Navigation – Plan du site

Chronologie des loess du Pléistocène moyen de Normandie

Chronology of Middle Pleistocene loess from Normandy
Sanda Balescu
p. 237-245

Résumé

Dans cet article, sont présentés les résultats de trois investigations chronologiques des loess du Pléistocène moyen de Normandie, réalisées en étroite collaboration avec Jean-Pierre Lautridou : (1) la datation TL de la séquence loessique de Saint-Romain (Wintle et al., 1984), (2) la stratigraphie TL des séquences de Glos, Goderville, Saint-Romain et Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Balescu, 1988) et (3) la datation IRSL de la séquence de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Cliquet et al., 2009). Les données IRSL obtenues à Saint-Pierre-lès-Elbeuf confirment le cadre chronostratigraphique de Jean-Pierre Lautridou (1985). Cependant, la position chronologique du nouveau paléosol « Elbeuf inter III/IV », découvert en 2004 par Jean-Pierre Lautridou, entre les paléosols Elbeuf III et IV, doit encore être précisée. Les datations IRSL en cours dans le laboratoire de luminescence de Montréal devraient apporter des éléments de réponse nécessaires.

Haut de page

Texte intégral

Je remercie Jean-Jacques Bahain et Norbert Mercier pour leurs commentaires très constructifs ainsi que Michelle Laithier (Université du Québec à Montréal) pour la réalisation des figures.

1In this paper, are presented results of three chronological investigations of Middle Pleistocene loess from Normandy, performed in close collaboration with Jean-Pierre Lautridou: (1) the TL dating of the Saint-Romain loessic sequence (Wintle et al., 1984), (2) the TL stratigraphy of loessic sequences from Glos, Goderville, Saint-Romain and Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Balescu, 1988) and (3) the IRSL dating of the Saint-Pierre-lès-Elbeuf sequence (Cliquet et al., 2009). The IRSL data obtained at Saint-Pierre-lès-Elbeuf confirm the chronostratigraphic frame of Jean-Pierre Lautridou (1985). However, the chronological position of the new paleosoil “Elbeuf inter III/IV” discovered in 2004 by Jean-Pierre Lautridou, between paleosoils Elbeuf III and IV, remains so far unknown. Ongoing IRSL measurements performed in the luminescence laboratory of Montreal should provide the required chronological information.

1 - Introduction

2Les séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie ont été étudiées en détail par Jean-Pierre Lautridou tout au long de sa carrière (Lautridou, 1968, 1985, 1990, 2003 ; Lautridou & Verron, 1970 ; Lautridou et al., 1986). Celles-ci constituent des archives paléoclimatiques uniques et exceptionnelles à l’échelle du nord-ouest de la France en raison de leur étendue chronologique. Si dans le nord de la France (Nord-Pas-de-Calais et Picardie) la sédimentation loessique du Pléistocène moyen est limitée à l’avant-dernier Glaciaire (SIM -stade isotopique marin- 6), en Normandie par contre, les deux, voire les trois, dernières glaciations du Pléistocène moyen (SIM 6, 8 et 10) sont enregistrées (Lautridou, 1985). La séquence loessique de Saint-Romain en Haute-Normandie (fig. 1), située en position de plateau, et celle de Saint-Pierre-lès-Elbeuf, préservée en position de versant dans la vallée de la Seine, près de Rouen (fig. 1), en sont les deux exemples les plus représentatifs. A Saint-Romain et Saint-Pierre-lès-Elbeuf, sont enregistrés sous le paléosol du dernier Interglaciaire (SIM 5e), respectivement deux et quatre dépôts de loess « anciens » séparés par des paléosols de rang interglaciaire.

3La chronostratigraphie des loess du Pléistocène moyen de Normandie, établie par J.-P. Lautridou (1985), s’appuie sur le principe de la stratigraphie séquentielle qui consiste à dénombrer les sols de rang interglaciaire à partir de la surface. En s’appuyant sur des arguments lithostratigraphique et pédostratigraphique, les trois paléosols de type sol brun lessivé, préservés sous le sol de surface (sols Elbeuf I, II et III ; fig. 2) ont été rattachés respectivement aux SIM 5, 7 et 9. De fait, les trois loess « anciens » dénommés par J.-P. Lautridou (1985) « ancien supérieur », « ancien moyen » et « ancien inférieur » (notés ici La1, La2, La3, fig. 2 & 3) ont été rapportés respectivement aux SIM 6, 8 et 10.

4Cependant, l’obtention de repères chronologiques au sein de ces séquences loessiques du Pléistocène moyen, indispensable au contrôle du cadre chronostratigraphique, a constitué une préoccupation majeure pour Jean-Pierre Lautridou, qui a toujours manifesté beaucoup d’enthousiasme et un intérêt constant pour la datation des loess par la méthode de luminescence.

5L’objectif de cet article est de présenter la chronologie des loess anciens de Normandie s’appuyant sur les données de la luminescence, en y exposant l’évolution des connaissances, les questions soulevées et les zones d’ombre qui subsistent. L’investigation chronologique des loess anciens de Normandie initiée par Jean-Pierre Lautridou au début des années 1980 et poursuivie tout au long de ces 30 dernières années, a grandement bénéficié de sa remarquable connaissance de la stratigraphie des loess de Normandie.

Fig. 1 : Carte de localisation des séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie et de Picardie.

Fig. 1 : Carte de localisation des séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie et de Picardie.

