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Aspects méthodologiques de l’approche intégrée des comblements postglaciaires : apports pour la reconstitution de la dynamique fluviale de la Loire au cours de l’Holocène

Methodological aspects of an integrated approach on postglacial floodplains deposits: interests for the reconstruction of the fluvial dynamic of the Loire River during the Holocene
Ronan Steinmann, Jean-Pierre Garcia, Annie Dumont et Amélie Quiquerez
p. 83-104

Résumés

Cet article méthodologique propose d’illustrer l’intérêt du couplage des analyses morphologiques planaires, de l’étude d’anomalies topographiques et des données sédimentologiques pour documenter l’évolution spatio-temporelle d’un tronçon pluri-kilométrique de la plaine alluviale ligérienne au cours des derniers millénaires. Ce travail de reconstitution débute par l’étude des transformations les plus récentes grâce à un corpus de plans anciens, géoréférencés puis digitalisés, qui permet de quantifier l’évolution de la forme en plan du fleuve à l’échelle centennale à l’aide de paramètres morphométriques. On établit ensuite la chronologie relative des grandes étapes du comblement postglaciaire par l'analyse géomorphologique de la surface du lit majeur. Afin de s’affranchir de l’effet de la pente du fleuve, le plan de déclivité de la ligne d’eau actuelle a été soustrait au relevé LiDAR (Light Detection And Ranging). On obtient ainsi une représentation des altitudes relatives du lit majeur, qui aide à définir des familles de paléochenaux et par conséquent des séquences de dépôt telles que définies par la stratigraphie séquentielle. Ces corps sédimentaires reflétant une partie de l’histoire du remplissage sont ensuite décrits en des points jugés pertinents (carottages, coupes) et leur géométrie affinée par des profils de tomographie électrique. La systématisation des datations radiocarbone donne des âges absolus aux grandes phases mises en évidence.

La synthèse des résultats révèle les principales transformations du cours d’eau et de sa plaine alluviale sur les derniers millénaires. Elles sont principalement contrôlées par les variations climatiques de l’Holocène, notamment le PAG (Petit Âge Glaciaire), dernier événement climatique majeur dans la genèse des paysages alluviaux européens. En définitive, l’approche intégrée permet de décrire le rythme, l’intensité et le temps de réaction de la dynamique alluviale à l’échelle de la vallée holocène, et ce quel que soit le cours d’eau étudié.

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Notes de la rédaction

Soumis le 9 novembre 2016. Reçu sous sa forme révisée le 13 mars 2017 et définitivement accepté le 14 mars 2017.

Texte intégral

Les auteurs remercient les relecteurs pour leur travail important, ainsi que Pierre-Gil Salvador pour sa patience. Les travaux présentés se sont déroulés sur plusieurs années et se sont intégrés dans des projets de recherche financés par le Fonds FEDER dans le cadre du Plan Loire Grandeur Nature, mais aussi grâce à la participation de l’Établissement Public Loire, l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, la Zone Atelier Loire, le Conseil Général de l’Allier, l’Université de Bourgogne ainsi que le Ministère de la Culture et de la communication via les Directions Régionales des Affaires Culturelles des régions Auvergne et Bourgogne ainsi que via le Département des Recherches Archéologiques Subaquatiques et Sous-Marines. Il convient également de remercier la DREAL Centre pour la mise à disposition des données LiDAR et de certains des documents utilisés pour étudier l’évolution de la forme en plan du fleuve.

1. Introduction

1Les vallées alluviales que l’on peut observer aujourd’hui sont le fruit d’une combinaison complexe de processus divers, agissant à différentes échelles d’espace et de temps (Schumm, 1977 ; Knighton, 1998 ; Bravard et Petit, 2000). La compréhension des intensités, rythmes, vitesses et causes des modifications de la dynamique fluviale doit donc passer par le croisement du plus grand nombre d’informations possibles. Cette approche, dont on cherche ici à démontrer ou redémontrer l’intérêt, nécessite la multiplication de changements d’échelles spatiales et temporelles pour réaliser la cartographie des comblements alluviaux postglaciaires à partir d’informations acquises sur le terrain, en laboratoire, par le biais de cartes ou en compilant des informations bibliographiques. On dispose alors de points, lignes, surfaces ou volumes spatialisés et inscrits dans le temps pour décrire ces objets mouvants que sont les cours d’eau sur la longue durée, ce qui permet d’approcher la reconstitution en quatre dimensions de la dynamique fluviale et des occupations humaines évoquée par Brown (2008).

2L’intégration de la notion de longue durée est importante, tant du point de vue de la compréhension du fonctionnement des hydrosystèmes que de la gestion actuelle des cours d’eau de toutes tailles. En effet, négliger l’histoire du cours d’eau et, par là même, les potentiels héritages qui en découlent, peut biaiser l’évaluation des évolutions futures, notamment pour des systèmes transformés par les activités humaines de longue date (Lespez et al., 2015). Cette question est notamment à prendre en compte dans le cadre des opérations de restauration pour relativiser la notion d’état de référence (Roche et al., 2005). Par ailleurs, la connaissance de l’évolution du milieu fluvial intègre les problématiques géoarchéologiques actuelles sur la question de l’évolution conjointe de l’environnement et des sociétés humaines, et des relations qu’ils ont entretenues sur le temps long (Carcaud et Arnaud-Fassetta, 2014).

3Le but de cet article est de présenter les aspects méthodologiques de la démarche intégrée utilisée pour comprendre l’évolution d’un tronçon de la Loire au cours de l’Holocène, portion de vallée située en amont du bec d’Allier, confluence qui voit doubler le débit du fleuve. L’utilisation du terme intégré est, ici, prise au sens de l’analyse d’un dispositif par un ensemble de sources et méthodes, dont le traitement éclaire le fonctionnement du dit dispositif sous plusieurs angles et à travers plusieurs échelles de temps et d’espace. Le principe général de ces méthodes est déjà connu et elles sont communément utilisées dans l’étude des hydrosystèmes par les géoarchéologues et les géomorphologues (Arnaud-Fassetta et al., 2010 ; Castanet et al. 2014 ; Salvador et Berger, 2014 ; David, 2016). On développera donc plus particulièrement les aspects innovants mis en œuvre pour dévoiler les phases et modes de construction du comblement postglaciaire, tout particulièrement en ce qui concerne l’analyse de la forme en plan du fleuve et de sa plaine alluviale. Les exemples de résultats obtenus sont tirés de travaux menés sur la Loire dans le cadre d’un doctorat (Steinmann, 2015), mais la démarche intégrée présentée est également valable pour approcher le fonctionnement de l’ensemble du lit majeur d’un cours d’eau de moindre énergie sur plusieurs milliers d’années. Si les ajustements fluviaux qui y interviennent à de courtes échelles de temps (interannuelle à pluridécennale) sont de faible amplitude, ce n’est pas le cas à l’échelle centennale ou à celle de l’Holocène. À ces niveaux, on peut tout particulièrement s’intéresser à la variable d’ajustement qu’est le changement de style fluvial. Grâce à l’analyse de la forme en plan des bras conservés en surface de la plaine alluviale et sur des documents anciens, il est possible d’établir une chronologie relative des différents styles intervenus au cours du temps. L’approche est ensuite complétée par l’observation sédimentologique du faciès des dépôts, qui permet de remonter aux processus responsables de leur mise en place, eux-mêmes plus ou moins typiques d’un style fluvial donné (Miall, 2006). Pour finir, ces données peuvent être confrontées aux enregistrements des fluctuations paléohydrologiques et de la dynamique fluviale mis en évidence par d’autres chercheurs à l’échelle de la France (Bravard et Magny, 2002 ; Magny, 2004 ; Arnaud-Fassetta et al., 2010 ; Carcaud et Arnaud-Fassetta, 2014) ou au-delà (Macklin et al., 2006 ; Wanner et al., 2011).

2. Contexte

4La fenêtre d’étude correspond à une portion de la vallée de la Loire bourbonnaise comprise entre les villes d’Iguerande et de Digoin (fig. 1A). Le fleuve, en sortant de la plaine du Forez au niveau du barrage de Grangent, 5 km en amont de Roanne (fig. 1B), circule alors dans le fossé d’effondrement tertiaire de Roanne-Montbrison (Donzeau et al., 2006), comblé par des formations alluviales meubles qui lui permettent de divaguer assez librement. Le tronçon étudié, situé à 20 km en aval de Roanne, est considéré comme homogène du point de vue géologique, hydrologique et géomorphologique (Epteau, 1997). Le fleuve, à la sortie du « défilé d’Iguerande » où la migration latérale est limitée à une bande de 500 m, s’écoule dans une plaine alluviale large de 2 à 3 km jusqu’à Digoin (fig. 1E). La pente du fleuve est de 0,6 m/km (fig. 1C), tandis que la ligne centrale du lit majeur suit une déclivité à peine supérieure de 0,7 m/km (fig. 1D). En aval de Roanne, les affluents n’apportent que de faibles débits avant l’Arroux, qui rejoint la Loire à Digoin. Le régime hydrologique actuel du fleuve est pluvio-évaporal océanique à partir de Grangent (Giret, 2012), bien que l’on puisse encore y sentir les échos des précipitations automnales méditerranéennes et la fonte du manteau neigeux du Massif Central. Sur le tronçon Iguerande-Digoin, la Loire sinue assez librement dans les alluvions tertiaires en l’absence de digues et de levées anciennes ou récentes, le seul aménagement important étant le canal latéral à la Loire mis en service en 1838 (Dauge, 1996). Les alternances de périodes glaciaires et interglaciaires du Quaternaire ont formé un réseau de terrasses alluviales qui ont pu être étudiées et datées par OSL du Pléistocène moyen aux environs de la transition Pléniglaciaire Supérieur/Tardiglaciaire (Straffin, 2000 ; Colls et al. 2001). D’autres datations OSL et des analyses radiocarbone ont également été réalisées sur le comblement postglaciaire lors des travaux de ces chercheurs (fig. 1A). Elles ont été complétées par les âges acquis lors de l’étude que nous avons menée sur l’évolution de ce tronçon de la plaine alluviale de la Loire, où le fleuve a été particulièrement mobile au Tardiglaciaire et à l’Holocène (Steinmann, 2015).

Fig. 1 – Cartes de localisation et morphologie du tronçon étudié.
Fig. 1 – Location maps and morphology of the studied section.

Fig. 1 – Cartes de localisation et morphologie du tronçon étudié.Fig. 1 – Location maps and morphology of the studied section.

A. Geomorphology of study area. Location of the study area beneath Loire watershed. C. Altitudes of channel centerline on study area. D. Altitudes of floodplain centerline on study area. E. Floodplain width on study area. 1. Floodplain centerline; 2. Channel centerline; 3. Floodplain limits; 4. Localities mentioned in the text; 5. Position of the 35 radiocarbon datings from Steinmann (2015); 6. Position of the 9 radiocarbon dating from Straffin (2000); 7. Positions of the 18 OSL dating from Colls et al. (2001); 8. Archaeological site of Chassenard; 9. Extension of the LiDAR DEM; 10. Position of cores mentioned in the text; 11. Main watercourses; 12. Loire watershed; 13. Study area.

3. Analyses géomorphologiques planaires

5Cette première approche permet de mettre en évidence les principales étapes de la construction de la mosaïque fluviale actuelle, ainsi que leur chronologie relative. Ces travaux ont donc pour but la délimitation des grandes unités au sein desquelles des observations directes des archives sédimentaires pourront être réalisées sur des coupes et des carottages. Selon les sites considérés, l’information recueillie en surface sera plus ou moins facilement interprétable, l’aggradation de la plaine alluviale et des périodes de réactivation de chenaux pouvant atténuer voire effacer les traces laissées par les phases précédentes (Carey et al., 2006).

3.1. Aux échelles décennale à centennale par la géomorphologie quantitative

6Il a été choisi d’aborder l’histoire de la vallée de façon régressive pour reconstituer la migration du lit et décrire les changements dans sa forme, en partant du chenal actuel et en remontant progressivement le temps à l’aide de données photographiques et cartographiques de plus en plus anciennes. Ce type de source ne permet pas de couvrir les périodes antérieures à l’époque moderne puisque ce n’est qu’à partir du XVIIe, et surtout du XVIIIe siècle, que les qualités des documents cartographiques, tant du point de vue de la représentation géométrale que de la couverture du territoire, s’améliorent (Verdier, 2009). L’analyse de documents suffisamment précis permet de décrire et quantifier les derniers changements qui se sont produits et de les expliquer au mieux avec les informations disponibles, ce qui n’est plus possible avec autant d’acuité pour les périodes plus anciennes. On peut notamment discuter des modifications, parfois très importantes, introduites par les activités humaines récentes. Bien que leurs effets sur les hydrosystèmes se fassent sentir bien avant le XIXe siècle (Lespez et al., 2015), la période contemporaine voit les aménagements importants se multiplier, sans toutefois égaler les transformations survenues sur certains hydrosystèmes comme la Loire, dans la seconde moitié du XXe siècle, suite aux dragages des lits fluviaux, à l’installation de séries de barrages ou à la multiplication drastique des surfaces de ruissellement (Gautier et al., 2013).

