Navigation – Plan du site

AccueilNumérosvol. 16/4Articles originauxVariabilité de l'enregistrement a...

Articles originaux

Variabilité de l'enregistrement alluvial Holocène ; l'exemple du méandre de la Haute‑Île (vallée de la Marne, Bassin Parisien), premiers résultats

Variability of the Holocene alluvial record: preliminary results from the « Haute‑Ile » meander (Marne valley, Paris basin)
Yann Le Jeune, Jean‑François Pastre, Diane Arcay, Laurent Aubry, Christian Camerlynck, Joël Confalonieri, Yves Lanchon, Delphine Vergnaud et Carole Vissac
p. 299-313

Résumés

Une étude stratigraphique à forte résolution spatiale a été menée sur un des derniers méandres de la Marne à Neuilly-sur-Marne à l’Est de Paris (France). Ce travail met en lumière des discontinuités et des variabilités spatiales importantes dans l’enregistrement sédimentaire holocène. L’ensemble des dépôts a été modélisé sous forme de séquences et une première chrono-typologie a été mise en place. Elle montre une incision préboréale (antérieure à 9600 BP) localisée, suivie d’un remplissage essentiellement tourbeux et calcaire. L’abaissement du plan d’eau au début de l’Holocène provoque l’abandon d’anciens chenaux tardiglaciaires partiellement réutilisés durant l’Atlantique. Cette dernière période est associée à une discontinuité importante due à une incision, initiant plusieurs générations de chenaux de moindre importance qui érodent partiellement les dépôts holocènes antérieurs. Une séquence associée au remplissage d’une noue héritée du Tardiglaciaire a été protégée de ces chenaux par la présence d’une île centrale. Ces dépôts organiques et carbonatés correspondent à la première moitié de l’Holocène et constituent ainsi une séquence “relique” très localisée. Des apports limoneux importants apparaissent dès le Subboréal (postérieurement à 3300 BP) et s’intensifient durant le Subatlantique. Les chenaux secondaires finissent par s’engorger puis par devenir temporaires, tandis que la quasi totalité du méandre est recouverte par des limons de débordement. Les premiers résultats stratigraphiques sont ici présentés ainsi que des résultats géophysiques. Ils illustrent la variabilité de l’enregistrement holocène et s’intègrent dans une étude plus large visant à spatialiser précisément l’ensemble des observations effectuées sur le site. Ces résultats posent les bases d’une macro-séquence holocène à l’échelle du méandre.

Haut de page

Texte intégral

Les premières études des séquences holocènes de la Haute-Île ont été réalisées dans le cadre d’une pré-étude financée par le Bureau du Patrimoine du Conseil Général de la Seine-Saint-Denis, dirigé par Olivier Meyer, que nous tenons à remercier ici pour son soutien ainsi que Marif Gleizes et Jacqueline Degros (Service régional d’archéologie d’Ile de France). L’observation des coupes s’est déroulée lors de l’opération archéologique (INRAP Ile-de-France et Conseil Général de la Seine-Saint-Denis) et nous tenons à remercier tous les fouilleurs ayant participé aux nettoyages et relevés des deux kilomètres de tranchées.

1 - Introduction

1La Marne est une rivière de plaine qui court sur plus de 500 km depuis sa source sur le plateau de Langres (380 m d’altitude) jusqu’à sa confluence avec la Seine aux environs de Paris (fig. 1). Elle est actuellement fortement anthropisée et jalonnée de nombreux barrages contrôlant artificiellement son niveau. Dans sa partie aval, la Marne décrit une série de larges méandres et le site de la “Haute-Île” est localisé dans l’une de ses dernières boucles. La vallée, large de 3 km à cet endroit, est dissymétrique avec un versant très marqué au sud en contact avec le Plateau de Brie et une pente plus douce au nord, où une terrasse ancienne s’appuie sur une série de buttes tertiaires.

2Un projet d’aménagement d’un parc de loisirs a motivé une étude stratigraphique préalablement à la réalisation des opérations archéologiques. L’ensemble de ces travaux nous a donné l’occasion d’observer de manière extensive les sédiments déposés par la Marne au cours de l’Holocène.

3Les alluvions holocènes de la partie aval de la Marne ont déjà été étudiées (Leroyer et al, 1994 ; Pastre et al, 1997, 2002), mais le site de la “Haute-Île” permet d’aborder dans le détail la variabilité de l’enregistrement sédimentaire à l’échelle d’un méandre de plus de 70 hectares.

4De nombreuses études sédimentologiques, stratigraphiques, paléoenvironnementales et archéologiques sont encore en cours sur ce site. Nous ne présenterons ici qu’une partie des résultats, illustrant le mieux la complexité des dépôts alluviaux holocènes. Cette étude est principalement basée sur les observations macroscopiques de terrain.

Fig. 1 : Situation géographique du site de la Haute-Île.

Fig. 1 : Situation géographique du site de la Haute-Île.

2 - Données cartographiques locales

5Afin d’appréhender au mieux les variations spatiales des dépôts alluviaux holocènes, nous avons utilisé et acquis de nouvelles données cartographiques à l’échelle du méandre de la Haute‑Île.