2 - Présentation des séquences loessiques du pléistocene moyen datées par luminescence

2.1 - La séquence de Saint-Pierre-lès-Elbeuf

6La séquence de Saint-Pierre-lès-Elbeuf, définie comme stratotype des loess du Pléistocène moyen de Normandie, est exceptionnelle en raison de son épaisseur (jusqu’à 18 m), son étendue chronologique (SIM 1 à 12) et sa richesse archéologique.

7Située en position de versant, à la confluence de la Seine et de l’Oison, la séquence de Saint-Pierre-lès-Elbeuf fossilise une moyenne terrasse (+ 30 m NGF) de la Seine. L’épaisseur des loess s’explique par leur piégeage au pied d’une haute falaise fluviale fossile. Dans la briqueterie de Saint-Pierre-lès-Elbeuf, au niveau de la coupe 1 (fig. 3), située à une trentaine de mètres de la falaise fluviale, l’enregistrement loessique atteint son développement maximum (18 m). Lorsqu’on s’éloigne de la falaise vers le sud-ouest (coupe 2, située en bas de versant ; fig. 3), les loess deviennent de moins en moins épais et les paléosols y sont de plus en plus tronqués.

8La séquence décrite par J.-P. Lautridou (1985) (coupe 1, fig. 3) montre sous le complexe weichselien, une superposition de trois loess anciens, dénommés loess « ancien supérieur », « ancien moyen » et « ancien inférieur » et notés La1, La2 et La3 dans les figures 2 et 3. Chacun de ces loess anciens est surmonté d’un horizon Bt de sol brun lessivé de type interglaciaire (paléosols Elbeuf I, II, III). Le paléosol Elbeuf IV par contre, sous-jacent au loess « ancien inférieur » (La3), correspond à un sol lessivé plus évolué, plus tronqué et plus rouge (brun-rouge). En s’appuyant sur la stratigraphie séquentielle, les paléosols Elbeuf I, II, III ont été corrélés respectivement aux SIM 5, 7 et 9 (Lautridou, 1985 ; Lautridou et al., 1986). Les loess « anciens supérieur, moyen et inférieur » ont été attribués respectivement aux SIM 6, 8 et 10 (fig. 2).

9Au cours de la campagne de 2004, J.-P. Lautridou a identifié dans la partie inférieure de la coupe 1, entre le loess « ancien inférieur » (La3) et le paléosol Elbeuf IV, un paléosol supplémentaire (paléosol inter III-IV), brun, argileux, peu épais, tronqué, associé à de nombreuses crotovines (couches 24-25 ; Cliquet et al., 2009). Ce paléosol s’est développé sur un « loess sableux » (couche 26) grisâtre à nombreux petits silex (noté La4, fig. 2). Ce loess La4 et le paléosol qui le surmonte ne sont présents qu’en haut du versant (fig. 3).

10En bas du versant par contre (coupe 2), affleure, entre le loess « ancien inférieur » (La3) et le sol Elbeuf IV, un sable blanc fluviatile issu de l’Oison (noté Sb, fig. 2 & 3). Ce sable blanc est surmonté d’une argile d’illuviation (« liseré chocolat ») interprétée comme un horizon Bb lié à la pédogenèse du paléosol Elbeuf III sus-jacent (Lautridou, 1985 ; Cliquet et al., 2009).

11Latéralement, dans la Propriété Gapenne/Michel (fig. 3), ce sable blanc est surmonté d’un tuf calcaire (noté T) de bras de rivière renfermant une association malacologique interglaciaire à Lyrodiscus, caractéristique du SIM 11 (Rousseau et al., 1992 ; Limondin-Lozouet & Antoine, 2006 ; Cliquet et al., 2009). Il est surmonté du même « liseré chocolat » observé dans la coupe 2 au-dessus du sable blanc. L’assemblage faunique du tuf de Saint-Pierre-lès-Elbeuf est identique à celui des tufs de Vernon et de La Celle-sur-Seine (fig. 1). La datation de ces tufs a fourni un âge U/Th de 350-400 ka à Vernon (Lécolle et al., 1990 ; Rousseau et al., 1992) et un âge moyen (U/Th et RPE-U/Th) d’environ 400 ka à La Celle-sur-Seine (Limondin-Lozouet et al., 2006, 2010) (U/Th par spectrométrie alpha : > 350 ka ; U/Th par TIMS : 387 +88/-34 ka et 388 +51/-34 ka ; RPE-U/Th : 424 ±38 ka). Le tuf calcaire et le sol Elbeuf IV ont ainsi été corrélés par Jean-Pierre Lautridou à un même épisode interglaciaire correspondant au SIM 11 (Lautridou, 1985 ; Cliquet et al., 2009).

12La séquence loessique de Saint-Pierre-lès-Elbeuf renferme par ailleurs plusieurs industries lithiques (Cliquet et al., 2009). Celles-ci sont rapportées au Paléolithique supérieur (position stratigraphique indéterminée), au Moustérien (dans le loess weichsélien Lr), au Micoquien (dans les horizons humifères du début weichselien et le paléosol Elbeuf I) et à l’Acheuléen (à la base du loess « ancien inférieur » La3 et dans le paléosol Elbeuf IV). Une industrie plus ancienne a été découverte au sein des graviers fluviatiles. Dans la Propriété Gapenne/Michel (fig. 3), un niveau d’occupation acheuléenne in situ a été mis au jour en 2005 (Cliquet et al., 2009) à la base du loess « ancien inférieur » (La3).

