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Pléistocène supérieur et paléolithique
dans le domaine des sables stampiens (rupéliens)
du sud du bassin de Paris: les données du site de Melun-Montaigu(Seine-et-Marne, France)

Upper pleistocene and palaeolithic from the stampian (rupelian) sand aera in the southern Paris basin: data from the site of Melun-Montaigu (Seine-et-Marne, France)
Christine Chaussé, Frédéric Blaser, Nick Debenham, Céline Roque et Emmanuel Vartanian
p. 245-255

Résumés

Le site de Melun-Montaigu (77) a livré plusieurs ensembles de vestiges paléolithiques compris dans des dépôts de pente stratifiés accumulés le long du pied nord d’une butte de sable stampien. L’analyse morphosédimentaire, croisée à des mesures géochronologiques (OSL et TL) permet de proposer une interprétation chronostratigraphique de la séquence et de positionner les différents niveaux d’artefacts dans la chronologie du Quaternaire. Les premiers dépôts, flués, se sont mis en place entre la fin du Weichselien ancien et le Pléniglaciaire inférieur. Ils scellent une première occupation (niveau P3) rapportée au début du Dernier Glaciaire et recèlent des vestiges remaniés (niveau Pb). L’étape suivante, située au début du Pléniglaciaire moyen, est marquée par l’élaboration d’une profonde ravine thermokarstique qui résulte d’un épisode de déstabilisation brutale du permafrost et inaugure une période de réchauffement relatif. Son remplissage recèle un assemblage lithique (Pa) également remanié. L’épisode se clôt par une phase de stabilisation relative du milieu marquée par l’élaboration d’un sol rapporté à l’interstade du Pléniglaciaire moyen (~ 55-35 ka). Il a été dégradé puis recoupé dans un second temps par un système de grandes pseudomorphoses de coins de glace. Cette étape, placée au début du Pléniglaciaire supérieur vers 30 ka, est contemporaine de la fréquentation des lieux par l’Homme moderne (niveau P1).

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Texte intégral

Nous adressons nos remerciements à Olivier Blin (Inrap CIF), Catherine Kuzucuoglu (LGP, UMR 8591), Damien Pesesse (Lampea, UMR 6636), Olivier Touzé (Arscan, UMR 7041), pour leur soutien, leur concours ou leur avis lors de la rédaction du manuscrit. Nous remercions également Pierre Antoine (LGP, UMR 8591) et un relecteur anonyme dont les remarques ont permis d’améliorer ce manuscrit.

1 - Introduction

1Situé à une vingtaine de kilomètres au sud-est de Paris, le plateau de Sénart (fig. 1a) livre régulièrement des vestiges préhistoriques généralement rapportés au Paléolithique moyen. Souvent issues de ramassages de surface et considérées comme remaniées, certaines découvertes sont néanmoins apparues structurées. Leur exploration a permis de documenter des occupations au Gros-Chêne, à Arvigny et au Tertre-de-Chérizy, respectivement situées dans les communes de Cesson, Moissy-Cramayel et Vaux-le-Pénil (Seine-et-Marne) (fig. 1b) (Baudet, 1947 ; Gouédo et al., 1994 ; Connet et al., 2000). Ces niveaux préhistoriques présentent la particularité d’être implantés en sub-surface au pied de buttes stampiennes. Leur attribution au Moustérien, basée sur des arguments chronoculturels est confortée à Arvigny où des mesures géochronologiques situent l’occupation entre 68 et 119 ka (Laurent et al., 2000).

2Reconnu également en contrebas d’une butte gréseuse à près de deux mètres de profondeur, la découverte au printemps 2012 à Melun-Montaigu d’un quatrième gisement paléolithique qui compte cinq ensembles de vestiges stratifiés (Blaser, 2012) constitue donc une exception. Il est compris dans une séquence pédo-sédimentaire formée de produits stampiens remaniés et piégés. L’analyse des données géomorphologiques et géochronologiques a été établie dans le cadre d’une opération de diagnostic archéologique et apparaît donc préliminaire. Elle documente la mise en place, le remaniement et l’âge des dépôts tout en renseignant le contexte de formation des niveaux renfermant les vestiges archéologiques.

Fig. 1: Localisation du site de Melun-Montaigu.

Fig. 1: Localisation du site de Melun-Montaigu.

a/ D’après la carte géologique simplifiée du substrat Tertiaire du Bassin parisien (Alimen, 1936, modifiée). 1/ Extension des dunes stampiennes, 2/ Stampien (sable de Fontainebleau), 3/ Oligo-Miocène, 4/ Éo-Oligocène, 5/ Crétacé. b/ D’après la carte topographique détaillée du Plateau de Sénart.