2.1 - Hypsométrie

6Un modèle numérique de terrain (MNT) a été élaboré à partir des données fournies par les géomètres (fig. 2). Les soixante-dix hectares qui constituent la “Haute-Île” sont compris entre 36,5 et 38,5 m. La topographie est peu marquée, contrairement au contact avec la terrasse ancienne située sous l’actuel hôpital de Ville‑Evrard au nord-ouest, de l’autre côté du Canal de Chelles. Cette terrasse, qui culmine ici à 45,5 m, est attribuable au Saalien. Elle se caractérise à son sommet par un sol éémien partiellement conservé, observable sur les fronts de tailles de petites carrières aménagées pour l’usage de l’hôpital. Le site de la “Haute-Île”, placé en zone inondable, est partiellement recouvert lors des crues d’hiver. La Marne reprend alors des chenaux temporaires encore perceptibles dans la topographie actuelle. Le dôme central est inondé lors de crues exceptionnelles, comme celle de 1910 où le niveau a atteint 41 m. En période d’étiage, le niveau de la Marne avoisine les 34,5 m.

Fig. 2 : Modèle numérique de terrain élaboré sur le méandre de la Haute‑Île.

Fig. 2 : Modèle numérique de terrain élaboré sur le méandre de la Haute‑Île.

2.2 - Géophysique

7Trois campagnes de prospections électromagnétiques (utilisant l’appareil EM31 de la société Géonics couplé à un GPS différentiel, Vergnaud et al., 1999) ont été menées sur le site de la “Haute-Île” en 1999, 2001 et 2003. Malgré le non-traitement des zones boisées et les effets dus aux variations saisonnières d’humidité du sol, nous avons pu produire une carte des conductivités apparentes (fig. 3) par interpolation des données utilisables. L’image obtenue nécessite des prospections à la tarière pour être interprétée. En effet, les stratigraphies rencontrées sont bien trop variées pour élaborer une fonction de transfert permettant de passer directement de la mesure géophysique à l’épaisseur de “fines”. Les résultats obtenus sont cependant utilisables. Ils montrent la présence d’un dôme central plus résistant, entouré de chenaux plus conducteurs. Nous pouvons ainsi considérer que, si la topographie actuelle offre une image des derniers chenaux, les données géophysiques produisent une image grossière de la topographie du toit de la grave.

Fig. 3 : Carte des conductivités apparentes réalisée sur le méandre de la Haute-Île à la suite de trois campagnes de prospection électromagnétiques.

Fig. 3 : Carte des conductivités apparentes réalisée sur le méandre de la Haute-Île à la suite de trois campagnes de prospection électromagnétiques.

les courbes sont placées tous les 5 mS entre un dôme résistant – 10 mS – et des chenaux plus conducteurs – 60 mS –.

3- Stratigraphie

3.1 - Méthode

8Nous avons utilisé deux méthodes distinctes pour explorer le sous-sol de la Haute-Île. Tout d’abord, une prospection à la tarière mécanique hélicoïdale (Sedidrill) suivant 6 transects, a été réalisée entre 1999 et 2001. Un premier transect long de 600 m traverse le site, de la Marne jusqu’à l’amorce de la remontée vers l’hôpital. Il a été effectué avec un pas de 20 m. Les cinq autres transects se situent en éventail autour du dôme central, dans la partie nord du site, avec un pas variant de 20 m à 2,5 m. Parallèlement, des échantillonnages ont été opérés grâce à des carottages tubés.

9Par la suite, il a été possible d’aborder les dépôts sédimentaires en continu grâce aux tranchées de diagnostics archéologiques menés en 2003 et 2004 pendant les périodes d’étiage. Elles se sont limitées aux niveaux exondés et ont pu atteindre – temporairement – au plus bas, la cote de 33,5 m (tranchée 25). Des logs ont été relevés avec un pas de 5 mètres. L’ensemble des coupes a été nettoyé et photographié en continu. Ces données géoréférencées ont permis, a posteriori, le levé de coupes.

10Ces deux modes d’investigation nous ont donné l’opportunité d’explorer les niveaux profonds, inférieurs à la nappe, par le biais des tarières, mais également d’appréhender latéralement et en continu les variations sédimentaires grâce aux coupes.

3.2 - Premiers résultats

11Nous avons choisi d’exposer trois coupes significatives, ainsi qu’une synthèse des résultats obtenus lors de la prospection à la tarière. Les carottes prélevées sont encore en cours d’étude.

3.2.1 - Coupes significatives

12La coupe de la tranchée 11 illustre le réseau de chenaux situé au nord-ouest du dôme central. La coupe de l’extrémité est de la tranchée 25 décrit les séquences de rive, celle de la tranchée 34 présente un enregistrement atypique lié au comblement d’une noue.

3.2.1.1 - Tranchée 11 : le chenal tardiglaciaire et sa reprise (fig. 4, Tab.1)

