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Évolution hydrogéomorphologique holocène de la Garonne maritime - Focus sur les sites de Langoiran et de l’Isle-Saint-Georges (Gironde, France)

Holocene hydrogeomorphological evolution of the tidal Garonne River – Focus on the sites of Langoiran and Isle Saint-Georges (Gironde, France)
Séverine Lescure, Gilles Arnaud-Fassetta, Charles Le Coeur, Anne Colin, Sylvie Faravel, Vivien Mathé, Maria-Eugenia Montenegro et Jean-Michel Carozza
p. 57-72

Résumés

L’étude porte sur la basse vallée de la Garonne, secteur compris entre La Réole et le bec d’Ambès (92 km de linéaire) et soumis à l’influence de la marée dynamique. Depuis quelques années, cet espace fluvio-estuarien fait l’objet de reconstitutions paléoenvironnementales qui visent, d’une part, à restituer la dynamique spatio-temporelle du fleuve et, d’autre part, à mieux appréhender au travers de l’interdisciplinarité géoarchéologique les relations Homme/milieux. Jusqu’à présent, les recherches se sont focalisées sur la reconstitution paléohydrographique à différentes échelles spatiales (des sites au tronçon de vallée) et temporelles (de l’Holocène à l’époque moderne). À l’échelle du tronçon de vallée étudié, les archives textuelles et iconographiques du XVIIIe siècle à nos jours ont permis de mettre en lumière une quasi-disparition des îles fluviales, le fleuve passant localement de bras multiples à un chenal unique. À l’échelle des sites archéologiques de Langoiran et de l’Isle-Saint-Georges, des investigations plus poussées ont permis de retracer (pour l’instant partiellement) de retracer l’évolution hydrographique depuis l’Holocène moyen. Elles combinent 1) les données géomorphologiques, issues de la photo-interprétation et de l’analyse des cartes topographiques et géologiques, 2) les investigations géophysiques (conductivité électrique) et 3) les données stratigraphiques recueillies auprès du BRGM et récemment renouvelées par 36 carottages de 4 à 10 m de profondeur que nous avons réalisés sur les deux sites. Malgré la remarquable complexité de l'organisation et de l'évolution du réseau hydrographique, un système de paléochenaux a pu être identifié à Langoiran et à l’Isle-Saint-Georges. Des analyses complémentaires (palynologie, datation OSL, ostracologie, tomographie électrique, microtopographie) sont en cours mais les premiers résultats permettent déjà d’obtenir une cartographie de l'évolution de la plaine alluviale et des sites, soulevant la question de la métamorphose fluvio-maritime et de ses facteurs de contrôle.

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Notes de la rédaction

Article soumis le 17 juillet 2014, accepté le 13 novembre 2014.

Texte intégral

Nous tenons à remercier les étudiants de l’université de Bordeaux-Montaigne qui ont participé aux campagnes de terrain avec une motivation sans faille, Thierry Mauduit, passionné d’archéologie, qui a fourni une aide logistique et pratique précieuse, et les relecteurs anonymes qui, à travers les conseils et leurs remarques, ont aidé à la réflexion et à la valorisation de ce travail.

Introduction 

1La morphologie (largeur, pente, profondeur, sinuosité) et le style fluvial (chenal unique/à bras multiple, rectiligne/sinueux) des cours d’eau évoluent dans l’espace-temps en réponse aux variations du débit liquide et de la charge solide (Lane, 1955 ; Schumm, 1977 ; Knighton, 1984 ; Bravard et Petit, 1997). Ces débits sont sous l’influence du climat (e.g., réduction des flux hydriques et des apports sédimentaires en période glaciaire), de la géologie (e.g., débit liquide accru sur les roches imperméables, flux sédimentaires moindres dans un bassin-versant aux roches perméables), de l’eustatisme (e.g., déstockage partiel de la charge sédimentaire pour inciser le lit et atteindre un niveau de base plus bas ; remblaiement du chenal estuarien dans le cas d’une remontée du niveau de base), du couvert végétal (e.g., un fort couvert végétal réduit l’érosion des pentes, i.e. les flux sédimentaires en provenance du bassin-versant) et de l’activité humaine (e.g., réduction de la charge solide par extraction de granulat, accroissement des vitesses d’écoulement, donc des puissances spécifiques et des forces tractrices par chenalisation). En contexte fluvio-maritime (e.g., embouchure estuarienne), un facteur marin se superpose : la marée dynamique, qui occasionne des variations quotidiennes des flux hydriques (variations de la hauteur d’eau et du sens d’écoulement) et des flux sédimentaires (mobilisation incessante des particules fines présentes sur les berges, ce qui accroît le taux de matières en suspension).

2L’histoire postglaciaire (i.e., depuis ~ 10 000 ans) des hydrosystèmes est particulièrement intéressante car il s’agit 1) d’une période de réchauffement climatique, qui s’est accompagnée d’un relèvement global du niveau des mers et des océans (~ 120 à 130 m) et du développement de la couverture végétale et 2) d’une période de sédentarisation de l’Homme (dès le Néolithique, ~  6000 av. J.-C.) notamment dans les vallées fluviales. La variabilité hydroclimatique et l’anthropisation sont donc susceptibles d’avoir engendré d’importants changements hydrogéomorphologiques sur les cours d’eau (sans omettre pour autant les autres facteurs potentiels citées précédemment) tandis que ces changements ont pu influencer les modes d’occupation du sol (e.g., retrait des populations face à un risque d’inondation accru ou non accepté).

3Ainsi, depuis la fin des années 1980, de nombreuses études ont été menées pour reconstituer l’évolution des hydrosystèmes fluviaux à l’Holocène (Chen et al., 1996 ; Erikson et al., 2006 ; Vigreux et al., 2012) et faire le lien avec l’occupation du sol (Waters, 1988 ; Buzzi et al., 1993 ; Macklin, 1999 ; Cubizolle et Georges, 2001 ; Carcaud, 2004 ; Goethals et al., 2005 ; Arco et al., 2006 ; Lewis et al., 2006 ; Ollive, 2007 ; Castanet, 2008 ; Ghilardi et al., 2012 ; Lejeune et al., 2012 ; Tronchère et al., 2012 ; Arnaud-Fassetta et Carcaud, 2015). Certains travaux se sont intéressés plus particulièrement aux hydrosystèmes fluvio-maritimes (Malounguila-Nganga et al., 1990 ; Berendsen et Stouthamer, 2000 ; Bellotti et al., 2007 ; Hijma et al., 2009 ; Rossi et al., 2012 ; Salomon, 2014). En France, la plupart des grands hydrosystèmes fluvio-maritimes ont été étudiés [basse-Loire (Ters et al., 1968), delta du Rhône (Arnaud-Fassetta, 1998), estuaire de la Seine (Frouin et al., 2010), estuaire de la Charente (Carbonel et al., 1998), estuaire de la Somme (Beun et Broquet, 1980), estuaire de la Gironde (Diot et Tastet, 1995 ; Pontee et al., 1998 ; Clavé, 2001)], exception faite de la Garonne maritime, espace de transition entre la Garonne fluviale et l’estuaire de la Gironde, dont l’histoire holocène reste méconnue. Notre étude vise à combler partiellement cette lacune.

4Nous avons entrepris de reconstituer l’évolution spatio-temporelle de la Garonne maritime à l’échelle de toute sa vallée (temps court), et de façon approfondie (temps long) sur deux sites-témoins présentant un intérêt archéologique : le site médiéval de Langoiran et le site protohistorique (âges du Fer) et antique de l’Isle-Saint-Georges (fig. 1 et fig. 2). L’étude hydrogéomorphologique de ces sites s'intègre à la thèse de géographie en cours de Séverine Lescure et aux programmes de recherches « Peuples de l’estuaire et du littoral médocain aux époques protohistoriques et antiques » (région Aquitaine, coordination : Anne Colin, 2010-2013), « Des vallées et des Hommes dans l’Aquitaine médiévale » (région Aquitaine, coordination : Sylvie Faravel, 2011-2014) et « DyOHR : Dynamique fluviale, Occupation Humaine et Risque dans la plaine fluvio-estuarienne de la Garonne » (labex LaScArBx, coordination : Anne Colin et Florence Verdin, 2012-2013). Le « Castéra de Langoiran » est un site fortifié médiéval localisé à 430 m de la berge de rive droite du chenal actuel, sur une éminence topographique de 4 600 m2. Son implantation remonte au XIIe siècle. Il aurait été abandonné à la fin du XIIIe siècle au profit de l’actuel château situé 40 m au-dessus du fond de vallée, sur le versant de rive droite (Araguas et Faravel, 2006 ; Faravel, 2008, 2010, 2012, 2013). Le site de l’Isle-Saint-Georges inclut quant à lui un habitat groupé apparu au VIIIe siècle av. J.-C., à 350 m de la rive gauche actuelle, qui se serait développé jusqu'au Ier siècle apr. J.-C. malgré des phases de contraction entre le IVe et les IIe-Ier siècles av. J.-C (Colin, 2011, 2012, 2013). Ces dynamiques locales de l’occupation du sol pourraient être reliées à des changements de la dynamique fluviale (e.g., migration latérale du chenal, défluviation, crues, étiages, variabilité hydrologique) et, plus généralement, au contexte environnemental (e.g., attractivité d’un chenal, « répulsivité » d’une zone humide).