3.1.1. Types de documents disponibles

7Le principe de ce type d’études, désormais assez fréquentes (Malavoi et Bravard, 2010), consiste à comparer des documents dans un système de coordonnées commun, en prenant en compte les limites des documents en termes de précision, de représentation et de temporalité (Gurnell et al., 2003).

8Les documents antérieurs au XIXe siècle n’étant pas d’assez bonne qualité en termes de fidélité et de degré de détail dans la représentation des chenaux actifs, c’est le plus souvent avec le Cadastre parcellaire, dit « napoléonien », que l’on commence à disposer de plans utilisables. Une certaine imprécision de ce document a parfois été notée corrélativement à l’augmentation de la surface relevée ou à la présence de variations topographiques (Cavanna, 2012).

9Les dessins-minutes de la Carte de France, dite d’état-major, levés au 1/40 000, autorisent une approche relativement précise des cours d’eau de plus de vingt mètres de large (5 mm sur le plan). Sur le secteur de la Loire amont, cinq feuilles ont ainsi été géoréférencées à l’aide de près de 200 points d’amer chacune. L’erreur quadratique moyenne, avec une déformation polynomiale de second ordre, est de 16,7 m (Steinmann, 2015). Ces relevés au 1/40 000 ont été repris pour réaliser des feuilles au 1/80 000 jusqu’en 1952 (Costa et al., 2009). On dispose ensuite des nombreux clichés aériens et satellitaires de l’IGN qui permettent de suivre l’évolution de la forme à un pas décennal ou même annuel. On a donc bien souvent peu de documents entre la seconde moitié du XIXe siècle et les années 1940, qui voient le développement de la photographie aérienne.

10Dans le cadre des travaux menés sur la Loire amont, on a utilisé (Steinmann, 2015) les dessins-minutes levés et corrigés sur la période 1836‑1842, une carte de la Loire levée entre 1848 et 1854 suite à la crue de 1846 (Temam et Grivel, 2009), et les photographies aériennes de 1946, 1954, 1967, 1977, 1986, 1999 et 2007. Le cadastre « napoléonien » n’a servi que pour vérifier la qualité des dessins-minutes.

3.1.2. Géoréférencement des données

11La méthode choisie consiste en l’utilisation de points d’amer au niveau d’éléments existants tant sur le document à géoréférencer que sur des documents de référence (Conolly et Lake, 2006). Pour éviter de cumuler les erreurs d’une image à l’autre, les documents de référence ont été la BD ORTHO et le SCAN 25 de l’IGN. Le nombre des points de contrôle utilisés dépend de l’échelle et du niveau de détail du document originel. Pour les photographies aériennes anciennes, le nombre de points d’ancrage est en moyenne de 56 par photographie. Cela autorise des opérations de géoréférencement assez robustes pour compenser les déformations dues à la focale de prise de vue sur les photos aériennes anciennes ni orthorectifiées ni redressées, où seul le tiers central n’est pas altéré (Malavoi et Bravard, 2010). Comme beaucoup de campagnes de photographies aériennes ne disposent pas de clichés se chevauchant suffisamment pour que l’on puisse n’utiliser que le tiers central et obtenir un relevé continu, l’orthorectification n’a donc pas été mise en œuvre ici.

12Dans la mesure du possible, nous avons réparti les points d’amer en un maillage régulier sur les documents, avec un nombre accru de points de contrôle près des berges, afin de contraindre la position du chenal avec un maximum de précision. En aucun cas le lit actif lui-même, ou les berges n’ont servi de points d’ancrage, et ce afin de ne pas utiliser l’objet d’étude lui-même comme point de référence pour analyser sa forme.

3.1.3. Digitalisation des tracés et caractéristiques morphométriques

13Cette étape du travail a pour but d’acquérir des paramètres morphométriques permettant de décrire le fonctionnement du chenal principal et de réaliser des comparaisons avec les résultats de travaux antérieurs (Allen, 1982b ; Malavoi et Bravard, 2010). L’emplacement du lit mineur a été dessiné pour chaque document géoréférencé, avec ses chenaux secondaires, et stocké sous forme de Shapefile. Sur la plupart des clichés aériens utilisés, réalisés en période de basses eaux ou lors de débits proches du module interannuel (Steinmann, 2015), les largeurs ont été mesurées au niveau des points d’inflexion, ce qui réduit le risque de sous-estimation (Valette et Cunillera, 2010). En l’absence de bathymétrie permettant de tracer le thalweg, on utilise la ligne passant au centre du bras principal comme ligne de thalweg. On génère des points espacés régulièrement sur chaque rive du cours d’eau, puis l’on utilise la tesselation de Thyssen qui trace des polygones représentant la surface plus proche d’un point que des autres qui l’entourent (Conolly et Lake, 2006). Entre les points des deux rives opposées, la ligne centrale apparaît donc clairement. À partir du tracé du lit, le dessin de l’enveloppe de méandrage entre deux sinuosités actives, sert d’une part à déterminer les longueurs d’onde et la position des apex et, d’autre part, à positionner l’amplitude des sinuosités, qui est le segment reliant l’apex d’une sinuosité à la perpendiculaire de l’enveloppe de méandrage (fig. 2). La position des points d’inflexion, où l’on mesure la largeur du lit, a été déterminée par le croisement de la ligne de thalweg et de la ligne reliant les bases perpendiculaires des segments d’amplitude. Elle permet de positionner l’ensemble des autres paramètres sous forme de vecteurs spatialisés (fig. 2), qui sont donc réutilisables et modifiables si besoin.

Fig. 2 – Paramètres morphométriques mesurés.
Fig. 2 – Measured morphometric parameters.

Fig. 2 – Paramètres morphométriques mesurés.Fig. 2 – Measured morphometric parameters.

1. Centroïde de barre de méandre C ; 2. Points d’inflexion ; 3. Amplitude A ; 4. Longueur d’onde λ ; 5. Longueur d’arc Larc ( Larc=Ldev soit la longueur développée) ; 6. Centre de l’enveloppe de méandrage Lem ; 7. Segment de droite entre deux points d’inflexion Linflex ; 8. Rayon de courbure Rc ; 9. Largeur w ; 10. Lit mineur.
1. Point bar centroid C; 2. Inflection points; 3. Meander-belt width A; 4. Meander wavelength λ; 5. Arc length Larc (∑ Larc=Ldev the channel centerline); 6. Meander-belt centerline Lem; 7. Section between two inflection points Linflex; 8. Meander-loop radius Rc; 9. Width w; 10. Active channel.

14Comme les paramètres d’évolution morphologiques sont interdépendants, la subdivision du système hydrologique et de sa vallée en compartiments, parfois choisie par certains auteurs (Roux et al., 2015 ; David, 2016), n’a pas été retenue (Alber et Piégay, 2011). Les résultats peuvent ainsi être présentés d’amont en aval par sinuosité après détermination d’un repère commun nécessaire pour projeter les mesures des différents documents sur un même axe (Steinmann et al., 2016b). Ici, c’est l’ensemble des valeurs pour chacune des dates qui a été représenté, pour montrer à la fois la gamme des valeurs au sein des sinuosités d’un même document et l’évolution temporelle de certains des paramètres morphométriques mesurés d’un document à l’autre.

15Parmi les paramètres morphométriques évalués sur la Loire bourbonnaise, et présentés dans d’autres travaux (Steinmann, 2015), seules la largeur du chenal et l’indice de sinuosité, dont les variations présentent le plus d’intérêt, sont analysées ici.

16L’examen des valeurs de l’indice de sinuosité Is calculées pour chacune des courbures montre peu de variation dans la médiane au cours des deux derniers siècles, mais les indices maximaux sont bien plus grands à partir de 1946 (fig. 3B). La tendance à l’augmentation des valeurs extrêmes se manifeste dès les années 1850. L’examen des données d’amont en aval montre qu’il s’agit de portions de lit dont la sinuosité s’amplifie au cours du temps. Les augmentations les plus importantes se situent sur la partie aval du tronçon, particulièrement au sud-ouest de l’Hôpital-le-Mercier, où un méandre se forme et migre sur un kilomètre à partir d’un chenal quasiment rectiligne (fig. 4).

17L’indice de sinuosité de l’ensemble du tronçon évolue de 1,2 à 1,36 entre les années 1840 et 2007 (fig. 3C), indiquant le passage d’un système sinueux à très sinueux (Malavoi et Bravard, 2010). Entre les ponts d’Iguerande et de Digoin (fig. 1A), la ligne de thalweg s’est ainsi allongée de 4,07 km, soit 10,05 % d’élongation du tracé en 171 ans. La sinuosité commence à augmenter entre les levés des deux cartes du XIXe siècle, période où des courbures plus prononcées se forment et migrent vers l’aval (fig. 4), déplacement certainement favorisé par le peu de cohérence des berges, surtout constituées de sables dans ce secteur. Au cours du XXe siècle, la tendance au méandrage s’accentue malgré quelques faibles diminutions.

18La largeur du chenal de la Loire amont diminue fortement, d’abord entre 1836‑1842 et 1848‑1854 puis jusqu’en 1946 (fig. 3A). Depuis cette date, elle est stable malgré de faibles variations probablement en lien avec la période de l’année à laquelle ont été effectuées les prises de vue. Les valeurs légèrement plus basses de 1946, 1967 et 1986 correspondent ainsi à des clichés pris à l’étiage. Les largeurs du XXe siècle sont pour la plupart comprises entre 50 et 100 m. Au XIXe siècle, le chenal pouvait être deux à trois fois plus large et présenter plusieurs bras ; l’emprise du lit des dessins-minutes levés et vérifiés de 1836 à 1842 n’est pas surestimée et correspond à la largeur du chenal sur le cadastre napoléonien ainsi qu’à des traces encore visibles en surface de la plaine alluviale actuelle (dépressions laissées par l’ancien lit, bitte d’amarrage). Les éventuelles imprécisions sont de l’ordre de la quinzaine de mètres, une valeur analogue à la variabilité entre les largeurs médianes du 1946 à 2007, en partie liée à la saison d’acquisition des prises de vue. On a donc une diminution de largeur d’une valeur médiane de 63 m entre 1836‑1842 et 1848‑1854, puis une nouvelle diminution, de 59 m, entre les années 1850 et 1940.

Fig. 3 – Evolution des principaux paramètres morphométriques entre 1836 et 2007.
Fig. 3 – Main morphometric changes observed between 1836 and 2007.

Fig. 3 – Evolution des principaux paramètres morphométriques entre 1836 et 2007.Fig. 3 – Main morphometric changes observed between 1836 and 2007.

A. Évolution de la largeur w au cours du temps. B. Évolution de l’indice de sinuosité Is pour chaque méandre au cours du temps. C. Évolution des indices de sinuosité globaux au cours du temps.
A. Width w through time. B. Sinuosity index Is for each meander through time. C. Global sinuosity indexes through time.

Fig. 4 – Principales migrations de la ligne de thalweg entre 1836 et 2007 sur la partie aval du tronçon étudié.
Fig. 4 – Migration of the channel centerline between 1836 and 2007 on the downstream part of the studied section.

Fig. 4 – Principales migrations de la ligne de thalweg entre 1836 et 2007 sur la partie aval du tronçon étudié.  Fig. 4 – Migration of the channel centerline between 1836 and 2007 on the downstream part of the studied section.

1. De 1836 à 1842 ; 2. De 1848 à 1854 ; 3. En 1946 ; 4. En 1977 ; 5. En 2007 ; 6. Site archéologique de Chassenard ; 7. Limites du lit majeur.
1. From 1836 to 1842; 2. From 1848 to 1854; 3. In 1946; 4. In 1977; 5. In 2007; 6. Archaeological site of Chassenard; 7. Floodplain limits.

