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Apport des plans directeurs et de l’outil LiDAR aéroporté pour la caractérisation des impacts morphologiques de la Grande Guerre : exemple de la cote 108 (Berry‑au‑Bac, France)

Contribution of directing plans and airborne LiDAR tool to the characterization of morphological impacts of the Great War: example of the hill 108 (Berry-au-Bac, France)
Pierre Taborelli, Alain Devos, Sébastien Laratte, Jérôme Brenot, Nicolas Bollot, Benjamin Cancès and Yves Desfossés

Abstracts

The Great War has strongly marked the landscapes, especially on the western front from Flanders to Alsace. The spatial approach to defense systems, produced in GIS from directing plans of “Groupe de Canevas de Tirs des Armées” (GCTA), shows a dense organization (from 19 to 80 miles per mile of front), with positions and trench lines usually keyed on landforms. Their postwar digging and partial filling determine a large disturbed area affecting soils and parent materials. Morphological evidences of these defense systems are revealed by the airborne LiDAR tool which highlights the role of the morphogenic “Bombturbation”, and mine warfare in Champagne region. Based on the example of Hill 108, a real mine warfare conservatory of the Great War, morphometric indices calculated on defense networks and mine craters characterize these forms, whereas the military archives (Directing Plans, Newsletters Engineering, instruction manuals, “Journaux de Marches et Opérations”) contextualize them in a range of space and time.

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Editor's notes

Soumis le 29 septembre 2016, reçu sous sa forme révisée le 13 décembre 2017. Définitivement accepté le 02 février 2017.

Full text

Cet article s’intègre dans le programme de recherche Emergence Impact 14‑18 porté par l’EA 3795 – GEGENAA et financé par la région Grand Est. Les auteurs tiennent à remercier l’association de la Cote 108, de la Main de Massiges et du Souvenir de Sommepy-Tahure ainsi que les musées de Meaux et de la Pompelle.

1. Introduction

1La Grande Guerre a lourdement impacté les sociétés par les pertes humaines, les dégâts matériels colossaux (Michel, 1932), les changements géopolitiques et les innovations technologiques associées (Hartcup, 1988). Les batailles ont été décryptées dès la fin du conflit (Dubail et Fayolle, 1921) puis ont marqué l’imaginaire collectif que les sciences humaines s’attachent à étudier (Cazals et Loez, 2012 ; Becker, 2014). Les conséquences environnementales mises en évidence par l’approche des géosciences, bien qu’importantes, restent peu étudiées ou tardives alors que les paysages, les sols et les eaux souterraines portent encore la marque du conflit (Masson-Loodts, 2014 ; Keller, 2016). Ces impacts se manifestent par une modification de la structure physique des sols ou « bombturbation » (Hupy et Schaetzl, 2006), par la contamination métallique et la pollution des sols (Bausinger et al., 2007 ; Meerschman et al., 2011 ; Thouin et al., 2016), l’apport de composés nitro-aromatiques (essentiellement des perchlorates) vers la zone noyée des aquifères (Hubé, 2016) mais aussi par des effets morphologiques (Hesse, 2014).

2Les traces morphologiques de la Grande Guerre correspondent aux modifications de reliefs induites par les réseaux de défense (Devos et al., 2015 ; Taborelli et al., 2016), la guerre des mines (Stichelbaut et al., 2016), l’obusage et la vie militaire (Desfossés, 2015). Ces modifications de la topographie initiale, par exemple celle d'un versant impacté par des trous d'obus, influencent la morphogenèse selon des modalités variant dans l'espace en fonction de l'échelle considérée (parcelle, versant, interfluve). En effet, si à petite échelle les reliefs restent inchangés, à grande échelle, les impacts sont tels que la Grande Guerre apparait comme « morphogène » ou s’intègre pleinement dans le système anthropo-morphogénétique des sociétés (Hupy et Koehler, 2012). À ce titre, elle a généré des polémo-paysages de champs de bataille qui ont lourdement marqué la conscience collective (Amat, 2015) sans pour autant avoir fait l’objet d’analyse spatiale, ce que cette contribution propose. Que ce soit à l’échelle hectométrique ou des formes de modelé (échelles décamétriques et inférieures), les paysages de la zone de front connaissent une crise morphogénétique (rhexistasie) durant laquelle les équilibres bio-pédologiques (disparition du couvert végétal par la bombturbation) se rompent, mettant les roches à l'affleurement et les exposant à la météorisation. En effet, de nombreuses dépressions fermées ou excavations (entonnoirs, cratères) résultent des tirs d’artillerie et de la guerre des mines. De plus, tranchées et boyaux affectent le sol et le matériau parental (formations superficielles et roches) sur une profondeur de l’ordre de 1,8 m à 3 m (Brénot et al., accepté).