5En plus de fournir une première reconstitution de l’évolution hydrogéomorphologique holocène de la Garonne maritime, qui permettra de mieux comprendre l’évolution des hydrosystèmes et les dynamiques d’occupation du sol locales, l’étude vise à débuter une réflexion sur une possible métamorphose fluvio-maritime et ses facteurs de contrôle.

Un fond de vallée soumis à la double influence du fleuve et de l’océan

6La Garonne maritime est délimitée en amont par la Réole, limite d’influence de la marée dynamique, et en aval par le Bec d’Ambès où elle conflue avec la Dordogne pour former la Gironde (92 km de linéaire ; Lambert, 1989 ; fig. 1).

Fig. 1 – Localisation de la Garonne maritime.
Fig. 1 – Location of the tidal Garonne River.

Fig. 1 – Localisation de la Garonne maritime. Fig. 1 – Location of the tidal Garonne River.

7Cette portion de vallée, large de 2 à 3 km en moyenne et d’orientation NW-SE, est marquée par une dissymétrie transversale : à l’ouest, de basses terrasses fluviatiles du Pléistocène moyen (10-50 m d’altitude) ; à l’est, le plateau calcaire de l’Entre-deux-Mers (50-90 m d’altitude) sur lequel repose également des vestiges de nappes alluviales d’âge pléistocène, à l’exemple du secteur de Langoiran et de l’Isle-Saint-Georges (fig. 2).

Fig. 2 – Cadre géomorphologique de Langoiran à l’Isle-Saint-Georges.
Fig. 2 – The geomorphological context of the sites of Langoiran and Isle-Saint-Georges.

Fig. 2 – Cadre géomorphologique de Langoiran à l’Isle-Saint-Georges. Fig. 2 – The geomorphological context of the sites of Langoiran and Isle-Saint-Georges.

1 : calcaires oligocènes ; 2 : calcaires miocènes ; 3 : terrasses alluviales pléistocènes ; 4 : dépôts quaternaires d’origine fluviatile et/ou éolienne ; 5 : alluvions holocènes ; 6 : lit majeur de la Garonne ; 7 : lit mineur de la Garonne ; 8 : petits affluents ; 9 : courbe de niveau, équidistance 10 m.
1: Oligocene calcareous; 2: Miocene calcareous; 3: Pleistocene alluvial terraces; 4: Quaternary fluvial and/or aeolian deposits; 5: Holocene alluvium; 6: Garonne floodplain; 7: low-water channel of the Garonne River; 8: minor tributaries; 9: 10 m contour interval.

8Cette dissymétrie serait héritée, tout comme l’orientation de la vallée, de la « flexure celtaquitaine » qui a affecté la région selon une ligne Arcachon-Toulouse lors de l’orogénèse hercynienne et s’est accompagnée de la mise en place d’une série de failles de direction NW-SE (e.g., faille de Bordeaux, qui passe en rive gauche à Langoiran et en rive droite à l’Isle-Saint-Georges ; Platel et Dubreuilh, 1986 ; Dercourt, 1997). De nos jours, la Garonne traverse cette vallée au sein d’un unique chenal sinueux (indice de sinuosité de 1,13) dont le débit moyen est compris entre 630 et 700 m3/s. Ce chenal avoisine 190 m de large à Langoiran où il dessine un méandre d’environ 1 840 m d’amplitude et 2 120 m de longueur d’onde. Il s’élargit ensuite à l’Isle-Saint-Georges (300 m), où il adopte un style plus rectiligne en embrassant le pied du plateau de l’Entre-deux-Mers (fig. 2). Cet espace constitue la partie fluviale de l’estuaire. Il est dominé par la dynamique fluviale mais connaît des marées quotidiennes qui atteignent 6 m d’amplitude et prennent localement la forme d’un mascaret particulièrement observable sur les sites d’étude puisqu’il est connu aujourd’hui pour remonter jusqu’à La Réole sur la Garonne (et Génissac pour la Dordogne). Ces marées modifient incessamment les vitesses d’écoulement, la charge solide du fleuve et constituent un facteur qui favorise et/ou aggrave les inondations (e.g., crue suite à un fort coefficient de marée, tel qu’en février 2014 ; marée haute qui empêche l’évacuation des eaux pluviales ou des eaux de crue).

Sources et méthodes d’étude

9L’intérêt d’utiliser une approche multi-données pour reconstituer les paléoenvironnements fluviaux a été démontré à de multiples reprises (Bravard et al., 1986 ; Salvador et al., 2009 ; Arnaud-Fassetta, 2011). Nous avons opté ici pour cette approche, qui combine les sources historiques et les données géomorphologiques, géophysiques, stratigraphiques, biologiques, chronostratigraphiques et archéologiques.

Les sources historiques

10Avec des degrés de précision variables, les cartes anciennes permettent de retracer l’évolution récente (trois derniers siècles) du fleuve (tracé et nombre de chenaux). Sept séries de cartes ont été utilisées : la carte de Matis (1716 ; échelle d’environ 1/27 000), la carte de Cassini (levée entre 1761 et 1778 dans le secteur d’étude ; 1/86 400), la carte de Belleyme (1761-1789 ; 1/43 200), le cadastre napoléonien (premier tiers du XIXe siècle ; 1/10 000), une carte anonyme de 1830 (1/10 000 ; présente aux Archives nationales sous la référence F 14/10059), la carte d’État-Major (1848-1855 ; 1/80 000), et une carte anonyme de 1868 (1/10 000 ; également présente aux Archives nationales sous la référence F 14/10059).

Les données géomorphologiques

11La topographie actuelle résultant des dynamiques naturelles et/ou anthropiques (e.g., forme des parcelles) a été étudiée en détail à partir des cartes topographiques (échelle 1/25000), des photographies aériennes (résolution 20 cm ; Géoportail) et des observations de terrain. Elle met en évidence des anomalies du relief pouvant correspondre à de potentiels paléochenaux (anomalie négative), d’anciens bancs alluviaux, deltas de rupture ou cônes de déjection (anomalie positive). L’alignement de ces anomalies et/ou du parcellaire permet de mieux localiser ces paléoformes fluviatiles potentiels.

Les données géophysiques

12Chacun des deux sites a fait l’objet de prospections électromagnétiques à l’aide d’un conductivimètre Geonics EM31 (Martinaud, 2006 ; Camus et Mathé, 2011a et b). Cet appareil portatif, utilisant la méthode Slingram (McNeil, 1980 ; Tabbagh, 1995), permet de mesurer la conductivité électrique apparente du sol (σ) sur une épaisseur de 3 à 6 m. Cette conductivité reflète la nature des matériaux et l’humidité du sol. La technique permet donc de détecter puis de cartographier les paléochenaux. Sur le site de l’Isle-Saint-Georges, les prospections ont été réalisées selon un axe perpendiculaire au chenal actuel afin de recouper les variations latérales de faciès, tandis qu’à Langoiran elles couvrent une bande de 600 m de largeur moyenne qui longe le pied du plateau de l’Entre-deux-Mers (fig. 3).

Les données stratigraphiques

13Vingt-deux séquences stratigraphiques ont été recueillies auprès de la banque de données du sous-sol du BRGM (5 à Langoiran, 15 à l’Isle-Saint-Georges ; fig. 3).

Fig. 3 – Données stratigraphiques et géophysiques à l’Isle-Saint-Georges (A) et Langoiran (B).
Fig. 3 – Stratigraphical and geophysical data of Isle-Saint-Georges (A) and Langoiran (B).

Fig. 3 – Données stratigraphiques et géophysiques à l’Isle-Saint-Georges (A) et Langoiran (B). Fig. 3 – Stratigraphical and geophysical data of Isle-Saint-Georges (A) and Langoiran (B).

1 : coupe de 4,7 m de puissance ; 2 : carotte de 8 à 10 m prélevée sous tube opaque ; 3 : carottage de 5 à 8 m avec prélèvement direct à la gouge ; 4 : carottage de 8 m ayant fait l’objet d’une analyse ostracologique ; 5 : log stratigraphique de la banque de données du sous-sol (profondeur comprise entre 4,3 et 18,7 m ; substrat marneux généralement présent dès 12 m à Langoiran et 18 m à l’Isle-Saint-Georges) ; 6 : emprise des prospections géophysiques.
1: cross section (thickness of 4.7 m); 2: cores 8-10 m deep collected in opaque tubes; 3: cores 5-8 m deep with sampling from the gouge; 4: core 8 m deep with ostracological analysis; 5: stratigraphic log from the French subsoils database (4.3 to 18.7 m deep); 6: geophysical survey area.