19Ainsi, au cours de la période prise en considération, la Loire, sur le tronçon étudié, devient donc de moins en moins large et tend de plus en plus vers un système méandriforme. Cela indique que le lit s’enfonce, et que ce phénomène a été amorcé rapidement, entre 1836‑1842 et 1848‑1854. Pendant cet intervalle, les hauteurs d’eau relevées à Digoin ne montrent pas de fluctuations importantes (Steinmann, 2015), malgré la mise en service du canal latéral à la Loire en 1838 (Dauge, 1996). En l’absence d’aménagements, il faut chercher une autre cause potentielle aux importants changements survenus entre les deux premiers documents : diminution de la largeur, accentuation des sinuosités et migration de ces dernières vers l’aval.

20Lors des crues, les berges concaves de la Loire bourbonnaise sont sujettes à des reculs plurimétriques à décamétriques (Babonaux, 1970 ; Leteinturier et al., 2000). Il est vraisemblable que la crue de 1846, la plus haute des trois crues ligériennes du XIXe siècle sur cette partie de la Loire (Dacharry, 1996), à la suite de laquelle la carte de 1848‑1854 est levée, ait provoqué l’accentuation des rives concaves, leur migration vers l’aval et ainsi amorcé la tendance au méandrage, qui s’est traduite par un enfoncement du lit et une diminution de largeur. Cette dynamique a probablement été entretenue par les inondations ultérieures et certainement amplifiée par les activités humaines comme les dragages, la mise en place de barrages et le reboisement des sommets, qui ont causé une incision de 0,5 à 3 m dans la plaine du Forez au cours du XXe siècle (Crepet, 2000). Entre les deux documents du XIXe siècle, la crue de 1846 aurait pu provoquer, au lieu d’une exagération des sinuosités, le recoupement de certains méandres et l’adoption d’un tracé plus rectiligne par le fleuve, comme sur la Dore lors de la même crue (Cubizolle, 1997), mais un seul bras de la Loire a été recoupé, sur le tronçon étudié, entre les années 1840 et 1850 (fig. 5).

Fig. 5 – Effets de la crue de 1846.
Fig. 5 – Effects of the 1846 flood event.

Fig. 5 – Effets de la crue de 1846.Fig. 5 – Effects of the 1846 flood event.

1. Tracé du fleuve sur la Carte de la Loire levée entre 1848 et 1854. Fond de carte. dessins-minutes de la Carte de France levés entre 1836 et 1842.
1. Channel position on the « Carte de la Loire » map made between 1848 and 1854. Background map: “dessins-minutes de la Carte de France”, map made between 1836 and 1842.

21L’approche quantitative de la forme du lit mineur au cours du temps a donc permis d’illustrer le probable effet morphogène de la crue de 1846 à l’échelle du tronçon, effet probablement accentué par les événements suivants au cours de la sortie de la péjoration climatique du Petit Âge Glaciaire. La tendance du fleuve à poursuivre son évolution vers un système méandriforme a pu être renforcée par les activités humaines, le déficit en sédiment dû aux extractions, aux barrages et aux reboisements étant compensé par l’érosion latérale et donc une augmentation de la sinuosité. L’absence de levées ou de digues a permis au fleuve de divaguer librement sur ce tronçon, ce qui peut se traduire par des déplacements allant jusqu’à un kilomètre depuis les années 1840. La digitalisation des tracés permet enfin de cartographier la bande active des deux derniers siècles, et donc d’amorcer la réflexion sur la mise en place du comblement alluvial depuis la fin de la dernière glaciation en localisant les derniers déplacements du fleuve.

3.2. À l’échelle plurimillénaire par l’analyse géomorphologique de la surface du comblement postglaciaire

3.2.1. Type de données utilisées

22Le principal objectif de cette étape du travail est de fournir un premier scénario de la construction de la plaine alluviale ayant pu mener au paysage actuel. Elle se base en grande partie sur l’étude des jeux de données altitudinales de précision acquises par LiDAR aéroporté (Light Detection And Ranging). Les données utilisées ici ont été acquises par l’Établissement Public Loire en 2009 et sont disponibles auprès de la DREAL Centre. On n’a pas utilisé les données originelles de l’acquisition LiDAR, mais un produit dérivé, obtenu par interpolation du semis de points, sous forme de MNT (Modèle Numérique de Terrain). Il représente le terrain nu, sans bâtiments, surfaces en eau, points aberrants ou effets du couvert végétal. Les différentes dalles de ce jeu de données couvrent 1 km² et sont composées de pixels d’1 m². Dans un premier temps, ces dalles ont été rassemblées en un seul fichier par secteur d’étude, de façon à éviter que les réponses aux traitements réalisés soient différentes selon les dalles traitées (Steinmann, 2015).

3.2.2. Correction des effets de la pente du fleuve

23Les morphologies de la plaine alluviale telles que les terrasses alluviales emboîtées ou faiblement étagées, ou les anciens chenaux et lits, sont difficiles à mettre en évidence sans MNT précis (Lespez, 2013). Un relevé précis des altitudes permet donc d’effectuer des analyses plus fines (Evans, 2012), qui peuvent mettre en évidence des familles de paléochenaux au sein du comblement postglaciaire (Howard et al., 2008).

24Il n’existe pas de solution permettant de visualiser l’ensemble des nuances topographiques d’un relevé LiDAR à toutes les échelles (Doneus, 2013). Si divers traitements peuvent aider à améliorer la représentation, seule une combinaison de couches d’élévation et de relief permet d’appréhender finement la morphologie de la surface du lit majeur qu’on cherche à analyser. Certaines études géomorphologiques se concentrent sur les cartes d’ombrage extraites des données LiDAR (Notebaert et al., 2009), mais cette approche fait perdre une partie de l’information, car les valeurs d’altitude sont remplacées par des valeurs d’illumination. D’autres méthodes permettent d’observer précisément la rugosité du terrain et de mettre en évidence les anomalies topographiques, comme les modèles de reliefs locaux (Notebaert et al., 2009 ; Hesse, 2010), l’analyse en composante principale de plusieurs modèles d’ombrages (Devereux et al., 2008), la visualisation « openness » (Yokohama et al., 2002 ; Doneus et al., 2013), ou encore l’indice « Sky View Factor » (Kokalj et al., 2011 ; Zakšek et al., 2011). Cependant, elles sont difficiles à mettre en œuvre sur des tronçons plurikilométriques. Pour discriminer les formes du lit majeur par l’étude des fines variations topographiques, il faut d’abord s’affranchir de la déclivité, car certaines formes de l’aval sont plus basses que celles de l’amont, alors qu’elles présentent la même altitude relative par rapport au fleuve. Or, notre objectif est justement de classer les paléochenaux en fonction de leur élévation relative à la ligne d’eau actuelle afin de mettre en évidence les différentes étapes de construction du comblement postglaciaire (Vayssière et al., 2016).

25La méthode choisie ici pour résoudre ce problème a consisté à soustraire la pente de la vallée au MNT originel. Ce type de procédé a déjà été utilisé, à l’échelle du bassin du Rhône, en soustrayant au MNT une surface de référence correspondant à l’altitude du lit mineur actuel (Alber et Piégay, 2011 ; Roux et al., 2015). Dans le cas de la fenêtre amont, c’est l’altitude moyenne des lignes d’eau qui a servi de référence. On ne disposait pas des altitudes LiDAR du sommet de la tranche d’eau, puisque le MNT utilisé ne représente que le terrain nu. Les mesures de la ligne d’eau utilisées sont issues de cinq campagnes de relevés réalisées sur les mêmes points entre 2000 et 2005, regroupées par la DREAL Centre. Les altitudes sont cohérentes entre les différentes campagnes et montrent les mêmes évolutions de pente d’amont en aval tant en conditions d’étiage que pour le module (Steinmann, 2015). On rapporte à une droite de régression ces points mesurés, c'est-à-dire situés sur le centre du chenal de la Loire au droit des onze sites de mesure (fig. 6A). Cette droite, qui représente l’axe d’écoulement du fleuve actuel dans sa vallée, présente un azimut de N 346°, soit une direction NNO. Après avoir généré les valeurs d’altitude manquantes entre les sites de mesure (un point tous les mètres, ce qui correspond à la maille du MNT LiDAR), on projette ces points de part et d’autre de la vallée avant de les relier par des courbes de niveau rectilignes (fig. 6B). Ces dernières permettent enfin de générer un MNT de même azimut que l’axe d’écoulement, avec les altitudes de la ligne d’eau qui diminuent vers l’aval (fig. 6C). On soustrait ce raster à la mosaïque LiDAR initiale, et on obtient un nouveau MNT représentant l’élévation de la vallée par rapport à la moyenne de l’altitude du lit à l’étiage et au module. Par commodité, on nommera ce produit le MNT redressé dans la suite de cet article. La Figure 7A‑B montre ainsi la différence entre la mosaïque initiale et l’élévation relative à la tranche d’eau actuelle. On constate l’intérêt de cette correction, qui met en évidence les microtopographies en fonction de l’altitude, pour la mise en évidence des familles de paléochenaux du lit majeur et même, dans le cas de ce tronçon, pour les terrasses du Quaternaire, dont la pente est, sur cette fenêtre d’étude, analogue à celle du comblement postglaciaire (Straffin, 2000).

Fig. 6 – Méthode d’élaboration du plan de référence.
Fig. 6 – Creation of the reference surface.

Fig. 6 – Méthode d’élaboration du plan de référence.Fig. 6 – Creation of the reference surface.

A. Droite de régression construite à partir des points de mesure de l’altitude de ligne d’eau. B. Génération de points tous les mètres le long de l’axe, projection des points de part et d’autre de la vallée et création de courbes de niveau. C. Plan de référence créé avec les courbes de niveau. 1. Sites de mesure de la ligne d’eau ; 2. Droite de régression des sites de mesure ; 3. Report des sites de mesure sur la droite de régression ; 4. Lit de la Loire ; 5. Emprise des données LiDAR ; 6. Zone d’étude ; 7. Interpolation des altitudes entre les sites de mesure et projection de part et d’autre de la vallée ; 8. Courbes de niveau servant à générer le modèle de pente.
A. Regression line built from the positions where water altitude has been measured in the active channel. B. Points generation each meter along the regression line, projection of the points on both valley sides and creation of the contour lines. C. Reference surface generated from the contour lines. 1. Points where water altitude has been measured; 2. Projection of the survey positions on the regression line; 4. Loire River; 5. Extent of the LiDAR dataset; 6. Studied area; 7. Interpolation of altitudes between survey positions and projection of the generated points on both valley sides; 8. Contour lines used to create the slope model.

Fig. 7 – MNT LiDAR avant (A) et après (B) soustraction des altitudes moyennes du sommet de la tranche d’eau actuelle sur la zone d’étude de la Loire amont.
Fig. 7 – LiDAR DEM before (A) and after (B) subtraction of reference plan's altitudes on upstream Loire study area.

Fig. 7 – MNT LiDAR avant (A) et après (B) soustraction des altitudes moyennes du sommet de la tranche d’eau actuelle sur la zone d’étude de la Loire amont.Fig. 7 – LiDAR DEM before (A) and after (B) subtraction of reference plan's altitudes on upstream Loire study area.

26Il n’est pas toujours possible d’utiliser l’altitude de la ligne d’eau pour corriger la pente. Les seuils naturels ou artificiels provoquent en effet une diminution brutale du sommet de la tranche d’eau, ce qui est répercuté sur l’ensemble de l’enregistrement redressé si l’on utilise cette variable comme plan de référence. Sur les secteurs avec des seuils, il est possible de calculer la pente moyenne avec la courbe de tendance issue d’une coupe topographique réalisée à partir des données LiDAR. Son tracé, parallèle à l’axe du lit majeur, évite le plus possible les anomalies topographiques d’origine anthropique. Il est préférable de choisir une courbe de corrélation de type linéaire simple, des courbes plus complexes auront en effet tendance à suivre les anomalies engendrées par la présence de paléochenaux ou d’aménagements, ce qui altèrera le modèle final. Il sera en revanche préférable de se cantonner à de petits secteurs, les valeurs de pente du lit majeur comme du chenal pouvant fluctuer d’un secteur à l’autre sur un tronçon de plusieurs dizaines de kilomètres (fig. 1C‑D).

27La méthode présentée peut aussi s’appliquer sur des portions sinueuses en prenant comme axe directeur la ligne centrale du lit majeur et en adaptant la méthodologie pour interpoler les altitudes de référence sur les secteurs où les courbes de niveau rectilignes servant à générer le modèle de pente se chevauchent.