2 - Contextes géomorphologique et géologique et modalités de l’intervention morphostratigraphique

3Le plateau de Sénart constitue une enclave occidentale du plateau de Brie, comprise entre les vallées de la Seine à l’ouest et deux de ses affluents de rive droite, l’Yerres au nord et l’Almont au sud (fig. 1a). Culminant autour de 100 m NGF, il domine le fond de la vallée de la Seine de près de 60 m. Il est façonné dans les sables stampiens, composés à plus de 90 % de quartz, qui forment l’entablement du plateau. Ils reposent sur des calcaires meuliérisés de Brie. Dans le Bassin parisien, les affleurements stampiens, grésifiés à leur sommet, dessinent un modelé en lanières arquées plus ou moins continues d’un commandement de 10 à 20 m (Alimen, 1936). Ces grands alignements ONO‑ESE sont séparés les uns des autres par des dépressions sèches formant pour certaines des gorges comme dans le massif de Fontainebleau. Ces lanières sont particulièrement bien conservées au sud et dans le voisinage de la vallée de la Seine en particulier sur la bordure nord du plateau de Beauce. Elles sont plus résiduelles sur la frange nord du plateau du Gâtinais ainsi que sur le plateau de Brie et le bas plateau du Parisis, au nord de la vallée de la Seine. La formation de ce modelé et l’âge des grésifications (qui comptent plusieurs niveaux) font toujours l’objet de discussions voire de controverses comme le traduisent bien les échanges parus au tournant de l’an 2000 (Thiry et al., 1997). Pour les uns, la silicification des grès serait intervenue lors de l’enfoncement du réseau hydrographique au cours du Quaternaire (Thiry et al., 1988 ; Thiry 2012) tandis que d’autres défendent une genèse plus ancienne, Oligocène (Freytet et al., 1995) à Miocène induite par la circulation d’une nappe captive (Plaziat, 2012). Quoi qu’il en soit, l’érosion de ces lanières et leur déblaiement plus ou moins accentués, qui débutent au moins dès le Plio-Quaternaire (Cavelier et al., 1979), ont conduit à l’individualisation de buttes souvent allongées encore bien marquées dans le paysage actuel de la région entre Fontainebleau et Étampes mais aussi et dans une moindre mesure, du plateau de Sénart. Les produits de leur démantèlement se sont préférentiellement accumulés au pied des buttes et dans les dépressions sèches.

4Localisée en limite sud du plateau de Sénart, à la périphérie nord de Melun (fig. 1b), l’intervention s’est déroulée sur une parcelle de terrain comprise entre deux buttes parallèles (fig. 2). Située au sud, la première, la butte de « Montaigu-Beauregard », s’étend sur près de trois kilomètres selon un axe SE-NO. Plus au nord, la seconde dite du « Bois-du-Jard », suit un allongement plus court de moins d’un kilomètre. Armées l’une et l’autre de dalles gréseuses sommitales plus ou moins fracturées, elles sont constituées d’une assise sableuse d’âge stampien exploitée jusque récemment en sablière sur la butte sud. Culminant autour de 90-100 m NGF, elle domine une dépression centrale sèche et évasée, la « Plaine de Montaigu », avec laquelle elle se raccorde selon une pente abrupte, de l’ordre de 11 %. Large de moins de 500 m pour une élévation n’excédant pas 75-80 m NGF, elle a fait l’objet d’une exploration archéologique réalisée à l’aide de tranchées dégagées à la pelle mécanique. Leur implantation qui suit globalement un axe nord-sud est perpendiculaire à l’orientation est-ouest du vallon sec. En profondeur, les prospections ont systématiquement recherché le toit de l’Oligocène. Celui-ci, représenté par le calcaire de Brie, est apparu partout à moins de deux mètres sous la surface topographique actuelle sauf au pied du talus de la butte sud où les fouilles n’ont pu passer au-delà de blocs de grès stampien apparaissant à environ deux mètres de profondeur.

Fig. 2 : Schéma géomorphologique du secteur de Melun-Montaigu et localisation des coupes relevées.

Fig. 2 : Schéma géomorphologique du secteur de Melun-Montaigu et localisation des coupes relevées.

1/ Position et axe de la ravine thermokarstique, 2/ Eboulis sablo-gréseux, 3/ Colluvions secondaires calcaires, 4/ Concavité basale - pied de versant,5/ Convexité sommitale - sommet de la butte, 6/ Sable stampien remanie sur versant, 7/ Sable siliceux, stampien en place, 8/ Calcaire sannoisien affleurant à moins d’un mètre sous la surface topographique, 9/ Calcaire sannoisien affleurant a plus d’un mètre sous la surface topographique,10/ Courbes de niveau (m NGF). Equidistance : 1 m.

3 - Données stratigraphiques et position des industries préhistoriques

5Les formations superficielles postérieures aux assises tertiaires se sont révélées les mieux développées le long du pied de talus nord de la butte de « Montaigu-Beauregard » où elles excèdent deux mètres d’épaisseur. Elles y concentrent aussi l’essentiel des vestiges paléolithiques mis au jour. Certains niveaux d’industries sont apparus suffisamment denses et bien préservés pour être considérés en place (Blaser, 2012). Vers le nord, la densité des vestiges lithiques diminue rapidement allant de pair avec l’amincissement de la couverture sédimentaire superficielle qui atteint à peine un mètre d’épaisseur au cœur de la « Plaine de Montaigu ».

6Les observations stratigraphiques se sont donc concentrées au sud de la parcelle. Un relevé synthétique a été établi sur une trentaine de mètres le long des tranchées 84 et 85 où l’enregistrement sédimentaire est apparu le plus complet (fig. 3). Six unités sédimentaires ont ainsi été distinguées, de haut en bas.

7– L’ensemble 1 correspond à un sable plus ou moins argilo-limoneux brun foncé, épais d’une trentaine de centimètres. Sa limite inférieure, tranchée et plan, matérialise la base des labours actuels.