14Elles permettent d’avoir des indications sur la nature des milieux de dépôt [e.g., paléochenal (unité graveleuse) ou zone hydromorphe (unité tourbeuse)] mais pas sur leur chronologie. Trente-sept autres séquences verticales stratigraphiques ont donc été acquises directement sur les sites d’étude. L’une d’elle provient d’une coupe de 4,7 m de puissance levée à l’extrémité occidentale de la zone d’occupation du site de l’Isle-Saint-Georges (Lescure, 2011). Trente-et-une autres sont issues de carottes de 3 à 8 m de profondeur prélevées par carottier à vibro-percussion de type Cobra (Cobra TT du laboratoire GEODE et Cobra Mk1 de PRODIG). Les cinq dernières ont été extraites sous tubes par un carottier battu sur chenille, sur 8 à 10 m de profondeur (fig. 3). L’emplacement de ces diverses séquences a été choisi au regard de la localisation des logs préexistants mais surtout des anomalies mises en exergue par la géomorphologie et la géophysique. Outre des difficultés techniques qui ont pu contraindre la prospection du sous-sol, la longueur des carottes reflète généralement la présence de grave à la base. L’analyse des similitudes (i.e., analyse de faciès) entre tous les logs stratigraphiques a permis d’identifier et de spatialiser, pour l’instant partiellement, les paléo-milieux de sédimentation (paléochenal, levée de berge, delta de rupture de levée, plaine d’inondation proximale et distale) et de préciser certaines de leurs caractéristiques hydrogéomorphologiques (phase de réactivation, défluviation).

Les données biologiques

15Elles reposent principalement sur les analyses des assemblages d'ostracodes. Les ostracodes sont des arthropodes bivalves dont la taille dépasse rarement le millimètre. Ils vivent dans des milieux humides variés selon les espèces (océan, fleuve, marais…). L’étude de la répartition des ostracodes fossiles au sein des séquences sédimentaires (espèce, stade d’évolution des individus, valves entières ou cassées) fournit des informations sur la qualité des eaux (douce, saumâtre, salée, pH...) et l’énergie (courant fort ou faible, eau stagnante). Pour le moment, seule une séquence de 8 m, très riche en matière organique et prélevée à Langoiran, a fait l’objet d’une étude ostracologique (fig. 3). Celle-ci a été couplée à une étude palynologique. L’objectif est d’avoir un signal paléoécologique permettant de renseigner les paléoenvironnements (e.g., mise en place d’une zone humide, asséchement/ouverture du milieu).

Les marqueurs chronologiques

16Trois marqueurs chronologiques ont été utilisés : les datations archéologiques, les datations 14C et les datations par luminescence optiquement stimulée (OSL). Quinze datations radiocarbone AMS ont été réalisées auprès de Beta Analytic sur des fragments de bois ou des plantes, une auprès du laboratoire de Hanovre (tab. 1) et dix datations OSL sont en cours de réalisation par l’IRAMAT-CRP2A.

Tab. 1 – Datations radiocarbones réalisées dans cette étude.
Tab. 1 – Radiocarbone dating of the study.

Tab. 1 – Datations radiocarbones réalisées dans cette étude. Tab. 1 – Radiocarbone dating of the study.

Le code de l’échantillon renseigne le site (LG : Langoiran, ISG : Isle-Saint-Georges) et la profondeur absolue en cm (e.g., _450).
The name of each sample precises the site (LG: Langoiran, ISG: Isle-Saint-Georges) and the absolute depth in cm (e.g., _450).

17Outre l’acquisition d’un cadre temporel, ces datations vont permettre d'estimer les taux de sédimentation qui contribuent à la caractérisation de la dynamique fluviale (e.g., accroissement du taux de sédimentation en cas d’une augmentation du nombre et/ou de l’intensité des crues). Tous les âges conventionnels obtenus (en BP) ont été calibrés à l’aide du logiciel OxCal 4.2 (Bronk Ramsey, 1995 ; Bronk Ramsey et Lee, 2013).

Le chenal unique de la Garonne maritime : un style fluvial acquis récemment 

18À l’échelle des trois derniers siècles, si le tracé général de la Garonne maritime a très peu évolué, la quasi-totalité des îles fluviales ont disparu (~19 en 1716 contre 3 en 2012). Cette dynamique de simplification s'initie à partir du milieu du XIXe siècle. Auparavant, des îles étaient continuellement en formation, comme le démontre l’étude comparative des cartes anciennes (fig. 4).

Fig. 4 – Évolution du lit mineur de la Garonne maritime du XVIIIe siècle à nos jours.
Fig. 4 – Evolution of the tidal Garonne’s low-water channel since the 18th century.

Fig. 4 – Évolution du lit mineur de la Garonne maritime du XVIIIe siècle à nos jours. Fig. 4 – Evolution of the tidal Garonne’s low-water channel since the 18th century.

A – Dans les années 1760-1770. B – En 1830. C – En 1868. D  – En 2012.
A – In the 1760-1770’s. B – In 1830. C – In 1868. D – In 2012.

Sources : A – carte de Cassini. B – carte anonyme ; le secteur aval à Bordeaux est supposé d’après la carte d’État-Major. C – carte anonyme ; le secteur aval à Bordeaux est hypothétique. D – Géoportail.
Sources : A – map of Cassini. B – anonymous map; area downstream Bordeaux is deduced from the Ordnance Survey map. C – anonymous map; area downstream Bordeaux is hypothetical. D – Géoportail.

Jusqu’aux années 1850 : formation de nouvelles îles fluviales

19Au début du XVIIIe siècle, une vingtaine d’îles étaient présentes sur la Garonne maritime (19 entre La Réole et Bordeaux d’après la carte de Matis de 1716). Les cartes anciennes utilisées placent ces îles à égale distance des berges dans des secteurs plus larges que la moyenne. Cela peut être dû aux imprécisions des cartes mais on peut aussi supposer que des élargissements locaux sont à l’origine de la formation des îles, l’augmentation de la largeur entraînant une diminution des vitesses d’écoulement et ainsi le dépôt des sédiments. Une diminution de la pente peut être aussi envisagée puisqu’elle engendre le même processus, mais cette information n'est pas disponible pour les périodes anciennes. Cinquante ans plus tard, quelques-unes de ces îles se sont agrégées et/ou ont été rattachées à la rive convexe (processus naturel d’accrétion latérale là où le courant est plus faible), tandis que de nouvelles se sont formées (10 d’après les cartes de la période 1760-1780, parmi les 25 présentes sur la Garonne à cette période). Cette dynamique s’est poursuivie jusqu’au milieu du XIXe siècle. En 1830, environ 30 îles sont encore présentes sur le fleuve (d’après la carte anonyme). Trois d’entre elles sont en cours de rattachement à la rive convexe (en aval de Langoiran notamment). La carte anonyme de 1830, particulièrement précise, permet de distinguer une quinzaine de barres latérales en rive convexe, ce qui indique un processus de dépôt et de migration des cours sinueux qui migrent progressivement (vers l’aval et latéralement) via une érosion en rive concave (courant au plus fort) et une sédimentation en rive convexe (courant plus faible). Vers 1850, aucun changement n’est notable, excepté quelques rattachements d’îles entre elles (secteur de Caudrot, d’après la carte d’État-Major).

Dès les années 1850 : rapide disparition des îles fluviales

20Dans la seconde moitié du XIXe siècle, la tendance s’est brusquement inversée. En moins de vingt ans, près des deux tiers des îles fluviales ont « disparu » (26 îles présentes entre La Réole et Bordeaux en 1850 contre 10 en 1868, d’après la carte d’État-Major et la carte anonyme). Cela s’explique essentiellement par leur rattachement aux rives (concaves et convexes) du fleuve (secteurs de Caudrot, Preignac, Rions, Langoiran). Si le raccordement des îles en rive convexe peut résulter de la sédimentation naturelle, leur rattachement à la rive concave est d’origine anthropique. La carte anonyme de 1830 indique en effet que des rectifications de tracé étaient prévues dans les secteurs concernés pour favoriser la navigation. Ces travaux de chenalisation se sont accompagnés de la suppression partielle ou totale de certaines îles (essentiellement aux environs de Caudrot) et de la plupart des bancs latéraux (seuls 4 bancs persistent sur la carte de 1868). Ces interventions anthropiques se sont poursuivies et, de nos jours, la Garonne maritime ne comprend plus que trois îles fluviales : l’île de Gruère (vers Preignac), l’île d’Arcins et l’île de la Lande (en aval de l’Isle-Saint-Georges). Qu’elle résulte de processus naturels et/ou anthropiques, cette disparition des îles fluviales a modifié le style du fleuve qui, en l’espace de 150 ans, est passé de tronçons à bras multiples à un chenal unique, en particulier entre la Réole et Langoiran (fig. 4). En revanche, le tracé général et l’indice de sinuosité ont peu changé depuis le milieu du XVIIIe siècle (l’indice de sinuosité avoisinant continuellement les 1,1). Une diminution du rayon de courbure de certains méandres est néanmoins notable dans les secteurs de Caudrot et de Langoiran.

L’évolution holocène de la Garonne maritime à Langoiran et l’Isle-Saint-Georges : entre défluviations et migrations latérales

Secteur de Langoiran

21Le méandre décrit par la Garonne dans le secteur de Langoiran connaît une translation amont-aval sur une durée pluriséculaire (fig. 5). Cette translation (Lagasse et al., 2004) s’accompagne d’une diminution de la longueur d’onde du méandre et de son rayon de courbure, passés respectivement de 3 000 m à 2 100 m et de 1 300 m à 900 m depuis la seconde moitié du XVIIIe siècle (ces valeurs doivent être considérées comme des ordres de grandeur en raison de l'imprécision des cartes anciennes et des méthodes de mesure). Dans le même temps, et dans la logique de l’évolution récente décrite précédemment, deux îles fluviales ont disparu de part et d’autre du méandre. Ces îles, bien visibles sur les photographies aériennes, sont aujourd’hui presque totalement rattachées à la berge.