Fig. 2 : Lithostratigraphie et interprétations chronostratigraphiques des séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie

Fig. 2 : Lithostratigraphie et interprétations chronostratigraphiques des séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie

Fig. 3 : Profil de la paroi loessique du site classé de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (briqueterie ; coupes 1 et 2) et coupe de la propriété Gapenne/Michel, d’après Cliquet et al., (2009) modifié.

Fig. 3 : Profil de la paroi loessique du site classé de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (briqueterie ; coupes 1 et 2) et coupe de la propriété Gapenne/Michel, d’après Cliquet et al., (2009) modifié.

Lr : loess récent ; La1-La5 : loess anciens ; •: position des échantillons destinés à la datation IRSL.

2.2 - Les séquences loessiques de Saint-Romain, Goderville et Glos

13Ces trois séquences, situées en position d’interfluve sur les plateaux de Haute-Normandie (fig. 1), montrent une superposition de loess « anciens » (saaliens) et « récents » (weichseliens) séparés par le sol eemien de Saint-Romain (équivalent du paléosol Elbeuf I) (Lautridou 1985). A Glos et Goderville n’affleure que le loess « ancien supérieur » attribué au SIM 6 (Lautridou, 1985) (fig. 2). La séquence loessique de Saint-Romain, par contre, montre une superposition de deux loess anciens : le loess « ancien supérieur » et le loess « ancien moyen » corrélés respectivement aux SIM 6 et 8. Ils sont séparés par un sol brun lessivé (paléosol II) équivalent du paléosol Elbeuf II (fig. 2). Le loess « ancien moyen » surmonte un complexe de deux sols lessivés superposés (paléosols III et IV) qui seraient l’équivalent occidental des paléosols d’Elbeuf III et IV (Lautridou, 1985).

3 - Résultats de la datation par luminescence (TL et IRSL) des loess anciens de Normandie

3.1 - Chronologie TL des loess anciens sur grains fins polyminéraux (4-11 µm)

14Les loess du Pléistocène supérieur sont les premiers sédiments quaternaires sur lesquels la méthode TL a été mise au point et testée par A. Wintle (1981). C’est en 1984 qu’A. Wintle, en étroite collaboration avec J.-P. Lautridou, tentait pour la première fois de dater les loess du Pléistocène moyen par la méthode TL en l’appliquant aux deux loess « anciens » (supérieur et moyen ; fig. 2) de Saint-Romain, attribués aux SIM 6 et 8 (Wintle et al., 1984 ; Wintle, 1985a).

15Cette première tentative de datation TL de loess « anciens » s’appuyait sur la « technique des grains fins » (Aitken, 1985) qui consistait à mesurer le signal TL de régénération de grains fins (4-11 µm) polyminéraux (composés d’un mélange de quartz, feldspaths potassiques et plagioclases). La paléodose (De), correspondant à la dose cumulée depuis la mise en place du dépôt, a été estimée par la technique de régénération (fig. 4). Plusieurs aliquotes d’un même échantillon, dont le signal TL naturel a été remis à zéro en laboratoire par une exposition à la lumière, sont exposés à des doses de rayonnement croissantes (« doses de régénération ») délivrées par une source radioactive calibrée. On établit ainsi une courbe de croissance (« growth curve ») qui exprime le signal TL émis par les aliquotes en fonction de la dose de laboratoire à laquelle elles ont été soumises. De est la dose de laboratoire requise pour produire une intensité équivalente à l’intensité naturelle (Inat) de l’échantillon. Elle est déterminée en reportant l’intensité TL naturelle (Inat) sur la courbe de croissance (fig. 4).

16Les âges TL des loess anciens sont reportés dans le tableau 1. Le loess « ancien supérieur » attribué au SIM 6 a donné des âges TL compris entre environ 111 et 139 ka. Les âges TL du loess « ancien moyen » corrélé au SIM 8 sont compris entre 103 et 140 ka. Les deux loess anciens se révèlent donc chronologiquement indifférenciés par cette technique de datation. En outre, leurs âges TL sont sous-estimés et plafonnent à 140 ka. Cette sous-estimation a été attribuée à une instabilité du signal TL aussi appelée « fading » (Wintle, 1985b ; Debenham, 1985 ; Wintle, 1990 ; Musson & Wintle, 1994) qui se traduit par une perte spontanée de signal au cours des temps géologiques.

17Cette étude révéla donc l’existence d’un seuil infranchissable aux environs de 140 ka (Wintle 1985b) n’autorisant dès lors aucune différenciation chronologique au sein des loess du Pléistocène moyen.

Fig. 4: Détermination de la dose équivalente (De) par les techniques de régénération et des doses additives

Fig. 4: Détermination de la dose équivalente (De) par les techniques de régénération et des doses additives

3.2 - Stratigraphie TL des loess anciens sur grains de feldspaths alcalins (40-50 μm)

18Pour tenter de franchir ce seuil des 140-150 ka, une nouvelle méthode de datation TL relative des loess, dénommée “Stratigraphie TLˮ, fut développée par S. Balescu dès 1986 (Balescu et al., 1986) dans le cadre d’une thèse de doctorat consacrée l’étude des séquences loessiques saaliennes du nord-ouest de l’Europe (Balescu, 1988).