3.2.3. Digitalisation des paléotracés et délimitation de séquences de dépôt

28Une fois la pente de la vallée soustraite aux données LiDAR, le travail de photo-interprétation de la morphologie de la vallée, notamment à l’aide du MNT redressé, peut commencer. Le travail mené a d’abord débuté par la digitalisation des paléochenaux encore visibles en surface de la plaine alluviale, puis on a cherché à en regrouper certains sur des critères altitudinaux mais aussi par l’aspect de la surface de la plaine alluviale (différences de croissance des végétaux, occupation du sol). Les chenaux isolés et les réseaux de bras abandonnés peuvent se distinguer de plusieurs manières : par la végétation, un découpage parcellaire qui suit les limites d’un chenal, ou encore par une légère dépression topographique parfois visible lors d’épisodes de crue ou sur les données LiDAR. Les limites visibles des anciens tracés ont été digitalisées sous SIG à partir du plus grand nombre de données possibles : cartes historiques ou actuelles, plans cadastraux, photographies aériennes et satellitaires, MNT à plus ou moins haute résolution (Challis et Howard, 2006). Le fichier de formes comprend ainsi, pour la fenêtre étudiée, près de 8 000 entités qui correspondent à des portions de tracés de bordure de paléochenal, auxquelles viennent s’ajouter les dessins de l’emprise du chenal au cours des derniers siècles, réalisés à partir des cartes et photographies aériennes. Les relevés LiDAR et leurs dérivés (courbes de niveau, cartes d’exposition, pentes) sont particulièrement utiles pour mettre en évidence les paléochenaux et leurs bordures (Howard et al., 2008 ; Arnaud-Fassetta et al., 2010 ; Stinchcomb et al., 2012).

29La digitalisation de ces tracés n’a pas été automatisée pour éviter au maximum de prendre en compte des formes inadéquates, comme les limites parcellaires ou les chemins qui se distinguent assez bien sur le MNT redressé. La reprise, totale ou partielle, d’un bras abandonné par un chenal postérieur a été observée à de nombreuses reprises, ce qui rend parfois délicat la compréhension de la succession, et nécessite une prise de décision qui ne pourrait être envisagée en cas d’automatisation de la digitalisation (fig. 8). Par ailleurs, les dimensions originelles des tracés dessinés ne peuvent pas être exactement dessinées, car les anciennes berges ont pu être en partie masquées par la sédimentation ultérieure. L’utilisation du MNT redressé est d’une grande aide dans la digitalisation des limites, puisqu’ils mettent précisément en évidence les paléochenaux dans leur situation morphologique actuelle, mais aussi les relations spatiales qu’ils entretiennent entre eux, ce qui permet de réaliser une chronologie relative des différents recoupements encore visibles en surface de la plaine alluviale. L’éventuelle imprécision des tracés est d’ordre métrique lorsqu’on utilise les relevés LiDAR, ce qui permet d’étudier finement la succession des tracés. Sur la commune de l’Hôpital-le-Mercier (fig. 1A), la chronologie relative des recoupements permet de mettre en évidence la lente migration de la bande active vers l’ouest de la vallée après la fin de la dernière glaciation (fig. 9). Les paléochenaux visibles en surface de la plaine alluviale sont principalement des méandres recoupés dont seule est conservée la partie orientale comme le montre le carton 5 de la figure, mais aussi des bras moins larges, moins sinueux et parfois multiples dont la forme en plan indique plutôt des styles en anabranches (cf. le carton 6 de la Figure 9) et en tresse (cf. le carton 4 de la Figure 9).

Fig. 8 – Exemples de problèmes rencontrés lors de la digitalisation des paléochenaux.
Fig. 8 – Types of issues met during the digitizing of paleaochannel outlines.

Fig. 8 – Exemples de problèmes rencontrés lors de la digitalisation des paléochenaux.Fig. 8 – Types of issues met during the digitizing of paleaochannel outlines.

1. Disparition du paléochenal sous la sédimentation postérieure ; 2. Bras de réactivation d’anciens tracés ; 3. Limites des paléochenaux.
1. Buried palaeochannel limits under floodplain deposits; 2. Reactivation channels of former arms; 3. Palaeochannel outlines.

Fig. 9 – Paléochenaux mis en évidence à l’Hôpital-le-Mercier.
Fig. 9 – Abandonned channels digitized at l’Hôpital-le-Mercier.

Fig. 9 – Paléochenaux mis en évidence à l’Hôpital-le-Mercier.Fig. 9 – Abandonned channels digitized at l’Hôpital-le-Mercier.

1. Limites des paléochenaux ; 2. Emplacement du lit de la Loire entre 1836 et 2007 ; 3. Position des carottages datés (les carottages étiquetés sont mentionnés dans le texte) ; 4. Paléochenaux d’un système en tresse ; 5. Paléoméandre ; 6. Système en anabranches abandonné.
1. Palaeochannel outline; 2. Position of the active channel from 1836 to 2007; 3. Position of dated cores (labelled ones are mentioned in the text); 4. Abandoned braided system; 5. Abandoned meander; 6. Abandoned anabranching system.

30L’interprétation de la répartition des paléochenaux et des données LiDAR redressées permet de produire une carte des formes visibles en surface, qui comprend les groupes de paléochenaux délimitant les surfaces qui représentent les restes conservés des différentes bandes actives qui se sont succédées au cours du temps, déduites aussi bien sur des critères altitudinaux que sur le style fluvial révélé par la forme en plan des chenaux. Ce travail d’interprétation a permis, sur l’ensemble du tronçon étudié, la mise en évidence de cinq bandes actives distinctes depuis la fin de la dernière glaciation (dépôts des terrasses T5 et T6 ; fig. 10). Les altitudes relatives des limites d’anciens bras montrent une tendance à l’étagement des différentes nappes alluviales, même s’il est très faible après la mise en place de S1 (fig. 10). Les différentes étapes de migration sont particulièrement nettes au niveau de l’Hôpital-le-Mercier (fig. 11). Les dépôts du dernier maximum glaciaire (T5, terminologie reprise de Straffin, 2000) ont été incisés par le fleuve et un comblement alluvial est déposé. Il se termine par un système méandriforme, aujourd’hui perché 9 à 5 m au-dessus de l’altitude moyenne de la tranche d’eau actuelle. Les dépôts de S1 subissent une nouvelle incision avant la mise en place d’un nouveau comblement qui se termine également par un système méandriforme aujourd’hui 6 à 4 m au-dessus de la tranche d’eau (fig. 10-11). Ces méandres sont recoupés par une nouvelle phase qui s’achève par un système en anabranches comparable au type 3 de la classification de Nanson et Knighton (1996). Ce système, 4,5 à 3 m au-dessus du niveau du fleuve actuel, est abandonné et une nouvelle bande active se met en place à des altitudes analogues (fig. 10‑11). Deux types de chenaux semblent s’être succédé au cours de S4 : un système transitoire large et peu sinueux de type « vagabond » (Malavoi et Bravard, 2010), puis un système méandriforme, recoupé par S5 (fig. 11). Cette dernière phase, la plus récente, voit la mise en place d’un système en tresse 4 à 2 m au-dessus du chenal actuel (fig. 10), style fluvial observé par d’autres auteurs sur ce même secteur (Straffin et Blum, 2002). Certains bras évoluent pour donner le chenal large et peu sinueux du XIXe siècle, qui devient ensuite de plus en plus méandriforme au cours du dernier siècle.

Fig. 10 – Distribution des altitudes des paléochenaux par séquence.
Fig. 10 – Distribution of paleochannels’ altitudes per depositional sequence.

Fig. 10 – Distribution des altitudes des paléochenaux par séquence.Fig. 10 – Distribution of paleochannels’ altitudes per depositional sequence.

Fig. 11 – Séquences de dépôt mis en évidence à l’Hôpital-le-Mercier.
Fig. 11 – The depositional sequences of l’Hôpital-le-Mercier.

Fig. 11 – Séquences de dépôt mis en évidence à l’Hôpital-le-Mercier.Fig. 11 – The depositional sequences of l’Hôpital-le-Mercier.

1. Limites des paléochenaux ; 2. Emplacement du lit de la Loire entre 1836 et 2007 ; 3. Séquence 5 ; 4. Séquence 4 ; 5. Séquence 3 ; 6. Séquence 2 ; 7. Séquence 1 ; 8. Terrasse T5 d’après Straffin (2000) ; 9. Terrasse T6 d’après Straffin (2000) ; 10. Positions des datations radiocarbone réalisées par Steinmann (2015) ; 11. Position des datations OSL de Colls et al. (2001).
1. Palaoechannel outline; 2. Position of the active channel from 1836 to 2007; 3. Sequence 5; 4. Sequence 4; 5. Sequence 3; 6. Sequence 2; 7. Sequence 1; 8. T5 terrace from Straffin (2000); 9. T6 terrace from Straffin (2000); 10. Location of the radiocarbon dating from Steinmann (2015); 11. Location of the OSL dating from Colls et al. (2001).

31Les surfaces successives mises en évidence représentent la partie visible d’autant de séquences de dépôt élémentaires telles que définies dans la nomenclature stratigraphique, plus précisément par la stratigraphie séquentielle (Rey, 1997 ; Catuneanu et al., 2011). Les séquences de dépôt élémentaires sont formées d’unités sédimentaires séparées par des discontinuités d’origine autocyclique, et par conséquent issues de l’évolution intrinsèque du système fluvial (par exemple les surfaces séparant les différentes barres d’accrétion d’un méandre en migration). Les séquences de dépôt élémentaires sont délimitées par les surfaces d’érosion des incisions survenues depuis la fin de la dernière période glaciaire, qui forment des discontinuités séquentielles allocycliques, causées par des forçages extérieurs au fonctionnement de l’hydrosystème, comme les fluctuations climatiques ou les variations eustatiques.

32La carte obtenue (fig. 11) permet de mettre en évidence certaines grandes étapes de la construction du lit majeur encore lisibles en surface sur l’ensemble du tronçon étudié, que l’on va ensuite s’efforcer de compléter pour caractériser les dépôts et donner des âges aux différentes phases dynamiques.

4. Description et datation des archives sédimentaires formant le comblement alluvial

33Les analyses planaires menées précédemment doivent être complétées, au niveau du tronçon, par l’observation directe des dépôts et le calage chronologique des métamorphoses mises en évidence. Ce n’est qu’en effectuant le plus d’observations possible que la restitution de la nature, de la position et de la forme des corps sédimentaires du comblement alluvial devient fiable. Toutefois, cette acquisition à trop haute résolution est très coûteuse en temps, et doit donc tout d’abord se faire sur des sites problématiques ou estimés représentatifs par le biais d’observations ponctuelles ou plus continues.

4.1. Observations sédimentologiques

34Une première approche du remplissage sédimentaire de la vallée peut être réalisée en utilisant de façon critique les données de forage de la BSS (Banque du sous-Sol) du BRGM (Bureau des Ressources Géologiques et minières), issues de la bibliographie ou encore de données d’entreprises privées (Castanet, 2008). Une grande prudence doit être apportée à la corrélation de ces observations lithologiques étant donné la grande hétérogénéité des dépôts alluviaux, qui changent très rapidement latéralement et peuvent fausser les corrélations réalisées uniquement sur le faciès.

35L’acquisition de profils par tomographie de résistivité électrique permet également d’aborder les variations lithologiques du comblement alluvial (Castanet 2008 ; Vayssière et al., 2016 ; Steinmann et al., 2016a). Sans donner la composition précise du sous-sol, cette méthode permet de restituer la géométrie du comblement, que l’on peut ensuite compléter par des données sédimentologiques acquises par carottages le long du profil. Les configurations sont très variables en fonction de la précision recherchée et des objets mesurés (Samouëlian et al., 2005), mais des coupes de 50 à 100 m de long permettent de détecter la forme des unités sédimentaires métriques à plurimétriques sur 10 à 20 m de profondeur (Steinmann et al., 2016b). C’est donc un outil difficile à mettre en œuvre à l’échelle du lit majeur pour les vallées très larges, mais qui permet de détecter assez facilement les différentes unités des comblements.

36Les archives sédimentaires sont également observées et décrites grâce à des carottages, la reconnaissance des dépôts alluviaux et continentaux ayant fait l’objet de nombreuses publications de synthèse (Allen, 1965, 1982a,b ; Miall, 1994, 2006 ; Bridge et Demicco, 2008). Les observations réalisées pour cette étude ont consisté en la description des faciès rencontrés, leurs caractéristiques pouvant permettre de remonter au processus puis au type de dynamique alluviale à l’origine de l’accumulation sédimentaire, ainsi que son évolution ultérieure. Cette approche peut être complétée par des mesures de géophysique et des analyses granulométriques.