Fig. 5 – Cartographie diachronique de la Garonne maritime à Langoiran.
Fig. 5 – Diachronic mapping of the tidal Garonne River in Langoiran.

Fig. 5 – Cartographie diachronique de la Garonne maritime à Langoiran. Fig. 5 – Diachronic mapping of the tidal Garonne River in Langoiran.

1 : emplacement supposé d’un chenal actif à l’Atlantique et d’un bras-mort marécageux entre 6200 BP à 4600 BP ; 2 : Castrum, occupé du XIIe au XIIIe siècle ; 3 : berge orientale supposée de la Garonne durant l’occupation du Castrum Séverine Lescure2015-04-13T14:55:00; 4 : chenal au XVIIIe siècle ; 5 : îles fluviales au XVIIIe siècle ; 6 : chenal de la seconde moitié du XIXe siècle ; 7 : îles fluviales de la seconde moitié du XIXe siècle ; 8 : chenal actuel de la Garonne.
1: supposed location of a Atlantic channel became a swampy oxbow from ~6,200 to ~4,600 BP; 2: Castrum, occupied during the 12th and 13th centuries; 3: supposed oriental riverbank of the Garonne during the Castrum occupancy; 4: channel in the 18th century; 5: fluvial islands in the 18th century; 6: channel in the second half of the 19th century; 7: fluvial islands in the second half of the 19th century; 8: present Garonne channel.

22La morphologie du parcellaire et l’évolution récente du tracé fluvial permettent de supposer que ce méandre s’est développé auparavant à partir d’un chenal légèrement sinueux et subparallèle au versant (fig. 6).

Fig. 6 – Scénario de formation du méandre à Langoiran.
Fig. 6 – Scenario for the formation of Langoiran meander.

Fig. 6 – Scénario de formation du méandre à Langoiran. Fig. 6 – Scenario for the formation of Langoiran meander.

1 : Castéra de Langoiran ; 2 : axe de développement du méandre avec sédimentation (début de la flèche) en rive convexe (pointillés) et ablation en rive concave (pointe de la flèche) ; 3 : carotte située à 380 m du chenal actuel ; 4 : carotte située à 450 m du chenal actuel ; 5 : granulométrie des trois mètres superficiels de la séquence stratigraphique avec en blanc : limons, en gris clair : limons argilo-sableux, en gris foncé : limons sableux.
1: Castéra of Langoiran; 2: axis of development with deposition (start of the arrow) on the convex bank (dotted line) and lateral erosion on the concave bank (arrow tip); 3: core 380 m from the current channel; 4: core 450 m from the current channel; 5: grain size of the three metres near surface stratigraphy with in white: silt, in light grey: coarse silt, in dark grey: silt loam.

23Le sens du courant et la sinuosité de ce chenal initial auraient favorisé une sédimentation en rive convexe et l’extension latérale du méandre par sapement de la rive concave. Cette extension latérale aurait ensuite été stoppée par les versants et une migration longitudinale se serait mise en place, en amont tout du moins puisqu’en aval le tracé du fleuve est figé depuis plusieurs siècles (fig. 4 et fig. 5), probablement sous la contrainte du versant de rive droite. Ce scénario de mise en place du méandre pourrait être validé par la présence continue (dans le temps et dans l’espace) de dépôts de charge de fond entre le point de départ supposé de la migration (chenal subparallèle au versant) et le chenal actuel. Les carottes prélevées dans le secteur du Castéra (fig. 6) apportent les premiers éléments de réponse. Toutes les séquences sédimentaires extraites dans cette zone (entre le site et le versant) présentent des dépôts superficiels (deux à trois premiers mètres) constitués de limons argileux à sablo-argileux (entre le site et la Garonne). Ces limons correspondent vraisemblablement à des dépôts de plaine d’inondation alors que les sablons traduisent la proximité relative du chenal au moment de leur mise en place. Mais ils n’illustrent pas uniquement l’éloignement par rapport au chenal actuel. Trois carottes prélevées à égale distance de la Garonne actuelle (i.e., à 380 m, suivant un relief de même altitude) mais espacées de plusieurs dizaines de mètres par rapport à l’axe de développement supposé du méandre, montrent les mêmes variations granulométriques que celles évoquées précédemment. La carotte la plus proche du versant (LG1213) présente dans les trois premiers mètres des dépôts de plaine d’inondation à énergie modérée (limons argileux), la plus éloignée (LG1209) présente des dépôts de plaine d’inondation proximale (limons sablo-argileux) tandis que celle intermédiaire (LG1204) présente des dépôts de plaine d’inondation proximale à énergie croissante (limons sablo-argileux puis argilo-sableux en surface). Ce schéma se reproduit à l’identique dans deux autres séquences actuellement à 450 m de la Garonne mais espacées de 80 m selon l’axe de développement supposé du méandre (LG1205 et LG1210 ; fig. 6). Un tel tri granulométrique latéral conforte l’hypothèse de la migration latérale de la Garonne au cours des derniers siècles.

24À l’échelle de l’Holocène, cette migration succède à au moins une phase de défluviation. En effet, l’étude a révélé la présence d’un bras-mort au pied du plateau de l’Entre-deux-Mers (fig. 5) résultant probablement de l’abandon brutal d’un chenal fluviatile. Ce bras-mort a été détecté par une conductivité électrique apparente au plus fort (40 à 60 mS/m) sur une bande de 450 à 500 m de large et attesté par la stratigraphie. Trois transects stratigraphiques ont été réalisés perpendiculairement au paléochenal à partir des séquences prélevées. Tous tendent vers les mêmes variations latérales de faciès avec, au pied du versant de l’Entre-deux-Mers, une unité argileuse (unité 2) riche en matière organique (sous-unité 2b) voire tourbeuse (sous-unité 2a) qui laisse place, vers le sud-ouest, à un niveau sableux (sous-unité 1a) progressivement recouvert de limons sablo-argileux (sous-unité 1b ; fig. 7).

Fig. 7 – Transect stratigraphique transversal au bras-mort atlantique/subboréal de Langoiran.
Fig. 7 – Stratigraphic cross-section of the Atlantic/Subboreal oxbow in Langoiran.

Fig. 7 – Transect stratigraphique transversal au bras-mort atlantique/subboréal de Langoiran. Fig. 7 – Stratigraphic cross-section of the Atlantic/Subboreal oxbow in Langoiran.

A – Transect stratigraphique avec 1 : limons ; 2 : Séverine Lescure2015-04-13T14:55:00limons sablo-argileux ; 3 : sables ; 4 : sédiment riche en matière organique ; 5 : tourbe ; 6 : fossiles de Candona compressa, ostracodes d’eau stagnante ; 7 : unité 1, levée de berge (?) ; 8 : unité 2, marécage (?) ; 9 : unité 3, plaine d’inondation (?) ; 10 : sous-unité sédimentaire. B – Localisation du transect. C – Vue interne (en haut) et externe (en bas) de valves de Candona aff. compressa. La présence de Candona aff. compressa dans les premiers mètres illustre probablement la stagnation Séverine Lescure2015-04-13T14:55:00des eaux lors des pluies et/ou des inondations. Leur absence dans les sédiments marécageux peut s’expliquer par une insuffisance d’oxygène.
A – Stratigraphic cross-section with 1: clays; 2: sandy clays; 3: sands; 4: organicrich deposits; 5: peat; 6: fossils of Candona compressa, ostracods inhabiting temporary freshwater, ponds and ditches; 7: unit 1, riverbank levee (?); 8: unit 2, marsh (?); 9: unit 3, floodplain (?); 10: sedimentary subunit. B – Location of the cross-section. C – Internal (at the top) and external (at the bottom) view of Candona aff. compressa valves. Populations of Candona aff. compressa are present in the first metres near surface (probable stagnation of rain- and flood-water, supported by the sub-flush groundwater) but nonexistent in organic sediments (lack of oxygen?).

25Ces unités 1 et 2 sont toutes deux recouvertes de dépôts limoneux certainement déposée par décantation de fines (contexte de plaine d’inondation ?). L’unité 2, riche en matière organique, traduit vraisemblablement une zone marécageuse. Les analyses radiocarbone lui donnent un âge de 6220 ± 30 BP (soit 5298-5065 av. J.-C. ; une seule date) à la base et de 4620 ± 30 BP (3512-3348 av. J.-C. ; une seule date) à son sommet. L’unité 1, sableuse puis limono-sableuse, correspond à une levée de berge (fig. 8). Les plantes et les morceaux de bois présents au sommet de la strate sableuse (1a) dateraient de 4930 à 5980 ± 30 BP (3651-4946 av. J.-C. ; 4 dates). Ces âges, plus jeunes que celui de la base du niveau organique (unité 2), pourraient s’expliquer 1) par une contamination du haut du niveau sableux par le marécage (unité 2) ou 2) par une surestimation de l’âge du bois présent à la base de l’unité 2. Ces données chrono-stratigraphiques permettent d’envisager la présence d’un paléochenal de la Garonne (450-500 m de largeur) au pied du plateau de l’Entre-deux-Mers à l’Atlantique ancien. Ce chenal aurait subi une défluviation au plus tard vers 6200 BP, devenant ainsi un bras-mort remblayé par une sédimentation vaso-tourbeuse à l’Atlantique récent (2-2,5 mm/a), puis progressivement recouvert par décantation de fines (~ 0,65 mm/a ; contexte de plaine d’inondation).