8– L’unité sableuse 2, épaisse de 40 à 100 cm, est constituée de deux sous-ensembles. Ils apparaissent nettement gris-brun et plus ou moins bioturbés au sommet (2a) avant de passer rapidement à des teintes plus claires à la base (2b). Leur structure est globalement particulaire à tendance polyédrique au sommet. Le matériau 2b colmate des structures en « V » (Fg1) larges (1 à 2 m) et profondes (1 m) qui recoupent régulièrement les unités 3 et 4 inférieures. Ces fentes relativement ouvertes, polyfides pour certaines, ont systématiquement été repérées le long des sections sud de toutes les tranchées. Leur espacement est de l’ordre 2 à 3 m.

9– L’unité 3 inférieure, développée entre 20 et 50 cm d’épaisseur, correspond à un sable argileux brun-rougeâtre (3b), dégradé dans sa partie sommitale d’après ses teintes nettement délavées et sa charge sableuse relative plus abondante (3a). Elle est traversée par une bioporosité dense et fine (diamètre de l’ordre du millimètre). Sa structure en plaquettes fines (centimétrique et infra) est nette et s’amortit en profondeur jusque dans l’unité 4. Développée sur 30 à 40 cm d’épaisseur et omniprésente dans les séquences, l’unité apparaît régulièrement perforée par les structures en « V » (Fg1) évoquées précédemment et leur remplissage sableux clair (2b). Cet ensemble a livré dans sa moitié supérieure (3a) des vestiges lithiques du Paléolithique supérieur (P1), comportant notamment une pièce pédonculée de type Pointe de la Font-Robert (fig. 4).

10– L’unité 4 suivante est développée entre 1 et 1,50 m d’épaisseur ; elle s’adosse et emballe un chaos gréseux repéré aux extrémités sud des tranchées. Infranchissable, sa base n’a pas été atteinte. L’unité 4 est formée de lits de sable plus ou moins argileux ou limoneux brun-fauve interstratifiés de passées sableuses claires. Elle comprend latéralement deux sous-ensembles.

11Aux extrémités nord et sud de la coupe, la sous-unité 4L se marque par l’empilement de lits globalement continus, aux teintes relativement contrastées (fauve/brune/claire), plans à faiblement convexo-concaves, sauf au niveau des mètres 3 et 6 du levé où les litages sont clairement remontants. Les lits, d’épaisseur centimétrique à décimétrique, apparaissent plus ou moins enrichis en argile, limon ou sable, admettant pour certains des graviers et petits cailloutis. Deux lits continus strictement sableux et clairs d’épaisseur décimétrique (niveaux s1 et s2) ont été reconnus dans toutes les tranchées où ils constituent un repère stratigraphique. Ils s’amincissent progressivement vers le nord avant de disparaitre au-delà du mètre 30. Il est possible que ces deux niveaux correspondent à deux des lits sableux repérés le long des sections sud des coupes, mais les raccords n’ont pu être établis en raison de l’importante discontinuité stratigraphique apparue entre les mètres 3 et 13. Quoi qu’il en soit, la base de la couche 4L est jalonnée par un petit cailloutis discontinu à graviers calcaires (niveau ca) associé à un abondant mobilier lithique façonné sur silex, rapporté au Paléolithique moyen (P2). Cette interface est localement traversée par des fentes (Fg2) étroites (20-30 cm) et peu profondes (40-50 cm) dans lesquelles les lits sableux supérieurs s’étirent. Ces figures ont surtout été repérées le long de la section nord de la coupe. Elles déforment pour partie les lits sableux clairs qui les scellent.

12L’ensemble 4C, reconnu entre les mètres 3 et 13, est développé au sein d’une entaille très évasée qui recoupe le sous-ensemble 4L précédent. En plan, elle s’étend latéralement sur près de 10 m à l’ouverture pour une profondeur de plus de 1,50 m ; sa base n’a pas été observée en raison de la présence de blocs gréseux de plusieurs mètres-cubes chacun, bloquant la progression de la pelle mécanique. Ce profond sillon, systématiquement observé le long des sections sud des tranchées, ceinture le pied nord de la butte stampienne. Son remplissage, comparable à celui reconnu en 4L, s’en distingue de par la distorsion nette des lits sédimentaires constitutifs. Ils présentent des plis complexes, d’envergure décimétrique, souvent en forme d’injection aussi bien ascendante que descendante. Certains sont repliés sur eux-mêmes. Les déformations affectent aussi le remblaiement 4C dans son volume, au point d’imprimer un bombement convexo-concave marqué et général du sous-ensemble. Le processus semble s’être étendu latéralement et localement au sous-ensemble 4L d’après le rebroussement des litages bien perceptible entre les mètres 3 et 6 de la coupe (fig. 3).

Fig. 3 : Coupe stratigraphique synthétique.

Fig. 3 : Coupe stratigraphique synthétique.

A/ Unité sédimentaire, B/ Position des artefacts du Paléolithique, C/ Artefacts paléolithiques remanies, D/ Position des échantillons dates par OSL/TL (MEL), E/ Ravine thermorkarstique, F/ Fente de gel. Lithologie : a/ Chaos de grés, b/ Calcaire sannoisien, c/ Lit de cailloutis (ca), d/ Fissures a remplissage silto-argileux clair, e/ Argile sableuse, structure lamellaire, f/ Limon sableux, structure lamellaire, g/ Lits sableux clairs, h/ Sable argilo-limoneux lite, i/ Sable argileux bioturbe, brun rougeâtre, j/ Sable rouge clair (lessive), k/ Sable franc, clair et massif, l/ Sable gris bioturbe, m/ Couche des labours.

