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Les dépôts de sédiments fins dans le sud de la dépression de Kharga (désert libyque, Égypte) : indices d'une morphogenèse éolienne et anthropique

Fine-grained deposits in South Kharga Basin (Western Desert of Egypt): evidences for an aeolian and anthropogenic morphogenesis
Maël Crépy et Yann Callot

Résumé

Le désert libyque est l’une des régions les plus arides du monde. En raison de l’extrême rareté des précipitations (moins de1mm de précipitations annuelles moyennes par endroit) et de la quantité de sédiment mobilisable, les processus éoliens constituent le principal facteur de morphogénèse. Des études paléoenvironnementales (Wendorf et Schild, 1980 ; Sanlaville, 1997; Brookes, 2003 ; Bubenzer et Riemer, 2007) ont montré que l’hyperaridité s’est installée progressivement entre 5800 BP (fin de la dernière pulsation humide) et 4500 BP. La prépondérance des phénomènes éoliens est donc ancienne. Durant l’Holocène, les dynamiques et formations éoliennes ont fonctionné pour les hommes à la fois comme contrainte (ensablement, érosion) et comme ressource (maintien de l’humidité, dépôts cultivables). Les prospections géomorphologiques et géoarchéologiques de la région de Douch, située dans le sud de la dépression de Kharga, ont mis en évidence la présence de dépôts de sédiments fins sur des versants ne correspondant ni aux dépôts de sources artésiennes signalés par Bousquet (1996) ni aux dépôts de playas abondamment étudiés par Embabi (1972, 1999, 2004). Les analyses sédimentologiques, croisées avec les données archéologiques produites depuis 1976 par la mission de l'IFAO (Institut Français d'Archéologie Orientale) à Douch, indiquent que le sédiment de ces dépôts a été transporté par le vent avant d'être piégé par la végétation des champs des oasis antiques. La longue période d'occupation des champs (2500 à 1500 BP environ) a permis aux dépôts d'atteindre une épaisseur de plusieurs mètres. Couplé au rabattement des nappes, cet exhaussement du niveau des cultures a contraint les agriculteurs à s'adapter, jusqu'à l'abandon de la plupart des sites aux alentours de 1500 BP. Depuis, les dépôts ont été soumis à la corrasion et à la déflation éolienne, entrainant ainsi la formation de yardangs. Le paysage actuel des collines étudiées est donc le résultat de la succession d'une période de dépôts éoliens liés aux activités agricoles et d'une période d'érosion éolienne liée à l'abandon des cultures.

The Western Desert of Egypt is one of the most arid areas of the world. Because of the extreme scarcity of the rainfall (less than 1 mm of annual mean rainfall in some places) and because of the amount of available sediment, aeolian processes are the major morphogenetic factors. The studies of the palaeoenvironments in this area (Wendorf et Schild, 1980; Sanlaville, 1997; Brookes, 2003; Bubenzer et Riemer, 2007) show that the climate has gradually become hyperarid between 5800 BP and 4500 BP. So, the ascendancy of aeolian processes isn't new. During the Holocene, the aeolian processes and landforms has acted as a resource (moisture of the deposits, arable lands) and as a stress (sanding and silting up, erosion) at the same time. The geomorphological and geoarchaeological survey of the Dush area, located in the South of Kharga basin has highlighted the existence of fine-grained sediment which are neither spring deposits (as described by Bousquet, 1996) nor playa deposits (as described by Embabi, 1972, 1999, 2004). The archaeological data produced since 1976 by the IFAO (Institut Français d'Archéologie Orientale) mission and the sedimentological analyses indicates that the sediment of these deposits had been windblown and trapped by vegetation (fields of the ancient oases). The cultivation of the fields lasted from 2500 BP to 1500 BP, allowing the height of the deposits to reach several meters. The drop of the water table and the uplift of the level of the fields forced the farmers to adapt themselves, up to the abandonment of most of the sites (around 1500 BP). After 1500 BP, the deposits have been eroded by wind, involving the formation of yardangs. The current landscape of the studied hills is the result of the succession of a period characterized by the deposition of windblown sediment linked to the cultivated fields and a period of aeolian erosion linked to the end of agricultural activities

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Dédicace

Nous souhaitons rendre hommage à Michel Wuttmann, responsable de la mission de l'IFAO à Douch jusqu'à son décès en février 2013, qui nous proposa en 2010 d'étudier les dépôts éoliens du bassin sud de la dépression de Kharga. Sa connaissance du terrain et les données issues des prospections qu'il menait ont grandement facilité notre travail. Cet article lui est dédié.

Notes de la rédaction

Article soumis le 02 juin 2014, reçu sous sa forme révisée le 04 octobre 2015. Définitivement accepté le 25 mai 2016.

Texte intégral

Nous tenons à remercier les relecteurs pour leurs remarques constructives, ainsi que l'Institut Français d'Archéologie Orientale et notamment les membres de la mission de Douch pour le soutien matériel et scientifique.

1. Introduction

1En raison de conditions climatiques et mésologiques particulièrement difficiles, les milieux arides sont généralement peu peuplés et les installations sédentaires se cantonnent à des espaces réduits : les oasis. L’installation sédentaire des hommes en milieu aride ou hyperaride implique en effet un accès à des ressources en eau et à une source de nourriture (agriculture, chasse et cueillette, commerce, etc.). La variabilité des stocks d’eau et de terres arables ainsi que des changements politiques, économiques ou démographiques ont donc une influence forte sur l’extension ou la rétraction des oasis au cours du temps.

2Située dans le sud de la dépression de Kharga, l’une des grandes oasis du désert occidental d’Égypte, la région de Douch (fig. 1) regroupe de nombreux vestiges d’implantations humaines à l’Holocène. A ce titre, elle est étudiée par les chercheurs de l’Institut Français d’Archéologie Orientale (IFAO) du Caire depuis 1976. Les différentes périodes d’occupation mises en évidence sont les suivantes :

3▪ occupation nomade de l’épipaléolithique (Briois et al., 2008) à la période prédynastique vers 2500 av. J.-C (Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998) ;

4▪ installations sédentaires incluant une agriculture pérenne de la seconde domination perse, au Ve s. av. J.-C. (Bresciani, 1995 ; Newton et al., 2013), à la fin de la période romaine, au Ve s. ap. J.-C., où elle connut une période de quasi-abandon (Reddé, 1987 ; Bousquet, 1996) ;

5▪ occupations moins nombreuses et plus dispersées, organisées autour de puits, de la fin de la période romaine jusqu’au milieu du vingtième siècle (Wuttmann, 2006) ;

6▪ nouvelles oasis de la « New-Valley » et repeuplement de certaines oasis depuis 1958 (Gummuchian, 1975) : des forages artésiens profonds ont permis l’essor d’une nouvelle période d’extension des oasis dans la dépression de Kharga tout en précipitant le déclin de plusieurs oasis existantes (Faggi, 1983 ; Faggi et Maury, 1987 ; Tallet et al., 2011).

Fig. 1 – Carte de la dépression de Kharga.
Fig. 1 – Map of Kharga basin.

Fig. 1 – Carte de la dépression de Kharga.Fig. 1 – Map of Kharga basin.

1. Plateau calcaire ; 2. Rebords du plateau ; 3. Erg et champs de dunes ; 4. Surfaces cultivées ; 5. Étendues d’eau pérenne ; 6. Autres étendues continentales (substrat apparent, playas, voiles sableux et regs) ; 7. Principales collines de la dépression ; 8. Grandes unités géomorphologiques ; 9. Oasis principales ; 10. Centre des villes et villages principaux ; 11. Zone d’étude.
1. Limestone plateau; 2. Edge of the plateau; 3. Erg and dunefields; 4. Cultivated areas; 5. Perennial water bodies; 6. Other continental surfaces (bedrock, playas, sandsheets and desert pavements); 7. Main hills of the basin; 8. Main geomorphological units; 9. Mains oasis; 10. Town and main villages; 11. Studied area.

7La variabilité diachronique du nombre et de la distribution spatiale des sites pose la question des facteurs ayant conditionné l’installation des hommes et justifie l’étude géoarchéologique et paléoenvironnementale de la région. En effet, la fin de la période des installations nomades, avant le départ des hommes, et un hiatus de près de deux millénaires dans l’occupation de la région posent la question de l’accès aux ressources nécessaires à la survie. De même, la reprise antique de l’occupation et l’implantation de l’agriculture posent la question de la présence et de l’utilisation de l’eau et des sols. L’étude de ces périodes met donc en jeu un questionnement sur les évolutions environnementales entre 2500 av. J.-C. et nos jours. La question de la ressource en eau ayant été largement traitée par Bousquet (1996), la présente étude a été consacrée aux épais dépôts de sédiments fins holocènes souvent associés aux sites archéologiques et ayant fréquemment servi de terres arables. Ces dépôts, dans un contexte d'hyperaridité prononcée, interrogent : comment expliquer la formation, dans la région de Douch, à l'Holocène, de dépôts de plusieurs mètres d'épaisseur, majoritairement constitués de sables fins, de limons et d'argiles ?

2. Contexte géographique et climatique

8Situé à l’ouest de la vallée du Nil, le désert occidental d'Égypte appartient au Sahara oriental. Il constitue l’espace soumis à une aridité extrême le plus étendu du monde (Goudie, 2002). Les rares précipitations touchant la région prennent la forme de tempêtes hivernales dont la récurrence est de 10 à 20 ans (Brookes, 2003) et le gradient pluviométrique allant de la côte méditerranéenne vers le sud s’étale de 200 mm à l’extrême nord jusqu’à moins d’1 mm vers le sud. Plusieurs grandes dépressions se sont formées au fil des temps géologiques et certaines, dont celle de Kharga, sont aujourd’hui occupées par des oasis sur forages profonds.

9Ces forages permettent le maintien et l'extension des oasis dans un contexte climatique pourtant largement défavorable aux pratiques agricoles : la dépression reçoit actuellement moins d’1 mm de précipitations annuelles moyennes (Traboulsi et al., 1997) pour un taux d’évaporation annuelle de 6 000 mm (Ezzat, 1974). Il peut s’écouler plus de 5 ans sans la moindre pluie supérieure à 0,1 mm en 24 heures (Soliman, 1972).

2.1. Un climat holocène aride

10Les indicateurs paléoclimatiques concordent pour la plupart et amènent à restituer quatre pulsations humides lors de l’Holocène, durant lesquelles la remontée des pluies de mousson vers le nord et la descente des pluies méditerranéennes d’hiver vers le sud (Brookes, 2003) auraient renforcé les précipitations, notamment sur la dépression de Kharga. Wendorf et Schild (1980) identifient quatre phases "humides" (fig. 2)

11Cependant, ces phases "humides" sont à nuancer et il semble préférable de parler de périodes moins arides : pour Bubenzer et Riemer (2007), les précipitations auraient approché 50 mm au début de l’Holocène, avant d’atteindre 100 mm à l’Holocène moyen. Un climat proche de l’actuel se serait installé dès 5000- 4500 BP (fig 2) (Sanlaville, 1997). Dans ce contexte, les phénomènes éoliens ont donc constitué un facteur morphogénétique prépondérant au sein de la dépression de Kharga durant la seconde moitié de l’Holocène.

12Les données à ce sujet indiquent que les vents soufflent selon un régime unimodal de secteur nord (Nofal, 2002 ; Hercher, 2010). L’étude morphométrique des yardangs de la dépression de Kharga a démontré la stabilité du régime éolien depuis la fin du Pléistocène (Donner et Embabi, 2000).

Fig. 2 – Frise chronologique représentant les principales variations climatiques et les principaux repères chrono-culturels dans le sud de la dépression de Kharga.
Fig. 2 – Historical timeline showing the main climate changes and the main chrono-cultural references in the South Kharga basin.

Fig. 2 – Frise chronologique représentant les principales variations climatiques et les principaux repères chrono-culturels dans le sud de la dépression de Kharga.  Fig. 2 – Historical timeline showing the main climate changes and the main chrono-cultural references in the South Kharga basin.