Secteur de l’Isle-Saint-Georges

26Un paléochenal de l’Atlantique ancien a également été identifié au sud de l’Isle-Saint-Georges (fig. 8).

Fig. 8 – Cartographie diachronique de la Garonne maritime à l’Isle-Saint-Georges.
Fig. 8 – Diachronic mapping of the tidal Garonne River in Isle-Saint-Georges.

Fig. 8 – Cartographie diachronique de la Garonne maritime à l’Isle-Saint-Georges. Fig. 8 – Diachronic mapping of the tidal Garonne River in Isle-Saint-Georges.

1 : tracé hypothétique d’un chenal actif vers 6730 BP et devenu un bras-mort marécageux ; 2 : île hypothétiquement associée ; 3 : occupation attestée aux âges du Fer ; 4 : occupation antique ; 5 : portion d’un chenal potentiellement actif aux âges du Fer ; 6 : chenal secondaire actif vers 1570 BP ; 7 : chenal au XIIIe siècle ; 8 : île au XIIIe siècle ; 9 : chenal actuel de la Garonne.
1: hypothetical location of an active channel around 6,730 BP, became a swampy oxbow; 2: fluvial island around 6,730 BP; 3: human occupancy during the Iron Age; 4: human occupancy during ancient times; 5: portion of an active channel during the Iron Age; 6: secondary channel active around 1,570 BP; 7: channel of the 13th century; 8: island of the 13th century; 9: present Garonne.

27Dans ce secteur, les parcelles s’alignent sur une bande de 250 à 550 m de largeur qui décrit une sinuosité parallèle au tracé actuel et où la conductivité est au plus fort (60 à 80 mS/m ; fig. 8). Un log de la banque de données du sous-sol (référence 08277X0205/C3T15) révèle la présence d’argiles (unité 3), de 0 à 1,8 m de profondeur, puis de dépôts qualifiés de vaseux (unité 2) jusqu’à 7,7 m. Cette unité organique, certainement mise en place dans un milieu marécageux, se retrouve dans la séquence de 10 m de profondeur prélevée dans le paléochenal supposé. Elle présente, de 1,9 à 8,7 m de profondeur, des dépôts argileux riches en matière organique (unité 2) qui recouvrent sans transition un fin niveau de sables, lui-même succédant à un niveau de grave (graviers et galets émoussés dans une matrice sablo-argileuse ; unité 1). Cette unité graveleuse correspond à la charge de fond de l’ancien chenal. Elle est précédée d’une seconde séquence grave/sables/niveau organique qui pourrait être interprétée comme une précédente phase d’activité fluviale (de ce chenal ou d’un chenal au tracé différent) mais l’hypothèse d’un remaniement des sédiments est privilégiée, cette seconde séquence étant intégralement présente dans le dernier mètre de prélèvement. La première unité de grave citée est en cours de datation (par OSL) mais la base de l’unité organique a bénéficié d’une datation radiocarbone qui lui confère un âge de 6730 ± 30 BP (5711-5573 av. J.-C. ; seule date exploitable du log ISG13T3 ; tab. 1). Localement, cette chrono-stratigraphie atteste la présence d’un paléochenal actif à l’Atlantique ancien. Ce chenal aurait été brutalement abandonné (absence de granoclassement entre les limons organiques et le sable) vers 6730 ± 30 BP (soit 5711-5573 av. J.-C) et serait devenu un bras-mort remblayé par une sédimentation argilo-organique. Cette évolution est similaire à celle du bras-mort identifié en amont à Langoiran et les âges des niveaux organiques concordent. Il peut s’agir du même chenal de la Garonne.

28Un paléochenal plus récent (Subboréal supérieur/Subatlantique inférieur) a été identifié à l’ouest de la zone d’occupation des âges du Fer et du début de l’Antiquité (fig. 9).

Fig. 9 – Mise en évidence du paléochenal de l’Atlantique ancien au sud de l’Isle-Saint-Georges.
Fig. 9 – Identification of the Late Atlantic palaeochannel in the south of Langoiran.

Fig. 9 – Mise en évidence du paléochenal de l’Atlantique ancien au sud de l’Isle-Saint-Georges. Fig. 9 – Identification of the Late Atlantic palaeochannel in the south of Langoiran.

1 : Limites supposées, déterminées à partir de la morphologie du parcellaire et, localement, de la conductivité électrique ; 2 : carotte de 10 m de profondeur prélevée sous tube ; 3 : log de la banque de données du sous-sol de 7,7 m ; 4 : séquence stratigraphique avec en blanc : argiles, en gris foncé : vase ou argiles organique, en noir : sables grossiers ou grave, en croix : hiatus ; 5 : emprise des prospections géophysiques avec, en blanc : conductivité < 60 mS/m, en noir : conductivité comprise entre 60 et 80 mS/m.
1: supposed limits, determined from the appearance of the parcel of land and the electrical conductivity; 2: core 10 m deep collected in opaque tubes; 3: log from the French subsoils database (7.7 m deep); 4: stratigraphic sequence with, in white: clays, in dark grey: organic muds, in black: coarse sands or pebbles, gravels and sands, the cross: hiatus; 5: geophysical survey area with, in white: electrical conductivity<60 mS/m, in black: 60<electrical conductivity<80 mS/m.

29Sa présence a été repérée grâce à une conductivité presque identique à celle du paléochenal sud (55 à 75 mS/m) et confirmée grâce aux sondages stratigraphiques (présence de grave). La stratigraphie (fig. 10) démontre que 1) la berge orientale se trouve à quelques dizaines de mètres de la zone d’occupation et 2) le chenal a été abandonné moins brusquement que le paléochenal atlantique.

Fig. 10 – Transect stratigraphique transversal au paléochenal contemporain de l’occupation protohistorique de l’Isle-Saint-Georges.
Fig. 10 – Stratigraphic cross-section of the palaeochannel contemporary with the protohistoric Isle-Saint-Georges occupancy.

Fig. 10 – Transect stratigraphique transversal au paléochenal contemporain de l’occupation protohistorique de l’Isle-Saint-Georges. Fig. 10 – Stratigraphic cross-section of the palaeochannel contemporary with the protohistoric Isle-Saint-Georges occupancy.

1 : limons ; 2 : limons argilo-sableux ; 3 : limons sablo-argileux ; 4 : sables ; 5 : grave ; 6 : niveaux d’occupation du Ier siècle av. J.-C. ; 7 : unité 1, chenal ( ?) ; 8 : unité 2, levée de berge ( ?) ; 9 : unité 3, plaine d’inondation ( ?) ; 10 : sous-unité sédimentaire.
1: clays; 2: clays with emergence of sands; 3: sandy clays; 4: sands; 5: pebbles, gravels and sands; 6: archaeological level of the 1st century BC.; 7: unit 1, channel ( ?); 8: unit 2, riverbank levee ( ?); 9: unit 3, floodplain ( ?); 10: sedimentary subunit.

30Il existe en effet un granoclassement positif de la séquence alluviale, de la grave aux limons argileux superficiels, ce qui indique une déperdition progressive de l’énergie du milieu de sédimentation (Bridge, 2003). Néanmoins, cette perte d’énergie n’a pas été totalement linéaire dans le temps : une unité graveleuse dans le fond du chenal et sableuse dans la berge (sous-unité 1a) s’intercale entre deux niveaux de limons sableux (1b). Il y a donc eu une phase de réactivation du chenal (e.g., regain d’énergie du chenal en fin de vie, recoupement par un autre chenal). Cette interprétation hydrologique des archives sédimentaires est corroborée par l’image CM (Passega, 1957, 1964) construite à partir des échantillons prélevés dans la berge supposée (fig. 11).

Fig. 11 – Image CM déduite du log stratigraphique prélevé dans le paléochenal supposé contemporain à l’occupation protohistorique de l’Isle-Saint-Georges.
Fig. 11 – CM pattern derived from the stratigraphic log retrieved from the palaeochannel contemporary with the protohistoric Isle-Saint-Georges occupancy.

Fig. 11 – Image CM déduite du log stratigraphique prélevé dans le paléochenal supposé contemporain à l’occupation protohistorique de l’Isle-Saint-Georges. Fig. 11 – CM pattern derived from the stratigraphic log retrieved from the palaeochannel contemporary with the protohistoric Isle-Saint-Georges occupancy.

A – Milieux de sédimentation ; 1 : chenal énergique ; 2 : chenal moribond ; 3 : plaine d’inondation proximale ; 4 : plaine d’inondation à énergie modérée ; 5 : plaine d’inondation distale. B – Modes de transport ; Séverine Lescure2015-04-13T15:29:001 : roulement/charriage ; 2 : saltation et suspension ; 3 : suspension uniforme ; 4 : suspension et décantation ; 5 : décantation.
A – Depositional environments with 1: dynamic channel; 2: moribund channel; 3: proximal floodplain; 4: moderate-energy floodplain; 5: distal floodplain. B – Modes of sediment transport with 1: rolling/sliding; 2: saltation and suspension; 3: uniform suspension; 4: suspension and decantation; 5: decantation.

Modifié d’après Lescure (2011).
Modified from Lescure (2011).

