rapporte la formation du sol brun lessivé interglaciaire à la période tardiglaciaire-holocène (Van Vliet et al. 1992).

31L’unité 1, observée dans les sondages de Beauvilliers et d’Illiers-Combray, repose sur l’horizon Bt de sol brun lessivé dont la partie supérieure a été tronquée. Le contact érosif entre l’unité 2 et l’unité 1, la structure grumeleuse et l’incorporation de petits éléments grossiers font de l’unité 1 une couche de colluvions holocènes.

32L’unité 0 correspond à l’horizon de labour actuel formé aux dépens de l’unité sous-jacente quelle que soit sa nature.

33Les caractéristiques macroscopiques des différentes unités sédimentaires rencontrées ainsi que leurs positions stratigraphiques respectives permettent de proposer un calage chronologique relatif des enregistrements sédimentaires conservés sur les plateaux de la Beauce eurélienne. Ils couvriraient le dernier cycle glaciaire-interglaciaire, soit les 125 000 dernières années. Cette première synthèse contient des imprécisions dans les calages chronologiques ainsi que de nombreux hiatus sédimentaires. La recherche de nouvelles séquences ainsi que des études analytiques sur chacune des unités qui doivent être réalisées dans les prochaines années, permettront de discuter les hypothèses initiales.

Enregistrements sédimentaires des formations fluviatiles en vallée de la Loire dans l’Orléanais

Contexte géographique et géologique

34Les séquences étudiées se positionnent de part et d’autres du lit majeur actuel de la Loire, environ à 50 km en amont et en aval d’Orléans. Dans cette partie du Val de Loire des alluvions anciennes sont cartographiées sur les cartes géologiques du BRGM (Gigout et al. 1970a et Gigout et al. 1970b) et nommées Fv, Fw, Fx et Fy (Fig. 4). Cette chronologie relative repose sur les caractéristiques morphologiques et texturales des alluvions, sur les traits d’origine pédologique enregistrés, ainsi que sur leur étagement topographique (0-40 m au-dessus de l’étiage dans le lit actuel de la Loire). Ces formations sont traditionnellement décrites comme formant des glacis en rive gauche convexe (Debrand-Passart et al.1998) et des nappes isolées en rive droite. Elles reposent soit sur le calcaire de Beauce (Miocène inférieur), soit sur les formations de Sologne (Miocène-Pliocène). Ces dernières ont une origine fluviatile et se caractérisent généralement en rive droite par les sables de l’Orléanais et en rive gauche par des argiles sableuses ou des faciès sablo-marno-calcaire. Elles ont été décrites par Marcel Gigout, Pierre Horemans et Léopold Rasplus (Gigout et al. 1972) ainsi que par Jean-Claude Yvard (Yvard 1978) ou encore Serge Debrand-Passard (Debrand-Passard 1995 et Debrand-Passard et al. 1998) et font également l’objet d’études récentes (Tissoux et al. 2012 et 2013, Despriée et al. 2014). La principale différence entre le faciès alluvial pléistocène et celui du Miocène-Pliocène est la rareté des éléments grossiers (et notamment de silex) dans les alluvions tertiaires. Ce ne sont pas le cas des alluvions pléistocènes qui présentent une alternance de lits sableux et sablo-gravelo-caillouteux à stratifications obliques. Malgré ces différences, il est souvent difficile sur le terrain de distinguer ces formations.

Fig. 4 - Carte géologique du Val d’Orléans.

Fig. 4 - Carte géologique du Val d’Orléans.

DAO M. Liard, Inrap.

Description de la séquence stratigraphique synthétique

35Les données issues des travaux d’archéologie préventive ont permis de mettre en place les premières réflexions concernant l’établissement des séquences chronostratigraphiques (Fig. 6). Seule la nappe Fv n’a pas fait l’objet de travaux d’archéologie préventive dans la zone à ce jour. Les descriptions proposées proviennent de la synthèse des observations réalisées sur cinq sites : Saint-Martin d’Abbat (Capron et Vacassy, 2010) Saint-Cyr-en-Val (Mercey et al. 2014), Chateauneuf-sur-Loire (Soressi 2009), Mareau-aux-prés (Noël 2012b) et Mardié (Rivoire et Havet 2012).