Pour plus de précisions sur la périodisation relative à la Préhistoire, voir Dachy (2015). Le gris sombre indique les données tirées de Wendorf et Schild (1980), le gris moyen indique les données tirées de Sanlaville (1997) et le gris clair met en évidence le hiatus d'occupation de la région (correspondant à l'Ancien Empire, au Moyen Empire et au Nouvel Empire dans la vallée du Nil). Ar. : période aride à hyperaride ; Pl. : Période dite "pluviale", période moins aride. 1. Époque Perse ; 2. Époque Ptolémaïque ; 3. Époque Romaine ; 4. Époque Byzantine ; 5. Époque Arabe ; 6. Époque Mamelouke ; 7. Époque Ottomane ; 8. Époques Moderne et actuelle.
For more data on periodisation during Prehistory, see Dachy (2015). Dark grey indicates the data found in Wendorf et Schild (1980), grey indicates the data found in Sanlaville (1997) and light grey emphasizes the hiatus in human occupation of the area (Old Kingdom, Middle Kingdom and New Kingdom in the Nile Valley). Ar.: arid to hyper-arid period. Pl.: Pluvial or, to be precise, less arid period. 1. Persian Empire; 2. Ptolemaic Empire; 3. Roman Empire; 4. Byzantine Empire; 5. Arabian Empire; 6. Mameluk Sultanate; 7. Ottoman Empire; 8. Modern and contemporary times.

2.2. Géomorphologie et hydrologie de la dépression de Kharga

13Abritant l’oasis la plus méridionale du désert occidental d’Égypte, cette dépression se situe à environ 200 km à l’ouest de la vallée du Nil. Elle est délimitée au nord et à l’est par le double front d'un plateau calcaire éocène façonné par l’érosion hydro-éolienne (Hermina, 1990) et sa surface s’élève progressivement vers l’ouest et le sud. Elle s’étend sur environ 200 km du nord au sud, et entre 40 et 85 km de l’est à l’ouest (Embabi, 2004). Le fond de la dépression est principalement constitué des grès et des schistes argileux campaniens de la formation de Quseir (Hermina, 1990), mais le réseau de faille complexifie la lithologie et la géologie de cet espace. De nombreux dépôts holocènes recouvrent ces formations dans certains secteurs, principalement sous la forme de dunes de sables vifs et de yardangs formés à partir de dépôts plus étendus (Embabi, 2004).

14Le réseau de failles et l’artésianisme du système aquifère des grès de Nubie (Thorweihe, 1990) sont à l’origine de sources dans certains secteurs et d’une recharge de nappes superficielles ou perchées dans les collines : portées en situation dominante par la tectonique, certaines strates aquifères ont permis la constitution de nappes perchées au-dessus du niveau de la plaine environnante, formant ainsi de véritables châteaux d'eau naturels (Bousquet, 1996). Aujourd'hui, les nappes perchées et les nappes superficielles ne contiennent plus d'eau, mais de nombreux indices témoignent de cette ancienne ressource : on trouve des vestiges de sources, de très nombreuses concrétions carbonatées, et parfois des concrétions ferrugineuses. Sur certaines collines (Tell-Douch - KS60 et Aïn Ziyada - KS88) (fig. 3), la quantité de concrétions et leur répartition quasi uniforme indiquent des périodes de suintement artésien généralisé. Les plaines à l'est de Tell-Douch et les dépressions interdunaires de l'erg situé à l'ouest présentent les mêmes indices.

15Seul l'artésianisme du système aquifère des grès de Nubie a pu former et entretenir ces nappes, les précipitations étant insuffisantes et l'évaporation trop importante pour permettre leur formation.

16Après une dernière recharge au début de l’Holocène (Littmann, 1989 ; Heinl et Thorweihe, 1993), les eaux du système aquifère des grès de Nubie connaîtraient une baisse continuelle depuis environ 7000 BP (Gasse, 2000).

Fig. 3 – Localisation des sites étudiés (KS 60 - Tell-Douch, KS88 - Aïn Ziyada, KS89 - Aïn Manawir, KS178 Aïn El-Matrahiyya et KS260 - Aïn Birqis.
Fig. 3 – Location of studied sites (KS 60 - Tell-Douch, KS88 - Aïn Ziyada, KS89 - Aïn Manawir, KS178 Aïn El-Matrahiyya and KS260 - Aïn Birqis.

Fig. 3 – Localisation des sites étudiés (KS 60 - Tell-Douch, KS88 - Aïn Ziyada, KS89 - Aïn Manawir, KS178 Aïn El-Matrahiyya et KS260 - Aïn Birqis.Fig. 3 – Location of studied sites (KS 60 - Tell-Douch, KS88 - Aïn Ziyada, KS89 - Aïn Manawir, KS178 Aïn El-Matrahiyya and KS260 - Aïn Birqis.

(Image : 2014, Digital Globe, Google Earth)

Les traits discontinus indiquent les failles principales. On repère les oasis à leur couleur sombre.
Intermittent lines indicate the main faults. Oases are made recognizable by their darker color.

2.3. Description des sites étudiés

17L’ensemble des sites présentés ici (fig. 1) comporte à la fois des vestiges d’occupations sédentaires anciennes et contemporaines et d’épais dépôts (3 à 22 m) de sédiments fins dont les faciès et les positions topographiques ne permettent pas de les rattacher aux dépôts de playas cités dans la littérature (Embabi, 1972, 1999, 2004 ; Donner et Embabi, 2000 ; Nofal, 2002 ; Goudie, 2007). Certains de ces dépôts, présents sous forme de placages ou de yardangs (fig. 4-6 et fig. 7-12), contiennent du matériel archéologique en place daté de l'Holocène (principalement des époques prédynastique, perse, ptolémaïque et romaine) et sont recouverts de vestiges de bâtiments ou de parcellaires aujourd'hui abandonnés.

18De nombreuses collines d'origine tectonique s'alignent selon le linéament qui traverse la région de l'est-nord-est vers l'ouest-sud-ouest (Hermina, 1990). Parmi ces collines, trois d'entre elles présentent des caractéristiques remarquables qui en ont fait de véritables châteaux d'eau naturels.

Fig. 4 – Yardangs formés dans un dépôt de sédiments fins à Aïn Ziyada (KS88).
Fig. 4 – Yardangs formed by the erosion of a fine-grained deposit in Aïn Ziyada (KS88).

Fig. 4 – Yardangs formés dans un dépôt de sédiments fins à Aïn Ziyada (KS88).Fig. 4 – Yardangs formed by the erosion of a fine-grained deposit in Aïn Ziyada (KS88).

Fig. 5 – Yardang formé dans les éjectas de schistes argileux d’une source artésienne sur le versant nord d’Aïn Ziyada (KS88).
Fig. 5 – Yardang formed from shales ejecta of an artesian spring on the north slopes of Aïn Ziyada (KS88).

Fig. 5 – Yardang formé dans les éjectas de schistes argileux d’une source artésienne sur le versant nord d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 5 – Yardang formed from shales ejecta of an artesian spring on the north slopes of Aïn Ziyada (KS88).

19Les collines de Tell-Douch (KS60), Aïn Ziyada (KS88) et Aïn Manawir (KS89) (fig. 3), formées par le soulèvement des grès et argiles turoniens de la formation de Taref, dominent le fond de la dépression, formée aux dépens des schistes argileux de la formation Quseir (Bousquet, 1996). Dissymétriques, elles présentent un versant nord plus abrupt que leur versant sud et sont plus étendues sur leur axe est-ouest que sur leur axe nord-sud. L'une des trois collines, Aïn Manawir (KS89), est aujourd'hui traversée par un cordon de barkhanes qui s'étend du nord vers le sud.

20Le soulèvement et l'affleurement des grès de Taref, poreux et fortement fracturés par des diaclases et des failles, font de ces collines des réservoirs hydrologiques potentiels. Ces réservoirs sont aujourd'hui vides, mais l'artésianisme du système aquifère des grès de Nubie et les nombreuses failles liées au linéament tectonique ont permis par le passé la formation d'aquifère "perchés" (Bousquet, 1996). On observe sur le terrain de nombreux indices de la présence ancienne de ces nappes et de la végétation qu'elles ont entretenue : griffons de sources artésiennes, concrétions carbonatées et ferrugineuses associées aux sources, manchons de CaCO3 originellement racinaires liés à la végétation maintenue par les sources, vitrification et rubéfaction liées à des feux de brousse.

21Les nombreux vestiges d'occupation humaine postérieure à l'aridification holocène de la zone et les qanâts antiques creusés dans les collines indiquent également l'importance de ces nappes perchées :

22▪ A Tell-Douch (fig. 6-7), les travaux de l'IFAO ont permis de prouver une occupation sous la forme de campements temporaires à proximité de sources artésiennes durant la période prédynastique. Un foyer a ainsi pu être daté de 4800 BP environ (Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998). De l'époque perse (Vs av. J.-C.) à la fin de l'époque romaine (Vs. ap J.-C.), cette colline et son pourtour ont été densément occupés et cultivés. De très nombreux vestiges de bâtiments, de qanâts et de parcellaires témoignent de l'existence d'une agglomération et d'une agriculture fondée sur l'exploitation des eaux du sous-sol (Bousquet, 1996 ; Reddé, 2004).

23▪ A Aïn Ziyada (fig. 4-5, 8-9, 11) se trouvent des concentrations lithiques antérieures à la période prédynastique autour de griffons de sources et des vestiges d’époques perse à romaine sous forme de bâtiments, de parcellaires et de qanâts (Bousquet, 1996).

24▪ A Aïn Manawir, sur l'extrémité est de la colline, un gisement épipaléolithique associé à une source artésienne a été étudié (Briois et al., 2008). La partie centrale de la colline, sur son front nord, fut occupée durant l'Antiquité par une agglomération dont demeurent les vestiges d'un temple d'époque perse et de maisons, de nombreux parcellaires et d'ouvrages hydrauliques : de nombreux qanâts ont été recensés sur cette colline (Wuttmann et al., 2000).

Fig. 6 – Colline de Tell-Douch (KS60) photographiée depuis le NNE. La lettre G représente l'emplacement de la coupe G.
Fig. 6 – Tell-Douch hill (KS60) seen from the NNE. G letter refers to the location of G section.

Fig. 6 – Colline de Tell-Douch (KS60) photographiée depuis le NNE. La lettre G représente l'emplacement de la coupe G.Fig. 6 – Tell-Douch hill (KS60) seen from the NNE. G letter refers to the location of G section.

Fig. 7 – Site de Tell-Douch - KS60
Fig. 7 – Tell-Douch - KS60.

Fig. 7 – Site de Tell-Douch - KS60Fig. 7 – Tell-Douch - KS60.

(Image: 20/03/2004, Digital Globe, Google Earth)

Les traits discontinus indiquent les failles supposées d’après Bousquet (1996) complété par nos observations sur le terrain. Les lettres font référence à deux des coupes présentées dans cet article. Les lignes indiquent la position des entités indiquées. Les qanats se repèrent à l'alignement de regards ou de tas de déblais associés.
Intermittent lines indicate the inferred faults after Bousquet (1996) complemented by on-fields observations. Letters refer to two of the three sections published in this paper. The lines indicate the location of the different features. Qanats are recognizable by lines of manholes or excavation remains.

25Ces trois reliefs correspondent donc à un ensemble assez homogène de collines d'origine tectonique largement mises en valeur durant l'Antiquité, en lien avec l'exploitation de l'eau contenue dans les nappes perchées des collines, rechargées par artésianisme.

26Les deux autres sites d'étude, Aïn El-Matrahiyya (KS178) et Aïn Birqis (KS260), correspondent à un second type. Hautes de 18 m (KS178) et 22 m (KS260) (fig. 3), ces deux collines sont essentiellement constituées de sédiments fins et subissent actuellement les effets de la corrasion éolienne qui les a profilées selon l'axe nord-sud des vents dominants. Les carrières récentes ouvertes en vue d'exploiter le sédiment des collines pour la construction et l'agriculture dans les oasis actuelles (confection de briques crues et épandage sur les cultures) ont permis de vérifier l'homogénéité du sédiment, au moins pour la partie exploitée. Les deux sites dominent la dépression taillée par l'érosion aux dépens des grès et des schistes argileux de la formation Quseir (Hermina, 1990). Le sommet et les versants des deux collines sont couverts de vestiges de parcellaires en terrasse et de bâtis datés du vingtième siècle qui correspondent à des oasis sur puits artésien abandonnées dans les années 1960.