13Cette coupe de 150 m, orientée nord-sud, se localise entre les deux chenaux récents déjà repérés sur le MNT (fig. 2). La grave (f.26), attribuable au dernier glaciaire, est atteinte sur les deux tiers de la coupe. Elle est recouverte d’argiles sableuses (f.25) largement érodées, attribuables au Tardiglaciaire (Pastre, 1997, 2000). Ces dernières apparaissent ici sous forme de reliques sur lesquelles se développe un sol de zone humide brun-noir riche en matière organique (f.14, fig. 4, entre 41 et 51 m). Une séquence tufacée, essentiellement marquée par la présence d’oncolites et de lits plus organiques (f.9), se dépose après une phase d’érosion affectant particulièrement les argiles tardiglaciaires et légèrement les niveaux graveleux. Nous retrouvons ainsi en base de la séquence oncolitique, des faciès intégrant partiellement les argiles tardiglaciaires (f.10, fig. 4, entre 0 et 21 m) ainsi que des niveaux de grave tufacée (f.11). Dans ce cas, il s’agit davantage d’un “lavage” des fines composant la matrice de la grave weichselienne que d’une érosion réelle de celle-ci. Ces incisions se placent de part et d’autre d’une ride formée par les restes des argiles tardiglacaires (fig. 4, entre 36 et 60 m), traçant ainsi deux chenaux distincts. Les dépôts oncolitiques qui composent le chenal sud (fig. 4, entre 0 et 40 m), montrent par leur pendage et leur structure interne un déplacement vers la “ride” associé à une érosion latérale des argiles tardiglaciaires. Il est difficile de déterminer la vergence du chenal nord (fig. 4, entre 60 et 140 m) qui semble par ailleurs balayer une zone plus importante. Ces deux incisions conditionnent le dépôt des séquences suivantes.

14Tout d’abord, un ensemble de limons organo-minéraux riches en coquilles et bois (f.6 et 7) comble une nouvelle série de chenaux. L’un d’eux réincise le chenal sud sur le même tracé (fig. 4, entre 20 et 43 m), alors qu’au nord de la ride tardiglaciaire, deux chenaux distincts se définissent de part et d’autre d’une ride, elle-même formée par les dépôts oncolitiques antérieurs (fig. 4, entre 90 et 123 m). A l’extrémité nord de la tranchée, les limons organiques plongent et s’épaississent à proximité du chenal récent encore visible sur le MNT (fig. 2). Au sud de cette ride oncolitique (fig. 4, entre 60 et 90 m), les dépôts successifs de limons organiques (f.6) montrent un déplacement du chenal vers le Sud. Ces niveaux apparaissent interstratifiés avec des limons (f.3) qui recouvrent la ride tardiglaciaire.

15Ces trois chenaux vont avoir ensuite des évolutions différentes. Au sud de la ride tardiglaciaire, les écoulements s’affaiblissent comme l’indique la présence d’un faciès de décantation (f.5, fig. 4, entre 25 et 43 m) surmonté de limons argileux partiellement organiques (f.4). Au nord de cette même ride, le chenal semble moins large (fig. 4, entre 60 et 76 m) alors que celui situé à l’extrémité nord amorce déjà le chenal plus récent à remplissages limoneux. Ceci montre une certaine pérennité des écoulements associés à ce chenal nord, comblé successivement de limons organiques (f.6) puis de limons argileux (f.3 et f.1).

16Les dépôts limono-argileux épais (f.1 et f.3) sont associés aux remplissages des deux chenaux récents situés aux extrémités de la tranchée. Les rives se raidissent à la suite de ces dépôts limoneux successifs, permettant par la suite une incision marquée. Les remplissages de ces chenaux récents semblent par ailleurs associés à des flux plus dynamiques, comme l’indique la présence de lentilles sableuses dans la partie supérieure du comblement du chenal nord.

17Les traces d’un grand foyer interprété comme “foyer d’essartage” ont été observées au-dessus des limons argileux gris (f.3), recouverts par la séquence limoneuse beige (f.1). Ce type de structure est fréquent sur la Haute-Île ainsi que sur d’autres sites de la vallée de la Marne, dans une position stratigraphique équivalente ou intégrée aux limons argileux beiges (f.1).

Fig. 4 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 11 (description dans le tab. 1).

Fig. 4 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 11 (description dans le tab. 1).

Tab. 1 : Description macroscopique des faciès pédo-sédimentaires.

Tab. 1 : Description macroscopique des faciès pédo-sédimentaires.

3.2.1.2 - Tranchée 25 : l’évolution de la rive Holocène (fig. 5, Tab.1)

18Lors de la réalisation de cette tranchée la grave n’a pas été atteinte ; les argiles tardiglaciaires (f.25) constituent ainsi la base homogène de cette coupe. Ces dépôts se placent sous une séquence associée à des limons calcareux lités (f.20) passant latéralement à des niveaux tourbeux (f.19 et 21). Ils sont nettement érodés lors de la mise en place d’un chenal à remplissage oncolitique (f.9), qui dépose latéralement une argile limoneuse organo-minérale (f.8), fruit du mélange de l’argile tardiglaciaire et des niveaux tourbeux qui la surplombaient. Ce chenal se déplace ensuite vers l’est en se comblant de limons organo-minéraux (f.6) de plus en plus limoneux (f.3) et dépose latéralement à l’ouest des limons argileux moins organiques. Les dépôts limoneux (f.1 et 3) postérieurs ne sont pas détaillés, mais ils regroupent les mêmes faciès limoneux que ceux rencontrés dans la tranchée 11. Le chenal récent n’apparaît pas ici car il se développe plus à l’est, en dehors des limites spatiales de notre intervention (fig. 2). Il ne peut être mis en relation avec la stratigraphie observée ici.

Fig. 5 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 25 (description dans le tab. 1).

Fig. 5 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 25 (description dans le tab. 1).