31Celle-ci fait état du passage d’un chenal énergique (compétence maximale de 5,2 cm) transportant sa charge par roulement/charriage à un chenal moribond véhiculant les sédiments par saltation et suspension, puis à une plaine d’inondation progressivement de moindre énergie (dépôts de suspensions fines par décantation, ce qui indique soit l’éloignement du cours d’eau à l’origine des inondations, soit une perte d’intensité des crues). La première phase d’activité identifiée dans ce chenal daterait du Subboréal supérieur selon les deux dates 14C obtenues [bois présents dans la grave daté de 2480 ± 155 BP (929-203 av. J.-C.) et bois présent sous cette unité daté de 2720 ± 30 BP (918-811 av. J.-C.), tab. 1]. Le chenal aurait ensuite été abandonné par défluviation ou migration latérale. Il est actuellement difficile de privilégier l’une ou l’autre de ces deux possibilités car 1) les limites du chenal sont encore imprécises et 2) les prospections géophysiques et les nombreux logs stratigraphiques à notre disposition font état d’une paléohydrographie complexe dans le secteur [grande variabilité spatiale de la conductivité et de la stratigraphie qui laisse envisager des recoupements entre chenaux diachrones et/ou synchrones (en cas de bras multiples)].

32Un troisième chenal postérieur aux précédents a été mis en évidence au sud de la zone d’occupation, entre le paléochenal atlantique et la Garonne actuelle (fig. 9). Lui aussi aurait perdu progressivement de son énergie comme le révèle la présence d’un granoclassement positif des galets aux limons. L’unité sableuse présente entre la grave et les fines a été datée 1570 ± 30 BP (416-557 apr. J.-C.) à sa base et 1430 ± 30 BP (575-657 apr. J.-C.) à son sommet. Le chenal était donc vraisemblablement actif à la fin du Subatlantique ancien. La chronologie reste néanmoins à étayer car les deux seules dates en notre possession signifierait un taux de sédimentation entre 7 et 76 mm/a, ce qui est très variable mais courant dans les chenaux ou la tendance n’est pas à la capitalisation sédimentaire mais à l’alternance de phases de sédimentation et d’érosion en rapport avec les fluctuations inter- et intra-annuelles de Ql/Qs. Les limites du chenal restent aussi à définir.

33Sur un temps encore plus court (trois derniers siècles), les cartes anciennes ne montrent aucun changement de tracé. Mais un texte de 1232 apr. J.-C., au sujet de la dîme, fait mention d’une île « au milieu du fleuve, entre Cambes et l’Isle » (Ducaunnès-Duval, 1892). En couplant cette indication à la morphologie des parcelles, il est envisageable que cette île ait été rattachée à la berge avant d’être partiellement érodée (fig. 9).

Discussion

Sur l’évolution contemporaine de la Garonne maritime

34L’évolution récente de la Garonne maritime (150 dernières années) fait état de la disparition presque totale des îles fluviales. En amont de Langoiran, certains tronçons sont passés de bras multiples à un chenal unique. Ces changements locaux du style fluvial (de l’anastomose vers un chenal unique sinueux) peuvent être assimilés à une métamorphose fluviale (Schumm, 1977 ; Bravard, 1983) ou plutôt, étant en domaine fluvio-estuarien, à une « métamorphose fluvio-maritime ».

35Localement, l’Homme a indéniablement exercé un rôle direct (chenalisation) voire indirect (e.g., incision du talweg par extraction de granulats) dans cette évolution. Néanmoins, des facteurs régionaux sont susceptibles d'avoir amplifié/modifié cette évolution, en particulier le climat puisque la mise en place du chenal unique concorde avec la fin du Petit Âge Glaciaire (PAG ; ~ 1850 apr. J.-C.). Les variations hydroclimatiques mineures post-PAG ont pu favoriser l’incision du talweg au détriment des bras secondaires [e.g., incision pour compenser l’augmentation des flux hydriques induite par la fonte des glaciers pyrénéens et/ou la réduction des apports sédimentaires provenant du bassin-versant (suite au redéveloppement de la végétation en altitude)]. Le PAG peut également avoir contribué à la mise en place d’un style à chenaux multiples jusqu’au XIXe siècle [e.g., aggradation pour compenser l’accroissement d’apports sédimentaires (les versants étant peu protégés de l’érosion par la végétation)].

36Cette évolution contemporaine semble caractériser une large partie de l’hydrosystème garonnais puisque les recherches en cours sur la moyenne Garonne démontrent également la mise en place d’un chenal unique au cours des 150 dernières années (thèse en cours de Mélodie David ; David et al., sous presse). À l’échelle régionale, cette évolution peut être comparée à celles de la Seine aval (Lescure et al., 2011) et du Rhône aval (Arnaud-Fassetta, 2003 ; Provansal et al., 2014) qui ont connu, depuis la moitié du XIXe siècle, une contraction de leur lit mineur et une disparition de leurs îles fluviales et/ou de leurs bancs alluviaux sous le poids des interventions anthropiques (chenalisation en faveur de la navigation). Le cas de la Garonne maritime n’est donc pas isolé et pourrait illustrer l’évolution des grands hydrosystèmes (fluvio-maritimes) fortement anthropisés.

Sur la dynamique de la Garonne maritime depuis l’Holocène moyen

37La défluviation atlantique (~ 6400 BP) de la Garonne maritime s’inscrit dans une logique généralisée de réponse des hydrosystèmes à la transgression flandrienne (+ 120 m environ entre 20000 et 6000 BP ; Pirazzoli, 1991). Pour rejoindre son nouveau niveau de base, le fleuve a nécessairement dû réduire sa pente longitudinale. Il a procédé alors à un exhaussement de son plancher alluvial (aggradation), ce qui a pu conduire à un changement de tracé (cas d’un chenal unique) ou à la condamnation de bras d’écoulement (notamment en cas de formation d’un bouchon sédimentaire en contexte de chenaux multiples). Nous ne savons pas encore si cette défluviation a été totale (changement de lit, cas d’un chenal unique) ou partielle (abandon d’un bras secondaire, passage d’un style divagant à chenaux multiples à un style sinueux à chenal unique). Aussi, si certaines études ont mis en évidence le rôle majeur joué par l’eustatisme et la marée dans l’aggradation et la sédimentation tourbeuse des domaines fluvio-maritimes synchrones (Kiden, 1991 ; Frouin et al., 2010), d’autres ont démontré le rôle potentiel de la tectonique (Beun et Boquet, 1980). Au vu de la configuration géologique de la vallée de la Garonne maritime et des données actuelles, on ne peut pas exclure la surimposition d’une activité tectonique (e.g., affaissement en rive gauche du bloc inférieur de la faille de Bordeaux) à l’Atlantique. L’histoire subboréale du tronçon de vallée étudié n’est pas encore documentée, excepté sa partie terminale. À la fin du Subboréal (l’océan a alors atteint quasiment son niveau actuel) le fleuve a connu une variabilité latérale et/ou hydrologique qu’il reste à préciser (migration/défluviation, réactivation/recoupement d’un autre chenal, accroissement/réduction des taux de sédimentation ?) et à corréler au climat [le Subboréal étant une période de temps plutôt sec, il aurait pu favoriser à la fois une diminution des apports hydriques et une augmentation des apports sédimentaires (réduction de la végétation dans le bassin-versant)], aux activités humaines, à la couverture végétale (directement dépendantes des deux facteurs précédents), à la tectonique et à la marée [la Gironde est alors en train d’acquérir sa forme en entonnoir (Pontee et al., 1998) qui favorise la remontée de la marée dynamique)]. Cette variabilité latérale s’est poursuivie jusqu’au début du Subatlantique comme l’atteste la présence d’un autre chenal à l’Isle-Saint-Georges.

Conclusion

38L’étude offre une première vision de l’histoire holocène de la Garonne maritime qui peut être partiellement corrélée à l’évolution de quelques hydrosystèmes fluvio-maritimes nord-européens (Seine, Rhône, Scheldt). Cette histoire reste cependant très incomplète et imprécise dans ses aspects chronologiques, spatiaux et hydrogéomorphologiques. Des nombreuses analyses complémentaires sont en cours (granulométrie, datations, stratigraphie, ostracologie, palynologie, tomographie de résistivité électrique, données LIDAR) pour préciser le tracé des paléochenaux, leur géométrie, leur compétence maximale, leur puissance spécifique, leur chronologie et les milieux qui leur sont associés.

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Annexe

Abridged English version

Rivers morphology and channel pattern change in the space-time continuum in response to variations of liquid discharge and sediment load (Lane, 1955; Schumm, 1977; Knighton, 1984; Bravard and Petit, 1997) generated by climate, geology, eustatism, vegetal cover, and/or human activity. In fluvio-maritime context another factor affects the system: the river tide, which causes daily variations of liquid and solid flows. Many studies have been carried out around the world to reconstruct the evolution of fluvial and fluvio-maritime hydrosystems during the Holocene [~10,000 years, period of global climatic warming (and thus of sea level rise and vegetation development)]. The tidal Garonne River (fig. 1) is one of the few French major fluvio-maritime hydrosystem of which the Holocene story is unknown. We undertook to reconstruct the Holocene spatiotemporal evolution of the tidal Garonne River at the level of the valley (short time-scale) and of two archaeological sites (long time-scale): the mediaeval site of “Castéra of Langoiran” (Araguas and Faravel, 2006; Faravel, 2008, 2010, 2012, 2013) and the protohistoric site of Isle-Saint-Georges (Colin, 2011, 2012, 2013; fig. 1 and fig. 2). The objective is (i) to produce a first reconstruction of the hydrogeomorphological evolution of the tidal Garonne River and (ii) to start a thought on a possible fluvio-maritime metamorphosis and its control factors.