27Au pied de la colline d'Aïn Birqis (KS260), on observe des vestiges d’aqueducs et de bâtiments du IVe s. ap. J.-C. Toute la partie ouest de ce site est aujourd’hui recouverte par la colline d’Aïn Birqis (Wuttmann et Dachy, 2012) dont émergent vers l'est des restes d'aqueduc. La partie non recouverte de ces vestiges est directement orientée en direction du puits qui était encore exploité par l'oasis du vingtième siècle. Les prospections de l'IFAO indiquent que le puits où l'aqueduc s'alimentait se trouverait sous la colline (Wuttmann et Dachy, 2012). Le IVe s. ap. J.-C constitue donc le Terminus Post Quem (TPQ) de la mise en place de la colline d'Aïn Birqis : elle a été formée par un dépôt postérieur à l'époque romaine.

28A Aïn El-Matrahiyya, des installations romaines se trouvent au pied de la colline. Le bas du versant ouest correspond à une terrasse médiévale partiellement recouverte par la partie supérieure du versant, elle-même occupée par des terrasses cultivées jusque dans les années 1960.

29L'identification des processus de dépôts est donc capitale pour l'ensemble de ces sites d'étude. En effet, la présence de matériel archéologique en place indique que durant une période hyperaride de l'Holocène, pourtant plus propice à l'érosion et à la mobilisation éolienne des sédiments qu'à leur fixation, d'épais dépôts de sédiments fins se sont formés. Le taux de sédimentation que ces sites permettent d'estimer (plus d'1 m/siècle) et la finesse des sédiments déposés invitent à réfléchir aux processus qui ont pu entrainer ces dépôts contemporains des activités agricoles dans la région de Douch.

2.4. Des dépôts nouveaux ?

30Depuis les premières études de la région dans les années 1900, la très grande extension et la nature sédimentologique de certains dépôts de sédiments fins (sables fins, limons et argiles) dans lesquels se sont formés de nombreux yardangs (fig. 4, 8, 10-11) ont interrogé les chercheurs qui se sont succédé dans la dépression de Kharga. Ces modelés furent d’abord identifiés à des dépôts palustres ou lacustres par Beadnell (1909). Il revint ensuite sur son jugement initial et les décrivit comme des dépôts palustres mêlés à des apports éoliens importants (Beadnell, 1911, 1933). Cette interprétation fut reprise par Collet (1926) qui rajouta à la description la mention de similitudes avec l’apparence des lœss périglaciaires. Caton-Thompson et Gardner (1932) s’opposèrent fermement à l’hypothèse lacustre et désignèrent certains de ces dépôts sous le terme de « loess-like deposits ». Des études plus récentes (Embabi, 1972, 1999, 2004 ; Donner et Embabi, 2000 ; Nofal, 2002 ; Goudie, 2007) considèrent que l’ensemble des dépôts de sédiments fins correspond à des dépôts de playas ou de semi-playas, marqués par des alternances de phases lacustres ou palustres et des phases d’apports strictement éoliens. Pourtant, la position topographique de certains dépôts de sédiments fins prospectés et l'époque récente de formation que prouve le matériel archéologique en place excluent la formation de playas.

Fig. 8 – Yardangs sur le versant sud d’Aïn Ziyada (KS88).
Fig. 8 – Yardangs situated on the south slope of Aïn Ziyada (KS88).

Fig. 8 – Yardangs sur le versant sud d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 8 – Yardangs situated on the south slope of Aïn Ziyada (KS88).

Certains d’entre eux sont coiffés de vestiges ptolémaïques (entre 2273 et 1980 BP) tels que les restes du temple visibles au second plan, ou des regards de qanâts.
Some of them are topped with Ptolemaic vestiges (between 2273 and 1980 BP) like the temple remains in the background, or excavated holes of some qanats.

31Les travaux de Beadnell (1909), à la charnière entre le XIXe et le XXe siècle et des travaux (Kamel, 1953 ; Anwar, 1959) menés à des fins d'aménagement lors des prémices du projet de la « Nouvelle Vallée » apportent un éclairage original sur la formation des dépôts de sédiments fins dans la région. Il apparait qu’à la fin du XIXe siècle, les oasis du sud de la dépression de Kharga (dont Aïn Birqis) étaient l’objet d’importants dépôts de sédiments sur la végétation entretenue par les champs. Elles s’organisaient généralement sous la forme de terrasses de sédiment éolien étagées et cultivées depuis un puits constituant le point le plus haut, vers la plaine environnante. Beadnell (1909) déduisait de ce phénomène de dépôt que l’exutoire initial des puits se situait à l’altitude de la plaine environnante et que les collines avaient été formées par des siècles de dépôt éolien sur les cultures. Ce processus constituait à la fois une contrainte, par ensablement des cultures, et un apport recherché de sédiment plus fertile (Beadnell, 1909). Les indications de l'auteur à propos du site d'Aïn Dakhakhin permettent de calculer des taux de sédimentation compris entre 400 et 1000 cm/siècle. Ces taux sont très supérieurs à ceux calculés pour des périodes plus anciennes, qui oscillent entre 18 et 70 cm/siècle et sont probablement sous-estimées en raison de la difficulté à dater exactement la fin des processus de dépôt (Crépy et Callot, 2015).

32Les travaux de Kamel (1953) et d’Anwar (1959) indiquent que dans les années 1950, la région de Baris ne recelait plus que quelques oasis fonctionnant autour de puits artésiens au débit très limité. La plupart de ces oasis (dont Aïn Birqis et Aïn el-Matrahiyya) étaient encore organisées en terrasses autour des puits. Les deux auteurs insistent sur le dépôt de sédiments fins apportés par le vent et se déposant sur les terres cultivées au point d'en rehausser le niveau. Ils indiquent également que ce même phénomène entraine un exhaussement des exutoires de puits suffisant pour entrainer une diminution de leur débit et une réduction des surfaces cultivées. Anwar (1959) indique également que ces dépôts étaient considérés comme une ressource par les agriculteurs oasiens, qui encourageaient leur formation. Par le mélange des sables et des particules plus fines, ils obtenaient ainsi des terres arables de meilleure qualité.

33Il est donc possible que certains des épais dépôts de sédiments fins observés dans la région de Douch soient liés à la végétation entretenue par les champs, au moins pour les dépôts datés du XXe siècle. Selon un raisonnement actualiste concernant les processus de dépôt, il semble tout à fait logique que les champs antiques aient pu contribuer de la même manière au piégeage des sédiments fins transportés par le vent. Les champs antiques pourraient donc partiellement expliquer la position topographique, l’épaisseur et l’extension des dépôts reconnus à Tell-Douch, Aïn Manawir et Aïn Ziyada.

3. Acquisition des données

34En raison de la législation égyptienne qui interdit la sortie des échantillons issus de sites archéologiques et des troubles politiques agitant le pays qui rendent les déplacements sur place plus difficiles, le prélèvement et le traitement de certaines coupes ont dû être différés. Ils n'ont donc pas pu être effectués pour le moment. De plus, même sans les complications supplémentaires liées au contexte politique et économique actuel, les analyses possibles en Égypte sont limitées, particulièrement du point de vue des techniques de datation. Seules des datations au 14C sont possibles sur le territoire, avec des délais particulièrement longs. Cela contraint à rechercher une autre trame d'analyse fondée sur les niveaux archéologiques fréquents et bien datés sur les sites étudiés.

3.1. Etude préliminaire des faciès des dépôts

35Avant de procéder à des études plus approfondies, il était essentiel de repérer les différents types de dépôt de sédiments fins présents sur les sites et de distinguer les dépôts cités par la bibliographie (dépôts de playas et de semi-playas) de ceux jusqu'alors peu étudiés.

36Ce travail repose sur les nombreuses prospections pédestres sur les sites (en novembre 2010, décembre 2011, novembre et décembre 2012), sur des travaux de télédétection à partir d'images satellitales proposées par Google Earth, sur une analyse de photographies prises au sol et sur les travaux archéologiques menés par l’IFAO depuis 1976.

37L’étude de la situation topographique et des faciès des yardangs et des autres accumulations de sédiments fins a permis d’identifier plusieurs types de dépôts :

38▪ En fond de dépression, les dépôts de playas déjà abondamment cités par la bibliographie (Embabi, 1972, 1999, 2004 ; Bousquet, 1996 ; Donner et Embabi., 2000 ; Nofal, 2002 ; Goudie, 2007) sont nombreux. Ils sont organisés en lits horizontaux fins (0,1 à 50 mm selon les coupes) dont la couleur et la texture granulométrique varient en fonction de l’alternance des apports éoliens et des apports par ruissellement. Dans certains cas, ces dépôts présentent des croûtes gypseuses ou salées liées à des périodes d’évaporation et des couches de sédiments extrêmement fins qui correspondent à des dépôts fins de crue. Ces dépôts s'organisent en strates horizontales d'épaisseur variable (1 à 15 mm) constituées d'un sédiment extrêmement fin et homogène (limons fins et argiles).

39▪ Des dépôts de sources artésiennes, tels que ceux décrits par Bousquet (1996) dans la région, ou par Adelsberger et Smith (2010) dans la dépression de Dakhla. Ces dépôts, souvent circulaires ou elliptiques, se forment autour des sources et sont composés d’éjectas artésiens (schistes argileux et débris de grès arrachés à la formation Quseir) (fig. 5) et de sédiments fins, fixés par l’humidité et la végétation. Leur extension spatiale est limitée par le débit de la source. Les prospections ont permis de constater que les principaux vestiges d’installations humaines postérieures à la dernière pulsation humide holocène (5800 BP) et antérieures à la période prédynastique (4500 BP), début du hiatus de deux millénaires dans l’occupation de la région, sont situés à proximité immédiate de ces sources et sont parfois en place dans les dépôts.

40▪ Des dépôts ayant pour origine les activités anthropiques, tels que des tas de déblais de qanâts.

41▪ Des dépôts de sédiments fins extrêmement homogènes dont le faciès sans litage visible indique une origine éolienne. On les trouve sous forme de yardangs, mais également sous forme de plaquages au sommet des collines de Tell-Douch (fig. 6, 10, 12) et d’Aïn Ziyada (fig. 4, 8-9). Ils contiennent fréquemment des manchons de CaCO3 formés autour de racines aujourd’hui disparues, indiquant ainsi la présence de végétation contemporaine ou postérieure au dépôt. Le matériel archéologique en place dans plusieurs coupes confirme un dépôt récent à l’échelle de l’Holocène, postérieur à la dernière pulsation humide. La présence récurrente de parcellaire, de restes de canaux et de déblais anthropiques à leur sommet ou en place dans la coupe, suggère un lien entre ces dépôts et les installations humaines. Les seuls dépôts de ce type observés à distance de sites cultivés l’ont été à proximité immédiate de vestiges de sources artésiennes (et des dépôts associés).

42▪ Des dépôts présentant une alternance de niveaux épais correspondant au type précédent et de niveaux plus fins (une vingtaine de centimètres au maximum) et plus indurés associés à des parcellaires anciens. Ce dernier type n'a été reconnu pour le moment que sur les collines d'Aïn Birqis et Aïn El-Matrahiyya où ils constituent la majeure partie de la colline. Il présente d'importantes similitudes avec le type précédent.

43Les dépôts des deux derniers types, peu étudiés dans la région, seront au cœur de la présente étude.

3.2. Sédimentologie des coupes B, G et N

44Vingt-deux coupes ont été levées et prélevées sur le terrain (fig. 10-12). Parmi elles, seize ont pu être traitées en laboratoire, au Caire. Nous en présenterons trois dans cette étude (fig. 7, 9, 10-12). Elles ont été choisies car elles correspondent toutes trois à des dépôts de faciès éoliens et parce qu'elles contiennent des éléments archéologiques bien identifiés. Elles permettent donc de dater les dépôts, malgré l'impossibilité de le faire avec d'autres méthodes sur le territoire égyptien dans un temps raisonnable.

Fig. 9 – Site d’Aïn Ziyada - KS88.
Fig. 9
 – Aïn Ziyada - KS88.

Fig. 9 – Site d’Aïn Ziyada - KS88.  Fig. 9 – Aïn Ziyada - KS88.