3La Grande Guerre s’enterre dans une guerre de position sous la forme de réseaux de défense (tranchées et boyaux) sur les 750 km de ligne de front de la mer du Nord à l’Alsace, dès novembre 1914. Ces fortifications imprévues (Verney, 2003), dont l’organisation spatiale est peu étudiée, sont difficilement franchissables puisque la guerre de position dure 40 mois sur les 51 mois du conflit. C’est dans ce contexte de stabilité du front que la guerre des mines s’installe dès novembre 1914. La guerre des mines est une technique souterraine offensive et défensive qui consiste à ouvrir une brèche dans un dispositif fortifié par le creusement de galeries. Utilisée depuis l’Antiquité, dans le cadre de la guerre de siège (Triolet et Triolet, 2011), elle trouve son paroxysme durant la Grande Guerre pendant laquelle de nombreuses galeries ou rameaux de combat sont creusés, desservant des chambres explosives ou fourneaux. L’explosion peut soit produire un cratère ou entonnoir (fourneau ordinaire et surchargé) dans les lignes ennemies, soit détruire une mine adverse en cours de creusement (camouflet ou fourneau sous-chargé) ne générant pas de cratère. De nombreuses attaques sont appuyées par des explosions de mines (bataille de la Somme) sur des secteurs restreints. Les secteurs du front concernés par la guerre des mines constituent des « systèmes de mines » ou « sites de mines » dont le nombre s’élève à 69 (fig. 1) sur le front ouest (Villate, 1925 ; Weiss, 2015). Cependant, l’activité souterraine est très hétérogène dans l’espace car le nombre d’explosions par site varie de une à plus de 500 (entonnoirs et camouflets).

4L’objectif de cette contribution est double. D’une part, il s’agit d’inscrire et de comprendre les formes de terrain induites par le conflit dans l’organisation spatiale des réseaux de défense en Champagne-Ardenne (tranchées et boyaux), trop souvent représentée par une ligne de front sans profondeur ni structure (Buffetaut, 2013 ; Neiberg, 2015). D’autre part, les types de formes associées à la guerre seront mis en évidence par une approche multiscalaire et une analyse spatiale à partir d’un site atelier et à l’aide des Plans directeurs, de l’outil LiDAR et de campagnes de prospections pédologiques, pour également mesurer le degré de conservation de ces formes soumises aux dynamiques géomorphologiques depuis un siècle.

Fig. 1 – Cartographie des systèmes de mines sur le front ouest de la Première Guerre Mondiale.
Fig. 1 Cartography of mines systems on the western front of the First World War.

Fig. 1 – Cartographie des systèmes de mines sur le front ouest de la Première Guerre Mondiale.  Fig. 1 – Cartography of mines systems on the western front of the First World War.

1. Localité ; 2. Système de mines ; 3. Front de cuesta ; 4. Front au 15/11/1914 ; 5. Extrême avancée allemande de septembre 1914 ; 6. Recul allemand sur la ligne Hindenburg ; 7. Extrême avancée allemande juillet 1918 ; 8. Extrême avancée alliée avant l’armistice de novembre 1918.
1. Locality; 2. Mines system; 3. Face of cuesta; 4. Front of 15/11/1914; 5. Extreme German advance of September 1914; 6. German retreat to the Hindenburg line; 7. Extreme German advance of July 1918; 8. Extreme Allied advance before the armistice of November 1918.

2. Méthodes et site atelier

5Une nouvelle approche est proposée ici ; il s’agit de combiner une analyse spatiale, à l'aide d'un système d'information géographique (SIG), de Plans directeurs et d’imagerie LiDAR.