3.2.1.3 - Tranchée 34 : une séquence relique (fig. 6, Tab.1)

19La coupe de la tranchée 34, contrairement à celles des tranchées 11 et 25, documente une séquence sédimentaire isolée et d’étendue restreinte sur la Haute-Île. À la base de la coupe, nous retrouvons l’argile sableuse tardiglaciaire (f.25). Cependant, elle se développe en une séquence limono-sableuse (f.22, 23 et 24) partiellement conservée jusqu’à l’altitude de 37 m. Ces dépôts sont ensuite nettement incisés et une séquence organique calcaire complexe (f.15, 16, 17 et 18), très riche en bois, comble ce piège sédimentaire. Trois rides, formées de concrétions carbonatées meubles, achèvent cette première séquence. Elle précède un ensemble de dépôts principalement limoneux et calcaires (f.12) présentant des niveaux plus organiques (f.13) assimilables à d’anciens sols de zones humides. Le tassement différentiel induit par la pression des dépôts sus-jacents et la perte en eau de la séquence organique, déforme quelque peu le dépôt et souligne la morphologie des rides calcareuses (f.16). L’ensemble de ces dépôts est recouvert d’une courte séquence limonoargileuse (f.1 et 3) intégrant deux petits sols (f.2). Le premier, développé sur les limons calcareux (f.12) et le second au sommet de limons-argileux gris (f.3).

Fig. 6 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 34 (description dans le tab. 1).

Fig. 6 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 34 (description dans le tab. 1).

3.2.2 - Synthèse des résultats obtenus à la tarière

20Les prospections à la tarière sont présentées sous la forme de transects (fig. 7). Douze ensembles sédimentaires y sont individualisés.

21Les argiles tertiaires sont atteintes lors de la réalisation du transect 6, directement sous les argiles sableuses tardiglaciaires. Le dôme graveleux de l’ancienne île centrale est attribué au Saalien, en raison des analogies qui existent entre ces dépôts et ceux observés aux environs de l’hôpital de Ville-Evrard. Nous retrouvons en effet en ces deux lieux, à une altitude proche de 38 m, une séquence de grave, contenant parfois des blocs métriques, et intégrant un niveau de calcaire induré riche en blocs siliceux centimétriques à décimétriques. Ce niveau affleure au sommet de l’île à l’extrémité ouest de la tranchée 25 et du transect 4. Les sables qui couvrent en partie le dôme graveleux sont parfois marqués de traces d’oxydation et de calcitisation importantes. Les deux nappes de grave ont été individualisées par l’observation de leurs matrices, argileuse et grisclair pour la grave weichselienne, sableuse et ocre-clair pour la grave saalienne. Nous disposons cependant ici de peu d’éléments pour étudier l’emboîtement de ces deux nappes alluviales, qui restent peu accessibles avec les moyens techniques utilisés.

22L’ensemble des niveaux graveleux est nettement incisé et les argiles sableuses gris-bleu que l’on observe par la suite sont attribuables au Tardiglaciaire. Cette incision est suffisamment marquée pour atteindre le Tertiaire. L’absence de niveaux organiques BøllingAllerød pourrait être le résultat d’une incision majeure au début de l’Holocène.

23Les dépôts tardiglaciaires sont eux-mêmes incisés, puis les rives colmatées par des dépôts tourbeux et calcareux déjà observés dans la tranchée 25 (fig. 5). Cependant, cette incision n’affecte que très faiblement les chenaux situés au nord-ouest de l’ancienne île.

24La tourbe argileuse, qui témoigne du début de la séquence holocène, est toujours associée aux limons calcareux lités et se développe en remontant sur l’ancienne rive. Ces faciès sont absents des chenaux du nord-ouest. Un ensemble de tufs calcaires et de tourbes se dépose suite à une phase d’incision marquée ; ces sédiments sont par la suite en grande partie érodés lors de la mise en place de chenaux à remplissages organiques. Contrairement aux niveaux holocènes antérieurs, ces faciès de tufs et de limons organiques riches en bois se retrouvent dans les remplissages des chenaux du nord-ouest. Cependant, ils n’ont été que partiellement perçus lors de la prospection à la tarière. Il est probable que les niveaux tufacés rencontrés dans la tranchée 11 aient été trop proches de la grave pour pouvoir être discriminés de celle-ci. La séquence limoneuse finale, parfois épaisse de plus de trois mètres, se pose sur l’ensemble des dépôts antérieurs à l’exception du centre de l’île (fig. 7, transect 1), où des sables saaliens affleurent.

Fig. 7 : Synthèse des coupes élaborées à partir des prospections à la tarière.

Fig. 7 : Synthèse des coupes élaborées à partir des prospections à la tarière.

3.2.3 - La carotte C5

25La carotte C5, à l’extrémité est du transect 1 (fig. 7), a fait l’objet d’une série de datations 14C (fig. 8). A la base de cette carotte, nous retrouvons un niveau tourbeux surmonté d’une séquence de limons calcareux lités attribuables au Préboréal et au Boréal. Le taux de sédimentation avoisine les 2 millimètres par an et semble relativement constant. Une datation a été réalisée sur le profil T6-3 du transect 6 (fig. 7) à une profondeur voisine de celle de la base du profil de C5. Le résultat (9630 BP +/– 40) est cohérent avec celui que l’on obtiendrait à la base de C5 dans l’hypothèse d’un taux de sédimentation constant.