(Image: 20/03/2004, Digital Globe, Google Earth)

Les traits discontinus indiquent les failles supposées d’après Bousquet (1996), complété par nos observations sur le terrain. Ces failles ont permis le soulèvement des grès de la formation de Taref au centre, et ont permis l'émergence de sources artésiennes dont les vestiges et dépôts sont particulièrement visibles le long de celle située au nord. L'érosion éolienne a formé de nombreux yardangs, tant dans les tertres de sources artésiennes que dans un dépôt éolien épais et particulièrement homogène. La lettre N fait référence à la coupe présentée dans cet article.
 Intermittent lines indicate the inferred faults after Bousquet (1996), complemented by on-fields observations. Theses faults allowed the formation of artesian springs whose remains and deposits are clearly recognizable along the north fault. Eolian erosion formed a lot of yardangs in artesian spring mounds and in a thick and homogenous eolian deposit. N letter refers to one of the three sections published in this paper.

Fig. 10 – Coupe G, sur le site de Tell-Douch (KS60).
Fig. 10 – The section G, in Tell-Dush (KS60).

Fig. 10 – Coupe G, sur le site de Tell-Douch (KS60).Fig. 10 – The section G, in Tell-Dush (KS60).

La zone entourée indique le foyer prédynastique (4800 BP environ - datation radiocarbone et étude céramique ; Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998). Le marteau situé au premier plan mesure 35 cm, le burin visible au sommet de la coupe mesure 45 cm.
The surrounded area indicates the Predynastic fireplace (around 4800 BP - radiocarbon date and pottery analysis; Bousquet, 1996; Wuttmann et al., 1998).The hammer in the foreground has a length of 35 cm, the burin at the top of the section is 45 cm long.

Fig. 11 – Coupe N, sur le site d’Aïn Ziyada (KS88).
Fig. 11 – The section N, in Aïn Ziyada (KS88).

Fig. 11 – Coupe N, sur le site d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 11 – The section N, in Aïn Ziyada (KS88).

Le yardang est recouvert d’une couche de déblais anthropiques datée de l’Antiquité.
The yardang is topped by a layer made of ancient anthropogenic excavation remains.

Fig. 12 – Partie sommitale de la coupe B.
Fig. 12 – Upper part of the section B.

Fig. 12 – Partie sommitale de la coupe B.Fig. 12 – Upper part of the section B.

La truelle (dans l'ellipse blanche) indique l'emplacement de l'échantillon B6. Les points indiquent l'emplacement des tessons.
The trowel (in the white ellipse) indicates the sample B6. The dots indicate the potsherds.

45Les traitements appliqués à ces coupes visaient à vérifier le caractère éolien apparent de ces dépôts (homogénéité et uniformité), à préciser les conditions de transport et de dépôt, et à étudier d'éventuelles évolutions diachroniques des dépôts.

46Trois méthodes d’analyse sédimentologique ont été employées, la granulométrie par tamisage humide, l'analyse morphoscopique des grains de quartz et le dosage de la matière organique totale par perte au feu. Leur choix a été motivé tant par les problématiques de recherche que par les conditions pratiques.

47Les analyses calcimétriques et minéralogiques initialement prévues n’ont malheureusement pas pu être mises en œuvre : le temps ayant manqué en 2012, elles étaient planifiées pour la mission de laboratoire de 2013, annulée en raison du contexte politique égyptien.

48Nous présenterons ici les méthodes employées et les résultats obtenus pour les coupes B et G à KS60 (fig. 7) et N à KS88 (fig. 9).

3.2.1 Granulométrie par tamisage humide selon la méthode de Cailleux et Tricart (1959)

49Initialement sélectionnée en raison des difficultés pratiques s’opposant à la mise en œuvre de méthodes de granulométrie plus récentes (le matériel n’est pas disponible en Egypte), cette méthode s’est révélée suffisante. L’impossibilité de connaître la granulométrie des particules inférieures à 50 µm (maille du tamis disponible le plus fin) induit cependant une incertitude dans la détermination du premier quartile D25 (inférieur à 50 µm pour l’ensemble des échantillons traités) ainsi que le calcul de l'indice de tri, qui repose sur un rapport entre ce quartile et la médiane. L'indice de tri vise donc principalement à comparer les échantillons de cette étude entre eux. Les autres indices et quartiles ont ensuite permis d'améliorer la compréhension des dépôts.

3.2.2. Analyses morphoscopiques des grains de quartz

50Les échantillons ont été l’objet d’une observation à la loupe binoculaire permettant d’estimer leur composition qualitative, puis d’une analyse morphoscopique des grains de quartz menée selon la méthode de Cailleux et Tricart (1959). Seule la fraction supérieure à 300 µm a été étudiée, car les particules de taille inférieure sont peu marquées par leur transport. La fraction supérieure à 600 μm a également été écartée de l'analyse : le nombre de grains était trop réduit pour permettre une représentativité statistique. La fraction étudiée est donc comprise entre 300 et 600 µm. Elle convient bien à des analyses visant à distinguer un transport éolien d’un transport hydrique, car les effets de l’eau comme du vent y sont bien visibles.

3.2.3. Dosage de la matière organique totale (MOT) par perte au feu (LOI)

51Cette opération permet d’en savoir plus sur l’environnement et la présence éventuelle de sources de matière organique au moment du dépôt des sédiments. Le recours à la perte au feu (Loss On Ignition - LOI) était le plus adapté aux conditions pratiques et à la composition des échantillons, en permettant de doser la matière organique par mesure directe et non par un calcul obtenu sur la base du taux du carbone total, à l'inverse de la méthode par analyse élémentaire CHN (Carbone-Hydrogène-Azote). La calcimétrie des échantillons n'ayant pas été effectuée, la vérification des résultats obtenus par CHN n'aurait pas été possible alors que cette méthode peut induire des biais sur les échantillons contenant peu de carbone organique et beaucoup de carbone inorganique. En milieu aride, le taux de matière organique moyen dans les sédiments est d’environ 1 %, contre 4 % en milieu semi-aride (Dregne, 1976).

4. Résultats et interprétation

4.1. Résultats pour la Coupe G

52La granulométrie et les analyses morphoscopiques de la coupe G (fig. 6-7, 10) indiquent un transport éolien (fig. 13, tab. 1). Elles confirment l’homogénéité du dépôt, y compris dans la zone concernée par le foyer en place. Les dosages de matière organique, supérieurs aux pourcentages attendus, semblent indiquer un dépôt dans un environnement plus humide que le contexte hyperaride. Le taux plus faible pour l’échantillon G2 pourrait être lié à la combustion produite lors de l’activité du foyer. Le croisement de ces données avec l’observation des dépôts sur le terrain permet de l’interpréter : les pentes de dépôts opposées à la pente du versant actuel indiquent que la paléo-topographie était différente et expliquent la position du foyer. Le dépôt s’est formé derrière une butte (rebdou par exemple) ou un tertre artésien aujourd’hui disparu dont la pente était, sur une de ses faces, inverse à celle du versant. Les résultats obtenus par la sédimentologie indiquent un transport par le vent qui implique également une rugosité de surface suffisante pour piéger les particules et donc la présence d’humidité et/ou de végétation. Enfin, les activités humaines nomades liées à ce foyer prédynastique (4800 BP environ ; Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998) ne semblent pas avoir modifié les conditions de dépôt.

Fig. 13 – Log synthétique de la coupe G.
Fig. 13 – Synthetic log of the section G.

Fig. 13 – Log synthétique de la coupe G.Fig. 13 – Synthetic log of the section G.

A. Dépôt éolien limoneux présentant des manchons de CaCO3 (peut-être des rhizo-concrétions), et une pente de dépôt vers le sud-ouest. B. Foyer en place (4800 BP environ - datation radiocarbone et étude céramique ; Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998). C. Dépôt éolien limoneux présentant des manchons de CaCO3 et une pente de dépôt vers le sud-ouest. D. Versant formé aux dépens de dépôts éoliens plus indurés, selon une pente vers le nord. 1. Limons éoliens ; 2. Limons éoliens très indurés ; 3. Niveau limoneux et cendreux.
A. Wind-blown silty deposits including CaCO3 sleeves (maybe rhizocretions), and following a SW oriented slope of deposition; B. Fireplace (around 4800 BP- radiocarbon date and pottery analysis; Bousquet, 1996; Wuttmann et al., 1998); C. Wind-blown silty deposits including CaCO3 sleeves, and following a SW oriented slope of deposition; D. North oriented slope formed by the erosion of more hardened aeolian deposits. 1. Wind-blown silts; 2. Very hardened wind-blown silts; 3. Silty and ashen layer.

Tab. 1 – Résultat des analyses granulométriques, morphoscopiques et des dosages de la matière organique. La localisation des échantillons est indiquée sur les logs de coupes (fig. 13 et 14).
Tab. 1 – Results for grain size analyses, quartz grain morphoscopy and organic matter rates. Sampling location is indicated on the log of the sections (fig. 13 and 14).

Tab. 1 – Résultat des analyses granulométriques, morphoscopiques et des dosages de la matière organique. La localisation des échantillons est indiquée sur les logs de coupes (fig. 13 et 14).Tab. 1 – Results for grain size analyses, quartz grain morphoscopy and organic matter rates. Sampling location is indicated on the log of the sections (fig. 13 and 14).

4.2. Résultats pour la Coupe N

53La prédominance des ronds mats dans les trois échantillons de la coupe N (fig. 9, 11) indique un transport éolien (tab.1, fig. 14). Les taux de matière organique sont beaucoup plus élevés que ceux des environnements arides et le sédiment est extrêmement fin : les limons et argiles sont majoritaires pour l’ensemble des échantillons. On note toutefois une différence entre l’échantillon N1, qui contient plus de sables grossiers, et les deux autres, pour lesquels cette classe granulométrique représente moins de 15 % du poids des sédiments. Couplées aux observations de terrain, ces analyses nous amènent à l’interprétation suivante : la coupe est une butte témoin d’un dépôt plus uniforme, d’apport éolien piégé par de la végétation. Les vestiges d’activités humaines antiques au sommet de ce yardang et de nombreux autres au faciès semblables dans le secteur indiquent que c’est sur cette surface que les oasis antiques se sont installées et que la formation des yardangs à partir d’un dépôt plus étendu est postérieure à l’Antiquité. La finesse plus prononcée de l’échantillon N3, prélevé juste en dessous des déblais anthropiques, indique que la période d’installation des hommes suit - ou est contemporaine d’ - une période propice au dépôt d’un sédiment plus fin.

Fig. 14 – Logs des coupes N et B.
Fig. 14 – Logs of section N and B.

Fig. 14 – Logs des coupes N et B.Fig. 14 – Logs of section N and B.

I. Coupe N. IA. Déblais anthropiques ; IB. Dépôt éolien limoneux contenant de nombreux manchons de CaCO3 formés autour de racines aujourd'hui dégradées. II Coupe B. IIA. Parcellaire ptolémaïque (2300 BP environ - en fonction des vestiges céramiques et bâtis en place et en association) ; IIB. Dépôt éolien sablo-limoneux dont le sommet a été employé comme parcellaire ; IIC. Dépôt éolien sablo-limoneux très induré recelant des tessons (TAQ : 2400 BP – TAQ : 2250 BP, d'après la céramique en place). IID. Dépôt constitué de sédiment éolien sableux remanié par un ruissellement de faible énergie. 1. Sédiment éolien sableux ; 2. Sédiment éolien sablo-limoneux ; 3. Sédiment éolien sableux et limoneux. Alternance de strates à l'induration variable ; 4. Sédiment éolien limoneux ; 5. Vestiges de parcellaires ; 6. Déblai anthropique ; 7. Tesson de poterie.
I. Section N. IA. Anthropogenic remains of an excavation; IB. Wind-blown silty deposits including a lot of CaCO3 sleeves formed along roots currently degraded. II section B. IIA. Ptolemaic parcels (around 2300 BP - from the archeological remains); IIB. Wind-blown silts and sands used as parcels; IIC. Very hardened aeolian slits and sands including potsherds (TPQ: 2400 BP - TAQ: 2250 BP, after pottery sherds). IID. Aeolian sands reworked by a low energy runoff. 1. Wind-blown sand; 2. Wind-blown sands and silts; 3. Wind-blown sand and silts. Alternating layers with variable induration; 4. Wind-blown silts. 5. Remains of parcels; 6. Anthropogenic remains of an excavation; 7. Potsherd.