6La stabilisation du front succède à une guerre de mouvement dès la fin septembre 1914 et s’accompagne d’une véritable avancée dans le domaine de la cartographie. La carte d’État-Major en hachuré au 1/80 000e, utilisée lors des grands mouvements de troupes (Boulanger, 2001), n’est plus adaptée pour une guerre de position. Chaque armée comprend rapidement la nécessité d’éditer des cartes plus précises et opérationnelles pour cette guerre des tranchées. Le service géographique des Armées françaises crée alors les GCTA (Groupes de Canevas de Tirs des Armées) pour la réalisation des Plans directeurs (Grandidier, 1918 ; Archives Départementales de la Marne, 1917-1918 ; Combaud et al., 2016), selon trois échelles (1/20 000e, 1/10 000e et 1/5 000e). Ces cartes, réalisées à partir de l’interprétation de nombreuses photographies aériennes, de croquis et d’observations de terrain, présentent les dispositifs allemands en bleu et alliés en rouge (fig. 2). Les cotes d’altitude en noir n’ont qu’une valeur approximative (cotes de la carte d’État-major en hachures) puisque les Plans directeurs font l’objet d’un nivellement réactualisé avec une représentation en courbes de niveau de couleur bistre. C’est le cas de la Cote 108 qui culmine en réalité à 89,5 m. Cependant, si les photographies aériennes sont très dispersées dans les fonds d’archives avec une emprise au sol trop insuffisante (quelques hectares selon l’altitude de vol), un Plan directeur au 1/20 000e couvre environ 260 km². Néanmoins, il est intéressant d’utiliser ces photos à différentes dates lors d’études sur de petits secteurs, des sites archéologiques ou sur un plus vaste territoire comme le montre Stichelbaut (2011) étudiant les trente premier kilomètres de front en Belgique. Pour la présente étude, dix Plans directeurs ont été géoréférencés (logiciel ArcGis 10.3.1) via la méthode des points d'amer avec le système de coordonnées RGF 1993 Lambert 93. Toutes les entités représentées sur les Plans directeurs peuvent alors être digitalisées et intégrées dans une géodatabase pour faire l’objet d’analyses spatiales et statistiques. Cette dernière se compose d’entités linéaires (tracés des tranchées et boyaux), ponctuelles (postes d’observation, batteries d’artillerie) et de type polygones (centres, camps de repos). Le traitement de la base de données passe par la détermination de densités surfacique (kilomètre par kilomètre carré) et linéaire (kilomètre par kilomètre de front).

Fig. 2 – Extrait du Plan directeur de Berry-au-Bac du 1er mai 1918 où figurent les réseaux de défenses français (en rouge) et allemands (en bleu).
Fig. 2 Extract of directing Plan of Berry-au-Bac 1st may 1918 displaying the French defense networks (in red) and German (in blue).

Fig. 2 – Extrait du Plan directeur de Berry-au-Bac du 1er mai 1918 où figurent les réseaux de défenses français (en rouge) et allemands (en bleu).  Fig. 2 – Extract of directing Plan of Berry-au-Bac 1st may 1918 displaying the French defense networks (in red) and German (in blue).

7La méthode de télédétection LiDAR (Light Detection And Ranging) utilisée en 2003 pour la première fois en forêt de Bade en Allemagne (Sittler et Hauger, 2007) permet, par un survol aéroporté, de détecter des vestiges archéologiques reposant sous de grandes superficies forestières. De 2011 à 2015, cette technique fut appliquée en Argonne et sur des zones forestières proches de Reims lors de cinq campagnes, couvrant une superficie d’environ 100 km². Les vols réalisés entre 650 et 1 800 m d’altitude et une densité de 8 à 12 points/m² sont suffisants pour détecter et mettre en évidence des structures métriques voire décimétriques de la Grande Guerre (Hesse, 2014). Les Plans directeurs et l’outil LiDAR permettent alors de contextualiser de la meilleure des façons un site de fouille archéologique pour comprendre et déterminer les différentes positions et réseaux de défense alliés et allemands (Gheyle et al., 2012 ; Brénot et al., accepté). Pour le site atelier décrit ci-dessous, un vol a eu lieu le 9 décembre 2015 avec un laser Riegel LMS‑680i, une fréquence d’impulsion laser de 400 kHz, une fauchée laser de 800 m, une densité brute émise de point laser de 4,8 points/m² sur des fauchées laser de 800 m de large et un taux de recouvrement de 65 %. La densité moyenne de points générant une grille raster de 1 m est de 17,7 points/m² pour une surface couverte de 3,12 km².

8Les Plans directeurs sont utilisés pour déterminer l’organisation spatiale des réseaux de défense en 1918 (état initial) alors que l’outil LiDAR permet de révéler les formes associées (état actuel). Des campagnes de terrain et de prospections pédologiques sont également menées pour valider les interprétations morphologiques des images LiDAR et d’autre part pour connaitre les dynamiques géomorphologiques post-conflit qui concourent à l’évolution des formes depuis 1918. En effet, huit fosses pédologiques ont été creusées le long d’un transect sud-ouest/nord-est dans un entonnoir de mine (Cote 108) où les conditions difficiles nécessitent un travail sur cordes. Une topo-séquence a été réalisée sur environ 80 m, permettant de mesurer ou d’appréhender le degré de conservation du cratère.