26Par ailleurs, deux discontinuités majeures sont repérées. Une première, caractérisée par une surface de tufs indurés, clôt la séquence de limons calcareux lités et constitue le début d’une séquence tufacée qui passe rapidement à des limons organiques riches en bois. Ces dépôts semblent moins réguliers et pourraient correspondre à divers remplissages de chenaux, proches de ceux observés sur les tranchées 11 et 25 (f.6 et f.4). La seconde discontinuité majeure clôt cette séquence organique. Elle est suivie par des apports limoneux plus importants aux alentours de 3300 BP et pourrait être mise en relation avec une incision autour de 4000 BP, observée dans la vallée d’un affluent de la Marne situé quelques kilomètres en amont (Orth et al, 2004).

27Latéralement, nous associons la première discontinuité majeure avec l’incision marquée par les remplissages tufacés au sud-est de C5 (fig. 7, transect 1). La seconde discontinuité est à mettre en relation avec l’incision du chenal à remplissage organique au nord-ouest de la carotte.

Fig. 8 : Description macroscopique de la carotte C5 et datations 14C.

Fig. 8 : Description macroscopique de la carotte C5 et datations 14C.

4 - Typo‑chronologie et mise en séquences des faciès sédimentaires

28Les observations stratigraphiques effectuées sur les tranchées 11, 25 et 34, adjointes aux datations et aux prospections faites à la tarière, nous permettent de proposer une première synthèse typo-chronologique des séquences rencontrées (fig. 9). Ces observations présentent un bon exemple de la variabilité de l’enregistrement alluvial holocène, tant spatialement que temporellement.

Fig. 9 : Synthèse chronostratigraphique.

Fig. 9 : Synthèse chronostratigraphique.

4.1 - L’héritage tardiglaciaire

29La morphologie tardiglaciaire contraint la sédimentation de la première partie de l’Holocène (S5, S4 et S3). Cet héritage définit trois macro-systèmes sédimentaires : les chenaux au nord-ouest repris à l’Atlantique (fig. 4), les rives du chenal principal marquées par l’incision préboréale (fig. 5) et au moins une noue héritant plus directement de la morphologie d’un chenal tardiglaciaire (fig. 6). Ces trois ensembles sont bien visibles sur la carte géophysique (fig. 3) et ont des évolutions différentes.

4.2 - La séquence préboréale et boréale

30La séquence holocène de la Haute-Île commence suite à une incision antérieure à 9600 BP (datation sur T6-3 du transect 6, fig. 7), ce qui confirme des observations similaires faites dans les vallées de la Marne et de l’Oise (Pastre et al., 1997, 2000, 2002) ou dans celle de la Somme (Antoine, 1997, Antoine et al., 2000). Elle s’exprime sur les rives est de l’île centrale et est suivie par le dépôt d’une séquence tourbeuse et calcareuse (S5d). Celle-ci regroupe des niveaux tourbeux de rive (f.19 et 21) passant latéralement à une sédimentation calcaire litée de pleine eau (f.20). Cette séquence couvre le Préboréal et au moins une partie du Boréal. La date la plus ancienne obtenue en T6-3 sur le transect 6 (fig.7) est cohérente avec les altitudes et les datations d’échantillons provenant de la carotte C5 et renforce l’idée d’une remontée rapide du niveau de la Marne au début de l’Holocène. Ce phénomène est aussi perceptible dans la vallée de la Somme (Antoine, 1997). Les séquences S5b et S5c correspondent probablement à des variations locales de sédimentations synchrones. Les concrétions carbonatées observées dans la tranchée 34 (fig. 6) indiqueraient un milieu confiné d’eaux stagnantes, associées à des débris végétaux. Le faciès de sol organique humide (f.14) observé dans la tranchée 11 peut être rattaché, par son faciès et son altitude, à la séquence S5b de la tranchée 34. Les séquences S5 correspondraient ainsi à une sédimentation organique et calcaire comblant une noue. Ce remplissage, observé dans la tranchée 34 (fig. 6), reste protégé par sa position particulière à « l’ombre » de l’ancienne île. En effet, dans ce secteur, les chenaux holocènes ne reprennent pas le tracé tardiglaciaire ayant défini cette noue. Son comblement constitue ainsi une relique très localisée et particulièrement élevée, des dépôts organiques et calcaires du début de l’Holocène. Des prélèvements provenant de cette coupe sont actuellement en cours d’étude.

31Nous ne disposons pas à ce jour pour cette séquence de datations postérieures à 8620 BP +/– 85 BP (GIF 12027, tranchée 34, fig.6). Cette lacune dans l’enregistrement sédimentaire boréal pourrait être liée à une instabilité hydrodynamique déjà observée dans les lits mineurs des grandes vallées du bassin parisien à la transition Boréal-Atlantique (Pastre et al., 2002).

4.3 - Une sédimentation atlantique mal documentée

32La séquence préboréale et boréale semble érodée par la mise en place de chenaux à remplissages tufacés et tourbeux (S4), attribuables à l’Atlantique. Ce hiatus semble commun aux alluvions atlantiques (Gibbard et Lewin, 2002) et a déjà été observé dans la vallée de la Marne (Leroyer, 1997). Il pourrait être mis en relation avec des dépôts similaires, étudiés dans la vallée de la Somme et qui sont par ailleurs postérieurs à une incision autour de 6000 BP (Antoine, 1997). La coupe de la tranchée 25 montre que cette incision mobilise en partie l’argile tardiglaciaire et entraîne, dès l’Atlantique, l’érosion partielle des anciennes rives boréale et préboréale. Ceci occasionne latéralement le dépôt d’un mélange de sédiments tardiglaciaires et holocènes (f.8 et 10). La Marne atteint au cours de l’Atlantique un seuil altitudinal avoisinant les 35,5 m et les chenaux du nord-ouest sont remis en eau. Les dépôts pléistocènes n’y sont cependant que faiblement balayés.