13Les couches 4L et 4C ont livré quelques vestiges lithiques rapportés au Paléolithique moyen (Pa et Pb). La dispersion des pièces, tant verticale que latérale, leur usure, leur caractère gélif et la médiocrité des remontages et appariements suggèrent des assemblages remaniés.

14– L’unité 5 suivante n’a été reconnue que localement autour des tranchées 84 et 85 ; elle ne s’étend latéralement que sur quelques dizaines de mètres pour une épaisseur comprise entre 20 et 40 cm au mieux. Elle est constituée d’un sédiment brun clair, sablo-limoneux. Tassée et homogène, de structure lamellaire nette, elle emballe quelques graviers. Cette lentille a aussi livré des artefacts de silex rapportés au Paléolithique moyen (P3). La fraîcheur des vestiges lithiques, les remontages et appariements établis, permettent de considérer cet ensemble comme un niveau d’occupation en place ou sub-en place (Blaser, 2012). Afin de ne pas compromettre sa fouille, l’unité sédimentaire n’a été percée que sur quelques dizaines de centimètres carrés et n’a pu faire l’objet d’observations plus approfondies.

15– Le tout repose sur une argile sableuse 6, de structure fortement lamellaire, de teinte rouille, traversée par des fentes, larges de quelques centimètres (Fg3), à remplissage silto-argileux clair organisées en plan selon un réseau polygonal à maille large (diamètre moyen d’environ 5 m). Cette argile sableuse scelle des blocs et dalles de calcaires de volume métrique à plurimétrique, apparaissant à moins de 50 cm de profondeur sous le toit de l’unité 6.

Fig. 4 : Pointe de la Font-Robert (Gravettien) mise au jour dans l’unité 3a. Dessin : Eve Boitard (Inrap).

Fig. 4 : Pointe de la Font-Robert (Gravettien) mise au jour dans l’unité 3a. Dessin : Eve Boitard (Inrap).

4 - Données géochronologiques

16Plusieurs mesures géochronologiques ont été établies afin de dater la mise en place des sédiments (analyses par luminescence stimulée optiquement sur quartz – OSL) et l’installation des hommes préhistoriques sur le secteur (analyses par thermoluminescence sur silex chauffés – TL).

17Les analyses selon la méthode OSL, menées dans le laboratoire Re.S.Artes (Vartanian & Roque, 2014), ont été conduites sur des matériaux sédimentaires susceptibles d’avoir été exposés à la lumière lors de leur mise en place. Le choix des échantillons s’est donc porté sur les niveaux sableux les plus homogènes dont la labilité implique qu’ils ont été déposés selon des processus éoliens ou par ruissellement superficiel offrant a priori la garantie de leur blanchiment par exposition à l’irradiation solaire. Quatre prélèvements ont ainsi été réalisés, deux ont fait l’objet d’une analyse OSL (OSL1 et OSL4) (tab. 1).

18Les âges TL, quant à eux, ont été obtenus sur des silex chauffés recueillis dans deux ensembles archéologiques distincts appartenant aux niveaux P2 (MEL13) et P3 (MEL11). Les mesures ont été réalisées dans le laboratoire Quaternary TL Surveys (tab. 2) (Debenham, 2014).


Tab. 1: Résultats des analyses OSL

Références

Echantillon

OSL1

OSL4

Laboratoire

S214010

S214011

Dose naturelle (Gy)

Qnat (Gy)

130.3 ± 8.2

143.2 ± 8.4

Contribution des matériaux

Imatériaux (mGy/an)

1.561 ± 0.035

1.518 ± 0.035

Rayonnement cosmique

Icosm. (mGy/an)

0.178 ± 0.009

0.154 ± 0.008

Imatériaux + Icosm.

Itotal (mGy/an)

0.179 ± 0.044

1.672 ± 0.043

T = Qnat /Itotal

Age OSL (ans)

74 920 ± 6 610

85 650 ± 7 210

Tab. 2: Résultats des analyses TL

Référence

Echantillon

Référence

Laboratoire

Paléodose

(Gy)

Total Dose-

Rate (Gy/ka)

TL Age

(ka BP)

MEL11

85.115

84.6 ± 3.3

0.892 ± 0.093

94.8 ± 10.7

MEL13

63.26

87.5 ± 2.7

1.241 ± 0.161

70.5 ± 9.5

5 – Interprétation climato-sédimentaire et proposition chronostratigraphique

19A Melun-Montaigu, les vestiges mis au jour et les différentes mesures géochronologiques convergent pour situer de manière générale la mise en place de la séquence dans la fourchette large du Weichselien. Située à la limite sud de l’aire d’extension des formations éoliennes du bassin de Paris et composée de dépôts gravitaires alimentés par des processus locaux, la séquence se prête difficilement aux comparaisons fines avec les référentiels du domaine loessique du nord-ouest du pays (Lautridou, 1985 ; Antoine et al., 2003 ; Antoine et al., 2015). Toutefois, des corrélations peuvent être proposées sur la base des résultats géochronologiques TL et OSL couplés aux événements cryogéniques et pédostratigraphiques qui la restructurent et de leur rapprochement avec ceux reconnus par ailleurs (fig. 5). L’interprétation chronostratigraphique tient compte également de certains éléments significatifs tirés de l’analyse chronoculturelle des vestiges paléolithiques.