9Le site atelier choisi pour croiser, dans le cadre d’une analyse spatiale, le Plan directeur de Berry-au-Bac du 28 septembre 1918 au 1/20 000e et les images LiDAR, est celui de la « Montagne de Sapigneul », devenue depuis 1914, la « Cote 108 ». C’est un site incontournable de la Grande Guerre qui s’intègre aux parcours touristiques de l’après-guerre des guides Michelin. Elle fait l’objet d’une abondante iconographie (cartes postales), décrites dans les ouvrages (Laforgerie et Weiss, 2013 ; Weiss, 2015) et les journaux de marche des opérations (JMO). Elle constitue un site d’interfluve entre l’Aisne au nord et la Loivre, son affluent direct au sud (fig. 3). Ce site s’inscrit au nord du Pays rémois qui constitue la partie occidentale du revers de la côte de Champagne, dominée par les formations tertiaires délimitées par la côte d’Île-de-France. Cette dernière constitue la terminaison orientale de la crête tristement célèbre du Chemin des Dames, entre l’Aisne et l’Ailette, armée par les calcaires lutétiens de l’Eocène. Comme la plupart des sites d’entonnoir de percée cataclinale dans la cuesta d’Île-de-France, des croupes de craie jalonnent le paysage dont la Cote 108 (qui culmine à 89,5 m) et le Mont de Sapigneul (93 m) dans le secteur de Berry-au-Bac. Elles sont sculptées dans la craie blanche du Sénonien (Crétacé supérieur) sans silex, fracturée en subsurface et massive en profondeur au-delà d’une trentaine de mètres (Le Roux et Allouc, 1988). Ces reliefs servent de points d’appui aux réseaux de défense du front de 1914 à 1918. La nappe de la craie est une nappe libre, drainée par les cours d’eau (rabattement piézométrique à faible gradient hydraulique) dont la surface piézométrique connaît de faibles amplitudes en fond de vallée (50 cm à 1 m) contrastant avec les interfluves (10 m). Au sein de l’entonnoir cataclinal, la nappe de la craie est en limite de nappe captive car à l’ouest les formations tertiaires -dont les argiles de l’Yprésien inférieur- la recouvrent. Cette limite de conditions hydrogéologiques, entre une nappe libre et captive contrastées, se manifeste par des zones humides caractéristiques des entonnoirs de percées cataclinales, drapées de formations alluviales grossières (graveluches alluviales) et recouvertes de niveaux argilo-tourbeux et de limons. Compte tenu de l’hydromorphie des sols, les fonds de vallées sont difficiles à fortifier dans le cadre de la guerre de position. Le secteur de Berry-au-Bac est un carrefour de navigation fluviale entre le canal de l’Aisne à la Marne empruntant la vallée de la Loivre et le canal latéral à l’Aisne. La craie tendre, sans couverture géologique, facile à creuser, et la navigabilité du site constituent un site propice à l’extraction en géo-matériaux. Le site est largement entaillé de crayères et de carrières à chaux (Carrière française à l’ouest, Carrière de la Cimenterie au centre, Grande Carrière à l’est et Carrière de Sapigneul au sud en rive droite de la Loivre). Ces carrières offrent de nombreux fronts de taille propices au creusement des galeries et rameaux de combat sur les flancs de la croupe en zone non saturée de l’aquifère crayeux (fig. 3).

Fig. 3 – Organisation des réseaux de défense alliés et allemands à l’hiver 1918 et coupe géologique dans le secteur de Berry-au-Bac.
Fig. 3 – Organization of Allied and German defense networks in winter 1918 and geological section of Berry-au-Bac sector.

Fig. 3 – Organisation des réseaux de défense alliés et allemands à l’hiver 1918 et coupe géologique dans le secteur de Berry-au-Bac.  Fig. 3 – Organization of Allied and German defense networks in winter 1918 and geological section of Berry-au-Bac sector.

1. Localité ; 2. Réseau hydrographique ; 3. Tranchées et boyaux alliés ; 4. Tranchées et boyaux allemands ; 5. Calcaires lutétiens ; 6. Sables de l’Yprésien supérieur ; 7. Argiles de l’Yprésien inférieur ; 8. Sables thanétiens ; 9. Craie du Crétacé supérieur ; 10. Tranchées alliées ; 11. Tranchées allemandes.
1. Locality; 2. Water system; 3. Allied trenches and communications; 4. German trenches and communications; 5. Lutetian limestones; 6. Upper Ypresian sands; 7. Lower Ypresian clays; 8. Thanetian sands; 9. Upper Cretaceous chalk; 10. Allied trenches; 11. German trenches.