33La séquence S4 est plus homogène tout en conservant les dominantes organiques et calcareuses perçues précédemment, puis s’achève par des niveaux organiques à bois (S3b). Elle n’est conservée que très localement (transect 1 et 4, fig. 7) largement érodée par les chenaux postérieurs.

34Nous manquons de datations pour la partie inférieure de cette séquence, aussi est-il difficile de différencier une éventuelle incision autour de 6000 BP, d’un hiatus plus ancien lié à la transition Boréal-Atlantique. L’analyse d’une carotte prélevée entre T6-4 et T6-3 sur le transect 6 (fig. 7) nous permettra de préciser les datations associées à ces faciès tufacés et tourbeux et d’affiner les stratigraphies enregistrées. L’enregistrement sédimentaire associé aux phases les plus récentes de l’Atlantique (S3b) sera plus difficile à détailler, du fait de la présence probable de chenaux à forte variabilité de faciès.

4.4 - les chenaux de l’Atlantique récent et du subboréal

35Les séquences S3a et S3b correspondent aux remplissages de chenaux bien visibles dans les coupes des tranchées (fig. 4, 5) et sur les transects tarières (fig. 7). L’incision antérieure à S3b recoupe l’ensemble des dépôts holocènes antérieurs, tout en héritant du tracé des chenaux de S4. Cette phase érosive serait-elle liée à un épisode érosif aux environs de 4000 BP, événement par ailleurs repéré dans un affluent proche de la Marne (Orth et al., 2004) ? L’occurrence d’une crise sédimentaire importante vers cette date est par ailleurs connue dans les grandes vallées du bassin parisien. Elle serait attribuable à une dégradation d’origine climatique et anthropique (Pastre et al., 2002). Cependant, la datation la plus ancienne dont nous disposons pour cette séquence limoneuse est 3335 +/– 35 BP (Lyon-1738 –poz-441-, carotte C5, fig. 8). Par conséquent, il est difficile en l’état actuel de nos connaissances de préciser si les chenaux que nous observons sont directement liés à cette crise ou imputable à une phase postérieure plus stable. Des datations sur des échantillons prélevés sur la tranchée 25 sont en cours afin de préciser cet aspect.

36La séquence attribuable à l’Atlantique ancien et au Subboréal (fig. 9, S3b) correspond au comblement de chenaux mobiles à forte variabilité de faciès. Aussi la stratigraphie est-elle diachrone latéralement et présente de nombreux hiatus. Ce type de séquence reste difficile à échantillonner par le biais de carottages et seule l’analyse d’une série d’échantillons prélevés latéralement sur une coupe permettra de reconstituer une séquence chronologiquement complète.

37Le passage entre les comblement organiques (S3b) et les premiers apports de limons (S3a) correspond à une variation latérale de faciès entre les dépôts associés aux chenaux et ceux occasionnés sur leurs rives. La charge détritique augmente ensuite et les dépôts de limons (S3a) deviennent plus importants. Ces deux séquences expriment ainsi de prime abord une variation latérale de faciès (S3a et S3b) puis l’engorgement des chenaux par l’apport de limons argileux (S3a).

4.5 - Chenaux et apports limoneux du subatlantique

38Les séquences S2 et S1 correspondent à des apports massifs de limons argileux entraînant un engorgement du lit de la rivière. La base de ces limons montre encore localement des lamines fines, mais l’accrétion et l’exondation postérieures, rendent la lecture des lits sédimentaires de moins en moins aisée. La pédogenèse et la baisse de la fraction organique ne permettent plus une lecture macroscopique détaillée de ces dépôts récents. Ils rendent leur datation plus ardue et leur structure interne difficile à percevoir. Les faciès limoneux terminaux (f.1 et 3) apparaissent ainsi très homogènes alors qu’ils correspondent à de nombreux dépôts successifs liés aux crues. Ces apports limoneux sont mis classiquement en relation avec l’ouverture du milieu liée aux activités agricoles (Leroyer, 1997, Pastre et al., 1997, 2002). La séquence S1 correspond au remplissage des derniers chenaux actifs de la Haute‑Île, perceptibles dans la topographie actuelle (fig. 2) et à des dépôts massifs de limons de débordement. Les chenaux, hérités directement de S3a, se rétrécissent et concentrent le flux hydrique dans des sections plus étroites. Les rives sont plus soulignées et la granulométrie des dépôts augmente comme le montre la présence de lits sableux (chenal nord de la tranchée 11, fig. 4). Ces chenaux ne semblent pas être le résultat d’une incision que l’on puisse lier à une crise climatique ou anthropique, mais plutôt la conséquence d’apports limoneux massifs. Ce phénomène n’aurait donc pas une valeur chronologique précise, mais serait au contraire diachronique à l’échelle de la vallée et de ses affluents. L’extension de l’étude en amont de la “Haute-Île” permettra d’évaluer cette hypothèse.