20Ainsi, la base de la séquence de Melun-Montaigu ne livre que peu d’indices permettant de la caler dans la chronologie du Weichselien. L’unité la plus ancienne (unité 6) qui correspond à des argiles d’altération du substrat tertiaire présente une structure lamellaire nette recoupée par un réseau de fentes verticales à remplissage silto-argileux clair (Fg3). Déferrifié, il dessine en plan un réseau polygonal de maille principale plurimétrique. L’ensemble apparait restructuré par la cryodessiccation, processus périglaciaire contemporain d’une péjoration climatique (van Vliet-Lanoë, 1988). Cet épisode est suivi d’une phase d’érosion au cours de laquelle le réseau de fentes de dessiccation est étêté avant d’être recouvert par des apports plus limoneux peut-être à composante loessique (unité 5). Bien que ce dépôt soit apparu limité tant en extension qu’en épaisseur, il a néanmoins livré un niveau préhistorique P3. Attribué au Paléolithique moyen, il est apparu le plus homogène et le mieux conservé des ensembles de vestiges mis au jour à Melun-Montaigu (Blaser, dir., 2012). Parmi les pièces lithiques, quelques silex chauffés ont permis d’établir une mesure TL qui situe l’occupation vers 95 ka (MEL11). Sur cette base, il est possible d’attribuer la mise en place de l’unité 5 au Début Glaciaire et la restructuration cryogénique des argiles 6 inférieures, à un épisode froid plus ancien Saalien ou antérieur.

Fig. 5 : Coupe synthétique de la séquence de Melun-Montaigu et corrélations avec les enregistrements pédostratigraphiques de référence du nord de la France.

Fig. 5 : Coupe synthétique de la séquence de Melun-Montaigu et corrélations avec les enregistrements pédostratigraphiques de référence du nord de la France.

21Les dépôts sont recoupés par une surface d’érosion nette, soulignée par un cailloutis calcaire (ca). Son façonnement participe au démantèlement de l’unité 5 précédente qui ne subsiste que par lambeaux. Des artefacts de silex relativement frais, de facture Paléolithique moyen (niveau P2), ont été reconnus au sein de ce cailloutis avec lequel ils pourraient avoir été remaniés. Toutefois, l’assemblage lithique recueilli a livré quelques remontages suggérant un niveau archéologique possiblement en place. Seule la fouille de cet ensemble permettra véritablement de trancher en faveur de l’une ou l’autre hypothèse. Quoiqu’il en soit, une analyse TL réalisée sur l’un des éléments chauffés a livré un âge d’environ 70 ka (MEL13), ce qui situerait l’occupation à la transition entre le Début Glaciaire et le Pléniglaciaire inférieur.

22Cette surface d’érosion est scellée par des apports détritiques grossiers et fins. Au sud des tranchées, ils sont dominés par un chaos gréseux reconnu au pied du versant de la butte de « Montaigu-Beauregard ». Cet entassement provient de toute évidence du déchaussement de blocs puis leur éboulement depuis la table gréseuse sommitale qui arme la butte stampienne. Ils passent latéralement vers le nord à des lits sableux à argileux plus ou moins continus et épais (unité 4L). Leur richesse en sable qui indique la dominance des apports locaux stampiens et l’effilo-chement vers le nord des lits sableux les plus homogènes, tels les niveaux s1 et s2, soulignent toujours la prépondérance des processus de démantèlement du flanc nord de la butte. Mais l’érosion des assises stampiennes apparaît s’être aussi accompagnée du déblaiement de produits d’érosion du substrat sannoisien si l’on en juge d’après la présence d’éléments caillouteux calcaires et l’abondance relative de la fraction argileuse dans les différents lits. Ces produits détritiques proviennent ainsi pour partie du démantèlement du calcaire de Brie, qui constitue le sous-bassement géologique de la « Plaine de Montaigu » apparaissant actuellement à moins d’un mètre de profondeur au cœur de la dépression sèche. D’une manière générale, la mise en place de l’unité 4L apparaît massive mais rythmée. Elle procède d’un écoulement de type solifluxion, à partir d’un matériau visqueux rendu instable plus en amont sur la pente en raison d’une surcharge hydrique induite par la fonte de couvertures nivales ou de glace du sol (van Vliet-Lanoë, 1988). Accompagné localement de la formation de petites fentes de retrait peu profondes d’origine cryogénique (Fg2), le début de l’aggradation sédimentaire 4L, inauguré par une phase d’érosion importante, s’est clairement produit dans un contexte plutôt humide et surtout froid (Pissart, 1987). L’événement apparaît être le pendant en contexte stampien de celui reconnu dans le domaine loessique du nord du bassin de Paris où un épisode de dépôt en particulier, est marqué par l’hydromorphie, le gel saisonnier profond et le colluvionnement. Il y a été replacé lors du Début Glaciaire A (SIM 5d et 5c) (Locht et al., 2003 ; Antoine & Locht, 2015). Le parallèle est d’ailleurs soutenu par la mesure OSL4 qui situe le début de l’accumulation 4L vers 86 ka. Toutefois, un âge plus tardif replacé à la transition entre le Weichselien ancien et le Pléniglaciaire inférieur (SIM 5a-4) ne peut non plus être écarté si l’on tient compte de la mesure TL du niveau archéologique inférieur P2 (MEL13 : 70 ka). L’événement pourrait alors avoir débuté lors de l’importante crise climatique qui intervient au début du Pléniglaciaire inférieur par comparaison avec les séquences du nord du bassin de Paris (Locht et al., 2003). Ici, l’hypothèse peut paraitre de prime abord moins consistante dans la mesure où une période d’engorgement responsable des sédiments stratifiés 4L est intervenue ensuite, alors qu’elle est plutôt suivie en Picardie d’une phase aride dominée par les premiers apports éoliens (Antoine et al., 2003 ; Antoine & Locht, 2015). Mais à Melun, l’absence de produit issu de la déflation, dans un secteur déjà à l’écart des zones d’accumulation éolienne, souligne peut-être des conditions moins rigoureuses du fait d’une position géographique plus méridionale. Le manque de référence lithostratigraphique locale et la carence en données géochronologiques ne permettent pas pour le moment de trancher pour l’une ou l’autre proposition. Quoiqu’il en soit, la mise en place de l’unité 4L de Melun-Montaigu parait s’amorcer lors d’une phase de dégradation climatique qui peut être replacée d’une manière large entre le Début Glaciaire et le début du Pléniglaciaire inférieur.