37La sédimentologie de faciès autorise une meilleure reconnaissance des dépôts sur des coupes, les continuités stratigraphiques étant observables et non déduites par corrélation, comme il est nécessaire de le faire entre deux points de carottage. La réalisation de tranchées à la pelle mécanique est sans doute le meilleur moyen de comprendre l’organisation du comblement, notamment dans des plaines alluviales de faibles dimensions (Cruz, 2012), mais impliquent une logistique lourde qui les confinent à des secteurs-clefs choisis en raison d’une problématique forte, ou aux opportunités d’observation que peuvent offrir des chantiers d’archéologie préventive. En l’absence de tels sondages, des informations précieuses peuvent parfois être apportées par l’observation des coupes de berge du chenal actif.

4.2. Acquisition et compilation d’éléments de datation

38Cette étape de la démarche intégrée est cruciale car elle fournit le cadre chronologique à l’ensemble des observations, ce qui permet, entre autres, leur comparaison avec d’autres enregistrements. Des synthèses bibliographiques peuvent fournir des éléments de datations sur une zone d’étude, notamment les datations radiocarbone qui sont souvent utilisées dans les études paléoenvironnementales (Cubizolle, 2009). Une fois remises en forme et les âges de nouveau corrigés avec une courbe actualisée, ces datations peuvent aider à bâtir le cadre chronologique si le contexte dans lequel le prélèvement a eu lieu est clair. Au-delà des indispensables informations sur l’aménagement de l’hydrosystème que peuvent apporter les données archéologiques, les sites peuvent également nourrir la réflexion sur l’évolution du cours d’eau. Parmi ces indices, les ponts anciens sont tout particulièrement indiqués comme point de départ de l’étude du comblement (Steinmann, 2015), puisqu’ils fournissent une largeur minimale, un axe d’écoulement et un âge. Les vestiges de ces structures sont en effet la plupart du temps en partie composés de bois pouvant être datés par dendrochronologie ou radiocarbone (Dumont et al., 2014). En retour, l’étude du comblement permet de définir des zones potentielles de nouvelles découvertes et ainsi enrichir la réflexion sur les échanges entre les sociétés et le milieu alluvial au cœur des problématiques géoarchéologiques actuelles (Carcaud et Arnaud-Fassetta, 2014).

39L’acquisition du plus grand nombre possible de nouvelles datations est incontournable lorsque l’on veut reconstituer l’histoire du remplissage. Les datations OSL sont tout à fait adaptées au milieu alluvial étant donné la fréquence des niveaux sableux au sein de l’enregistrement. Cependant, le coût des datations radiocarbone est plus faible, ce qui permet de multiplier les analyses. Sur le secteur étudié, 35 âges 14C ont été acquis lors de ces travaux (tab. 1). Certains niveaux peuvent contenir de la matière organique ancienne remaniée, plusieurs datations doivent donc être effectuées sur la colonne de sédiments observée. Les fragments de végétaux comme les brindilles ou les feuilles sont assez fragiles et sont donc peu susceptibles d’avoir été remobilisés sans être détruits. On trouve souvent ce type de restes au fond des chenaux peu de temps après leur abandon (Toonen et al., 2012), ce qui permet donc de dater l’arrêt des écoulements permanents dans le bras.

Tab. 1 – Base de données des datations radiocarbones (14C) acquises sur la Loire bourbonnaise.
Tab. 1 – Data base of radiocarbon dating (14C) obtained for the « bourbonnaise » Loire section.

Tab. 1 – Base de données des datations radiocarbones (14C) acquises sur la Loire bourbonnaise.Tab. 1 – Data base of radiocarbon dating (14C) obtained for the « bourbonnaise » Loire section.

4.3. Application à l’échelle du site : le pont romain de Chassenard

40L’étude de la plaine alluviale à proximité du site archéologique de Chassenard a permis d’apporter de nombreuses informations sur le comblement postglaciaire. Situé au nord du tronçon étudié (fig. 1A), ce site archéologique n’a commencé à apparaître dans le chenal actuel qu’à partir des années 1960, tandis qu’il était encore enfoui dans la plaine alluviale au XIXe siècle (fig. 4). Le site de Chassenard est formé de deux aménagements d’âges différents (fig. 12A) : un groupe de piquets en bois, les restes d’une pêcherie médiévale datée par radiocarbone entre 1 220 et 1 290 cal AD (95,4 %), et les pieux de fondation en chêne d’au moins deux états successifs de ponts romains, l’ensemble daté par dendrochronologie entre 2 av. J.‑C. et 137 ap. J.‑C. (Dumont et al., 2011). La rive gauche, en cours d’érosion, laisse apparaître des stratifications entrecroisées de barres de galets dans lesquelles une tuile plate à crochet a été découverte, ce qui permet de confirmer l’existence d’un système en tresse dans le secteur après la fin du Moyen Âge (Steinmann, 2015). Dans le but d’essayer de retrouver les connexions entre le franchissement ancien et la plaine alluviale romaine, des prospections géophysiques en plan ont été menées à l’aide d’un gradiomètre à vapeur de Césium. Ce travail a permis de détecter une anomalie pouvant éventuellement correspondre au tracé d’une voie dont la signature aurait été brouillée par l’aggradation de la plaine alluviale (fig. 12A). Une coupe de la résistivité électrique, réalisée en travers de cette anomalie, semble confirmer la présence d’une structure enfouie, ainsi qu’un paléochenal comblé de dépôts résistifs en bordure d’un creux topographique formant la limite entre les séquences 4 et 5 définies par l’étude du MNT LiDAR redressé (fig. 12B).

41La sédimentation a pu être observée directement grâce à des tranchées de sondage, et neuf datations réalisées sur des prélèvements de matière organique sur les différentes coupes relevées. L’histoire sédimentaire, présentée sur une coupe de synthèse (fig. 12C), débute par la mise en place de barres de graviers par un système en tresse, dépôts qui se terminent vers 10 096‑9 454 cal BC (95,4 %). Une partie de ces dépôts est remaniée par un chenal méandriforme qui migre vers le sud-est en déposant une barre d’accrétion latérale. Les sables de cette unité sont surmontés par des dépôts argileux de décantation qui se mettent en place en contexte marécageux entre 3 084‑2 096 cal BC et 1 051‑1 258 cal AD (95,4 %). Au-dessus, on trouve des niveaux de voirie formés de cailloutis calcaires mis en place à partir de 1 050‑1 258 à 1 217‑1 282 cal AD (95,4 %). L’anomalie détectée grâce aux prospections géophysiques, s’il s’agissait bien des vestiges d’un chemin, est médiévale et non romaine. Latéralement, les premiers niveaux de voirie participent au début du comblement d’un paléochenal. Le comblement de cette dépression se poursuit en même temps que la plaine alluviale continue son aggradation au sud, et que différentes recharges de voirie sont mises en place jusqu’aux années 1 489‑1 654 cal AD (95,4 %). Entre cet intervalle et les années 1 647‑1 955 cal AD (95,4 %), le comblement du paléochenal médiéval est accéléré par l’arrivée d’au moins huit dépôts de lobes de crevasse sableux qui indiquent l’occurrence de débordements fréquents provenant du nord. Au cours de la période contemporaine, l’ensemble de la sédimentation holocène décrite est masquée par les dépôts d’aggradation de la plaine alluviale, alors que le fleuve coule à plusieurs centaines de mètres du site archéologique (fig. 4).

Fig. 12 – Le comblement postglaciaire observé à Chassenard.
Fig. 12 – The postglacial deposits at Chassenard.

Fig. 12 – Le comblement postglaciaire observé à Chassenard.Fig. 12 – The postglacial deposits at Chassenard.

A. Résultats des prospections géophysiques magnétiques menées au droit des vestiges archéologiques et positionnement des observations. B. Coupe de résistivité électrique réalisée en travers d’une anomalie magnétique potentiellement liée au franchissement romain. C. Coupe de synthèse des tranchées de sondage. 1. Vestiges de la pêcherie médiévale ; 2. Premier état de pont romain ; 3. Second état de pont romain ; 4. Troisième état de pont romain (?) ; 5. Coupe de résistivité électrique ; 6. Première tranchée de sondage ; 7. Seconde tranchée de sondage ; 8. Anomalie magnétique interprétée comme une possible voie ayant mené au pont romain ; 9. Paléochenaux enfouis ; 10. Anomalie résistive pouvant correspondre à une ancienne voie ; 11. Dépôts très résistifs venant combler un paléochenal ; 12. Barres graveleuses et sableuses avec rares lits argileux réduits. 13. Barre de méandre sableuse ; 14. Argiles de décantation déposés en contexte marécageux ; 15. Comblement argileux d’un paléochenal ; 16. Recharges de graviers et sables carbonatés formant différents états d’un chemin médiéval ; 17. Huit lobes de crevasse successifs formés de niveaux sableux grano-décroissants puis bioturbés ; 18. Argiles réduites bioturbées se mettant en place entre les niveaux sableux et dans le paléochenal ; 19. Argiles silto-sableuses d’aggradation de la plaine alluviale moderne à contemporaine ; 20. Argiles sableuses de la plaine alluviale contemporaine à actuelle ; 21. Emplacements des datations radiocarbone réalisées.
A. Results of the magnetometer survey lead near the archaeological remains and location of further investigations. B. Resistivity cross-section carried out on a magnetic anomaly interpreted as a possible remains of a roman road. C. Synthetic cross-section of the sedimentation observed in the trenches. 1. Remains of a medieval fishery (13th century); 2. First roman bridge; 3. Second roman bridge; 4. Possible third roman bridge; 5. Resistivity cross-section; 6. First trench; 7. Second trench; 8. Magnetic anomaly interpreted as a potential buried roman road; 9. Buried channels; 10. Medium resistivity anomaly that could correspond to an ancient road; 11. High resistivity unit filling a palaeochannel; 12. Sandy gravel bars with rare clay beds; 13. Sandy point bar deposits; 14. Marshy clays; 15. Clayish palaeochannel infilling; 16. Limestone gravels and sands layers of a medieval road; 17. At least eight distinct sandy crevasse splays deposits fining upwards and bioturbated; 18. Reduced and bioturbed clays deposited between crevasses splays and in the abandoned channel; 19. Sandy and silty clays deposited by floodplain aggradation during modern times; 20. Sandy clays of the present floodplain; 21. Location of radiocarbon dating.

42L’étude du site de Chassenard montre que le lit actif de la Loire, situé à l’emplacement du chenal actuel aux périodes romaines et médiévales, a beaucoup migré au cours de l’Holocène. On observe un hiatus entre 10 000 av. J.‑C. et la mise en place des argiles de décantation vers 3 000 av. J.‑C., qui continuent à se déposer jusqu’au Moyen Âge. Dans le secteur de Chassenard, une bonne partie des archives sédimentaires est médiévale à contemporaine. À partir du XIIIe ou du XIVe siècle ap. J.‑C., la Loire présente à Chassenard un système en tresse qui a pu remanier les dépôts antérieurs sur 2 km de large au gré de la migration de la bande de tressage.

43En plus de l’érosion causée par le lit tressé, à la fin du Moyen Âge et au cours de l’époque moderne, des crevasses, associées à d’épais dépôts, viennent contribuer à masquer et détruire les dépôts antérieurs. Les implantations qui ont résisté à l’érosion, comme le pont romain de Chassenard, se retrouvent isolées des dépôts et structures qui leur sont contemporains, bien que certains lambeaux de séquences antérieures à la séquence 5 ont pu être localement préservés sous les recouvrements modernes et contemporains.

4.4. Application à l’échelle du tronçon : âges des séquences

44Les observations directes de la sédimentation, par carottage du remplissage des bras morts mis en évidence par les analyses planimétriques, permettent d’étudier la sédimentation de ces paléochenaux et de dater leur abandon avant la mise en place de la séquence suivante. Sur le tronçon étudié (fig. 1A), les carottages effectués montrent que les paléochenaux sont comblés de dépôts fins, majoritairement argileux (fig. 13A‑C). Les principaux faciès rencontrés sont le signe d’une activité plus ou moins intense du fleuve. En effet, les tourbes se développent lors de phases plus calmes que celles qui voient la mise en place de niveaux argileux, tout particulièrement les dépôts d’argile micacée qui sont le signe d’un accroissement de la sédimentation terrigène. Les carottages présentés permettent de dater la fin d’une séquence définie par l’étude de la surface de la plaine alluviale actuelle. En effet, le début du comblement organique permet de donner un âge à partir duquel le courant cesse de circuler dans le chenal abandonné, et donc le début de la séquence suivante. Il est également pertinent d’ajouter à cette réflexion l’ensemble des observations réalisées ainsi que les données bibliographiques, notamment les éléments de datation obtenus par d’autres chercheurs sur ce même secteur et localisés sur la Figure 1A (Straffin, 2000 ; Colls et al., 2001).