10Dès l’hiver 1914-15, la Cote 108 est traversée par la ligne de front du nord (de la Carrière de la Cimenterie) au sud (Carrière de Sapigneul). Elle connaît une guerre souterraine intense de décembre 1914 à décembre 1916 (Hemez, 2011 ; Laforgerie et Weiss, 2013 ; Weiss, 2015) qui s’inscrit dans la politique de grignotage de Joffre (Porte, 2014). Durant le conflit, 198 explosions souterraines sont dénombrées dont 132 camouflets utilisant plus de 200 tonnes d’explosifs côté français (Cussenot, 1929 ; Winkler, 1929) sur une ligne de front de 1 km qui reste fixée près de 3 ans sans modification significative de tracé. En 1917, la Cote 108 s’inscrit dans l’offensive Nivelle au Chemin des Dames (avril-mai 1917) et enregistre une avancée française de 400 mètres en limite ouest de la Grande Carrière qui ne durera que 2 mois. Fin mai 1917, la ligne de front retrouve sa situation initiale, suite à un nouveau regain de l’activité souterraine allemande affectant la partie est du site près de la Grande Carrière. L’offensive Ludendorff, dès le 27 mai 1918, se traduit par des explosions allemandes à la Cote 108 et une percée rapide et profonde du front jusque dans la vallée de la Marne. C’est le retour à la guerre de mouvement sans guerre des mines. La Cote 108 reste allemande et ne sera libérée que les 8-9 octobre 1918. Après-guerre, le paysage est si dévasté par les entonnoirs de mines et la bombturbation (Lateuile, 1920), que la Cote 108 est classée en zone rouge et fait l’objet d’un classement aux Monuments Historiques en 1937 (Viltart, 2014). Elle connait une lente colonisation forestière après un stade végétal herbacé (xérobromion puis mésobromion de 1918 à 1970). Le site, aujourd’hui végétalisé par des arbustes et épineux (cornouillers sanguins), est pratiquement inextricable, à l’exception de sa partie orientale gérée par l’ONF (parcelles de replantations) et du plus gros cratère qui fait l’objet d’une remise en valeur patrimoniale (Association de la Cote 108).

3. Résultats

3.1. Une ligne de front complexe et diversifiée

11L’outil SIG permet d’inscrire la Cote 108 dans l’organisation spatiale des réseaux de défense sur les 115 km de front en Champagne-Ardenne. Souvent représenté sous la forme d’une ligne, le front est en réalité épais ou profond de 15 à 30 km avec plus de 13 000 km de linéaire de tranchées et de boyaux (fig. 4) dont la densité moyenne est de 113 kilomètres par kilomètre linéaire de front (tab. 1). Cela représente un volume de terres remuées de plus de 27 millions de m³ correspondant à un remuement d’une profondeur de 11 mm sur une surface comprise entre les dernières positions allemandes et françaises.

12Cette densité moyenne cache des variations spatiales selon les régions traversées puisqu’elle est comprise entre 89 (Argonne) et 127 kilomètres par kilomètre de front (Pays rémois). La densité surfacique moyenne de 4,87 km/km² cache également de plus fortes disparités spatiales selon une structure hiérarchisée. En effet, le réseau de défense s’organise en positions ou rideaux généralement structurés de manière ternaire en 3 lignes de tranchées parallèles à la ligne de front et reliées par des boyaux, ce qui détermine des densités très élevées comprises entre 6 et 14 km/km² au sein des rideaux. Par contre, entre chaque position, ces densités sont faibles (de 2 à 4 km/km²) car essentiellement représentées par des boyaux de communication.

Fig. 4 – Cartographie des réseaux de défenses alliés et allemand et systèmes de mines en Champagne-Ardenne en 1918.
Fig. 4 Cartography of Allied and German defense networks and mine systems in Champagne-Ardenne in 1918.

Fig. 4 – Cartographie des réseaux de défenses alliés et allemand et systèmes de mines en Champagne-Ardenne en 1918.  Fig. 4 – Cartography of Allied and German defense networks and mine systems in Champagne-Ardenne in 1918.

1. Localité ; 2. Fort du système Séré de Rivières ; 3. Tranchées et boyaux alliés ; 4. Tranchées et boyaux allemands ; 5. Système de mines ; 6. Système de mine de Berry-au-Bac.
1. Locality; 2. Fort of Séré de Rivières system; 3. Allied trenches and communications; 4. German trenches and communications; 5. Mines system; 6. Mine system of Berry-au-Bac.

Tab. 1 – Indices morphométriques des réseaux de défense de la Grande Guerre en Champagne-Ardenne par milieu naturel traversé.
Tab. 1 Morphometric indices of defense networks of the Great War in Champagne-Ardenne by natural environment crossed.

Tab. 1 – Indices morphométriques des réseaux de défense de la Grande Guerre en Champagne-Ardenne par milieu naturel traversé.Tab. 1 – Morphometric indices of defense networks of the Great War in Champagne-Ardenne by natural environment crossed.