23La période suivante à Melun-Montaigu est marquée par la mise en place d’une profonde ravine qui détoure globalement le pied nord du talus stampien. Son remplissage 4C, qui ne dépare pas de celui reconnu dans le sous-ensemble 4L précédent, présente une déformation d’ensemble convexo-concave. Elle résulte de contraintes latérales qui ont été suffisantes pour provoquer le bombement des sédiments encaissant puis leur cisaillement suivi de leur effondrement en masse visqueuse dans le cœur de la ravine. Ce type de forme, son extension hectométrique et son remplissage chaotique rapprochent cette structure de celles générées en contexte périglaciaire par la dégradation d’un réseau de coins de glace (Dylik, 1964 ; French, 2007 ; van Vliet-Lanoë, 2005 ; Antoine et al., 2007 ; Rowland et al., 2010). Elle a pour préalable la présence d’un pergélisol dont la formation et l’extension peuvent ici n’avoir été que locales, déterminées par l’accumulation préférentielle de la glace au pied d’un versant exposé globalement au nord. D’après les analogues actuels, la genèse d’un thermokarst intervient dans un contexte soit de hausse globale des températures soit d’accentuation des contrastes thermiques accompagnant ou renforçant la continentalisation du milieu (Dylik, 1964 ; French, 2007). Le dégel saisonnier du toit du pergélisol conduit à l’engorgement des sols puis leur drainage. Le processus s’accompagne de glissements rétrogrades de la couche active à partir des berges qui s’échouent par pans dans la ravine ainsi créée. Son profil s’évase progressivement tandis que son remplissage se déforme au rythme des successions saisonnières de gel-dégel. D’après la littérature, le principal épisode de ravinement thermokarstique postérieur au Pléniglaciaire inférieur a été rapporté, en Europe du nord-ouest au début du Pléniglaciaire moyen (SIM 3) vers 60 ka (Antoine, 2012 ; Bertran et al., 2014 ; Antoine & Locht, 2015).

24La proposition n’est pas contradictoire avec la reconnaissance au sommet du remblaiement 4C d’un paléosol (unité 3), peut-être polyphasé, clairement développé d’après sa brunification, sa teneur en argile et sa bioporosité. Compte tenu de sa position dans la séquence stratigraphique, il pourrait s’être construit au cours du Pléniglaciaire moyen et représenterait alors l’équivalent en domaine stampien du sol de Saint-Acheul/Villiers-Adam ou sol des Vaux développé dans les séries loessiques du nord de la France et des Flandres belges (Haesaerts et al., 1997 ; Antoine et al., 2001 ; Locht et al., 2003). Il matérialise une phase de stabilisation relative du milieu au cours de laquelle les apports détritiques issus du versant sont suspendus ou fortement ralentis. Il apparaît dégradé dans un second temps, marqué à son sommet par la déferrification et le lessivage de la fraction argileuse (unité 3a). Ces observations signalent l’avènement de conditions hydromorphes peut-être fini-interstadiaires en relation avec des couvertures neigeuses plus abondantes. Elles peuvent aussi être plus tardives dans le cycle climatique et indiquer la présence d’une nappe saisonnière installée sur le toit soit d’un gélisol profond soit d’un pergélisol comme le souligne la restructuration lamellaire des unités 3 et 4 et leur association avec un réseau de fentes larges et profondes qui marquent l’interface avec l’unité 2 supérieure (Fg1). Cette succession est comparable, bien que plus résumée, à celle reconnue dans le nord de la France. En effet, à Saint-Savy et Havrincourt deux horizons hydromorphes de type gley de toundra se succèdent au début du Pléniglaciaire supérieur (unités 5a, 5c ; SIM 2, fig. 5), séparés par des apports éoliens et encadrés par trois réseaux de fentes de type « ice wedge ». La mise en place du plus ancien (F4) a été placée peu avant 31 ka, tandis que le second et troisième (F3/F2) est scellé vers 28 ka (Locht et al., 2006 et Antoine et al., 2014). À Melun-Montaigu, le rapprochement est soutenu par certaines données archéologiques recueillies dans le sous-ensemble 3a hydromorphe qui a livré parmi les vestiges lithiques une Pointe de la Font-Robert (fig. 4) (Blaser, 2012). Constituant l’un des outils directeurs du début du Gravettien, ces pièces pédonculées n’apparaissent pas en effet avant 27 000-28 000 BP en Europe du nord-ouest (Otte & Caspar, 1987 ; Jacobi et al., 2010 ; Pesesse & Flas, 2012 ; Klaric, 2013).