Fig. 13 – Natures et âges du remplissage des derniers chenaux des séquences 2 (A), 3 (B) et 4 (C).
Fig. 13 – Lithology and ages of the last channels’ infilling on sequences 2 (A), 3 (B) and 4 (C).

Fig. 13 – Natures et âges du remplissage des derniers chenaux des séquences 2 (A), 3 (B) et 4 (C).  Fig. 13 – Lithology and ages of the last channels’ infilling on sequences 2 (A), 3 (B) and 4 (C).

1. Tourbe ; 2. Argile tourbeuse ; 3. Argile riche en matière organique ; 4. Argile grise micacée ; 5. Sables ; 6. Argiles marmorisées (battements de la nappe) ; 7. Fragments de végétaux ; 8. Lit de matière organique.
1. Peat; 2. Peaty clay; 3. Organic clay; 4. Grey clay with muscovite fine sands; 5. Sands; 6. Clay deposits oxidized by water table fluctuations; 7. Plant remains; 8. Very organic layer.

45La séquence 1 n’a pas pu faire l’objet de datations directes. Elle se met en place après l’incision des derniers sédiments de T5, déposés vers 15 500 av. J.‑C. au plus tard (Colls et al., 2001). Les derniers chenaux visibles en plan montrent que le fleuve a adopté, à la fin de la séquence, un style méandriforme avant que la séquence soit incisée et se retrouve perchée entre la terrasse weichsélienne et le lit majeur actuel (fig. 10). La première incision des dépôts weichséliens date, dans la plaine du Forez, du Dryas ancien (Cubizolle et al., 2002), et pourrait correspondre ici à la mise en place de la séquence 1. Ces dépôts sont remaniés au début de la séquence 2, qui incise le comblement tardiglaciaire. Le début de la sédimentation a pu être observé à Chassenard, avec un chenal en tresse qui fonctionne jusque vers 10 000 av. J.‑C., et s’achève avec l’abandon du méandre étudié grâce à quatre carottages (fig. 9, 13A), qui se produit vers 6 651‑6 484 cal BC (95,4 %). Une partie des dépôts est remaniée lors du début de la séquence suivante (séquence 3), qui s’achève avec l’abandon d’un système en anabranches qui a pu être daté des années 4 346‑4 076 cal BC (95,4 %, fig. 1A, 13B). La séquence 4 se met ensuite en place et débute par un système large et peu sinueux. Elle s’achève par un système méandriforme abandonné vers 989‑1 152 cal AD (95,4 %) (fig. 9, 13C). Ces méandres laissent place à un système en tresse qui dépose des barres graveleuses dans lesquelles on a découvert une tuile plate à crochet, élément de couverture qui apparaît entre 1 200 et 1 400 ap. J.‑C. (Aumard, 2011). Des datations OSL viennent confirmer la présence d’un système en tresse au cours de la période moderne (1 530‑1 670 et 1 590‑1 710 ap. J.‑C. d’après Colls et al., 2001). Ce système mute ensuite pour donner le chenal large et peu sinueux observable sur les documents des années 1 840 et 1 850, qui évolue au cours du XXe siècle vers un style plus méandriforme.

5. Synthèse : histoire du comblement postglaciaire de la Loire amont

46La compilation et le croisement de l’ensemble des données acquises sur ce tronçon permettent de reconstituer relativement finement l’évolution du fleuve, qui comporte cinq séquences postglaciaires conservées grâce à la diminution progressive de la largeur de la bande active au cours du temps et à la vitesse de migration élevée du fleuve dans ce secteur. La Figure 14 regroupe ainsi l’ensemble des points de datation et l’emprise des différentes séquences de dépôt mises en évidence grâce au MNT redressé, et dont la sédimentation a ensuite été observée directement sur des coupes et des carottages. Pour compléter cette cartographie des séquences de dépôt, la compilation de l’ensemble des observations menées permet de synthétiser la trajectoire d’évolution de ce tronçon de plaine alluviale ligérienne (fig. 15). On constate que la Loire a alterné un style en tresse de forte énergie qui caractérise le début des séquences avec des bras méandriformes ou en anabranches en fin de séquence (Steinmann, 2015). Tous les débuts de séquence mis en évidence par les carottages correspondent à des phases d’activité accrue de la Loire moyenne (Castanet, 2008). De plus, le passage d’une séquence à une autre semble aussi coïncider avec certaines des dégradations au sein de l’enregistrement climatique (Wanner et al., 2011), ainsi qu’à des périodes de hauts niveaux d’eau dans les lacs de moyennes latitudes européennes (Magny, 2004).

47La séquence 4 de la Loire amont est peut-être plus complexe que ce qui a pu être mis en évidence lors de ces travaux, car elle est contemporaine de variations importantes sur la Loire moyenne ou dans l’enregistrement climatique. Certains carottages montrent en effet un accroissement de la sédimentation terrigène au cours de la séquence 4 (fig. 13A-B), mais ces phases ne se sont pas traduites par la mise en place d’une nouvelle séquence. Il peut s’agir d’un biais dans l’enregistrement qu’il pourrait être intéressant de compléter par de nouvelles observations au sein de la séquence 4.

48La mise en place de la séquence 5 et la métamorphose fluviale qui se produisent après l’incision des dépôts de la séquence 4, semblent précéder légèrement les autres enregistrements, surtout celui des phases d’activité accrue de la Loire moyenne. Il est possible que d’autres datations affinent l’âge exact de ce changement, ou que le fleuve ait réagi très rapidement aux prémices de la dégradation climatique du Petit Âge Glaciaire.

Fig. 14 – Carte de synthèse des séquences de dépôt postglaciaires et des terrasses alluviales de la Loire sur la zone d’étude.
Fig. 14 – Synthesis maps of Loire postglacial depositional sequences and alluvial terraces on the study area.

Fig. 14 – Carte de synthèse des séquences de dépôt postglaciaires et des terrasses alluviales de la Loire sur la zone d’étude.Fig. 14 – Synthesis maps of Loire postglacial depositional sequences and alluvial terraces on the study area.

1. Limites de paléochenaux ; 2. Emplacement du lit de la Loire entre 1836 et 2007 ; 3. Séquence 5 – Bande active de 1200 AD à l’actuel ; 4. Séquence 4 – Bande active de 4200 BC à 1200 AD ; 5. Séquence 3 – Bande active de 6500 à 4200 BC; 6. Séquence 2 – Bande active de 12 000 à 6500 BC ; 7. Séquence 1 – Bande active de 15 000 à 12 000 BC ; 8. Terrasse T5 d’après Straffin (2000) – Bande active de 23 000 à 15 000 BC ; 9. Terrasse T6 d’après Straffin (2000) – Bande active de 61 500 à 34 100 BC ; 10. Terrasse T8 d’après Straffin (2000) – Bande active de 126 000 à 116 000 BC ; 11. Position des 35 datations radiocarbone réalisées par Steinmann (2015) ; 12. Positions des 9 datations radiocarbone de Straffin (2000) ; 13. Position des 18 datations OSL de Colls et al. (2001).
1. Palaoechannel outline; 2. Position of the active channel from 1836 to 2007; 3. Sequence 5 – Channel belt from 1200 AD to nowadays; 4. Sequence 4 – Channel belt from 4200 BC to 1200 AD; 5. Sequence 3 – Channel belt from 6500 to 4200 BC; 6. Sequence 2 – Channel belt from 12,000 to 6500 BC; 7. Sequence 1 – Channel belt from 15,000 to 12,000 BC; 8. T5 terrace from Straffin (2000) – Channel belt from 23,000 to 15,000 BC; 9. T6 terrace form Straffin (2000) – Channel belt from 61,500 to 34,100 BC; 10. T8 terrace from Straffin (2000) – Channel belt from 126,000 to 116,000 BC; 11. Location of the 35 radiocarbon dating from Steinmann (2015); 12. Location of the 9 radiocarbon dating from Straffin (2000); 13. Location of the 18 OSL dating from Colls et al. (2001).

Fig. 15 – Synthèse des transformations observées sur le tronçon étudié au regard des principales phases d’activité de la Loire orléanaise, des dégradations climatiques de l’Holocène et des périodes de hauts niveaux lacustres aux moyennes latitudes européennes.
Fig. 15 – Main changes observed on the studied section compared with flood frequency and intensity on midstream Loire, Holocene cold events and mid-european high lake levels.

Fig. 15 – Synthèse des transformations observées sur le tronçon étudié au regard des principales phases d’activité de la Loire orléanaise, des dégradations climatiques de l’Holocène et des périodes de hauts niveaux lacustres aux moyennes latitudes européennes.Fig. 15 – Main changes observed on the studied section compared with flood frequency and intensity on midstream Loire, Holocene cold events and mid-european high lake levels.

1. Chenal actif ; 2. Barres de méandres sableuses, levées et aggradation de la plaine alluviale ; 3. Unités graveleuses et sableuses massives formant des rides 3D, déposés par des courants à forte compétence ; 4. Dépôts de décantation riches en matière organique (comblement de bras mort, rives marécageuses) ; 5. Fourchettes chronologiques des datations clefs (à 95,4 % d’intervalle de confiance) ; 6. Style fluvial identifié ou très fortement soupçonné (a. méandriforme ; b. « vagabond » ; c. en anabranche ; d. en tresse) ; 7. Style fluvial supposé (a. méandriforme ; b. « vagabond » ; c. en anabranche ; d. en tresse) ; 8. Phase d’incision bien datée sans mise en place d’une terrasse étagée ; 9. Phase d’incision d’âge extrapolé avec mise en place d’un étagement ; 10. Phase d’incision bien datée avec mise en place d’un étagement ; 11. Localisation de l’aggradation verticale ; 12. Phase de migration unidirectionnelle du lit actif ; 13. Phase de migration pluridirectionnelle des tracés.
1. Active channel; 2. Sandy points bars, levee deposits and alluvial plain aggradation; 3. Gravel and sand massive 3D dunes; 4. Silty and muddy organic deposits (abandoned channels, backswamp); 5. Age range of the main dating (95.4% confidence); 6. Fluvial pattern observed or highly suspected (a. meandering; b. wandering; c. anabranching; d. braided); 7. Supposed fluvial pattern (a. meandering; b. wandering; c. anabranching; d. braided); 8. Well dated incision without terrace formation; 9. Age-supposed incision with terrace formation; 10. Well dated incision with terrace formation; 11. Location of aggradation; 12. Unidirectional channel migration; 13. Multidirectional lateral migration.

6. Conclusion

49Le travail mené à l’aide de la démarche intégrée a permis la reconstitution assez fine des différentes phases de construction du lit majeur de la Loire bourbonnaise sur un tronçon d’une quinzaine de kilomètres (fig. 14). La mise en place de cette approche améliore la connaissance globale du fonctionnement des hydrosystèmes en milieu tempéré depuis la fin de la dernière glaciation en termes de rythme et d’amplitude des changements grâce au croisement de nombreuses données qui informent sur la dynamique fluviale à une période donnée.

50Le géoréférencement et l’analyse des documents anciens et récents permettent d’approcher quantitativement la dynamique fluviale à une période charnière qui voit l’emprise anthropique s’intensifier. Témoins précis des changements décennaux à centennaux, ces documents autorisent une meilleure compréhension de facteurs de contrôle locaux de la dynamique alluviale. Ainsi, sur la Loire amont, les crues de la seconde moitié du XIXe siècle sont soupçonnées d’avoir joué un rôle morphogène dans un secteur très mobile, le chenal pouvant se déplacer jusqu’à un kilomètre au cours des deux derniers siècles.

51Le traitement des données LiDAR met en évidence la morphologie de surface du lit majeur, qui éclaire les dernières traces visibles de la dynamique fluviale. La correction du MNT par la soustraction des valeurs de la pente du fleuve améliore la visibilité des formes alluviales emboîtées ou faiblement étagées, qu’il est ensuite possible de regrouper en différentes séquences de dépôts qui forment les éléments architecturaux construisant la plaine alluviale.

52L’observation directe des modes de sédimentation a permis de remonter aux processus de dépôts des séquences de comblement du lit majeur sur des durées et avec des précisions différentes en fonction de la préservation des archives sédimentaires. Les datations radiocarbone ont été particulièrement efficaces pour fournir un âge aux dépôts et aux différentes séquences.