19La “datation TL relativeˮ, aussi dénommée “Stratigraphie TLˮ (Balescu, 1988 ; Balescu et al. 1986, 1988), s’appuie sur l’analyse du signal TL des feldspaths alcalins de dimension moyenne (40-50 μm). La paléodose (De) a été estimée par la technique des doses gamma additives appliquée à des aliquotes multiples (Singhvi et al., 1982) (fig. 4) : différentes aliquotes multigrains d’un même échantillon naturel sont exposées à des doses croissantes de rayonnement γ qui se cumulent à la dose naturelle (« doses additives »). De est déterminée par extrapolation de la courbe de croissance sur l’axe des doses (fig. 4). Pour l’estimation de la dose annuelle, seule la contribution beta externe (β) a été prise en compte. Les « âges TL relatifs » (MFE) reportés dans le tableau 1 sont estimés par le rapport De/ β qui est utilisé comme marqueur stratigraphique et outil de corrélation.

20En étroite collaboration avec J.-P. Lautridou, cette méthode de datation TL relative fut testée sur plusieurs séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie (Saint-Romain, Saint-Pierre-lès-Elbeuf, Goderville, Glos et Mesnil-Esnard). Tous les loess anciens de Normandie auxquels a été appliquée la “Stratigraphie TLˮ ont une composition texturale diagnostique d’un loess typiquement éolien (Balescu, 1988) et un faciès classique de « limon à doublets » (Lautridou, 1985), à l’exception du loess « ancien moyen » (La2) de Saint-Pierre-lès-Elbeuf. Ce dernier présente un caractère colluvié (moins bon classement, courbe granulométrique bimodale, teneur élevée en particules sableuses comprise entre 17 et 43 % ; Balescu, 1988). Ce « loess sableux » a été décrit par Lautridou (1985) comme un limon sableux à litage diffus et flou, et petits silex dispersés. Il est interprété par Balescu (1988) comme un loess remanié, incorporant épisodiquement des matériaux sableux, témoins d’apports colluviaux de versant par ruissellement.

21Les « âges TL relatifs » (MFE) des loess « anciens supérieurs » de Normandie, attribués au SIM 6, sont compris entre 0,45 ± 0,15 et 1,11 ± 0,10. Ces résultats sont cohérents avec les « âges MFE » de l’ensemble des loess saaliens supérieurs (SIM 6) du nord-ouest de l’Europe qui s’échelonnent entre 0,41 et 1,11 (fig. 5). Parmi ceux-ci, on mentionnera la séquence loessique saalienne de référence de Cagny-la-Garenne près d’Amiens (Picardie, fig. 1) qui montre sous le paléosol eemien (SIM 5.5), une superposition de deux loess saaliens supérieurs, LAC et LAS (fig. 5). Leur corrélation au SIM 6 est confortée par leurs « âges TL relatifs » (LAC : 0,83 ± 0,09 et LAS : 1,06 ± 0,09) et leurs âges IRSL corrigés du fading (LAC : 129 ± 12 ka et LAS : 190 ± 29 ka) obtenus ultérieurement (Balescu, 2004 ; Balescu & Tuffreau, 2004).

22Le loess « ancien moyen » de Saint-Romain, à caractère typiquement éolien et corrélé au SIM 8, a donné un « âge MFE » de 1,81 ± 0,23, comparable à celui obtenu pour le loess saalien inférieur (SIM 8) d’Ariendorf en Rhénanie (ARI-II : 1,55 ± 0,19 ; Balescu, 1988) (fig. 5).

23A Saint-Pierre-lès-Elbeuf par contre, les « âges MFE » des loess «anciens moyen et inférieur» (La2 et La3) sont en désaccord avec le schéma chronostratigraphique proposé par J.-P. Lautridou (1985). Ils remettent en question l’âge SIM 10 du loess « ancien inférieur » (La3) et suggèrent plutôt une mise en place au SIM 8. En effet, l’« âge MFE » du loess « ancien inférieur » (La3 : 1,61 ± 0,20), à caractère typiquement éolien, est identique à celui du loess « ancien moyen » de Saint Romain (1,81 ± 0,23). La concordance de ces « âges TL relatifs » suggère une mise en place au cours d’un même épisode glaciaire attribuable au SIM 8. Le loess « ancien moyen » (La2) par contre, à caractère remanié/colluvié, donne un « âge MFE » (1,56 ± 0,18) identique à celui du loess La3 sous-jacent. Cet « âge MFE » est très probablement surestimé suite à l’incorporation de matériel autochtone colluvié mal remis à zéro. En conséquence, dans le schéma chronostratigraphique proposé par Balescu (1988) (fig. 2 & 5), le loess La2 est corrélé avec le sous-stade SIM 7b et les sols Elbeuf II et III avec les sous-stades 7a et 7c (fig. 2). Cette bipartition des sols attribués au SIM 7 est également bien exprimée à Cagny-la-Garenne (« pédocomplexe de Cagny », fig. 5) (Balescu, 1988). La situation est la même dans les séquences loessiques d’Autriche (Preusser & Fiebig, 2009), de Serbie (Markovic et al., 2006, 2009), de Roumanie (Balescu et al., 2003, 2010) et de Bulgarie (Jordanova & Petersen, 1999a,b ; Jordanova et al., 2008) où le bilan du SIM 7 se marque par la présence de deux paléosols dont la position chronostratigraphique est contrôlée par la datation IRSL, la magnétostratigraphie (variations de la susceptibilité magnétique) ou l’aminostratigraphie.

24Enfin, le sable limoneux de la Ferme de Grâce (FGR) qui fossilise la très haute terrasse de la Somme, attribuée au Pléistocène inférieur (> 800 ka), est chronologiquement différencié des loess du Pléistocène moyen. Il a donné un « âge TL relatif » (MFE) de 4,07 ± 0,91 et ultérieurement un âge IRSL non corrigé de 536 ± 97 ka (Balescu, 2004). Ces résultats démontrent que la similitude des « âges MFE » des loess La2 et La3 de Saint-Pierre-lès-Elbeuf ne peut être attribuée à l’apparition d’un plafond ou d’un seuil infranchissable vers 250-300 ka (SIM 8).