25La dernière unité de Melun-Montaigu est représentée par un remplissage sableux homogène (unité 2). Elle fossilise le réseau de fentes Fg1 qui marque l’interface entre les unités 2 et 3. Sa nature strictement quartzeuse et homogène montre son origine primaire stampienne. Elle a fait l’objet d’une dernière analyse OSL qui a livré une mesure d’environ 75 ka (OSL1). L’âge ancien fourni par l’analyse est surprenant et nous apparaît forcément biaisé compte tenu à la fois de notre lecture stratigraphique et de la présence de vestiges du Paléolithique supérieur ancien dans l’unité 3a sous-jacente. Deux explications sont possibles. Soit le résultat révèle une inversion stratigraphique, soit il représente un événement « virtuel ». Dans la première alternative, il faut envisager effectivement l’antiquité relative des sables mesurés. Auquel cas, leur mise en place n’a pu s’établir ni par déflation ni par ruissellement diffus, mais plutôt à partir de blocs sableux consolidés par le gel, détachés puis éboulés depuis le versant stampien. Leur répartition au sommet de la séquence aurait alors procédé, après leur ensevelissement, de leur affaissement suivi de leur étalement progressif au fur et à mesure de leur fonte à la faveur d’un épisode de réchauffement abrupt intra-Pléniglaciaire supérieur ou Tardi- et Postglaciaire. La seconde option serait de considérer la mesure comme la résultante d’un blanchiment imparfaitement abouti d’un sable d’âge stampien ou quaternaire ancien. Dans ces conditions, la datation ne correspond pas à un événement réel mais à un point intermédiaire entre un matériau ancien et le moment où il a constitué la couche. Toutefois, les tests statistiques mis en place lors de la procédure analytique n’ont pas donné d’indices corroborant cette hypothèse.

6 - Conclusion

26Le site de Melun-Montaigu a livré cinq ensembles de vestiges stratifiés du Paléolithique. Ils sont compris dans une séquence sédimentaire mise en place globalement au cours du dernier glaciaire weichselien d’après l’analyse croisée des données géochronologiques et climato-sédimentaires. Les niveaux les plus anciens P3 et P2 qui ont livré de riches assemblages paraissent être contemporains du Début Glaciaire weichselien d’après les données TL et OSL. Les ensembles de vestiges Pa et Pb retrouvés dans les formations 4L et 4C, apparaissent quant à eux remaniés. Leur mise en place accompagne le fluage de matériaux sédimentaires depuis le versant stampien principalement. Cette phase pourrait s’être produite entre la fin du Weichselien ancien et le Pléniglaciaire inférieur d’après les parallèles établis avec d’autres séquences de la moitié nord de la France. La proposition est cohérente avec la suite des événements qui voit la mise en place d’une importante ravine thermokarstique recoupant les dépôts 4L. D’après la littérature, une phase majeure de dégradation d’un pergélisol est intervenue au début du Pléniglaciaire moyen vers 60 ka. Le dernier ensemble archéologique (P1), retrouvé dans un paléosol dégradé (unité 3a) comprend des vestiges dont certains éléments sont clairement attribués à des industries du début du Paléolithique supérieur. La fréquentation du secteur par l’Homme moderne paraît être intervenue entre la fin de l’interstade du Pléniglaciaire moyen et le début du Pléniglaciaire supérieur. Cette période charnière, replacée autour de 30 ka d’après les observations dans le domaine loessique, s’accompagne de la mise en place d’un réseau de grandes fentes à coins de glace décamétrique (Antoine et al., 2014) qui occupe la même position que celui qui recoupe et ravine à Melun-Montaigu le paléosol de l’unité 3 attribué au Pléniglaciaire moyen.