13Les premières positions sont les plus denses et peuvent concentrer 3 à 14 lignes de tranchées en Argonne (Taborelli et al., 2016). Elles s’accrochent sur les interfluves, et plus particulièrement sur les avant-buttes et les buttes-témoins dans le Pays rémois, sur les points culminants des Monts de Champagne en Champagne sèche (Mont Cornillet, Mamelles, Mont Blond) et sur les crêtes de gaize en rive droite de la Biesme en Argonne. La Cote 108 s’inscrit dans ce premier rideau et son point culminant (89,5 m) est occupé par les Allemands alors que les Français occupent son flanc ouest. À ce titre, elle contrôle la percée cataclinale de l’Aisne ce qui explique l’âpreté des combats pour les observatoires. Le 2ème rideau français s’abrite en rive gauche du canal de l’Aisne à la Marne, derrière la zone humide de la Loivre. Le 3ème rideau contrôle la route de Reims (secteur de Cormicy) dont les talus adossent les lignes de tranchées au pied de la Côte d’Île-de-France. Enfin, le 4ème rideau exploite les hauteurs des plateaux tertiaires, comme sites d’observation sur l’intégralité du dispositif de défense mais aussi comme site de cantonnement en carrières souterraines creusées dans les calcaires grossiers du Lutétien et sous couverture forestière comme moyen de se protéger de la vue de l’ennemi (fig. 3).

3.2. Inventaire des formes associées à la ligne de front

14Sur le site de la Cote 108, l’image LiDAR (fig. 5A) met en évidence quatre types de morphologies associées à la Grande Guerre : les tranchées et boyaux, les cratères de mine, les entonnoirs d’obus et enfin, les abris ou traces d’occupation militaire.

15Les tranchées et boyaux repérés sur l'image LiDAR représentent un développement linéaire de 1,87 km, qui atteint 8,5 km sur les Plans directeurs (fig. 5B), déterminant ainsi un « taux de conservation » de 22 % (rapport entre le linéaire identifié sur l'image LiDAR et celui décompté sur les Plans directeurs) (tab. 2). Cependant, ce dernier cache de fortes disparités spatiales puisqu’en zone cultivée aucune tranchée ne subsiste (comblement ou nivellement) alors que sous forêt, ce taux est dépendant de la gestion sylvicole (nivellement généralisé dans les parcelles de repeuplement, creusement de layons forestiers) et de l'importance de l’obusage. Leur profondeur moyenne, comprise entre 0,5 et 1 m, induit un comblement par sédimentation de moitié en un siècle.

Tab.2 – Effectifs et indices morphométriques des formes de la Grande Guerre sur le site de la cote 108.
Tab.2 – Numbers and morphometric indices of the Great War forms on the site of Hill 108.

Tab.2 – Effectifs et indices morphométriques des formes de la Grande Guerre sur le site de la cote 108.Tab.2 – Numbers and morphometric indices of the Great War forms on the site of Hill 108.

16La guerre de mine est incontestablement plus morphogène car elle détermine 48 cratères de taille décamétrique selon trois types d'organisation spatiale. Les plus nombreux forment une ligne centrale coalescente de 36 cratères d’orientation méridienne coupant l’interfluve du nord au sud et que les documents d’archives et les Plans directeurs permettent de dater de novembre 1914 à avril 1917 (fig. 5C). Il apparait nettement un emboîtement de formes : ces cratères de mines, marqués par l’obusage, balafrent le paysage sur une profondeur de 13 m reliant la Carrière de la Cimenterie à la vallée de la Loivre. Plus à l’est, des cratères de mines moins nombreux (11) et de taille plus modeste (15 m de diamètre) jalonnent l’espace compris entre la carrière de la Cimenterie et la Grande carrière. Ils marquent la position de la ligne de front de l’offensive française du 16 avril 1917 à la contre-attaque allemande de mai 1917. Enfin, un « méga-cratère » isolé, de taille imposante (76 m de diamètre et 22 m de profondeur) et dénué d’entonnoir d’obus, occupe l’éperon entre la Carrière française et la Carrière de la Cimenterie à l’ouest de la Cote 108. Ce cratère est donc vraisemblablement contemporain de l’attaque allemande de mai 1918 qui détermine le retour à la guerre de mouvement, ce qui explique l’absence d’entonnoirs d’obus. Le nombre de cratères de mines recensés sur les Plans directeurs (11) est sensiblement plus faible que celui observé sur l’imagerie LiDAR (48), ce qu’on observe systématiquement à la lecture de ces documents car leur représentation semble aléatoire. De plus, le décompte des cratères de mine peut être en partie faussé par les obus de rupture de gros calibre. Tirés par l’artillerie lourde à grande puissance (ALGP) ou sur voie ferrée (ALVF), ils peuvent générer des entonnoirs de grande taille pouvant être confondus avec de petits cratères de mine.