25Les résultats obtenus démontraient pour la première fois que les dépôts loessiques des deux dernières glaciations du Pléistocène moyen (loess « ancien supérieur et moyen », SIM 6 et 8) étaient chronologiquement différenciés par la datation TL relative sur feldspaths alcalins et que cette barrière d’environ 140 ka pouvait dès lors être franchie (Balescu, 1988 ; Balescu et al., 1988).

Tab. 1 : Résultats de la datation TL, de la stratigraphie TL et de la datation IRSL des loess du Pléistocène moyen de Normandie.

Tab. 1 : Résultats de la datation TL, de la stratigraphie TL et de la datation IRSL des loess du Pléistocène moyen de Normandie.

3.3 - Chronologie IRSL des loess anciens sur grains de feldspaths alcalins (62-88 microns)

26En 2004, un re-examen du site classé de Saint-Pierre-lès-Elbeuf a été entrepris dans le cadre d’un projet collectif de recherche sur « Les premiers Hommes en Normandie » (Cliquet et al., 2009) selon une approche pluridisciplinaire. Un des objectifs de ce projet était de préciser la chronologie absolue de l’ensemble de la séquence sédimentaire de Saint-Pierre-lès-Elbeuf en y mettant en oeuvre une technique de datation plus performante et plus précise que la TL, la luminescence stimulée optiquement (OSL, i.e. Optically Stimulated Luminescence). Une campagne d’échantillonnage destinée à la datation OSL y a été réalisée par Sanda Balescu, Michel Lamothe et Norbert Mercier avec Jean-Pierre Lautridou. Les échantillons ont été prélevés au sein des différents dépôts loessiques (La1 à La5 ; fig. 2 & 3), au sein des paléosols interstratifiés (Elbeuf I à III) ainsi que dans le sable fluviatile blanc sous-jacent au tuf calcaire (fig. 2 & 3). Un paléosol supplémentaire dénommé « Paléosol inter III-IV » fut alors identifié par J.-P. Lautridou entre les paléosols Elbeuf III et IV (fig. 2 & 3).

27La méthode de datation mise en œuvre dans le cadre de ce projet est la datation IRSL (Infra-Red Stimulated Luminescence), forme particulière d’OSL spécifique aux feldspaths qui sont stimulés optiquement dans l’infrarouge (Hütt et al., 1988). La datation IRSL et la “Stratigraphie TLˮ ont été appliquées aux mêmes grains détritiques de feldspaths alcalins. Les résultats préliminaires des datations IRSL sur feldspaths alcalins obtenus par Michel Lamothe, au laboratoire de luminescence LUX de Montréal, ont été publiés en 2009 (Cliquet et al., 2009).

28L’application en cours de la méthode de datation IRSL à l’ensemble de la séquence de Saint-Pierre-lès-Elbeuf s’appuie sur deux techniques d’estimation de la paléodose : la technique des doses γ additives appliquée à des aliquotes multiples (MAAD, i.e. Multiple Aliquote Additive Dose technique) (fig. 4) et la technique SAR (Single-Aliquot Regenerative-Dose technique). Dans le cas de la SAR, des doses β de régénération croissantes sont appliquées à une aliquote unique multi-grains. Ces deux techniques sont aujourd’hui menées en parallèle par M. Lamothe et S. Balescu. A ce jour, seules les données préliminaires de la datation IRSL-SAR obtenues par Michel Lamothe dans le laboratoire de luminescence LUX de Montréal, ont été publiées (Cliquet et al. 2009). Celles-ci seront prochainement affinées et précisées par des mesures complémentaires actuellement en cours.

29La méthode de datation OSL-SAR développée par Murray et Wintle (2000) et adaptée par Lamothe (2004) aux feldspaths stimulés optiquement dans l’infrarouge (mesure du signal IRSL), est ici appliquée aux feldspaths alcalins appartenant à la fraction 62-88 μm. En raison de l’instabilité du signal IRSL des feldspaths (liée à la présence de « fading ») qui se traduit par une sous-estimation de la paléodose mesurée (Huntley & Lamothe, 2001), il a été nécessaire d’appliquer une correction de « fading », en utilisant le protocole de correction DRC développé par Lamothe et al. (2003), afin d’obtenir les âges IRSL(SAR) corrigés qui sont reportés dans le tableau 1 et la figure 2.

30Les âges IRSL(SAR) corrigés du loess « ancien supérieur » (La1), compris entre 164 ka et 197 ka, confirment son attribution au SIM 6 (130-186 ka). Les deux échantillons de loess « ancien moyen » (La2), prélevés dans le sol Elbeuf II et sous ce dernier, ont été datés respectivement de 247 ± 20 ka et 292 ± 23 ka. Ces résultats suggèrent donc un âge SIM 8 (242-301 ka) cohérent avec l’« âge TL relatif » (MFE) du loess La2. L’échantillon prélevé dans le sol Elbeuf III, daté de 310 ± 25 ka, a été corrélé au SIM 9. Par ailleurs, l’âge IRSL(SAR) corrigé du sable blanc (396 ± 32 ka) suggère une corrélation au SIM 11 (364-427 ka) en parfait accord avec les données biostratigraphiques et l’âge U/Th supposé du tuf calcaire sus-jacent. Enfin, pour le loess sableux le plus ancien (La5), sous le paléosol Elbeuf IV, l’âge IRSL(SAR) corrigé obtenu, 475 ± 38 ka, conforte son attribution au SIM 12 (427-478 ka).