Nowadays, the tidal Garonne River (up to 6 m tidal range) is a single sinuous channel (92 km long, sinuosity index of 1.3), which flows in a dissymmetrical valley (fig. 2) with a of flow-rate between 630 and 700 m3/s. Near Langoiran the channel (190 m wide) forms a meander (1840 m amplitude, 2120 m length) while in Isle-Saint-Georges it widens (300 m), becomes more rectilinear, and follows the slope on the right bank (fig. 2 and fig. 3).

To reconstruct the recent evolution of this river (last three centuries) we used seven sets of old map from the 18th and the 19th centuries. To identify and map older channels on the sites we analysed the current topography resulting from the natural and/or human dynamics (e.g., morphology of parcels of land; geomorphological data), we carried out electromagnetic surveys with a Geonics EM31 Ground Conductivity Meter (geophysical data; fig. 3), whereas the stratigraphic analysis was derived from 22 logs of the French subsoils database (5 in Langoiran, 15 in Isle-Saint-Georges), 1 cross-section (4.7 m depth), and 36 cores (16 in Langoiran, 20 in Isle-Saint-Georges) we extracted at different depths further to the presence of pebbles and/or technical difficulties (up to 10 m maximum deep; fig. 3). An ostracological analysis has been carried out on one of the sequence of Langoiran (fig. 3) to specify the water quality (fresh, salt, and brackish) and its energy (high or low flow, stagnant water). 16 AMS radiocarbon dating gave a chronological framework at the study (fig. 4).

The course of the river has not changed much in the last three centuries (sinuosity index always around 1.3) but most of the fluvial islands have disappeared (fig. 5). Between 1716 and 1850 some islands were continually in formation (19 islands between Bordeaux and La Réole in 1716 and 26 in 1850) but, from the mid-19th century, these islands quickly died out (10 islands in 1868, 3 currently) and the river passed, in places (upstream Langoiran), from a multi-channel to a single channel. The map of 1830 highlights that these changes (partly?) result of the human actions (channelisation works to make navigation easier). This recent evolution follows several Holocene phases of migration and avulsion. In Langoiran, the meander built up by lateral migration from a channel sub-parallel to the hill on the right bank (fig. 6 and fig. 7). In Isle-Saint-Georges, two palaeochannels active during the Subatlantic were progressively abandoned as illustrated by the normal graded bedding (from pebbles to silts) of the stratigraphic sequences (fig. 9, fig. 11 and fig. 12). At the moment, the data do not allow us to know if these channel abandonments result of a migration or an avulsion. In both sites, a large oxbow (250-550 m wide) has been identified (fig. 6 and fig. 8). The chronostratigraphic data (fig. 8 and fig. 10) show that it has probably been created by avulsion of the (or one of the) Garonne channel, around 6200 BP (Atlantic). The question of multi-channel before this avulsion is raised but, for the moment, the data do not allow to answer.

These preliminary results highlight two potential fluvial metamorphoses (Schumm, 1977; Bravard, 1983), or “fluvio-maritime metamorphoses”: (i) during the contemporary period, with the change (locally) from a multi-channel (anastomosis?) to a single channel (sinuous), and (ii) during the Atlantic period with, maybe, the change of a multi-channel (wandering pattern?) to a single channel. The first one is due to the human actions but we can also wonder about the hydroclimatic factor, the beginning of this evolution agreeing with the end of the Little Ice Age [e.g., incision of the thalweg to balance the rise of water flow (induced by the melting of Pyrenean glaciers) and/or to balance the drop of debris flow (induced by the redevelopment of the vegetation at high altitude)]. The avulsion of the Atlantic channel could be linked to the Holocene global warming, which has generated an important sea-level rise (~120 m between 20,000 and 6000 BP; Pirazzoli, 1991; e.g., abandonment of a channel obstructed by an important deposition achieved to reduce the longitudinal slope and join the new base level) and/or the tectonic activity (e.g., subsidence on the right bank of the lower block of the Fault of Bordeaux).