17Les effets des projectiles d’artillerie (marmitage ou obusage) (Colignon, 2014) génèrent des dépressions fermées (entonnoirs, trous d’obus, cratères) qui constituent les formes les plus courantes de la Grande Guerre. Sur le site de la Cote 108, 607 impacts sont dénombrés sur l’image LiDAR, ce qui correspond à une densité moyenne de 8 impacts/km². Mais cette densité moyenne masque une réalité plus complexe car sur les 79 ha couverts par le LiDAR, 6,8 ha sont en eau (cours d’eau, canaux de navigation, plans d’eau) et 15 ha ont fait l’objet d’un nivellement généralisé. La cartographie des densités d’impact (fig. 5D) témoigne d’une grande hétérogénéité spatiale (de 0 à 54 impacts/ha) inhérente non pas aux conditions de tirs d’artillerie mais au couvert végétal et aux pratiques agricoles et sylvicoles. En culture, aucun impact ne subsiste (nivellement). Par contre, sous forêt, leur densité est bien plus forte, notamment à l’est de la Grande Carrière dans la forêt domaniale de Sapigneul.

18Les formes de la Grande Guerre sont également engendrées par la vie militaire avec les abris, cantonnements, dépôts et chemins de fer, nombreux en 4ème position et visibles sur les images LiDAR. Ils tendent cependant à se fondre dans les réseaux de défense en première ligne. En effet, l’artillerie de tranchée (crapouillots, Minenwerfer), les abris-cavernes, les dépôts de munitions, les postes de secours s’enterrent en s’intégrant dans les réseaux de tranchées et de boyaux. C’est pourquoi, sur le site de la Cote 108, ces formes, bien qu’existantes, ne sont pas traitées dans cette contribution.

Fig. 5 – Situation et interprétation du secteur de la côte 108.
Fig. 5 Location and interpretation of the hill 108 sector.

Fig. 5 – Situation et interprétation du secteur de la côte 108.  Fig. 5 – Location and interpretation of the hill 108 sector.

A. Image lidar brut ; B. Plan directeur et image lidar brut ; C. Formes (tranchées, boyaux, cratères de mines) nivelées et persistantes ; D. Densité des entonnoirs d’obus. 1. Tranchées et boyaux français persistants ; 2. Tranchées et boyaux allemands persistants ; 3. Tranchées et boyaux français nivelés ; 4. Tranchées et boyaux allemands nivelés ; 5. Front de taille ; 6. Cratères de mines phase 1 ; 7. Cratères de mines phase 2 ; 8. Avancée maximale française en mai 1917 ; 9. Cratère de mine phase 3 ; 10. Entonnoirs d’obus.
A. Raw image LiDAR; B. Directing map and raw image LiDAR; C. Forms (trenches, communication, mine craters) levelled and persistent; D. Density of shell craters. 1. Persistent French trenches and communication; 2. Persistent German trenches and communication; 3. French trenches and communication levelled; 4. German trenches and communication levelled; 5. Face; 6. Mine craters phase 1; 7. Mine craters phase 2; 8. Maximum French advance in May 1917; 9. Mine crater phase 3; 10. Shell craters.

4. Discussion

19Le rôle des conditions géomorphologiques sur l’organisation spatiale des réseaux de défense est mis en valeur par l’outil SIG qui, à travers la digitalisation des Plans directeurs, permet de faire apparaître l’importance des reliefs et de la nature du sol (Devos et al., 2015). Cependant, l'interprétation doit être nuancée en fonction de la couverture végétale et des conditions hydriques qui diffèrent selon les régions naturelles traversées par la ligne de front. L’approche multi-critères s’impose donc pour comprendre non seulement l’organisation spatiale des impacts morphologiques du conflit mais aussi leur degré de conservation. Ces observations témoignent du rôle fondamental de la connaissance du terrain dans la guerre de position (Vilatte, 1925), que la carte d’État-Major en hachures ne peut plus assurer, ce qui explique la nécessité de produire des Plans directeurs à grande échelle, du 1/20 000e au 1/5 000e (Boulanger, 2001 ; Combaud et al., 2016). Enfin, l’analyse des doctrines militaires, des organisations défensives et opérationnelles des belligérants (Goya, 2014) est également indissociable des conditions géographiques pour comprendre la répartition spatiale des formes de la Grande Guerre.

4.1. Les réseaux de défense

20Si, pour la majeure partie des combattants et surtout les civils, la zone de front est perçue comme un labyrinthe inextricable de tranchées et de boyaux, en réalité les réseaux de défense s’organisent en profondeur. Ils sont structurés de manière ternaire en positions et points d’appui et s’adaptent aux conditions du milieu qui diffèrent par région naturelle (« Pays »).