53Les ajustements visibles dans le style de la Loire semblent correspondre aux variations climatiques de l’Holocène. Ils pourraient avoir été exagérés par les effets des activités humaines, surtout à la fin du Moyen Âge et à l’époque moderne, où l’anthropisation relève déjà de la longue durée. La démarche intégrée fournit une cartographie des dépôts holocènes et des reconstitutions inédites de l’évolution sur le temps long de plaines alluviales, notamment au niveau de franchissements historiques comme le pont romain de Chassenard. Pendant la dernière dégradation climatique de l’Holocène, le Petit Âge Glaciaire, la Loire s’est métamorphosée et les traces de cette phase sont encore particulièrement visibles en surface de la plaine alluviale et dans les dépôts.

54Au terme du travail, l’objet d’étude considéré, c’est-à-dire le comblement postglaciaire d’un tronçon de plaine alluviale, a été reconstitué avec des résolutions spatiale et temporelle dépendant du maillage des observations et des datations. Sur les secteurs bien couverts, comme à l’Hôpital-le-Mercier (fig. 11), on peut arriver à des précisions décamétrique et séculaire en termes de positionnements en plan et dans le temps des grandes séquences. La qualité de la reconstitution dépend également de l’hydrosystème considéré. Pour la Loire, le fleuve est très dynamique et parcourt une large vallée, ce qui permet une bonne conservation des héritages géomorphologiques. La démarche engagée revient à reconstruire, en quatre dimensions, l’évolution du cours d’eau et de sa plaine alluviale sur des tronçons de plusieurs kilomètres. La résolution de la reconstitution finale dépend de la densité des observations, ainsi que des lacunes de l’enregistrement. L’approche intégrée présentée ici, si elle a été utilisée sur un fleuve important à la dynamique rapide et intense, peut tout à fait être appliquée à des cours d’eau de faible et moyenne énergie, pour lesquels les archives sédimentaires seront certainement bien moins dilatées, mais tout à fait interprétables. Le cadre géomorphologique robuste qui est posé par l’approche intégrée a ensuite vocation à être nourri et amélioré par d’autres études pour comprendre le fonctionnement du milieu fluvial mais aussi les relations que les sociétés ont pu entretenir avec cet environnement changeant.

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DOI :
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Annexe

English abridged version

The valleys we can observe nowadays are the result of a combination of processes acting at different spatial and time scales (Schumm, 1977; Knighton, 1998; Bravard and Petit, 2000). Studying the long-term evolution of such environments thus necessitates confronting as much information as possible in order to estimate intensity, rate, timing and causes of the observed changes. Understanding the long-term evolution can help to choose sustainable restoration projects and is susceptible to increase the discovery of new archaeological sites, leading to a better comprehension of the relationships between societies and environment through time (Carcaud and Arnaud-Fassetta, 2014).

In this methodological paper, the integrated approach intent to enlighten the different component of the fluvial system by using several different sources and methods. Some of them are already often used, but the approach defended here is the interest of an accurate study of the alluvial plain by mapping the postglacial deposits. Such an approach has been here applied on one section of upstream Loire’s alluvial plain (fig. 1). Even if Loire is a large and dynamic river, the chosen methods could be applied to smaller river courses for whom adjustments are too small to be detected at annual to decennial scales, but that certainly experimented changes at centennial scale, or at least during the Holocene.

Planform evolution at decennial to centennial scale with morphometry: the evolution of the upstream part of Loire’s valley during the last two centuries has been studied using ancient maps made between 1836‑1842 and 1848‑1854 and aerial photographs taken in 1946, 1954, 1967, 1977, 1986, 1999 and 2007. First of all, the documents are georeferenced in the same coordinate system and the active channel accurately digitized in a GIS. Morphometric parameters (fig. 2) are then extracted to be compared with reference studies (Allen 1982b; Malavoi and Bravard 2010). On upstream Loire study area, an important decrease of channel width can be observed between 1836‑1842/1848‑1854, and between 1848‑1854/1946 (fig. 3A-C). The sinuosity index grows during the same period, pointing out the Loire’s meandering trend. Between 1836‑1842 and 1848‑1854 nor changes in discharge nor heavy engineering works have been noticed, but a centennial flood occurred in 1846. This single event had an important impact on the river: even if only one cut-off has been observed on the study area (fig. 5), the other bends migrated downstream and the channel narrowed due to incision (fig. 4). After 1850’s, human activities like dredging and dam building amplified this flood-initiated trend to deepening and meandering (Steinmann, 2015).

Planform evolution since the last glacial maximum: the global postglacial evolution has been deducted from the DEM analysis. A LiDAR survey has been processed in the aim to remove the effects of the valley slope. Many tools exist to enhance local topographic variations on LiDAR datasets (Yokohama et al., 2002; Devereux et al., 2008; Notebaert et al., 2009; Hesse 2010; Kokalj et al., 2011; Zakšek et al., 2011; Doneus et al., 2013), but they can’t remove only the valley slope. We elaborated a method after Alber and Piégay (2011), based on the creation of a reference plan with the same orientation and altitudes than a chosen reference axis (fig 6A-C). If needed, interpolated values are generated between reference points to fit with mesh size on the original DEM. A copy of the points is projected on each valley side and contour lines generated from these points. The contour lines are then used to create the slope model. On upstream Loire, the reference is the regression line between positions where the altitude of water top in the channel has been measured. One can also use the altitude at the top of the floodplain as reference if there is a fall in the channel that could have echoed to the whole DEM if the reference had been the top of water in the active channel. Once created, the reference plan is subtracted to the original DEM, resulting in a DEM relative to a reference plan (fig. 7). Abandoned channels are then digitized, and depositional sequences delimited basing on channel planforms and relative altitude classes (fig. 10). This work needs a certain amount of interpretation and the shapefiles can’t be generated automatically (fig. 8). The result of the digitalization is a map of alluvial plain units. The relative chronology of floodplain construction since the last glacial maximum can then be deducted from the spatial relations between the different units (fig. 9, 11).

Sedimentology and dating: previous work gives the general evolution, but field investigations are the only way to describe and refine the global reconstruction. Alluvial fill is observed on 1D boreholes and 2D trenches, and the deposition processes as the changes in fluvial dynamics described using facies sedimentology (Allen, 1965, 1982a,b; Miall, 1994, 2006; Bridge et Demicco, 2008). The final resolution depends on the repartition and the number of observation points, but these spots must be firstly chosen on problematic points, especially the trenches, that are the best way to observe sedimentological record, but also are the most expensive (fig. 12C). Electrical resistivity tomography may also be carried out along profiles (fig. 12B) but can be difficult to generalize at the whole alluvial plain if a good resolution is needed.

The next step implies to date as much as possible the observed units. Some data can be extracted from bibliography, but most of the datations have to come from observed layers (fig. 13). Both OSL and radiocarbon can be used on alluvial deposits. 35 radiocarbon datings have been made on the studied area during several research programs (Steinmann, 2015) (tab. 1).

Examples of results obtained: on upstream Loire, the integrated approach lead to a quite accurate reconstruction due to the high migration rate and the progressive decrease of the channel belt width since the beginning of the Holocene (fig. 14). Five climate controlled-sequences have been delimited during the study and compared with previous results and palaeohydrological record (Straffin, 2000; Magny 2004; Castanet, 2008; Wanner et al., 2011). They all seem to start by the incision of previous deposits and the setting up of a braided system that gradually turns into a meandering system during climatic ameliorations (fig. 15). LIA channels are still visible because this degradation is the last one, and have not yet been removed by the active channel nor hidden by floodplain aggradation.