31La datation IRSL en cours des échantillons prélevés dans les loess anciens, La 3 et La 4, de Saint-Pierre-lès-Elbeuf devrait permettre de préciser le positionnement chronologique du nouveau paléosol inter III/IV et du niveau d’occupation acheuléenne in situ préservé à la base du loess « ancien inférieur » (La 3).

32

Fig. 5 : « Âges TL relatifs » (MFE) sur feldspaths alcalins des loess weichseliens et saaliens du nord-ouest de l’Europe (d’après Balescu, 1988).

Fig. 5 : « Âges TL relatifs » (MFE) sur feldspaths alcalins des loess weichseliens et saaliens du nord-ouest de l’Europe (d’après Balescu, 1988).

Allemagne-Rhenanie (Germany-Rhenany) : ARI-Ariendorf ; Belgique (Belgium) : KES-Kesselt, ROC-Rocourt, TON-Tongrinne ; France : Nord-Pas-de-Calais : SANG-Sangatte, BIAC-Biache, Picardie : CAG-Cagny‑la-Garenne,SOU‑Sourdon, ROIS-Roisel, Normandie : GOD-Goderville, STR-Saint Romain, ELB-Saint-Pierre-les-Elbeuf, GLOS-Glos ; Ile de Jersey (Jersey island) : PORT-Portelet, BEL-Belcroute

334 - Conclusions

34La corrélation des loess « anciens supérieurs » de Normandie au SIM 6 est aujourd’hui validée par la stratigraphie TL et la datation IRSL sur feldspaths alcalins.

35La signification de l’âge SIM 8 du loess « ancien moyen » (La2) de Saint-Pierre-lès-Elbeuf, obtenu par la stratigraphie TL et la datation IRSL, demeure selon nous, incertaine en raison du caractère remanié et colluvié du loess La2. S’agit-il de l’âge réel du dépôt ou d’un âge surestimé en raison du remaniement et du colluvionnement ?

36La démonstration de l’âge SIM 10 du loess « ancien inférieur » (La3) s’appuie actuellement sur l’âge IRSL(SAR) d’un échantillon prélevé au sommet du paléosol Elbeuf III (310 ± 25 ka ; SIM 9). La datation IRSL en cours du loess « ancien inférieur » (La3) non pédogénéisé, sous le paléosol Elbeuf III, devrait permettre de confirmer son âge SIM 10.

37Enfin la découverte par Jean-Pierre Lautridou d’un cycle climatique supplémentaire (paléosol inter III/IV et loess La4) au sein de la coupe 1 de Saint-Pierre-lès-Elbeuf, dont la position chronologique n’a pas encore été déterminée, soulève de nouvelles questions. A quel épisode climatique est attribuable ce nouveau paléosol inter III/IV ? Sur base des données de la Stratigraphie TL qui rajeunissent le loess La3 (SIM 8), il pourrait s’agir du SIM 9. En s’appuyant par contre sur les âges IRSL(SAR) qui suggèrent une chronologie plus longue, ce paléosol inter III/IV serait attribuable à un interstade du SIM 10 ou à la fin du SIM 11.

38La datation IRSL de la séquence de Saint-Pierre-lès-Elbeuf entreprise en 2004 est l’aboutissement d’une longue et très fructueuse collaboration de l’auteur avec Jean-Pierre Lautridou. La finalisation de ce projet de datation devrait permettre d’affiner et préciser la chronologie des loess anciens de Normandie antérieurs au SIM 6, pour lesquels il subsiste encore des zones d’ombre. Cette investigation IRSL apparaît indispensable pour une meilleure compréhension de l’évolution du climat et de la sédimentation loessique du nord-ouest de la France au Pléistocène moyen récent. Elle s’avère par ailleurs nécessaire pour le positionnement chronologique du niveau d’occupation acheuléenne in situ découvert en 2005 à la base du loess « ancien inférieur » de Saint-Pierre-lès-Elbeuf.

Haut de page

Bibliographie

Aitken M.J., 1985 - Thermoluminescence Dating. Academic Press, New York, 359 p.

BALESCU S., 1988 - Apports de la thermoluminescence à la stratigraphie et à la sédimentologie des loess saaliens du NW de l'Europe. Thèse de doctorat, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, 2 volumes, 199 p. & 144 p.

Balescu S., 2004 - Datation par luminescence des sédiments quaternaires et exploration des champs d’application de la méthode (archives paléoclimatiques, paléorivages, géoarchéologie et risques naturels). Mémoire d’Habilitation à Diriger des Recherches, Université des Sciences et Technologies de Lille, Lille, 2 volumes, 191 p. & 200 p.

BALESCU S., DUPUIS C. & QUINIF Y., 1986 - TL stratigraphy of loesses: quartz and feldspar dosimeters within loessic deposits from Normandy, France. Ancient TL, 4 (3), 61-67.

BALESCU S., DUPUIS C. & QUINIF Y., 1988 - TL stratigraphy of pre-Weichselian loess from NW Europe using feldspar coarse grains. Quaternary Science Reviews, 7 (3-4), 309-313.

Balescu S., Lamothe M., Mercier N., Huot S., Balteanu D., Billard A. & Hus J., 2003 - Luminescence chronology of Pleistocene loess deposits from Romania: testing methods of age correction for anomalous fading in alkali feldspars. Quaternary Science Reviews, 22 (10-13), 967-973.