4.3. Résultats pour la coupe B

54La coupe B (fig. 7, 12), moins homogène que les précédentes (tab. 1, fig. 14), se décompose en quatre sous-groupes d’échantillons :

55▪ l’échantillon B1, prélevé au pied de la coupe, présente des traces de végétaux (manchons de CaCO3). Il est très majoritairement constitué de sables fins (médiane à 165 mm). Le taux de matière organique, le plus important de la coupe, se situe au-dessus des moyennes généralement constatées en milieu aride. Très majoritairement constitué de quartz, l’échantillon contient aussi du grès dans la fraction des sables grossiers ainsi que des plaquettes d’argilite très peu émoussée. Ceci semble indiquer que le transport de ces plaquettes n’a pas eu un impact important sur leur forme et qu’il a donc été très court. La morphoscopie des grains de quartz indique très nettement la prépondérance d’un transport éolien des sédiments.

56▪ les échantillons B2 à B5, prélevés dans les niveaux à lits fins mis en évidence par la corrasion éolienne, sont majoritairement constitués de sables fins et grossiers. Leurs médianes sont parmi les plus hautes de l’ensemble de la coupe et les taux de matière organique correspondent aux moyennes fréquemment observées en milieu aride. Principalement composés de quartz, les échantillons contiennent aussi des débris de grès parmi les particules grossières ainsi que de nombreuses plaquettes minces et des minéraux lourds. Les grains de quartz présentent principalement les marques d’un transport éolien, mais aussi d’un transport hydrique (particulièrement dans l’échantillon B4), qui s’explique par le faciès de grains de quartz contenus dans le grès encaissant et peu remaniés.

57▪ l’échantillon B6, prélevé dans une couche plus indurée ne comportant pas de lits visibles, est majoritairement constitué de sables fins, mais l’augmentation de la proportion des limons et argiles est importante. Majoritairement constitué de quartz, l’échantillon comprend de nombreux agglomérats cimentés par des carbonates. La morphoscopie des grains de quartz indique clairement un transport éolien.

58▪ les échantillons B7 à B10 sont composés d’un sédiment encore plus fin. Les sables fins restent majoritaires, mais ces échantillons comportent une part importante de limons et argiles. Paradoxalement, ils contiennent quelques grains nettement plus grossiers. En plus des grains de quartz, l’échantillon comprend des fragments de calcaire, de grès et des agglomérats cimentés par des carbonates. La morphoscopie indique un transport éolien.

4.4. Interprétation

59A partir de ces résultats et des observations de terrain, l’interprétation est la suivante :

60▪ les échantillons B1 à B5 correspondent à une période durant laquelle les apports éoliens étaient remaniés par un ruissellement de faible énergie (suintements artésiens ou ruissellement léger). La présence dans l’échantillon de plaquettes d’argilite très peu émoussées indique un transport court depuis une source artésienne.

61▪ l’échantillon B6 constitue une transition entre la partie litée de la coupe et le sommet beaucoup plus homogène. Les ciments carbonatés qui consolident les agglomérats indiquent la présence et l’évaporation d’eau dans le secteur ou le transport des agglomérats par saltation. Quoi qu’il en soit, cet échantillon témoigne d’une période où les apports en eau carbonatée ont été plus importants que précédemment, soit in situ, soit dans la dépression située au vent par rapport à la coupe. Les apports d’eaux artésiennes ont donc dû être plus importants ou plus réguliers. Ces éléments et la présence d'un tesson de céramique d'époque perse (le plus profond dans la coupe B), à 8 cm au-dessus de l’échantillon, indiquent qu'il pourrait correspondre au développement des systèmes d’irrigation et de l’agriculture dans ce secteur.

62▪ les échantillons B7 à B10 traduisent un piégeage par la végétation des sédiments transportés par le vent. Des tessons de poterie, des agglomérats, des grains grossiers et des fragments de grès (probablement apportés par l’eau d’irrigation venue des qanâts creusés dans la roche en amont) indiquent que la végétation correspond aux cultures antiques. Les parcellaires ptolémaïques conservés au sommet de cette butte (Bousquet, 1996) confirment cette interprétation. Le taux de sédimentation est haut.

63Ces analyses sédimentologiques montrent donc des liens entre les secteurs de dépôts éoliens et les lieux d'installations humaines.

4.5. Analyse des cartes topographiques anciennes et des images satellitales

64Afin d’en affiner la compréhension, nous avons complété les travaux sédimentologiques portant sur des dépôts datés de la Préhistoire et de l’Antiquité par des travaux concernant des dépôts comparables utilisés comme terres agricoles au vingtième siècle. La période de dépôt est incertaine mais postérieure à l’époque romaine, au moins pour Aïn Birqis, où les sédiments reposent directement sur des installations du IVs. ap. J.-C.

65La présence dans la base de données de la mission de l'IFAO à Douch de cartes au 1/10000 datées des années 1930 a offert un outil de travail particulièrement utile pour étudier les sites d’Aïn el-Matrahiyya et d’Aïn Birqis. En effet, ces documents ont permis de vérifier l’activité et l’extension de ces oasis dans les années 1930. Par géoréférencement à l'aide d'un SIG, les zones indiquées comme cultivées sur la carte ont ensuite été comparées à l’extension actuelle de collines et des niveaux de terrasses de culture abandonnées visibles sur les images satellitales fournies par Google Earth. A la suite de cette comparaison, il apparaît que les cultures n’étaient pas au maximum de leur extension dans les années 1930. Une partie des terrasses est donc antérieure et/ou postérieure. De plus, cette méthode a permis d’identifier sept autres buttes et collines présentant le même type d’organisation, et correspondant à des oasis actives en 1930. Seules deux de ces oasis (Aïn Gaga et Aïn Dakhakhin) sont encore actives de nos jours. Or la présence d’oasis et de cultures sur les points hauts pose question. Si les fonds de dépression sont généralement laissés à l’écart des cultures en raison de problèmes de salinisation des sols, il apparaît surprenant que ce ne soit pas les bordures de dépression, mais bien les buttes et les collines qui ont été colonisées par les agriculteurs. En effet, comparativement aux puits situés plus bas en plaine et bénéficiant donc d'une pression artésienne plus importante, les puits artésiens du sommet des collines avaient un débit moindre. Le recours à une irrigation gravitaire (nécessitant donc un point d'extraction de l'eau situé au-dessus des secteurs de culture) ne suffit pas, seul, à justifier ce choix, car même en plaine, les puits artésiens ont formé des tertres de plusieurs mètres de hauteur qui auraient largement suffi à cette fin.

66De nos jours, les yardangs sont passés au bulldozer, des carrières de sédiments sont ouvertes dans les collines afin de former des sols avant l’ouverture de nouveaux champs et les agriculteurs répandent parfois du sédiment prélevé dans les buttes et yardangs sur leurs cultures déjà existantes. Cette observation tend à démontrer que ces dépôts sont considérés comme une ressource pour l’agriculture. La qualité des sols, encore recherchée aujourd'hui est donc l'un des facteurs de la situation topographique des oasis, mais le choix d’installer des cultures au plus haut des versants reste surprenant. De plus, la hauteur des collines et le temps de dépôts supposé court (16 siècles au maximum à Aïn Birqis) impliquent des éléments de rugosité de surface susceptibles de piéger et de maintenir en place les sédiments fins. Les secteurs les plus hauts des collines étant situés dans les secteurs les plus récemment cultivés, les champs semblent avoir été cet élément de rugosité.

5. Discussion 

67A partir du croisement de ces données, un modèle théorique d’évolution paysagère et environnementale de la région de Douch a été construit (fig. 15). Il se décompose en deux sous-modèles se succédant chronologiquement. Les sites étudiés permettent en effet de distinguer plusieurs périodes, avec une césure principale marquée par l’apparition de l’agriculture dans la région.

Fig. 15 – Modèle d’évolution environnementale et paysagère développé pour la période allant de l’installation des oasis à l’époque perse (2500 BP environ) jusqu'à la fin de la période romaine marquée par la brusque réduction de l’emprise spatiale des oasis (1500 BP environ).
Fig. 15 – Model of evolution of the environment and the landscapes of the period between the settlements of the oases in Persian Times (around 2500 BP) and the end of Roman Times (around 1500 BP), when the spatial influence of the oasis was brutally reduced.

Fig. 15 – Modèle d’évolution environnementale et paysagère développé pour la période allant de l’installation des oasis à l’époque perse (2500 BP environ) jusqu'à la fin de la période romaine marquée par la brusque réduction de l’emprise spatiale des oasis (1500 BP environ).Fig. 15 – Model of evolution of the environment and the landscapes of the period between the settlements of the oases in Persian Times (around 2500 BP) and the end of Roman Times (around 1500 BP), when the spatial influence of the oasis was brutally reduced.

Dans l'encadré en pointillé : modèle d’évolution environnementale et paysagère pour la période allant de l’aridification de la région (5800 BP environ) au hiatus dans son occupation humaine (4500 BP environ). 1. Facteurs mésologiques ; 2. Facteurs anthropo-mésologiques ; 3. Facteurs anthropiques ; 4. Relations entre deux facteurs ; 5. Relations entre deux facteurs impliquant un déséquilibre et nuisant à la durabilité du système ; 6. Facteurs à l'œuvre pour la période comprise entre 5800 et 4500 BP.
In the dotted box : model of evolution of the environment and the landscapes of the period between the aridification of the area (around 5800 BP) and the hiatus in its human occupation (around 4500 BP). 1. Mesological factors; 2. Anthropogenic and mesological factors; 3. Anthropogenic factors; 4. Relation between two factors; 5. Relation between two factors involving an imbalance and compromising the sustainability of the system; 6. Factors for the period between 5800 and 4500 BP. 

5.1. De l’aridification à l’abandon de la région (5000-4500 BP)

68Les caractéristiques du système aquifère des grès de Nubie (recharge ancienne, volume de la nappe, artésianisme, absence de variations saisonnières) ont permis de limiter les effets de l’aridification climatique : si les précipitations ont chuté, la présence des sources a formé une mosaïque d’espaces refuges pour la végétation et pour les hommes. Les seules traces d’occupation pour cette période sont donc concentrées autour des sources artésiennes, principalement sur les collines de grès (dont Tell-Douch et Aïn Ziyada) mais aussi dans les dépressions.

69Ces occupations temporaires ne semblent pas avoir eu beaucoup d’impact sur l’environnement immédiat. Dans le contexte d’aridification climatique, les sources auraient servi de lieu de repli, pour des pasteurs nomades en mouvement vers la vallée du Nil ou vers le Sud moins aride, et d’étapes pour des groupes transitant de la vallée du Nil vers le SO (Smith, 1980).

70Dans ce contexte, on peut parler d’évolution paléoenvironnementale et paysagère contrôlée par les eaux souterraines et par les apports de sédiments éoliens (fig. 15, encadré en pointillé). Le seul impact des activités humaines pourrait avoir été un accroissement éventuel des feux de végétation autour des sources. Les installations étaient complètement tributaires de l’activité des sources et limitées dans le temps par leur débit.

71L’explication du quasi abandon de la région reste toutefois en question. Le débit relativement faible des sources peut avoir joué un rôle, surtout avec l’exhaussement progressif des exutoires de sources en raison du piégeage des sédiments par la végétation et l’humidité. Cet exhaussement, dans un système artésien, provoque un amoindrissement des débits disponibles sans moyens techniques d'extraction. Ce phénomène de dépôt lié à la végétation autour de sources artésiennes a également été observé et étudié à Dakhla (Adelsberger et Smith, 2010). En l’absence de moyens techniques d’extraction de l’eau, les quantités d’eau disponibles ont donc baissé drastiquement autour des sources, alors même que l’artésianisme restait fort, comme en témoignent les traces de suintements artésiens sur les collines et la quantité de manchons de CaCO3 formés autour de racines. L’alternance de périodes d’obstruction et de désobstruction naturelle des griffons de sources, attestée par le fonctionnement asynchrone de certains sources situés dans des secteurs très réduits le long d'une même faille (Bousquet, 1996) pourrait expliquer cette période de déprise : dans un mode de vie nomade, l'absence de points d'eau suffisamment stables pour être connus des groupes de pasteurs constitue une contrainte forte. La topographie des sites à cette époque pourrait correspondre à la représentation proposée dans la Figure 16A.