Fig. 5 - Logs stratigraphiques obtenus lors des diagnostics réalisés en vallée de la Loire.

Fig. 5 - Logs stratigraphiques obtenus lors des diagnostics réalisés en vallée de la Loire.

Relevé et DAO M. Liard, Inrap.

36La description des formations alluviales est donnée ci-dessous de la plus ancienne à la plus récente.

37Fw. Dépôts majoritairement grossiers : alternance de lits horizontaux ou obliques à pendage variable constitués de sables moyens à grossiers triés et de graviers et cailloux, voire de cailloux et pierres. Traits de pédogenèse ancienne en partie supérieure : horizon Bt argilo-ferrique (teinte 5/7,5 YR) et horizon de type albique et/ou glossique Eg (nomenclature AFES 2008 actuelle : horizon E blanc pulvérulent et glossique, Baize et Girard 2008). Fentes de gel ou pseudomorphoses de coins de glace (Saint-Cyr-en-Val), sinon peut-être coins de sable (Saint-Martin-d’Abbat), ouverts en partie supérieure.

38Fx. Dépôts très grossiers, puis grossiers et sables triés exempts de graviers en partie supérieure (Fx1 et Fx2). Traits de pédogenèse ancienne en partie supérieure : horizon Bt argilo-ferrique surmonté d’un horizon blanchi à bandes argilo-ferriques moyennes à fines par endroits (absence d’horizon Eg en revanche). Observé à Châteauneuf-sur-Loire.

39Au-dessus de Fx2 et Fw. Sables à rares lits graveleux, lits gravelo-sableux ou bien gravillons triés et lavés à lits obliques : dépôts observés sur trois des sites pris en exemple, à Châteauneuf sur Loire et Mareau aux Prés, mais également à Saint-Cyr-en-Val, soit au sommet de Fw dans ce cas.

40Sommet de séquences. Sable éolisé ou limon sableux, accumulation d’origine éolienne, observée à Châteauneuf et Mareau-aux-Prés.

41Les enregistrements étudiés correspondent aux descriptions d’ordre morphosédimentaire et pédologique effectuées initialement par les auteurs régionaux précités, ils pourraient couvrir l’ensemble des 250 000 dernières années. La formation alluviale Fw, d’âge saalien supposé, est la plus ancienne observée dans le cadre de cette étude (Fig. 5). La formation Fx (basse terrasse de Loire) pourrait s’être déposée dans le courant du début glaciaire weichsélien. Elle est surmontée par un épisode de dépôt de colluvions/alluvions, fréquemment brunifiées, dont les caractéristiques impliquent un climat humide et le remaniement par des écoulements superficiels ou concentrés des matériaux supérieurs de ces terrasses. Les coins de sol, dans une définition large (Van Vliet Lanoë 2005), sont comblés postérieurement à leur ouverture par ces matériaux à Saint-Cyr-en-Val et à Châteauneuf-sur-Loire (processus post Pléniglaciaire inférieur ?) ; le réseau de Saint-Martin-d’Abbat peut être plus récent et correspondre aux enregistrements observés à la fois dans le nord de la France et dans le sud-ouest à la transition Pléniglaciaire moyen-Pléniglaciaire supérieur (Bertrand et al. 2014 ; Locht et al. 2013 ; Antoine et al. 2003b). Enfin, un épisode d’accumulation d’origine éolienne est présent au sommet des séquences de Mareau-aux-Prés et Châteauneuf-sur-Loire, il pourrait s’être déposé durant le Pléniglaciaire supérieur, à la fin de la mise en place de Fy (phase d’accumulation éolienne décrite par J.-J. Macaire -1980). Le Pléniglaciaire supérieur pourrait également être enregistré à Mardié dans un vallon sec peu marqué entaillant le rebord de plateau et la formation alluviale Fw. Une série de dépôts lités, sableux et argileux, de teintes variables allant du blanc cassé au brun/gris foncé (sols humifères probables) ont sédimenté dans le vallon et ont été déformés par la cryoturbation. La découverte récente d’un enregistrement proche de celui de Mardié, dans un talweg creusé dans Fw également, à Saint-Cyr-en-Val pose néanmoins la question d’un enregistrement plus ancien que le Pléniglaciaire supérieur, peut-être Pléniglaciaire moyen. En effet, de l’industrie lithique correspondant à des éclats de type Levallois a été retrouvée dans le remplissage sédimentaire de ce paléo-talweg, mais cette industrie a pu également être remobilisée postérieurement à son dépôt initial.