BALESCU S. & TUFFREAU A., 2004 - La phase ancienne du Paléolithique moyen dans la France septentrionale (stades isotopiques 8 à 6) : apports de la datation par luminescence des séquences loessiques. Arkheologicheskiĭ Alʹmanakh, 16, 5-22.

Balescu S., Lamothe M., Panaiotu C.G. & Panaiotu C.E., 2010 - La chronologie IRSL des séquences loessiques de l’Est de la Roumanie. Quaternaire, 21 (2), 115-126.

CLIQUET D., LAUTRIDOU J.-P., ANTOINE P., LAMOTHE M., LEROYER M., LIMONDIN-LOZOUET N. & MERCIER N., 2009 - La séquence loessique de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Normandie, France) : nouvelles données chronologiques, géomorphologiques et paléontologiques. Quaternaire, 20 (3), 321-343.

DEBENHAM N.C., 1985 - Use of U.V. emissions in TL dating of sediments. Nuclear Tracks Radiation Measurements, 10 (4-6), 717-724.

Huntley D.J. & Lamothe M., 2001 - Ubiquity of anomalous fading in K-feldspars and the measurement and correction for it in optical dating. Canadian Journal of Earth Sciences, 38 (7), 1093-1106.

HÜTT G., JAEK I. & CHONKA J., 1988 - Optical dating: K-feldspars optical response stimulation spectra. Quaternary Science Reviews, 7 (3-4), 381-385.

Jordanova D. & Petersen N., 1999a - Paleoclimatic record from loess-soil profile in north-eastern Bulgaria – I. Rock magnetic properties. Geophysical Journal International, 138 (2), 520-532.

Jordanova D. & Petersen N., 1999b - Paleoclimatic record from loess-soil profile in northeastern Bulgaria – II. Correlation with global climatic events during the Pleistocene. Geophysical Journal International, 138 (2), 533-540.

Jordanova D., Hus J., Evlogiev J. & Geeraerts R., 2008 - Palaeomagnetism of the loess/palaeosol sequence in Viatovo (NE Bulgaria) in the Danube basin. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 167 (1-2), 71-83.

LAMOTHE M., 2004 - Optical dating of pottery, burnt stones, and sediments from selected Quebec archaeological sites. Canadian Journal of Earth Sciences, 41 (8), 659-667.

Lamothe M., Auclair M., Hamzaoui C. & Huot S., 2003 - Towards a prediction of long-term anomalous fading of feldspar IRSL. Radiation Measurements, 37 (4-5), 493-498.

LAUTRIDOU J.-P., 1968 - Les loess de Saint-Romain et de Mesnil-Esnard (Pays de Caux). Bulletin - Centre de géomorphologie de Caen, 2, 55.

LAUTRIDOU J.-P., 1985 - Le cycle périglaciaire pléistocène en Europe du Nord-Ouest et plus particulièrement en Normandie. Thèse de Doctorat d’Etat, Université de Basse-Normandie, Caen, 2 vol., 908 p.

LAUTRIDOU J.-P., 1990 - A propos des relations entre les formations marines pléistocènes et les loess normands. Revue Archéologique de l’Ouest. Supplément, 2, 227-233.

LAUTRIDOU J.-P., 2003 - La datation du Quaternaire normand : tableaux des éléments de datation et de la chronostratigraphie. Quaternaire, 14 (1), 65-71.

LAUTRIDOU J.-P. & VERRON G., 1970 - Paléosols et loess de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Seine-Maritime). Bulletin de l’Association Française pour l’Etude du Quaternaire, 7 (2-3), 145-165.

LAUTRIDOU J.-P., SOMMÉ J., HEIM J., MAUCORPS J., PUISSÉGUR J.-J., ROUSSEAU D.-D., THÉVENIN A. & VAN VLIET-LANOË B., 1986 - Corrélations entre sédiments quaternaires continentaux et marins (littoraux et profonds) dans le domaine France septentrionale-Manche. Revue de Géologie Dynamique et de Géographie Physique, 27 (2), 105-112.

LÉCOLLE F., ROUSSEAU D.-D., LAUTRIDOU J.-P. & PUISSÉGUR J.-J, 1990 - Le tuf de Vernon : nouvelles données (stratigraphie, paléoclimatologie, datations, corrélations). Bulletin - Centre de géomorphologie de Caen, 38, 131-149.

LIMONDIN-LOZOUET N. & ANTOINE P., 2006 - A new Lyrodiscus (Mollusca, Gastropoda) assemblage from Saint-Acheul (Somme Valley): a reappraisal of MIS 11 malacofaunas from northern France. Boreas, 35 (4), 622-633.

LIMONDIN-LOZOUET N., ANTOINE P., AUGUSTE P., BAHAIN J.-J., CARBONEL P., CHAUSSÉ C., CONNET N., DUPERON J., DUPERON M., FALGUÈRES C., FREYTET P., GHALEB B., JOLLY-SAAD M.-C., LHOMME V., LOZOUET P., MERCIER N., PASTRE J.-F. & VOINCHET P., 2006 - Le tuf calcaire de la Celle-sur-Seine (Seine et Marne) : nouvelles données sur un site clé du stade 11 dans le nord de la France. Quaternaire, 17 (2), 5-29.