Fig. 16 – Reconstitution de l’évolution géomorphologique du site d’Aïn Ziyada (KS88).
Fig. 16 – Reconstitution of the geomorphological evolution of Aïn Ziyada (KS88).

Fig. 16 – Reconstitution de l’évolution géomorphologique du site d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 16 – Reconstitution of the geomorphological evolution of Aïn Ziyada (KS88).

A. Schéma synthétique de la topographie de KS88 vers 5000 BP B. Schéma synthétique de la topographie de KS88 vers 2000 BP C. Schéma synthétique de la topographie actuelle de KS88. 1. Formation de Taref : grès et schistes argileux ; 2. Ejectas artésiens, fragments de grès et de schistes argileux de la formation de Taref, remaniés et épandus autour des sources ; 3. Dépôts éoliens limoneux et sablo-limoneux liés à l'humidité et la végétation entretenues par les sources : secteurs d'installation privilégiés par les camps temporaires ; 4. Dépôts éoliens limoneux liés aux cultures et activités anthropiques, d'extension plus large ; 5. Niveau maximal supposé des dépôts éoliens liés aux activités humaines ; 6. Exhaussement progressif lié au dépôt éolien sur les champs ; 7. Remontées artésiennes et recharges des aquifères superficiels ; 8. Remontées artésienne et recharges des aquifères superficiels affaiblies : le processus est devenu insuffisant pour permettre l'exploitation de la plupart des nappes superficielles entre 2000 BP et 1500 BP.
A. Synthetic scheme of KS88's topography around 2000 BP. B. Synthetic schemme of KS88's topography around 2000. C. Synthetic scheme of KS88's current topography. 1. Taref formation: sandstones and shales; 2. Artesian ejectas, pieces of sandstones and shales from the Taref formation, reworked and spread around the springs; 3. Aeolian deposits made of silts and sands trapped by the vegetation and the moisture on the soils around the springs: favored sectors of settlements for temporary campsites; 4. More vast aeolian silty deposits linked with agriculture and anthropogenic activities; 5. Deduced maximal level of the aeolian deposits linked with the anthropogenic activities; 6. Progressive uplift: wind-blown sediment trapped on the fields; 7. Artesian ascents of the water and recharge of the superficial aquifers; 8. Artesian ascents of the water and recharge of the superficial aquifers: the process became insufficient to allow the exploitation of most of the superficial aquifers between 2000 BP and 1500 BP.

5.2. Un millénaire d’oasis antiques (2500 BP-1500 BP)

72Dès la reprise de l’occupation, à partir de puits creusés aux emplacements des sources et de qanâts (Robin et Bousquet, 2000), les modifications environnementales ont été profondes : l’exploitation des ressources en eau souterraines a permis de créer localement des conditions nettement plus propices à une agriculture pérenne, en dépit des conditions bioclimatiques régionales d’hyperaridité. A l’inverse de ce qui se produisait dans la vallée du Nil, les caractéristiques de la ressource en eau n’impliquaient pas de caractère saisonnier des cultures et la couverture végétale était donc quasi-permanente dans les secteurs cultivés. Ceci permet d’expliquer l’élévation rapide des terres arables : rarement à nu ou desséchées, elles n’ont pas laissé de prise à l’érosion et à la déflation. Au contraire, elles ont permis la fixation de fines par l’augmentation considérable de la rugosité de surface induite par l’irrigation pérenne permettant une végétation permanente. Le processus de transport et le régime monodirectionnel des vents permettent un vannage éolien qui sélectionne des grains de taille très homogène à l'échelle régionale. Le dépôt a donc pu se constituer sur des secteurs de rugosité comparables de manière assez uniforme tant à l'échelle intra-site qu'à l'échelle inter-site. Les dépôts situés à proximité de l'erg sont cependant un peu plus sableux que ceux situés dans le reste de la dépression, en raison d'un apport par saltation de sédiment plus grossier depuis les dunes. En raison des activités anthropiques, la région est ainsi devenue une zone de dépôt, alors qu’elle n’était auparavant qu’une zone-source de sédiments et un lieu de transport éolien. Il est tout à fait envisageable qu'une partie des dépôts soit également liée à des déplacements de sédiments par les agriculteurs. Toutefois, même dans cette hypothèse, il aurait fallu trouver des stocks de sédiments exploitables. Seules des zones végétalisées sur une longue durée (et cultivées grâce à l'exploitation des eaux souterraines) pouvaient permettre la constitution de ces stocks exploitables. Enfin, s'il apparait que les hommes ont parfois prélevés des sédiments fins pour les épandre sur les cultures (comme c'est encore le cas aujourd'hui), il s'agit de déplacement du sédiment des points hauts vers les points bas, jamais des points bas vers les points hauts. Dès l'abandon des zones cultivées, la corrasion et l'ablation reprennent rapidement, avec des taux d'érosion compris entre 15 et 42 cm/siècle (Crépy et Callot, 2015).

73Dans ce cadre, on peut donc parler d’évolution paléoenvironnementale et paysagère contrôlée par les eaux souterraines, les apports de sédiments éoliens et les activités humaines (fig. 15). Ce système oasien conduit à un déséquilibre : en facilitant le dépôt des sédiments, il entraîne une surélévation progressive des terres arables et une baisse de la pression artésienne. La baisse générale du niveau de la nappe du système aquifère des grès de Nubie depuis 7000 BP (Gasse, 2000) entrainant une baisse de la surface piézométrique, et de la pression artésienne, la recharge des nappes perchées des collines s’est progressivement amoindrie. Ainsi limitée, la recharge artésienne des nappes perchées est devenue insuffisante pour compenser la décharge liée à l’exploitation hydraulique intensive (au moins 20 qanâts différents pour la seule colline d'Aïn Manawir ; Wuttmann et al., 2000). Le niveau des nappes perchées s’est abaissé : on observe à l’époque romaine un surcreusement des qanâts, pour en faire passer les planchers sous le toit des nappes (Wuttmann et al., 2000). En conséquence de la baisse du niveau des nappes et des travaux de surcreusement, le système de cultures est étagé dans le temps. Ainsi, sur le terrain, à Tell-Douch par exemple :

74▪ les vestiges de champs perses et ptolémaïques sont situés hauts sur le versant ;

75▪ les vestiges de champs d’époque romaine sont situés sur un niveau plus bas le long du versant, au pied du dépôt de plus de 3 mètres d’épaisseur recouvert par les champs perses et ptolémaïques.

76Cet étagement traduit la nécessité, pour irriguer par gravité, d’entretenir les champs à une altitude inférieure au niveau de sortie des qanâts et des puits. Lorsque l’écart entre le niveau des nappes et le niveau des terres cultivables est devenu trop important pour permettre l’irrigation par les moyens techniques disponibles, les sites ont souvent été abandonnés. Les recherches archéologiques menées dans la région confirment l’existence, à la fin du IVs. ap. J.-C. et durant le siècle suivant, d’une période durant laquelle de nombreuses oasis ont été abandonnées (Wuttmann, 2006). A la fin de l’époque romaine, la topographie a pu correspondre à la reconstitution proposée dans la Figure 16B. L'uniformité du dépôt, démontrée par le niveau actuel du sommet des yardangs, est liée au fonctionnement des dynamiques éoliennes : le vent peut sans problème faire remonter les particules sur les versants, et déposer ainsi le sédiment dans tous les lieux où la rugosité de surface est suffisante.

77Dans la région étudiée, le lien entre agriculture et évolution environnementale est donc assez original : l’agriculture est souvent associée à des phénomènes érosifs et rarement à des processus de dépôt. De plus, dans les cas étudiés précédemment dans lesquels un lien entre agriculture antique et dépôt de sédiments a été démontré, ce dépôt était lié directement à l’irrigation ou au ruissellement terminant son parcours sur les champs et non à des apports éoliens :

78▪ dans le nord de la dépression de Kharga, où Caton-Thompson et Gardner (1932) ont identifié des dépôts de débordements des puits antiques ;

79▪ au Yémen, des dépôts de plusieurs mètres d’épaisseur se sont formés à la suite de dérivations à des fins agricoles de wadis (Coque-Delhuille et Gentelle, 1997 ; Gentelle, 2003) et au colluvionnement dans des terrasses de culture (Wilkinson, 1999, 2003).

80Enfin, la disponibilité de la ressource en eau exploitée ne semble pas avoir changé entre l’abandon de la région aux alentours de 4500 BP et l’installation des oasis antiques vers 2500 BP. Les seuls facteurs ayant varié sont les moyens techniques d’extraction et de transport de l’eau ainsi qu’une éventuelle politique volontariste. Les moyens déployés (creusement de puits et de nombreux qanâts) suggèrent qu’une volonté politique et une réelle organisation étaient nécessaires : la création ex nihilo d’oasis en plein désert libyque ne s’improvise pas. A Aïn Manawir, cette volonté est attestée par des sources écrites et par les plantes cultivées à l’époque perse : cette oasis a été implantée en lien étroit avec le temple d’Amon à Hibis, dans le nord de la dépression (Chauveau, 1998) et les choix de plantations correspondent à une culture de rente (Newton et al., 2013). Une même logique volontariste à l’époque romaine a été mise en lumière par une approche historique (Ferron, 2013).

81A la fin de l’Antiquité, l’érosion et la déflation ont largement modifié les dépôts. De ces deux systèmes, il ne reste aujourd’hui que des fragments conservés sous forme de yardangs ou de vestiges archéologiques. La succession de ces deux systèmes permet d’expliquer, si l’on tient compte de l’érosion à l’œuvre depuis la fin de l’époque romaine, une bonne partie du paysage actuel des sites étudiés, comme le montre l’exemple de la colline d’Aïn Ziyada (fig. 16C). Il apparait également qu'au fur et à mesure de l'exhaussement des terres arables et du rabattement des nappes perchées exploitées par les qanâts, les cultivateurs ont progressivement colonisé des secteurs de plus en plus bas, jusqu'à parvenir dans le fond de la dépression à la fin de l'époque romaine. Ce phénomène est particulièrement remarquable à Tell-Douch.

6. Critique et perspectives

82Si le croisement des différentes méthodes employées a permis d’obtenir des résultats, il pourrait être étayé par de nouvelles analyses sur les coupes étudiées (calcimétrie, minéralogie, micromorphologie). L’étude de nouvelles coupes est également envisagée pour faciliter la comparaison des résultats et vérifier si l’association entre les grandes extensions de dépôts éoliens et les espaces cultivés est systématique. Dans l’idéal, la datation par OSL de certains échantillons permettrait de vérifier les époques de dépôts pour les coupes dans lesquelles aucun élément datant n’a pu être découvert ; malheureusement, ce type d’analyse est impossible en Egypte : le seul laboratoire de datation présent sur le territoire est le Pôle d’archéométrie de l’Institut Français d’Archéologie Orientale - Laboratoire de datation par le radiocarbone. Cela permettrait d’affiner les modèles théoriques présentés pour distinguer la part de la baisse du niveau des nappes de la part de l’élévation progressive des terres arables dans l’abandon des cultures.

83Malgré la période d’abandon de la fin du IVs. ap. J.-C., un certain nombre de sites (à l'image d'Aïn Birqis et Aïn El-Matrahiyya) ont perduré ou ont été recolonisés à différentes époques. Il semble donc nécessaire d’étudier davantage ces installations pour construire des modèles théoriques tels que celui présenté dans cet article. Ce travail permettrait de constituer une trame d’évolution environnementale dans la région de 5000 BP à nos jours. Les enseignements pourraient être nombreux, car il semble que l'exhaussement des terres arables autour des grands puits artésiens de plaine n'a pas mené à une colonisation progressive de la dépression, mais au contraire à une élévation toujours plus marquée du niveau des champs sur les buttes de sédiments. L'étude d'Aïn Birqis et d'Aïn El-Matrahiyya sera donc prolongée afin de mieux discerner les rôles du facteur anthropique (mode d'accès à l'eau mis en œuvre par les habitants des oasis) et du facteur hydrogéologique (remontée artésienne naturelle) dans la morphogenèse de ces collines majoritairement composées de sédiment éolien.