5 - Conclusion

39Dans un contexte d’archéologie préventive, l’étude stratigraphique à forte résolution spatiale menée sur le site de la “Haute-Île” a permis d’élaborer un modèle séquentiel de dépôts alluviaux holocènes. Bien que partiel, il constitue les bases d’une référence stratigraphique pour la basse vallée de la Marne. Il montre clairement la variabilité de l’enregistrement sédimentaire alluvial tant spatial que temporel d’un système complexe :

  1. - Une incision localisée prend place au début du Préboréal (antérieure à 9630 +/– 40 BP). La Marne abandonne d’anciens chenaux tardiglaciaires pour se concentrer en un chenal unique. La remontée de son niveau au cours du Préboréal et du Boréal s’accompagne d’une sédimentation tourbeuse et calcareuse fine et régulière, avec un rythme peut-être annuel. Localement, un ancien chenal tardiglaciaire se transforme en noue qui concentre des dépôts organiques et très calcareux ; par sa position en aval d’une terrasse graveleuse, ses dépôts sont épargnés des érosions postérieures.

  2. - Pendant l’Atlantique, une nouvelle incision engendre la mise en place de chenaux à remplissages tufacés et tourbeux. Ces dépôts évoluent à l’Atlantique récent vers des sédiments organiques riches en bois et coquilles. La Marne atteint alors une altitude suffisante pour reprendre les chenaux tardiglaciaires délaissés précédemment.

  3. - Les niveaux datés du Subboréal comblent des chenaux mobiles qui héritent de ceux préalablement initiés à l’Atlantique. Les dépôts organiques riches en bois se chargent progressivement en limons entraînant latéralement des dépôts plus argileux. Ces chenaux présentent une forte variabilité latérale tout en héritant du tracé des chenaux antérieurs.

  4. - Au Subatlantique les apports limoneux s’intensifient, nappant les dépôts antérieurs de parfois plus de trois mètres de sédiments. Les chenaux s’engorgent progressivement puis deviennent temporaires, uniquement alimentés lors de crues. Ces dernières génèrent des dépôts de limons argileux pédogénéisés (limons de débordement). La topographie antérieure héritée du dernier Glaciaire est masquée sous ces apports massifs.

40Cette étude a nécessité un investissement important rétribué par une masse de données stratigraphiques qu’il s’agit de traiter complètement afin d’obtenir une perception la plus fine possible des variabilités spatiales.

41La forte densité d’observations de cette étude nous permet dans une certaine mesure de compenser la discontinuité de l’enregistrement. Un grand nombre de datations et d’analyses est en cours afin de préciser l’ensemble de nos observations, dans le but d’élaborer une synthèse stratigraphique à l’échelle de la Haute-Île pour l’ensemble de la séquence holocène. Celle-ci sera ensuite mise en parallèle avec d’autres séquences à l’échelle régionale et internationale (Zolitchka et al., 2003). Elle permettra d’élaborer une reconstitution de l’évolution environnementale de la “Haute-Île” au cours de l’Holocène. Par ailleurs, la variabilité amontaval de ce modèle séquentiel reste à définir à l’échelle de la vallée. Il s’agira de percevoir la variabilité de l’enregistrement, de distinguer la qualité de cet enregistrement et de différencier l’extension spatiale du signal environnemental traduit par les dépôts.

Haut de page

Bibliographie

ANTOINE P., 1997 - Modifications des systèmes fluviatiles à la transition Pléniglaciaire-Tardiglaciaire et à l’Holocène : l’exemple du bassin de la Somme (Nord de la France), Géographie Physique et Quaternaire, 51, (1), 93-106.

ANTOINE P., FAGNART J.-P., LIMONDIN-LOZOUET N. & MUNAUT A.-V., 2000 - Le Tardiglacaire du bassin de la Somme : éléments de synthèse et nouvelles données, Quaternaire, 11, 85-98

GIBBARD P.-L. & LEWIN J., 2002 - Climate and related controls on interglacial fluvial sedimentation in lowland Britain, Sedimentary Geology, 151, 187-210.

LEROYER Ch., PASTRE J.-F., FONTUGNE M. & LIMONDIN‑LOZOUET N., 1997 - Le Tardiglaciaire et le début de l’Holocène dans le bassin aval de la Marne (Seine-et-Marne – France) : chronostratigraphie et environnement des occupations humaines. In : Le tardiglaciaire en Europe du Nord-Ouest : actes du 119e congrès national des Sociétés historiques et scientifiques, Amiens 2630 octobre 1994 / FAGNART Jean-Pierre, THEVENIN André dir ; Congrès national des sociétés historiques et scientifiques. Ed. du CTHS, 151-164.

ORTH P., PASTRE J.-F., GAUTHIER A., LIMONDINLOZOUET N. & KUNESH S., 2004 - Les enregistrements morphosédimentaires et biostratigraphiques des fonds de vallée du bassin-versant de la Beuvronne (Bassin parisien, Seine et Marne, France) : perception des changements climato-anthropiques à l’Holocène, Quaternaire, 15, 285-298.

PASTRE J.-F., FONTUGNE M., KUZUCUOGLU C., LEROYER C., LIMONDIN‑LOZOUET N., TALON M. & TISNERAT N., 1997 - L’évolution tardi- et postglaciaire des lits fluviaux au nord‑est de Paris (France). Relations avec les données paléoenvironnementales et l’impact anthropique sur les versants, Géomorphologie, Relief, Processus, Environnement, 4, 291-312.