LIMONDIN-LOZOUET N., NICOUD E., ANTOINE P., AUGUSTE P., BAHAIN J.-J., DABKOWSKI J., DUPÉRON J., DUPÉRON M., FALGUÈRES C., GHALEB B., JOLLY-SAAD M.-C. & MERCIER N., 2010 - Oldest evidence of Acheulean occupation in the Upper Seine valley (France) from an MIS 11 tufa at La Celle. Quaternary International, 223-224, 299-311.

MARKOVIĆ S.B., OCHES E., SÜMEGI P., JOVANOVIĆ M. & GAUDENYI T., 2006 - An introduction to the Middle and Upper Pleistocene loess-paleosol sequence at Ruma brickyard, Vojvodina, Serbia. Quaternary International, 149 (1), 80-86.

MARKOVIĆ S.B., HAMBACH U., CATTO N., JOVANOVIĆ M., BUGGLE B., MACHALETT B., ZÖLLER L., GLASER B. & FRECHEN M., 2009 - Middle and Late Pleistocene loess sequences at Batajnica, Vojvodina, Serbia. Quaternary International, 198 (1-2), 255-266.

MURRAY A.S. & WINTLE A.G., 2000 - Luminescence dating of quartz using an improved single-aliquot regenerative-dose protocol. Radiation Measurements, 32 (1), 57-73.

Musson F.M. & Wintle A.G., 1994 - Luminescence dating of the loess profile at Dolní Věstonice, Czech Republic. Quaternary Science Reviews, 13 (5-7), 411-416.

PREUSSER F. & FIEBIG M., 2009 - European Middle Pleistocene loess chronostratigraphy: Some considerations based on evidence from the Wels site, Austria. Quaternary International, 198 (1-2), 37-45.

ROUSSEAU D.-D., PUISSÉGUR J.-J. & LÉCOLLE F., 1992 - West-European terrestrial molluscs assemblages of isotopic stage 11 (Middle Pleistocene): climatic implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 92 (1-2), 15-29.

SINGHVI A.K., SHARMA Y.P. & AGRAWAL D.P., 1982 - Thermoluminescence dating of sanddunes in Rajasthan, India. Nature, 295 (5847), 313-315.

WINTLE A.G., 1981 - Thermoluminescence dating of late Devensian loesses in southern England. Nature, 289 (5797), 479-480.

WINTLE A.G., 1985a - Stability of TL signal in fine grains from loess. Nuclear Tracks Radiation Measurements, 10 (4-6), 725-730.

WINTLE A.G., 1985b - Thermoluminescence dating of loess deposition in Normandy. Ancient TL, 3 (1), 11-13.

WINTLE A.G., 1990 - A review of current research on TL dating of loess. Quaternary Science Reviews, 9 (4), 385-397.

WINTLE A.G., Shackleton N.J. & LAUTRIDOU J.-P., 1984 - Thermoluminescence dating of periods loess deposition and soil formation in Normandy. Nature, 310 (5977), 491-493.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Carte de localisation des séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie et de Picardie.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6647/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 48k
Titre Fig. 2 : Lithostratigraphie et interprétations chronostratigraphiques des séquences loessiques du Pléistocène moyen de Normandie
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6647/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 72k
Titre Fig. 3 : Profil de la paroi loessique du site classé de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (briqueterie ; coupes 1 et 2) et coupe de la propriété Gapenne/Michel, d’après Cliquet et al., (2009) modifié.
Légende Lr : loess récent ; La1-La5 : loess anciens ; •: position des échantillons destinés à la datation IRSL.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6647/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 32k
Titre Fig. 4: Détermination de la dose équivalente (De) par les techniques de régénération et des doses additives
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6647/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 20k
Titre Tab. 1 : Résultats de la datation TL, de la stratigraphie TL et de la datation IRSL des loess du Pléistocène moyen de Normandie.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6647/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 48k
Titre Fig. 5 : « Âges TL relatifs » (MFE) sur feldspaths alcalins des loess weichseliens et saaliens du nord-ouest de l’Europe (d’après Balescu, 1988).
Légende Allemagne-Rhenanie (Germany-Rhenany) : ARI-Ariendorf ; Belgique (Belgium) : KES-Kesselt, ROC-Rocourt, TON-Tongrinne ; France : Nord-Pas-de-Calais : SANG-Sangatte, BIAC-Biache, Picardie : CAG-Cagny‑la-Garenne,SOU‑Sourdon, ROIS-Roisel, Normandie : GOD-Goderville, STR-Saint Romain, ELB-Saint-Pierre-les-Elbeuf, GLOS-Glos ; Ile de Jersey (Jersey island) : PORT-Portelet, BEL-Belcroute
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6647/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 63k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Sanda Balescu, « Chronologie des loess du Pléistocène moyen de Normandie », Quaternaire, vol. 24/3 | 2013, 237-245.

Référence électronique

Sanda Balescu, « Chronologie des loess du Pléistocène moyen de Normandie », Quaternaire [En ligne], vol. 24/3 | 2013, mis en ligne le 01 septembre 2016, consulté le 17 octobre 2017. URL : http://quaternaire.revues.org/6647 ; DOI : 10.4000/quaternaire.6647

Haut de page

Auteur

Sanda Balescu

Laboratoire Halma Ipel, UMR 8164 (CNRS), Université Lille 1, Bâtiment de Géographie, F-59655 VILLENEUVE D’ASCQ cedex. Courriel : sanda.balescu@univ-lille1.fr

Articles du même auteur

Haut de page

Droits d’auteur

© Tous droits réservés

Haut de page
  • Logo Association française pour l’étude du Quaternaire
  • Revues.org