7. Conclusion

84Le site de Douch montre une interaction ancienne entre l’homme et l’environnement, appréhendée par le croisement des données géomorphologiques avec le résultat des travaux de l’IFAO depuis 1976. De l’aridification de la région vers 5000 BP à la période prédynastique (5000-4500 BP), les installations nomades ont simplement profité de la présence d’eau et d’abris contre le vent, à proximité de sources artésiennes. L’impact environnemental des activités anthropiques était donc très réduit, se limitant à une augmentation des risques de feux de végétation autour des foyers. Les dépôts de lœss et de sédiments éoliens fins se limitaient donc aux secteurs de sources.

85Au contraire, dès l’installation des oasis, pour des raisons économiques (Chauveau, 1998 ; Newton et al., 2013) et politiques (Ferron, 2013), les activités humaines ont eu un impact plus marqué sur l’environnement. L’implantation et l’extension des zones de culture, rendues possibles par l’exploitation minière (qanâts, tranchées et puits) des nappes superficielles rechargées par l’artésianisme des aquifères profonds ont permis aux dépôts de sédiments éoliens fins de déborder largement des zones des sources. Le système bioclimatique régional hyperaride a été surmonté localement et temporairement par un système anthropisé fondé sur l’exploitation de phénomènes artésiens locaux, modifiant considérablement la relation homme/environnement et les évolutions mésologiques. La région de Douch est donc devenue artificiellement une « limite de milieu» (l'expression est tirée du titre de la monographie de Bousquet, 1996).

86A la fin de la période romaine (1500 BP environ), l’exhaussement des terres et le rabattement des nappes superficielles ont contribué à l’abandon de nombreux sites. Quelques sites ont perduré plus longtemps dans les secteurs où la recharge des aquifères superficiels par l'artésianisme des aquifères profonds était suffisante. Mais les oasis étaient plus « contractées » dans le temps et dans l’espace. Cette contraction semble s'être maintenue de la fin de la période romaine jusqu’à l’implantation des forages profonds liée au projet de « Nouvelle Vallée » dans les années 1950. Le temps de remplissage des nappes superficielles, après une période d'exploitation intensive, et l’alternance d’obstructions et de désobstructions (naturelle ou liée à un curage) des griffons pourraient expliquer ces temps et ces surfaces d’occupation plus réduites. Seuls certains secteurs bénéficiant de puits plus pérennes, pour des raisons encore mal comprises, ont permis des temps d'occupation plus importants (oasis de collines encore actives dans les années 1960 et recelant des vestiges d'occupation romaine et médiévale).

87Depuis l’essor des politiques volontaristes liées au projet de « Nouvelle Vallée », l’emprise spatiale et temporelle des oasis est de nouveau en extension, avec des conséquences environnementales importantes (compensation de l’hyperaridité climatique par la profusion édaphique, modifications des dépôts, rabattement progressif des aquifères profonds). Cette emprise devrait se renforcer dans un avenir proche : le président Abdel Fattah El-Sisi a annoncé une relance du projet de « Nouvelle Vallée ».visant, à terme, à la création de près de 4 millions de feddans (environ 1 680 000 hectares) de terres cultivées dans le désert Libyque. Il ne fait aucun doute que la réalisation de ce projet volontariste aura des conséquences sur les processus de dépôt et d'érosion éoliens, et donc sur les milieux.

88Lorsque Bernard Bousquet réalisa sa remarquable monographie sur la région de Douch en 1996, il l’intitula « Tell-Douch et sa région : géographie d’une limite de milieu à une frontière d’empire » et la consacra à l’étude de l’environnement et de l’irrigation sur cette marge de l’œkoumène. Presque vingt ans plus tard, de nouvelles données indiquent que si cette région a constitué une « limite de milieu », c’est peut-être justement parce qu’elle a été une frontière d’empire, et non l’inverse : il semble en effet que les installations agricoles ont permis la modification rapide des milieux, par le dépôt progressif de sédiment plus fertiles et l'exploitation des ressources en eau souterraines. Ainsi, alors que les ressources en eau étaient également présentes plus au sud, seuls les secteurs où les hommes se sont installés ont évolué vers des conditions mésologiques plus favorables. La limite de milieu serait donc le résultat des activités anthropiques, et non de conditions climatiques ou édaphiques préexistantes.

89L’étude diachronique du sud de la région de Kharga suggère, en tous cas, que les avancées techniques dans l’extraction de l’eau et les volontés politiques et économiques ont été déterminantes dans l’évolution de cet espace de l’époque perse jusqu’au projet nassérien de la « Nouvelle Vallée » maintes fois réactivé.

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Annexe

Lexique

Qanât : galerie drainante souterraine, repérable à la surface par l'alignement des tas de déblais de creusement et d'entretien et équivalente aux foggaras algériennes, aux khettaras marocaines, et aux aflaj de la péninsule arabique.

Rebdou : tertre ou butte sableuse et limoneuse se constituant autour d'arbustes ou d'arbres. Leur surface est faible et dépend de la répartition des végétaux susceptibles de survivre à un dépôt sédimentaire rapide. Plus le rebdou devient haut, plus les végétaux croissent, permettant la formation progressive de buttes de plusieurs mètres de hauteur s'il s'agit d'arbres tels que les tamarix. Dans le sud de la dépression de Kharga, ils atteignent fréquemment 5 à 6 m de hauteur et peuvent dépasser les 8 mètres. Une fois les végétaux morts, la corrasion éolienne reprend rapidement.

Abridged English version

Arid lands are generally sparsely populated and sedentary settlements are concentrated on low-surfaced areas in the oases. Available water and soil may vary through time and this, cumulated with political, economic and demographic context, has a strong impact on the state of the oases. One of the largest oases in the Western Desert of Egypt, which receives less than 1 mm of annual rainfall (Traboulsi and al., 1997), is located in Kharga basin. The eolian erosion is strong: the dominant north winds shaped most of the surface of this region. Its south part (fig. 1,3), includes a lot of archaeological remains of prehistoric and historic settlements (Reddé, 1987; Bresciani, 1995; Bousquet, 1996; Wuttmann and al., 1998; Wuttmann, 2006; Briois and al., 2008) although the onset of hyperarid conditions dated from around 4500 BP (Wendorf and Schild, 1980; Sanlaville, 1997) (fig. 2). The farming settlements started during the 5th century BC, benefiting from the hydrogeological settings: the Nubian sandstone aquifer system produced some artesian springs along the main faults, and perched aquifers in some of the hills (Thorweihe, 1990; Bousquet, 1996). But water is not sufficient to explain farming activities. So this work is focused on the formation of the arable land.

A lot of fine-grained deposits were discovered in the form of yardangs or veneers (fig. 4-5, 8, 11) by geoarchaelogical survey. Their formation is dated from the Late Holocene by archaeological remains and seems inconsistent with the climate. Five sites (fig. 3, 7, 9) were studied. Three were occupied during the Antiquity (KS60, KS88 and KS89) thanks to the exploitation of the perched aquifer by qanats. Two (KS178 and KS260) were organized around big wells and high eolian deposits in the middle of the plain until their abandonment in the 1960s.

Among these fine-grained deposits, several types were identified, three of them already described by previous studies: playa and semi-playa deposits (Embabi, 2004), artesian spring deposits (Bousquet, 1996), anthropogenic deposits (drilling cuttings, Bousquet, 1996). But two types of deposits were not described yet. The first type consists in very fine sand, silt and clay homogenous deposits of eolian origin. They are often topped with the remains of ancient cultivated fields, buildings or canals which were in use during the Antiquity. The second type was only seen in KS178 and KS260: thick deposits similar to the first type alternating with more indurated thin deposits linked with former cultivated plots. These thick sequences (18 m in KS178, 22 m in KS260) surrounding the artesian wells lie on Roman remains. This implies really high sedimentation rates, which are hard to understand in such environmental conditions. One hypothesis was formulated thanks to H.J.L. Beadnell's work in Kharga basin (1909). He described some of the oases of South Kharga basin, including KS260, during their use. At this time, sedimentation rate on the cultivated fields was high: the increase of the surface roughness implied by the vegetation allowed a deposition of fine particles which was seen by the farmers as a resource. The same process may have occurred during the Antiquity and could be the explanation for the formation of fine-grained deposits in an hyperarid environment

To check the validity if this hypothesis, different types of analyses were led: geoarchaelogical survey, to see if fine-grained deposits were always associated with archaeological sites; sedimentological analyses (granulometry, morphoscopy, loss on ignition) on three sections (fig. 10-14, tab. 1); a comparison between topographic maps (1/10000) made in the 1930's and satellite imagery. These analyses confirmed the hypothesis and led to the creation of a theoretical model of environment and landscape evolution of the area (fig. 15).

From ca 5000 to ca 4500 BP, the artesian waters limited the effects of the great aridification on nomads. The springs were the only places where vegetation and men could settle. The archaeological remains from this time were all found around the springs. Men had few impacts on the local morphogenesis. The environmental evolution was controlled by groundwater and wind: eolian deposition only occurred around springs (fig. 16A). The hiatus in the occupation of the area has still to be investigated, but the weak flow of the spring, without any recharge of the aquifer since 7000 BP (Gasse, 2000), and the alternation of flowing and non-flowing periods, might be an explanation. In a nomadic way of life, the absence of perennial watering place is a great constraint.

After a two millennia long hiatus of human occupation in south Kharga basin, men came back with agricultural settlements, from 2500 to 1500 BP, thanks to the digging of qanats and artesian wells (Robin and Bousquet, 2000). This had a great influence on environment and landscape: the exploitation of the groundwater resources locally set the conditions for perennial agriculture. Without any seasonal variability of the available water, the fields were most of the time covered with vegetation. This increased the surface roughness and caused a rapid eolian deposition. There was thus a progressive uplift of the arable lands thanks to the big amount of fine particles carried by the northern winds. The eolian sorting of the particles explains the general homogeneity of the deposits.

Farming involved new dynamics in the area, which was once only a source for sediment or a transit zone: it became a place where deposition processes were strong. Man became one of the main factors of the morphogenetic system. With the uplift of the arable lands and the drop of the groundwater level (fig. 16B), the fields were moved to lower parts of the slopes, or even in the plain, and qanats were dug deeper until the abandonment of the sites. After the departure of most of the farmers in the 4th and 5th centuries AD, eolian corrasion and ablation were highly active (between 15 and 42 cm/century; Crépy and Callot, 2015), and formed yardangs (fig. 16C). Some of the oases like KS178 and KS260 were not abandoned, allowing the eolian deposition to last until the 1960s, forming really thick deposits. Further work will complete the model for medieval and modern times.