42Cette première synthèse demande à être approfondie, seules des dates effectuées sur les corps alluviaux permettront de les caler efficacement. Les diagnostics récents ont permis d’accéder à nouveau à ces stratigraphies et de les prélever cette fois pour obtenir des datations absolues (OSL et ESR).

Conclusion

43Le projet de l’ARC “ Élaboration d’un cadre chronostratigraphique pour le Pléistocène en région Centre-Val de Loire ” est essentiellement basé sur les informations obtenues lors des diagnostics archéologiques. La répartition de l’activité en archéologie préventive a favorisé la création de deux fenêtres d’étude dans des contextes géomorphologiques très différents. La méthodologie employée dans l’étude des séquences pédo-sédimentaires est identique quel que soit le secteur considéré.

44Les enregistrements sédimentaires loessiques beaucerons semblent couvrir le Pléistocène supérieur. Les enregistrements sédimentaires sur les terrasses alluviales du Val de Loire confirment les données déjà acquises, mais leur étude plus poussée et les datations en cours permettront d’affiner la connaissance des réponses d’un grand organisme fluviatile aux changements climatiques. Les premières observations de terrain et les premières hypothèses interprétatives sur la succession chronologique des différents niveaux qui en découlent sont très prometteuses pour l’établissement d’un cadre chronostratigraphique pour le Pléistocène de la région Centre-Val de Loire, que nous validerons ultérieurement avec les résultats des datations OSL. Dans les deux contextes, la conservation de paléosols pléistocènes a été reconnue, ce qui d’un point de vue archéologique, est extrêmement important pour la recherche de sites paléolithiques. Bien que l’épaisseur des séquences quaternaires soit moins importante que dans d’autres régions, le potentiel archéologique préhistorique des archives sédimentaires est bien présent.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 - Localisation des deux fenêtres d’étude : la Beauce eurélienne et la Loire Orléanaise.
Crédits DAO M. Liard, Inrap.
URL http://racf.revues.org/docannexe/image/2462/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 256k
Titre Fig. 2 - Carte géologique de la Beauce eurélienne.
Crédits DAO M. Liard, Inrap.
URL http://racf.revues.org/docannexe/image/2462/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 380k
Titre Fig. 3 - Bilan récapitulatif et synthétique des données stratigraphiques obtenues lors des diagnostics réalisés en Beauce eurélienne.
Crédits Relevé et DAO C. Coussot, Inrap.
URL http://racf.revues.org/docannexe/image/2462/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 184k
Titre Fig. 4 - Carte géologique du Val d’Orléans.
Crédits DAO M. Liard, Inrap.
URL http://racf.revues.org/docannexe/image/2462/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 388k
Titre Fig. 5 - Logs stratigraphiques obtenus lors des diagnostics réalisés en vallée de la Loire.
Crédits Relevé et DAO M. Liard, Inrap.
URL http://racf.revues.org/docannexe/image/2462/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 351k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Céline Coussot et Morgane Liard, « Élaboration d’un cadre chronostratigraphique pour le Pléistocène de la région Centre-Val de Loire (France) : présentation du projet de recherche et des premiers résultats », Revue archéologique du Centre de la France [En ligne], Tome 56 | 2017, mis en ligne le 06 avril 2014, consulté le 27 avril 2017. URL : http://racf.revues.org/2462

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Auteurs

Céline Coussot

Inrap, 121 rue d’Alesia 75014 Paris ; Laboratoire de Géographie Physique de Meudon, UMR 8591, 1 place Aristide Briand 92195 Meudon cedex

Articles du même auteur

  • To dig or not to dig? [Texte intégral]
    Compte rendu du séminaire d’archéologie en région Centre (SARC) : Détection, caractérisation et fouille des sites paléolithiques et mésolithiques (Orléans, 4 avril 2014)
    Paru dans Revue archéologique du Centre de la France, Tome 54 | 2015

Morgane Liard

Inrap, 121 rue d’Alesia 75014 Paris ; Université Clermont Auvergne, CNRS, GEOLAB, 63000 Clermont-Ferrand

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