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Localisation de la Garonne maritime. Fig. 1 – Location of the tidal Garonne River.
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Titre Fig. 2 – Cadre géomorphologique de Langoiran à l’Isle-Saint-Georges. Fig. 2 – The geomorphological context of the sites of Langoiran and Isle-Saint-Georges.
Légende 1 : calcaires oligocènes ; 2 : calcaires miocènes ; 3 : terrasses alluviales pléistocènes ; 4 : dépôts quaternaires d’origine fluviatile et/ou éolienne ; 5 : alluvions holocènes ; 6 : lit majeur de la Garonne ; 7 : lit mineur de la Garonne ; 8 : petits affluents ; 9 : courbe de niveau, équidistance 10 m. 1: Oligocene calcareous; 2: Miocene calcareous; 3: Pleistocene alluvial terraces; 4: Quaternary fluvial and/or aeolian deposits; 5: Holocene alluvium; 6: Garonne floodplain; 7: low-water channel of the Garonne River; 8: minor tributaries; 9: 10 m contour interval.
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Titre Fig. 3 – Données stratigraphiques et géophysiques à l’Isle-Saint-Georges (A) et Langoiran (B). Fig. 3 – Stratigraphical and geophysical data of Isle-Saint-Georges (A) and Langoiran (B).
Légende 1 : coupe de 4,7 m de puissance ; 2 : carotte de 8 à 10 m prélevée sous tube opaque ; 3 : carottage de 5 à 8 m avec prélèvement direct à la gouge ; 4 : carottage de 8 m ayant fait l’objet d’une analyse ostracologique ; 5 : log stratigraphique de la banque de données du sous-sol (profondeur comprise entre 4,3 et 18,7 m ; substrat marneux généralement présent dès 12 m à Langoiran et 18 m à l’Isle-Saint-Georges) ; 6 : emprise des prospections géophysiques. 1: cross section (thickness of 4.7 m); 2: cores 8-10 m deep collected in opaque tubes; 3: cores 5-8 m deep with sampling from the gouge; 4: core 8 m deep with ostracological analysis; 5: stratigraphic log from the French subsoils database (4.3 to 18.7 m deep); 6: geophysical survey area.
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Titre Tab. 1 – Datations radiocarbones réalisées dans cette étude. Tab. 1 – Radiocarbone dating of the study.
Légende Le code de l’échantillon renseigne le site (LG : Langoiran, ISG : Isle-Saint-Georges) et la profondeur absolue en cm (e.g., _450). The name of each sample precises the site (LG: Langoiran, ISG: Isle-Saint-Georges) and the absolute depth in cm (e.g., _450).
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Titre Fig. 4 – Évolution du lit mineur de la Garonne maritime du XVIIIe siècle à nos jours. Fig. 4 – Evolution of the tidal Garonne’s low-water channel since the 18th century.
Légende A – Dans les années 1760-1770. B – En 1830. C – En 1868. D  – En 2012. A – In the 1760-1770’s. B – In 1830. C – In 1868. D – In 2012.
Crédits Sources : A – carte de Cassini. B – carte anonyme ; le secteur aval à Bordeaux est supposé d’après la carte d’État-Major. C – carte anonyme ; le secteur aval à Bordeaux est hypothétique. D – Géoportail. Sources : A – map of Cassini. B – anonymous map; area downstream Bordeaux is deduced from the Ordnance Survey map. C – anonymous map; area downstream Bordeaux is hypothetical. D – Géoportail.
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Titre Fig. 5 – Cartographie diachronique de la Garonne maritime à Langoiran. Fig. 5 – Diachronic mapping of the tidal Garonne River in Langoiran.
Légende 1 : emplacement supposé d’un chenal actif à l’Atlantique et d’un bras-mort marécageux entre 6200 BP à 4600 BP ; 2 : Castrum, occupé du XIIe au XIIIe siècle ; 3 : berge orientale supposée de la Garonne durant l’occupation du Castrum Séverine Lescure2015-04-13T14:55:00; 4 : chenal au XVIIIe siècle ; 5 : îles fluviales au XVIIIe siècle ; 6 : chenal de la seconde moitié du XIXe siècle ; 7 : îles fluviales de la seconde moitié du XIXe siècle ; 8 : chenal actuel de la Garonne. 1: supposed location of a Atlantic channel became a swampy oxbow from ~6,200 to ~4,600 BP; 2: Castrum, occupied during the 12th and 13th centuries; 3: supposed oriental riverbank of the Garonne during the Castrum occupancy; 4: channel in the 18th century; 5: fluvial islands in the 18th century; 6: channel in the second half of the 19th century; 7: fluvial islands in the second half of the 19th century; 8: present Garonne channel.
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Titre Fig. 6 – Scénario de formation du méandre à Langoiran. Fig. 6 – Scenario for the formation of Langoiran meander.
Légende 1 : Castéra de Langoiran ; 2 : axe de développement du méandre avec sédimentation (début de la flèche) en rive convexe (pointillés) et ablation en rive concave (pointe de la flèche) ; 3 : carotte située à 380 m du chenal actuel ; 4 : carotte située à 450 m du chenal actuel ; 5 : granulométrie des trois mètres superficiels de la séquence stratigraphique avec en blanc : limons, en gris clair : limons argilo-sableux, en gris foncé : limons sableux. 1: Castéra of Langoiran; 2: axis of development with deposition (start of the arrow) on the convex bank (dotted line) and lateral erosion on the concave bank (arrow tip); 3: core 380 m from the current channel; 4: core 450 m from the current channel; 5: grain size of the three metres near surface stratigraphy with in white: silt, in light grey: coarse silt, in dark grey: silt loam.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/10860/img-7.png
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Titre Fig. 7 – Transect stratigraphique transversal au bras-mort atlantique/subboréal de Langoiran. Fig. 7 – Stratigraphic cross-section of the Atlantic/Subboreal oxbow in Langoiran.
Légende A – Transect stratigraphique avec 1 : limons ; 2 : Séverine Lescure2015-04-13T14:55:00limons sablo-argileux ; 3 : sables ; 4 : sédiment riche en matière organique ; 5 : tourbe ; 6 : fossiles de Candona compressa, ostracodes d’eau stagnante ; 7 : unité 1, levée de berge (?) ; 8 : unité 2, marécage (?) ; 9 : unité 3, plaine d’inondation (?) ; 10 : sous-unité sédimentaire. B – Localisation du transect. C – Vue interne (en haut) et externe (en bas) de valves de Candona aff. compressa. La présence de Candona aff. compressa dans les premiers mètres illustre probablement la stagnation Séverine Lescure2015-04-13T14:55:00des eaux lors des pluies et/ou des inondations. Leur absence dans les sédiments marécageux peut s’expliquer par une insuffisance d’oxygène. A – Stratigraphic cross-section with 1: clays; 2: sandy clays; 3: sands; 4: organicrich deposits; 5: peat; 6: fossils of Candona compressa, ostracods inhabiting temporary freshwater, ponds and ditches; 7: unit 1, riverbank levee (?); 8: unit 2, marsh (?); 9: unit 3, floodplain (?); 10: sedimentary subunit. B – Location of the cross-section. C – Internal (at the top) and external (at the bottom) view of Candona aff. compressa valves. Populations of Candona aff. compressa are present in the first metres near surface (probable stagnation of rain- and flood-water, supported by the sub-flush groundwater) but nonexistent in organic sediments (lack of oxygen?).
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Titre Fig. 8 – Cartographie diachronique de la Garonne maritime à l’Isle-Saint-Georges. Fig. 8 – Diachronic mapping of the tidal Garonne River in Isle-Saint-Georges.
Légende 1 : tracé hypothétique d’un chenal actif vers 6730 BP et devenu un bras-mort marécageux ; 2 : île hypothétiquement associée ; 3 : occupation attestée aux âges du Fer ; 4 : occupation antique ; 5 : portion d’un chenal potentiellement actif aux âges du Fer ; 6 : chenal secondaire actif vers 1570 BP ; 7 : chenal au XIIIe siècle ; 8 : île au XIIIe siècle ; 9 : chenal actuel de la Garonne. 1: hypothetical location of an active channel around 6,730 BP, became a swampy oxbow; 2: fluvial island around 6,730 BP; 3: human occupancy during the Iron Age; 4: human occupancy during ancient times; 5: portion of an active channel during the Iron Age; 6: secondary channel active around 1,570 BP; 7: channel of the 13th century; 8: island of the 13th century; 9: present Garonne.
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Titre Fig. 9 – Mise en évidence du paléochenal de l’Atlantique ancien au sud de l’Isle-Saint-Georges. Fig. 9 – Identification of the Late Atlantic palaeochannel in the south of Langoiran.
Légende 1 : Limites supposées, déterminées à partir de la morphologie du parcellaire et, localement, de la conductivité électrique ; 2 : carotte de 10 m de profondeur prélevée sous tube ; 3 : log de la banque de données du sous-sol de 7,7 m ; 4 : séquence stratigraphique avec en blanc : argiles, en gris foncé : vase ou argiles organique, en noir : sables grossiers ou grave, en croix : hiatus ; 5 : emprise des prospections géophysiques avec, en blanc : conductivité < 60 mS/m, en noir : conductivité comprise entre 60 et 80 mS/m. 1: supposed limits, determined from the appearance of the parcel of land and the electrical conductivity; 2: core 10 m deep collected in opaque tubes; 3: log from the French subsoils database (7.7 m deep); 4: stratigraphic sequence with, in white: clays, in dark grey: organic muds, in black: coarse sands or pebbles, gravels and sands, the cross: hiatus; 5: geophysical survey area with, in white: electrical conductivity<60 mS/m, in black: 60<electrical conductivity<80 mS/m.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/10860/img-10.png
Fichier image/png, 1,3M
Titre Fig. 10 – Transect stratigraphique transversal au paléochenal contemporain de l’occupation protohistorique de l’Isle-Saint-Georges. Fig. 10 – Stratigraphic cross-section of the palaeochannel contemporary with the protohistoric Isle-Saint-Georges occupancy.
Légende 1 : limons ; 2 : limons argilo-sableux ; 3 : limons sablo-argileux ; 4 : sables ; 5 : grave ; 6 : niveaux d’occupation du Ier siècle av. J.-C. ; 7 : unité 1, chenal ( ?) ; 8 : unité 2, levée de berge ( ?) ; 9 : unité 3, plaine d’inondation ( ?) ; 10 : sous-unité sédimentaire. 1: clays; 2: clays with emergence of sands; 3: sandy clays; 4: sands; 5: pebbles, gravels and sands; 6: archaeological level of the 1st century BC.; 7: unit 1, channel ( ?); 8: unit 2, riverbank levee ( ?); 9: unit 3, floodplain ( ?); 10: sedimentary subunit.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/10860/img-11.png
Fichier image/png, 903k
Titre Fig. 11 – Image CM déduite du log stratigraphique prélevé dans le paléochenal supposé contemporain à l’occupation protohistorique de l’Isle-Saint-Georges. Fig. 11 – CM pattern derived from the stratigraphic log retrieved from the palaeochannel contemporary with the protohistoric Isle-Saint-Georges occupancy.
Légende A – Milieux de sédimentation ; 1 : chenal énergique ; 2 : chenal moribond ; 3 : plaine d’inondation proximale ; 4 : plaine d’inondation à énergie modérée ; 5 : plaine d’inondation distale. B – Modes de transport ; Séverine Lescure2015-04-13T15:29:001 : roulement/charriage ; 2 : saltation et suspension ; 3 : suspension uniforme ; 4 : suspension et décantation ; 5 : décantation. A – Depositional environments with 1: dynamic channel; 2: moribund channel; 3: proximal floodplain; 4: moderate-energy floodplain; 5: distal floodplain. B – Modes of sediment transport with 1: rolling/sliding; 2: saltation and suspension; 3: uniform suspension; 4: suspension and decantation; 5: decantation.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/10860/img-12.png
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Pour citer cet article

Référence papier

Séverine Lescure, Gilles Arnaud-Fassetta, Charles Le Coeur, Anne Colin, Sylvie Faravel, Vivien Mathé, Maria-Eugenia Montenegro et Jean-Michel Carozza, « Évolution hydrogéomorphologique holocène de la Garonne maritime - Focus sur les sites de Langoiran et de l’Isle-Saint-Georges (Gironde, France) », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 21 – n° 1 | 2015, 57-72.

Référence électronique

Séverine Lescure, Gilles Arnaud-Fassetta, Charles Le Coeur, Anne Colin, Sylvie Faravel, Vivien Mathé, Maria-Eugenia Montenegro et Jean-Michel Carozza, « Évolution hydrogéomorphologique holocène de la Garonne maritime - Focus sur les sites de Langoiran et de l’Isle-Saint-Georges (Gironde, France) », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 21 – n° 1 | 2015, mis en ligne le 01 janvier 2016, consulté le 20 août 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/10860 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.10860

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Auteurs

Séverine Lescure

Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne – Laboratoire de Géographie Physique (UMR 8591) – Meudon (slescure@wanadoo.fr).

Gilles Arnaud-Fassetta

Université Paris-Diderot (Paris 7) – Laboratoire PRODIG (UMR 8586) – Paris (gilles.arnaud-fassetta@univ-paris-diderot.fr).

Articles du même auteur

Charles Le Coeur

Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne – Laboratoire de Géographie Physique (UMR 8591) – Meudon (charles.lecoeur@cnrs-bellevue.fr)

Anne Colin

Université Bordeaux Montaigne – Ausonius (UMR 5607) – Pessac (anne.colin@u-bordeaux-montaigne.fr).

Sylvie Faravel

Université Bordeaux Montaigne – Ausonius (UMR 5607) – Pessac (sylvie.faravel@u-bordeaux-montaigne.fr).

Vivien Mathé

Université de La Rochelle – LIENs (UMR 7266) – La Rochelle (vmathe@univ-lr.fr).

Maria-Eugenia Montenegro

Université Pierre & Marie Curie (Paris 6) – Paris (maru753631@yahoo.fr).

Jean-Michel Carozza

Université de Strasbourg – Laboratoire GEODE (UMR 5602) – Toulouse (carozza@unistra.fr).

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