The study of South Kharga basin shows that the ancient farmers had a great influence on the environment and on landscapes. Some studies showed that the first agricultural settlements in this region were linked with political or economical interests (Chauveau, 1998; Newton and al., 2013; Ferron, 2013). So, politics and economy had an impact on geomorphology. Nowadays, the will of the president Abdel Fattah Al Sissi to reinforce the "New Valley Project" will probably have a great influence on the morphogenetic system of Kharga basin.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Carte de la dépression de Kharga.Fig. 1 – Map of Kharga basin.
Légende 1. Plateau calcaire ; 2. Rebords du plateau ; 3. Erg et champs de dunes ; 4. Surfaces cultivées ; 5. Étendues d’eau pérenne ; 6. Autres étendues continentales (substrat apparent, playas, voiles sableux et regs) ; 7. Principales collines de la dépression ; 8. Grandes unités géomorphologiques ; 9. Oasis principales ; 10. Centre des villes et villages principaux ; 11. Zone d’étude.1. Limestone plateau; 2. Edge of the plateau; 3. Erg and dunefields; 4. Cultivated areas; 5. Perennial water bodies; 6. Other continental surfaces (bedrock, playas, sandsheets and desert pavements); 7. Main hills of the basin; 8. Main geomorphological units; 9. Mains oasis; 10. Town and main villages; 11. Studied area.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-1.jpg
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Titre Fig. 2 – Frise chronologique représentant les principales variations climatiques et les principaux repères chrono-culturels dans le sud de la dépression de Kharga. Fig. 2 – Historical timeline showing the main climate changes and the main chrono-cultural references in the South Kharga basin.
Légende Pour plus de précisions sur la périodisation relative à la Préhistoire, voir Dachy (2015). Le gris sombre indique les données tirées de Wendorf et Schild (1980), le gris moyen indique les données tirées de Sanlaville (1997) et le gris clair met en évidence le hiatus d'occupation de la région (correspondant à l'Ancien Empire, au Moyen Empire et au Nouvel Empire dans la vallée du Nil). Ar. : période aride à hyperaride ; Pl. : Période dite "pluviale", période moins aride. 1. Époque Perse ; 2. Époque Ptolémaïque ; 3. Époque Romaine ; 4. Époque Byzantine ; 5. Époque Arabe ; 6. Époque Mamelouke ; 7. Époque Ottomane ; 8. Époques Moderne et actuelle.For more data on periodisation during Prehistory, see Dachy (2015). Dark grey indicates the data found in Wendorf et Schild (1980), grey indicates the data found in Sanlaville (1997) and light grey emphasizes the hiatus in human occupation of the area (Old Kingdom, Middle Kingdom and New Kingdom in the Nile Valley). Ar.: arid to hyper-arid period. Pl.: Pluvial or, to be precise, less arid period. 1. Persian Empire; 2. Ptolemaic Empire; 3. Roman Empire; 4. Byzantine Empire; 5. Arabian Empire; 6. Mameluk Sultanate; 7. Ottoman Empire; 8. Modern and contemporary times.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-2.jpg
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Titre Fig. 3 – Localisation des sites étudiés (KS 60 - Tell-Douch, KS88 - Aïn Ziyada, KS89 - Aïn Manawir, KS178 Aïn El-Matrahiyya et KS260 - Aïn Birqis.Fig. 3 – Location of studied sites (KS 60 - Tell-Douch, KS88 - Aïn Ziyada, KS89 - Aïn Manawir, KS178 Aïn El-Matrahiyya and KS260 - Aïn Birqis.
Crédits (Image : 2014, Digital Globe, Google Earth)
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-3.jpg
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Titre Fig. 4 – Yardangs formés dans un dépôt de sédiments fins à Aïn Ziyada (KS88).Fig. 4 – Yardangs formed by the erosion of a fine-grained deposit in Aïn Ziyada (KS88).
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Titre Fig. 5 – Yardang formé dans les éjectas de schistes argileux d’une source artésienne sur le versant nord d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 5 – Yardang formed from shales ejecta of an artesian spring on the north slopes of Aïn Ziyada (KS88).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-5.jpg
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Titre Fig. 6 – Colline de Tell-Douch (KS60) photographiée depuis le NNE. La lettre G représente l'emplacement de la coupe G.Fig. 6 – Tell-Douch hill (KS60) seen from the NNE. G letter refers to the location of G section.
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Titre Fig. 7 – Site de Tell-Douch - KS60Fig. 7 – Tell-Douch - KS60.
Crédits (Image: 20/03/2004, Digital Globe, Google Earth)
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Titre Fig. 8 – Yardangs sur le versant sud d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 8 – Yardangs situated on the south slope of Aïn Ziyada (KS88).
Légende Certains d’entre eux sont coiffés de vestiges ptolémaïques (entre 2273 et 1980 BP) tels que les restes du temple visibles au second plan, ou des regards de qanâts.Some of them are topped with Ptolemaic vestiges (between 2273 and 1980 BP) like the temple remains in the background, or excavated holes of some qanats.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-8.jpg
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Titre Fig. 9 – Site d’Aïn Ziyada - KS88. Fig. 9 – Aïn Ziyada - KS88.
Crédits (Image: 20/03/2004, Digital Globe, Google Earth)
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-9.jpg
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Titre Fig. 10 – Coupe G, sur le site de Tell-Douch (KS60).Fig. 10 – The section G, in Tell-Dush (KS60).
Légende La zone entourée indique le foyer prédynastique (4800 BP environ - datation radiocarbone et étude céramique ; Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998). Le marteau situé au premier plan mesure 35 cm, le burin visible au sommet de la coupe mesure 45 cm.The surrounded area indicates the Predynastic fireplace (around 4800 BP - radiocarbon date and pottery analysis; Bousquet, 1996; Wuttmann et al., 1998).The hammer in the foreground has a length of 35 cm, the burin at the top of the section is 45 cm long.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-10.jpg
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Titre Fig. 11 – Coupe N, sur le site d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 11 – The section N, in Aïn Ziyada (KS88).
Légende Le yardang est recouvert d’une couche de déblais anthropiques datée de l’Antiquité.The yardang is topped by a layer made of ancient anthropogenic excavation remains.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-11.jpg
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Titre Fig. 12 – Partie sommitale de la coupe B.Fig. 12 – Upper part of the section B.
Légende La truelle (dans l'ellipse blanche) indique l'emplacement de l'échantillon B6. Les points indiquent l'emplacement des tessons.The trowel (in the white ellipse) indicates the sample B6. The dots indicate the potsherds.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-12.jpg
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Titre Fig. 13 – Log synthétique de la coupe G.Fig. 13 – Synthetic log of the section G.
Légende A. Dépôt éolien limoneux présentant des manchons de CaCO3 (peut-être des rhizo-concrétions), et une pente de dépôt vers le sud-ouest. B. Foyer en place (4800 BP environ - datation radiocarbone et étude céramique ; Bousquet, 1996 ; Wuttmann et al., 1998). C. Dépôt éolien limoneux présentant des manchons de CaCO3 et une pente de dépôt vers le sud-ouest. D. Versant formé aux dépens de dépôts éoliens plus indurés, selon une pente vers le nord. 1. Limons éoliens ; 2. Limons éoliens très indurés ; 3. Niveau limoneux et cendreux.A. Wind-blown silty deposits including CaCO3 sleeves (maybe rhizocretions), and following a SW oriented slope of deposition; B. Fireplace (around 4800 BP- radiocarbon date and pottery analysis; Bousquet, 1996; Wuttmann et al., 1998); C. Wind-blown silty deposits including CaCO3 sleeves, and following a SW oriented slope of deposition; D. North oriented slope formed by the erosion of more hardened aeolian deposits. 1. Wind-blown silts; 2. Very hardened wind-blown silts; 3. Silty and ashen layer.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-13.jpg
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Titre Tab. 1 – Résultat des analyses granulométriques, morphoscopiques et des dosages de la matière organique. La localisation des échantillons est indiquée sur les logs de coupes (fig. 13 et 14).Tab. 1 – Results for grain size analyses, quartz grain morphoscopy and organic matter rates. Sampling location is indicated on the log of the sections (fig. 13 and 14).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-14.jpg
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Titre Fig. 14 – Logs des coupes N et B.Fig. 14 – Logs of section N and B.
Légende I. Coupe N. IA. Déblais anthropiques ; IB. Dépôt éolien limoneux contenant de nombreux manchons de CaCO3 formés autour de racines aujourd'hui dégradées. II Coupe B. IIA. Parcellaire ptolémaïque (2300 BP environ - en fonction des vestiges céramiques et bâtis en place et en association) ; IIB. Dépôt éolien sablo-limoneux dont le sommet a été employé comme parcellaire ; IIC. Dépôt éolien sablo-limoneux très induré recelant des tessons (TAQ : 2400 BP – TAQ : 2250 BP, d'après la céramique en place). IID. Dépôt constitué de sédiment éolien sableux remanié par un ruissellement de faible énergie. 1. Sédiment éolien sableux ; 2. Sédiment éolien sablo-limoneux ; 3. Sédiment éolien sableux et limoneux. Alternance de strates à l'induration variable ; 4. Sédiment éolien limoneux ; 5. Vestiges de parcellaires ; 6. Déblai anthropique ; 7. Tesson de poterie.I. Section N. IA. Anthropogenic remains of an excavation; IB. Wind-blown silty deposits including a lot of CaCO3 sleeves formed along roots currently degraded. II section B. IIA. Ptolemaic parcels (around 2300 BP - from the archeological remains); IIB. Wind-blown silts and sands used as parcels; IIC. Very hardened aeolian slits and sands including potsherds (TPQ: 2400 BP - TAQ: 2250 BP, after pottery sherds). IID. Aeolian sands reworked by a low energy runoff. 1. Wind-blown sand; 2. Wind-blown sands and silts; 3. Wind-blown sand and silts. Alternating layers with variable induration; 4. Wind-blown silts. 5. Remains of parcels; 6. Anthropogenic remains of an excavation; 7. Potsherd.
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Titre Fig. 15 – Modèle d’évolution environnementale et paysagère développé pour la période allant de l’installation des oasis à l’époque perse (2500 BP environ) jusqu'à la fin de la période romaine marquée par la brusque réduction de l’emprise spatiale des oasis (1500 BP environ).Fig. 15 – Model of evolution of the environment and the landscapes of the period between the settlements of the oases in Persian Times (around 2500 BP) and the end of Roman Times (around 1500 BP), when the spatial influence of the oasis was brutally reduced.
Légende Dans l'encadré en pointillé : modèle d’évolution environnementale et paysagère pour la période allant de l’aridification de la région (5800 BP environ) au hiatus dans son occupation humaine (4500 BP environ). 1. Facteurs mésologiques ; 2. Facteurs anthropo-mésologiques ; 3. Facteurs anthropiques ; 4. Relations entre deux facteurs ; 5. Relations entre deux facteurs impliquant un déséquilibre et nuisant à la durabilité du système ; 6. Facteurs à l'œuvre pour la période comprise entre 5800 et 4500 BP.In the dotted box : model of evolution of the environment and the landscapes of the period between the aridification of the area (around 5800 BP) and the hiatus in its human occupation (around 4500 BP). 1. Mesological factors; 2. Anthropogenic and mesological factors; 3. Anthropogenic factors; 4. Relation between two factors; 5. Relation between two factors involving an imbalance and compromising the sustainability of the system; 6. Factors for the period between 5800 and 4500 BP. 
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-16.jpg
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Titre Fig. 16 – Reconstitution de l’évolution géomorphologique du site d’Aïn Ziyada (KS88).Fig. 16 – Reconstitution of the geomorphological evolution of Aïn Ziyada (KS88).
Légende A. Schéma synthétique de la topographie de KS88 vers 5000 BP B. Schéma synthétique de la topographie de KS88 vers 2000 BP C. Schéma synthétique de la topographie actuelle de KS88. 1. Formation de Taref : grès et schistes argileux ; 2. Ejectas artésiens, fragments de grès et de schistes argileux de la formation de Taref, remaniés et épandus autour des sources ; 3. Dépôts éoliens limoneux et sablo-limoneux liés à l'humidité et la végétation entretenues par les sources : secteurs d'installation privilégiés par les camps temporaires ; 4. Dépôts éoliens limoneux liés aux cultures et activités anthropiques, d'extension plus large ; 5. Niveau maximal supposé des dépôts éoliens liés aux activités humaines ; 6. Exhaussement progressif lié au dépôt éolien sur les champs ; 7. Remontées artésiennes et recharges des aquifères superficiels ; 8. Remontées artésienne et recharges des aquifères superficiels affaiblies : le processus est devenu insuffisant pour permettre l'exploitation de la plupart des nappes superficielles entre 2000 BP et 1500 BP.A. Synthetic scheme of KS88's topography around 2000 BP. B. Synthetic schemme of KS88's topography around 2000. C. Synthetic scheme of KS88's current topography. 1. Taref formation: sandstones and shales; 2. Artesian ejectas, pieces of sandstones and shales from the Taref formation, reworked and spread around the springs; 3. Aeolian deposits made of silts and sands trapped by the vegetation and the moisture on the soils around the springs: favored sectors of settlements for temporary campsites; 4. More vast aeolian silty deposits linked with agriculture and anthropogenic activities; 5. Deduced maximal level of the aeolian deposits linked with the anthropogenic activities; 6. Progressive uplift: wind-blown sediment trapped on the fields; 7. Artesian ascents of the water and recharge of the superficial aquifers; 8. Artesian ascents of the water and recharge of the superficial aquifers: the process became insufficient to allow the exploitation of most of the superficial aquifers between 2000 BP and 1500 BP.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11499/img-17.jpg
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Pour citer cet article

Référence électronique

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Auteurs

Maël Crépy

Université Lumière Lyon 2, UMR5133 Archéorient, M.O.M. Maison de l'Orient et de la Méditerranée – 7 rue Raulin, 69365 LYON cedex 7, France (m.crepy@univ-lyon2.fr). Tél : +33 6 73 40 04 33.

Yann Callot

Université Lumière Lyon 2, UMR5133 Archéorient, M.O.M. Maison de l'Orient et de la Méditerranée – 7 rue Raulin, 69365 LYON cedex 7, France (yann.callot@univ-lyon2.fr).

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