To conclude, quite an accurate reconstruction of the alluvial plain at the pluri-millenial scale arisen from the integrated approach presented here. Such a method could be applied on any alluvial plain. The accuracy of the reconstruction depends on how much the river as migrated and how visible past migrations are. Such a work can lead to several new investigations in order to answer other problematics. One can for example study only LIA deposits to try to separate anthropogenic and climatic signals, or define the ideal position of future palynological investigations on the oldest and less truncated palaeochannel fill. The partition of the alluvial plain in several sequences can also lead to archaeological discoveries to enhance our understanding of relationships between societies and environment through time.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Cartes de localisation et morphologie du tronçon étudié.Fig. 1 – Location maps and morphology of the studied section.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 2,6M
Titre Fig. 2 – Paramètres morphométriques mesurés.Fig. 2 – Measured morphometric parameters.
Légende 1. Centroïde de barre de méandre C ; 2. Points d’inflexion ; 3. Amplitude A ; 4. Longueur d’onde λ ; 5. Longueur d’arc Larc ( Larc=Ldev soit la longueur développée) ; 6. Centre de l’enveloppe de méandrage Lem ; 7. Segment de droite entre deux points d’inflexion Linflex ; 8. Rayon de courbure Rc ; 9. Largeur w ; 10. Lit mineur. 1. Point bar centroid C; 2. Inflection points; 3. Meander-belt width A; 4. Meander wavelength λ; 5. Arc length Larc (∑ Larc=Ldev the channel centerline); 6. Meander-belt centerline Lem; 7. Section between two inflection points Linflex; 8. Meander-loop radius Rc; 9. Width w; 10. Active channel.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 600k
Titre Fig. 3 – Evolution des principaux paramètres morphométriques entre 1836 et 2007.Fig. 3 – Main morphometric changes observed between 1836 and 2007.
Légende A. Évolution de la largeur w au cours du temps. B. Évolution de l’indice de sinuosité Is pour chaque méandre au cours du temps. C. Évolution des indices de sinuosité globaux au cours du temps. A. Width w through time. B. Sinuosity index Is for each meander through time. C. Global sinuosity indexes through time.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 1,1M
Titre Fig. 4 – Principales migrations de la ligne de thalweg entre 1836 et 2007 sur la partie aval du tronçon étudié. Fig. 4 – Migration of the channel centerline between 1836 and 2007 on the downstream part of the studied section.
Légende 1. De 1836 à 1842 ; 2. De 1848 à 1854 ; 3. En 1946 ; 4. En 1977 ; 5. En 2007 ; 6. Site archéologique de Chassenard ; 7. Limites du lit majeur. 1. From 1836 to 1842; 2. From 1848 to 1854; 3. In 1946; 4. In 1977; 5. In 2007; 6. Archaeological site of Chassenard; 7. Floodplain limits.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 1,4M
Titre Fig. 5 – Effets de la crue de 1846.Fig. 5 – Effects of the 1846 flood event.
Légende 1. Tracé du fleuve sur la Carte de la Loire levée entre 1848 et 1854. Fond de carte. dessins-minutes de la Carte de France levés entre 1836 et 1842. 1. Channel position on the « Carte de la Loire » map made between 1848 and 1854. Background map: “dessins-minutes de la Carte de France”, map made between 1836 and 1842.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 2,7M
Titre Fig. 6 – Méthode d’élaboration du plan de référence.Fig. 6 – Creation of the reference surface.
Légende A. Droite de régression construite à partir des points de mesure de l’altitude de ligne d’eau. B. Génération de points tous les mètres le long de l’axe, projection des points de part et d’autre de la vallée et création de courbes de niveau. C. Plan de référence créé avec les courbes de niveau. 1. Sites de mesure de la ligne d’eau ; 2. Droite de régression des sites de mesure ; 3. Report des sites de mesure sur la droite de régression ; 4. Lit de la Loire ; 5. Emprise des données LiDAR ; 6. Zone d’étude ; 7. Interpolation des altitudes entre les sites de mesure et projection de part et d’autre de la vallée ; 8. Courbes de niveau servant à générer le modèle de pente. A. Regression line built from the positions where water altitude has been measured in the active channel. B. Points generation each meter along the regression line, projection of the points on both valley sides and creation of the contour lines. C. Reference surface generated from the contour lines. 1. Points where water altitude has been measured; 2. Projection of the survey positions on the regression line; 4. Loire River; 5. Extent of the LiDAR dataset; 6. Studied area; 7. Interpolation of altitudes between survey positions and projection of the generated points on both valley sides; 8. Contour lines used to create the slope model.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 1,5M
Titre Fig. 7 – MNT LiDAR avant (A) et après (B) soustraction des altitudes moyennes du sommet de la tranche d’eau actuelle sur la zone d’étude de la Loire amont.Fig. 7 – LiDAR DEM before (A) and after (B) subtraction of reference plan's altitudes on upstream Loire study area.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 3,1M
Titre Fig. 8 – Exemples de problèmes rencontrés lors de la digitalisation des paléochenaux.Fig. 8 – Types of issues met during the digitizing of paleaochannel outlines.
Légende 1. Disparition du paléochenal sous la sédimentation postérieure ; 2. Bras de réactivation d’anciens tracés ; 3. Limites des paléochenaux. 1. Buried palaeochannel limits under floodplain deposits; 2. Reactivation channels of former arms; 3. Palaeochannel outlines.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 5,9M
Titre Fig. 9 – Paléochenaux mis en évidence à l’Hôpital-le-Mercier.Fig. 9 – Abandonned channels digitized at l’Hôpital-le-Mercier.
Légende 1. Limites des paléochenaux ; 2. Emplacement du lit de la Loire entre 1836 et 2007 ; 3. Position des carottages datés (les carottages étiquetés sont mentionnés dans le texte) ; 4. Paléochenaux d’un système en tresse ; 5. Paléoméandre ; 6. Système en anabranches abandonné.1. Palaeochannel outline; 2. Position of the active channel from 1836 to 2007; 3. Position of dated cores (labelled ones are mentioned in the text); 4. Abandoned braided system; 5. Abandoned meander; 6. Abandoned anabranching system.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 2,2M
Titre Fig. 10 – Distribution des altitudes des paléochenaux par séquence.Fig. 10 – Distribution of paleochannels’ altitudes per depositional sequence.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 1,1M
Titre Fig. 11 – Séquences de dépôt mis en évidence à l’Hôpital-le-Mercier.Fig. 11 – The depositional sequences of l’Hôpital-le-Mercier.
Légende 1. Limites des paléochenaux ; 2. Emplacement du lit de la Loire entre 1836 et 2007 ; 3. Séquence 5 ; 4. Séquence 4 ; 5. Séquence 3 ; 6. Séquence 2 ; 7. Séquence 1 ; 8. Terrasse T5 d’après Straffin (2000) ; 9. Terrasse T6 d’après Straffin (2000) ; 10. Positions des datations radiocarbone réalisées par Steinmann (2015) ; 11. Position des datations OSL de Colls et al. (2001). 1. Palaoechannel outline; 2. Position of the active channel from 1836 to 2007; 3. Sequence 5; 4. Sequence 4; 5. Sequence 3; 6. Sequence 2; 7. Sequence 1; 8. T5 terrace from Straffin (2000); 9. T6 terrace from Straffin (2000); 10. Location of the radiocarbon dating from Steinmann (2015); 11. Location of the OSL dating from Colls et al. (2001).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-11.jpg
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Titre Tab. 1 – Base de données des datations radiocarbones (14C) acquises sur la Loire bourbonnaise.Tab. 1 – Data base of radiocarbon dating (14C) obtained for the « bourbonnaise » Loire section.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-12.png
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Titre Fig. 12 – Le comblement postglaciaire observé à Chassenard.Fig. 12 – The postglacial deposits at Chassenard.
Légende A. Résultats des prospections géophysiques magnétiques menées au droit des vestiges archéologiques et positionnement des observations. B. Coupe de résistivité électrique réalisée en travers d’une anomalie magnétique potentiellement liée au franchissement romain. C. Coupe de synthèse des tranchées de sondage. 1. Vestiges de la pêcherie médiévale ; 2. Premier état de pont romain ; 3. Second état de pont romain ; 4. Troisième état de pont romain (?) ; 5. Coupe de résistivité électrique ; 6. Première tranchée de sondage ; 7. Seconde tranchée de sondage ; 8. Anomalie magnétique interprétée comme une possible voie ayant mené au pont romain ; 9. Paléochenaux enfouis ; 10. Anomalie résistive pouvant correspondre à une ancienne voie ; 11. Dépôts très résistifs venant combler un paléochenal ; 12. Barres graveleuses et sableuses avec rares lits argileux réduits. 13. Barre de méandre sableuse ; 14. Argiles de décantation déposés en contexte marécageux ; 15. Comblement argileux d’un paléochenal ; 16. Recharges de graviers et sables carbonatés formant différents états d’un chemin médiéval ; 17. Huit lobes de crevasse successifs formés de niveaux sableux grano-décroissants puis bioturbés ; 18. Argiles réduites bioturbées se mettant en place entre les niveaux sableux et dans le paléochenal ; 19. Argiles silto-sableuses d’aggradation de la plaine alluviale moderne à contemporaine ; 20. Argiles sableuses de la plaine alluviale contemporaine à actuelle ; 21. Emplacements des datations radiocarbone réalisées. A. Results of the magnetometer survey lead near the archaeological remains and location of further investigations. B. Resistivity cross-section carried out on a magnetic anomaly interpreted as a possible remains of a roman road. C. Synthetic cross-section of the sedimentation observed in the trenches. 1. Remains of a medieval fishery (13th century); 2. First roman bridge; 3. Second roman bridge; 4. Possible third roman bridge; 5. Resistivity cross-section; 6. First trench; 7. Second trench; 8. Magnetic anomaly interpreted as a potential buried roman road; 9. Buried channels; 10. Medium resistivity anomaly that could correspond to an ancient road; 11. High resistivity unit filling a palaeochannel; 12. Sandy gravel bars with rare clay beds; 13. Sandy point bar deposits; 14. Marshy clays; 15. Clayish palaeochannel infilling; 16. Limestone gravels and sands layers of a medieval road; 17. At least eight distinct sandy crevasse splays deposits fining upwards and bioturbated; 18. Reduced and bioturbed clays deposited between crevasses splays and in the abandoned channel; 19. Sandy and silty clays deposited by floodplain aggradation during modern times; 20. Sandy clays of the present floodplain; 21. Location of radiocarbon dating.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-13.jpg
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Titre Fig. 13 – Natures et âges du remplissage des derniers chenaux des séquences 2 (A), 3 (B) et 4 (C). Fig. 13 – Lithology and ages of the last channels’ infilling on sequences 2 (A), 3 (B) and 4 (C).
Légende 1. Tourbe ; 2. Argile tourbeuse ; 3. Argile riche en matière organique ; 4. Argile grise micacée ; 5. Sables ; 6. Argiles marmorisées (battements de la nappe) ; 7. Fragments de végétaux ; 8. Lit de matière organique. 1. Peat; 2. Peaty clay; 3. Organic clay; 4. Grey clay with muscovite fine sands; 5. Sands; 6. Clay deposits oxidized by water table fluctuations; 7. Plant remains; 8. Very organic layer.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-14.jpg
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Titre Fig. 14 – Carte de synthèse des séquences de dépôt postglaciaires et des terrasses alluviales de la Loire sur la zone d’étude.Fig. 14 – Synthesis maps of Loire postglacial depositional sequences and alluvial terraces on the study area.
Légende 1. Limites de paléochenaux ; 2. Emplacement du lit de la Loire entre 1836 et 2007 ; 3. Séquence 5 – Bande active de 1200 AD à l’actuel ; 4. Séquence 4 – Bande active de 4200 BC à 1200 AD ; 5. Séquence 3 – Bande active de 6500 à 4200 BC; 6. Séquence 2 – Bande active de 12 000 à 6500 BC ; 7. Séquence 1 – Bande active de 15 000 à 12 000 BC ; 8. Terrasse T5 d’après Straffin (2000) – Bande active de 23 000 à 15 000 BC ; 9. Terrasse T6 d’après Straffin (2000) – Bande active de 61 500 à 34 100 BC ; 10. Terrasse T8 d’après Straffin (2000) – Bande active de 126 000 à 116 000 BC ; 11. Position des 35 datations radiocarbone réalisées par Steinmann (2015) ; 12. Positions des 9 datations radiocarbone de Straffin (2000) ; 13. Position des 18 datations OSL de Colls et al. (2001). 1. Palaoechannel outline; 2. Position of the active channel from 1836 to 2007; 3. Sequence 5 – Channel belt from 1200 AD to nowadays; 4. Sequence 4 – Channel belt from 4200 BC to 1200 AD; 5. Sequence 3 – Channel belt from 6500 to 4200 BC; 6. Sequence 2 – Channel belt from 12,000 to 6500 BC; 7. Sequence 1 – Channel belt from 15,000 to 12,000 BC; 8. T5 terrace from Straffin (2000) – Channel belt from 23,000 to 15,000 BC; 9. T6 terrace form Straffin (2000) – Channel belt from 61,500 to 34,100 BC; 10. T8 terrace from Straffin (2000) – Channel belt from 126,000 to 116,000 BC; 11. Location of the 35 radiocarbon dating from Steinmann (2015); 12. Location of the 9 radiocarbon dating from Straffin (2000); 13. Location of the 18 OSL dating from Colls et al. (2001).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-15.jpg
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Titre Fig. 15 – Synthèse des transformations observées sur le tronçon étudié au regard des principales phases d’activité de la Loire orléanaise, des dégradations climatiques de l’Holocène et des périodes de hauts niveaux lacustres aux moyennes latitudes européennes.Fig. 15 – Main changes observed on the studied section compared with flood frequency and intensity on midstream Loire, Holocene cold events and mid-european high lake levels.
Légende 1. Chenal actif ; 2. Barres de méandres sableuses, levées et aggradation de la plaine alluviale ; 3. Unités graveleuses et sableuses massives formant des rides 3D, déposés par des courants à forte compétence ; 4. Dépôts de décantation riches en matière organique (comblement de bras mort, rives marécageuses) ; 5. Fourchettes chronologiques des datations clefs (à 95,4 % d’intervalle de confiance) ; 6. Style fluvial identifié ou très fortement soupçonné (a. méandriforme ; b. « vagabond » ; c. en anabranche ; d. en tresse) ; 7. Style fluvial supposé (a. méandriforme ; b. « vagabond » ; c. en anabranche ; d. en tresse) ; 8. Phase d’incision bien datée sans mise en place d’une terrasse étagée ; 9. Phase d’incision d’âge extrapolé avec mise en place d’un étagement ; 10. Phase d’incision bien datée avec mise en place d’un étagement ; 11. Localisation de l’aggradation verticale ; 12. Phase de migration unidirectionnelle du lit actif ; 13. Phase de migration pluridirectionnelle des tracés. 1. Active channel; 2. Sandy points bars, levee deposits and alluvial plain aggradation; 3. Gravel and sand massive 3D dunes; 4. Silty and muddy organic deposits (abandoned channels, backswamp); 5. Age range of the main dating (95.4% confidence); 6. Fluvial pattern observed or highly suspected (a. meandering; b. wandering; c. anabranching; d. braided); 7. Supposed fluvial pattern (a. meandering; b. wandering; c. anabranching; d. braided); 8. Well dated incision without terrace formation; 9. Age-supposed incision with terrace formation; 10. Well dated incision with terrace formation; 11. Location of aggradation; 12. Unidirectional channel migration; 13. Multidirectional lateral migration.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11650/img-16.jpg
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Pour citer cet article

Référence papier

Ronan Steinmann, Jean-Pierre Garcia, Annie Dumont et Amélie Quiquerez, « Aspects méthodologiques de l’approche intégrée des comblements postglaciaires : apports pour la reconstitution de la dynamique fluviale de la Loire au cours de l’Holocène », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 23 – n° 1 | 2017, 83-104.

Référence électronique

Ronan Steinmann, Jean-Pierre Garcia, Annie Dumont et Amélie Quiquerez, « Aspects méthodologiques de l’approche intégrée des comblements postglaciaires : apports pour la reconstitution de la dynamique fluviale de la Loire au cours de l’Holocène », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 23 – n° 1 | 2017, mis en ligne le 05 avril 2017, consulté le 23 août 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/11650 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.11650

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Auteurs

Ronan Steinmann

ArTeHiS UMR 6298 CNRS, Université de Bourgogne, Ministère de la Culture et de la Communication – 6 boulevard Gabriel, 21000 Dijon, France (ronan.steinmann@u-bourgogne.fr | steinmann.ronan@yahoo.fr). Tél : +33 3 80 39 63 36 ; Fax : +33 3 80 39 57 87.

Jean-Pierre Garcia

ArTeHiS UMR 6298 CNRS, Université de Bourgogne, Ministère de la Culture et de la Communication – 6 boulevard Gabriel, 21000 Dijon, France (jean-pierre.garcia@u-bourgogne.fr).

Annie Dumont

ArTeHiS UMR 6298 CNRS, Université de Bourgogne, Ministère de la Culture et de la Communication – 6 boulevard Gabriel, 21000 Dijon, France (annie.dumont@u-bourgogne.fr).

Amélie Quiquerez

ArTeHiS UMR 6298 CNRS, Université de Bourgogne, Ministère de la Culture et de la Communication – 6 boulevard Gabriel, 21000 Dijon, France (amelie.quiquerez@u-bourgogne.fr).

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