27L’analyse d’une séquence constituée exclusivement de dépôts de pente rapportés au Pléistocène supérieur est, dans le bassin de Paris, assez inhabituelle. Les études y privilégient en effet plutôt les formations loessiques et alluviales du fait de leur extension et de la qualité des enregistrements chronostratigraphiques permettant des restitutions paléoclimatiques détaillées. Nettement moins épaisses, discontinues et construites selon des processus locaux dont la signification globale toujours interroge, les formations de versant restent à l’écart de la documentation renseignant aussi bien la cyclicité climatique glaciaire-interglaciaire que la variabilité intra-cycle. Si ces archives sédimentaires n’atteignent pas la finesse des enregistrements produits par les séries éoliennes ou fluviatiles du fait de leurs discontinuités temporelles et spatiales, elles n’en sont pas moins porteuses d’informations qu’il convient d’intégrer dans les modèles d’évolution régionale. Ainsi, dans le domaine des sables stampienS du sud du Bassin parisien, l’étude de ces dépôts montre qu’ils documentent des processus morphogéniques majeurs tels que les événements thermokarstiques. Ces processus de dégradation du permafrost dont certains sont en lien avec les cycles Dansgaard-Oeschger (Antoine et al., 2007) et leur encadrement par des datations géochronologiques permettent de suivre, sur la marge méridionale du domaine loessique, l’extension-régression du pergélisol au cours, dans le cas présent, du Dernier Glaciaire. Aussi, souvent négligé dans les approches quaternaristes, les événements thermokarstiques, dont l’importance a récemment été mise en évidence dans les séries loessiques ouest-européennes (Antoine et al., 2001 ; 2007 ; Antoine, 2012), montrent ici toute leur pertinence comme marqueurs chronostratigraphiques. L’intérêt de ces formations de versant réside également dans leur potentialité à préserver des sites paléolithiques dans des secteurs « oubliés » de la recherche archéologique. Considérés comme livrant essentiellement des vestiges hors contexte stratigraphique collectés à l’occasion de ramassages de surface, les plateaux du sud de l’Ile-de-France font l’objet d’une attention trop sommaire, oublieuse de l’existence de processus de préservation locaux comme ici à Melun-Montaigu. Leur prise en compte est indispensable pour étudier la continuité spatiale des occupations paléolithiques dans une perspective territoriale.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1: Localisation du site de Melun-Montaigu.
Légende a/ D’après la carte géologique simplifiée du substrat Tertiaire du Bassin parisien (Alimen, 1936, modifiée). 1/ Extension des dunes stampiennes, 2/ Stampien (sable de Fontainebleau), 3/ Oligo-Miocène, 4/ Éo-Oligocène, 5/ Crétacé. b/ D’après la carte topographique détaillée du Plateau de Sénart.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/7330/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 3,4M
Titre Fig. 2 : Schéma géomorphologique du secteur de Melun-Montaigu et localisation des coupes relevées.
Légende 1/ Position et axe de la ravine thermokarstique, 2/ Eboulis sablo-gréseux, 3/ Colluvions secondaires calcaires, 4/ Concavité basale - pied de versant,5/ Convexité sommitale - sommet de la butte, 6/ Sable stampien remanie sur versant, 7/ Sable siliceux, stampien en place, 8/ Calcaire sannoisien affleurant à moins d’un mètre sous la surface topographique, 9/ Calcaire sannoisien affleurant a plus d’un mètre sous la surface topographique,10/ Courbes de niveau (m NGF). Equidistance : 1 m.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/7330/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 3,7M
Titre Fig. 3 : Coupe stratigraphique synthétique.
Légende A/ Unité sédimentaire, B/ Position des artefacts du Paléolithique, C/ Artefacts paléolithiques remanies, D/ Position des échantillons dates par OSL/TL (MEL), E/ Ravine thermorkarstique, F/ Fente de gel. Lithologie : a/ Chaos de grés, b/ Calcaire sannoisien, c/ Lit de cailloutis (ca), d/ Fissures a remplissage silto-argileux clair, e/ Argile sableuse, structure lamellaire, f/ Limon sableux, structure lamellaire, g/ Lits sableux clairs, h/ Sable argilo-limoneux lite, i/ Sable argileux bioturbe, brun rougeâtre, j/ Sable rouge clair (lessive), k/ Sable franc, clair et massif, l/ Sable gris bioturbe, m/ Couche des labours.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/7330/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 3,1M
Titre Fig. 4 : Pointe de la Font-Robert (Gravettien) mise au jour dans l’unité 3a. Dessin : Eve Boitard (Inrap).
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/7330/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 828k
Titre Fig. 5 : Coupe synthétique de la séquence de Melun-Montaigu et corrélations avec les enregistrements pédostratigraphiques de référence du nord de la France.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/7330/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 4,4M
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Pour citer cet article

Référence papier

Christine Chaussé, Frédéric Blaser, Nick Debenham, Céline Roque et Emmanuel Vartanian, « Pléistocène supérieur et paléolithique
dans le domaine des sables stampiens (rupéliens)
du sud du bassin de Paris: les données du site de Melun-Montaigu(Seine-et-Marne, France)
 », Quaternaire, vol. 26/3 | 2015, 245-255.

Référence électronique

Christine Chaussé, Frédéric Blaser, Nick Debenham, Céline Roque et Emmanuel Vartanian, « Pléistocène supérieur et paléolithique
dans le domaine des sables stampiens (rupéliens)
du sud du bassin de Paris: les données du site de Melun-Montaigu(Seine-et-Marne, France)
 », Quaternaire [En ligne], vol. 26/3 | 2015, mis en ligne le 01 septembre 2017, consulté le 20 septembre 2017. URL : http://quaternaire.revues.org/7330 ; DOI : 10.4000/quaternaire.7330

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Auteurs

Christine Chaussé

INRAP, 7 rue de Madrid, FR-75008 PARIS. Courriel: christine.chausse@inrap.fr,Laboratoire de Géographie Physique : Environnements Quaternaires et Actuels, UMR 8591, 1 place Aristide Briand, FR-92195 MEUDON cedex.

Articles du même auteur

Frédéric Blaser

INRAP, 7 rue de Madrid, FR-75008 PARIS. Courriel: frederic.blaser@inrap.fr

Nick Debenham

Quaternary TL Surveys, 19 Leonard Avenue, Nottingham NG5 2LW, UNITED KINGDOM. Courriel : n.debenham@qtls.globalnet.co.uk

Articles du même auteur

Céline Roque

SAS Re.S.Artes, 84 rue du Tondu, FR-33000 BORDEAUX. Courriel : celine.roque@res-artes.com

Emmanuel Vartanian

SAS Re.S.Artes, 84 rue du Tondu, FR-33000 BORDEAUX. Courriel : emmanuel.vartanian@res-artes.com

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