PASTRE J.-F., LEROYER C., LIMONDIN-LOZOUET CHAUSSE C., FONTUGNE M., GEBHARDT A., HATTE C. & KRIER V. 2000 - Le Tardiglaciaire des fonds de vallée du Bassin Parisien, Quaternaire, 11 (2), 107-122.

PASTRE J.-F., LEROYER C., LIMONDIN-LOZOUET N., ORTH P., CHAUSSÉ C., FONTUGNE M., GAUTHIER A, KUNESH S., LE JEUNE Y. & SAAD M.-C., 2002 - Variations paléoenvironnementales et paléohydrologiques durant les 15 000 derniers millénaires : les réponses morphosédimentaires des vallées du Bassin parisien, In: BRAVARD J.P. et MAGNY M., Les fleuves ont une histoire, Paléo-environnement des rivières et des lacs français depuis 15 000 ans, Éd. Errance, Paris, 29-44.

VERGNAUD D., CAMERLYNCK C. & LE JEUNE Y., 1999 -Reconnaissance spatiale d’un méandre : La Haute-Ile à Neuilly-sur‑Marne (93) : prospection géophysique couplée au GPS différentiel. 2e colloque Géophysique des sols et des formations superficielles (GEOFCAN). Orléans (France). Actes du colloque : 163168.

ZOLITSCHKA B., BEHRE K.-E. & SCHNEIDER J., 2003 - Human and climatic impact impact on the environment as derived from colluvial, fluvial and lacustrine archive – examples from the Bronze Age to the Migration period, Germany, Quaternary Science Reviews, 22, 81‑100.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Situation géographique du site de la Haute-Île.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 55k
Titre Fig. 2 : Modèle numérique de terrain élaboré sur le méandre de la Haute‑Île.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 75k
Titre Fig. 3 : Carte des conductivités apparentes réalisée sur le méandre de la Haute-Île à la suite de trois campagnes de prospection électromagnétiques.
Légende les courbes sont placées tous les 5 mS entre un dôme résistant – 10 mS – et des chenaux plus conducteurs – 60 mS –.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 58k
Titre Fig. 4 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 11 (description dans le tab. 1).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 138k
Titre Tab. 1 : Description macroscopique des faciès pédo-sédimentaires.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 217k
Titre Fig. 5 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 25 (description dans le tab. 1).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 132k
Titre Fig. 6 : Coupe et mise en séquence des faciès rencontrés dans la tranchée 34 (description dans le tab. 1).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 86k
Titre Fig. 7 : Synthèse des coupes élaborées à partir des prospections à la tarière.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 130k
Titre Fig. 8 : Description macroscopique de la carotte C5 et datations 14C.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 77k
Titre Fig. 9 : Synthèse chronostratigraphique.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/515/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 57k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Yann Le Jeune, Jean‑François Pastre, Diane Arcay, Laurent Aubry, Christian Camerlynck, Joël Confalonieri, Yves Lanchon, Delphine Vergnaud et Carole Vissac, « Variabilité de l'enregistrement alluvial Holocène ; l'exemple du méandre de la Haute‑Île (vallée de la Marne, Bassin Parisien), premiers résultats »Quaternaire, vol. 16/4 | 2005, 299-313.

Référence électronique

Yann Le Jeune, Jean‑François Pastre, Diane Arcay, Laurent Aubry, Christian Camerlynck, Joël Confalonieri, Yves Lanchon, Delphine Vergnaud et Carole Vissac, « Variabilité de l'enregistrement alluvial Holocène ; l'exemple du méandre de la Haute‑Île (vallée de la Marne, Bassin Parisien), premiers résultats »Quaternaire [En ligne], vol. 16/4 | 2005, mis en ligne le 01 décembre 2008, consulté le 19 mars 2024. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/515 ; DOI : https://doi.org/10.4000/quaternaire.515

Haut de page

Auteurs

Yann Le Jeune

UMR 8591 “Environnements quaternaires continentaux, dynamique naturelle et anthropisation”, Laboratoire de Géographie Physique 1, Place Aristide Briand, 92195 MEUDON cedex. Courriel : yann.lejeune@culture.gouv.fr

Jean‑François Pastre

UMR 8591 “Environnements quaternaires continentaux, dynamique naturelle et anthropisation”, Laboratoire de Géographie Physique 1, Place Aristide Briand, 92195 MEUDON cedex. Courriel : pastre@cnrs-bellevue.fr

Articles du même auteur

Diane Arcay

UMR 6526 Laboratoire Géosciences Azur. Courriel : Diane.Arcay@unice.fr

Laurent Aubry

UMR 7041 Archéologies et Sciences de l’Antiquité. Courriel : laurent.aubry@mae.u‑paris.fr

Christian Camerlynck

UMR 7619 Structures et fonctionnement des systèmes hydriques continentaux. Courriel : camerl@ccr.jussieu.fr

Joël Confalonieri

Bureau du Patrimoine du Conseil Général de la Seine-Saint-Denis. Courriel : judikael@lycos.com

Yves Lanchon

UMR 7041 Archéologies et Sciences de l’Antiquité. Courriel : lanchdamp@free.fr

Delphine Vergnaud

UMR 7619 Structures et fonctionnement des systèmes hydriques continentaux.

Carole Vissac

UMR 7041, Equipe Archéologie Environnementale. Courriel : carole.vissac@wanadoo.fr

Haut de page

Droits d’auteur

Le texte et les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés), sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.

Haut de page
Rechercher dans OpenEdition Search

Vous allez être redirigé vers OpenEdition Search