21Si dans la région de Reims, le rôle du relief a déjà été démontré (Devos et al., 2015), il doit être nuancé par l’ambiance urbaine, le couvert végétal et la bonne visibilité sur le front, qui induit une profondeur des réseaux de défense plus importante sur 30 km. En effet, le front de côte d’Île-de-France et les buttes témoins offrent de belles vues sur l’ennemi pour l’artillerie qui peut vérifier l’efficacité de ses tirs sur la plaine de Reims, la blancheur de la craie trahissant le tracé des tranchées. Le manque de couvert végétal induit également l’éloignement des cantonnements en 4ème positions, aménagés dans des carrières souterraines creusées dans les calcaires grossiers du Lutétien. Consciente de la difficulté de fortifier la ville, l’armée française organise ses premières positions à l’extérieur de celle-ci. Dans le secteur de Berry-au-Bac, la Cote 108 sert de point d’appui et contrôle l’entonnoir de percée cataclinale sous les pinèdes typiques de la Champagne crayeuse où les points culminants (Monts de Champagne) font l’objet d’âpres combats pour la lutte des observatoires. À la différence du secteur de Reims, la vue sur le dispositif de défense ennemi s’inscrit dans les premières positions qui se renforcent. En l’absence de soutien aérien, l’artillerie reste aveugle au-delà des Monts de Champagne. Sur le plateau crayeux dégagé, sans points d’appuis solides, les premières positions de défense sont hypertrophiées pour résister à une offensive ennemie, ce qui explique les densités importantes de tranchées et de boyaux. L’absence de couvert végétal (clarté des forêts de pinèdes) induit davantage de creusement de boyaux de communication entre les positions.

22Dans l’Argonne incisée de nombreux ravins (baribans), sous couverture forestière, la forêt limite la visibilité et l’efficacité des tirs d’artillerie (Taborelli et al., 2016). Les réseaux de défense s’adaptent en creusant moins de boyaux et en renforçant davantage les premières positions notamment du côté allemand, qui concentre 14 lignes de tranchées pour son premier rideau alors que les autres positions sont quasi inexistantes. On note ici la volonté de défendre alors que du côté français, la multiplication des positions dénote une tactique de soutien de l’arrière pour de nouvelles offensives. Comme en Champagne crayeuse, l’hypertrophie des premières positions situées sur des crêtes en zone non saturée des aquifères et les terrains cohérents mais tendres (craie, gaize) sont propices à la guerre des mines.

23Enfin, dans la traversée des fonds de vallée (Tourbe, Suippes, Vesle, Aisne), dans les plaines argileuses et plus particulièrement en Champagne humide, les réseaux de défense restent peu développés car l’hydromorphie des sols empêche le creusement et la fortification de campagne (tranchées surélevées en gabions, drainage forcé). Ces secteurs, constituant des ruptures dans le réseau de défense, sont généralement couverts par le feu croisé des mitrailleuses disposées sur les versants et les points d’appui qui les dominent ainsi que par la multiplication des défenses accessoires (réseaux de fils barbelés).

24Grâce au SIG, on peut estimer que la proportion de la zone de front située sous forêt, camps militaires et friche, ainsi susceptible d’être mieux conservée, représente 43 % de l’espace en Champagne-Ardenne. En extrapolant le degré de conservation des structures de défense de la Cote 108, le potentiel de linéaires de tranchées et de boyaux conservés s’élève à 1 235 kilomètres. À l’échelle du front ouest (750 km de front), les réseaux de défense creusés durant la Grande Guerre s’élèveraient à 85 167 km de développement, ce qui représente plus de 170 millions de m³ de terres. Marre (1915) estimait cette valeur à 150 millions, auxquels il faudrait rajouter les effets de la guerre des mines, de la bombturbation et du creusement des abris. Il est tentant d’appréhender ce grand remuement des terres, correspondant à une « dégradation spécifique » de 7,5 mm d’épaisseur calculée sur la zone de front corrélative à la Grande Guerre, comme une crise rhexistasique d’origine anthropique.

4.2. L’obusage – la bombturbation

25L’intensité de l’obusage peut être estimée de différentes manières, soit (i) par le nombre de tubes ou de pièces d’artillerie, (ii) par le nombre de coups tirés : 53 millions à Verdun en 1916 (Masson-Loodts, 2014), ou 1,5 millions dans la Somme en six jours en 1916 (Keegan, 2013), (iii) ou par la consommation journalière d’obus ou le tonnage correspondant. Ces chiffres sont ensuite ramenés au kilomètre linéaire de front, à l’espace du champ de bataille, ou à la durée de l’offensive. Compte tenu de la diversité des indicateurs, le croisement des sources bibliographiques est difficile. De plus, ces paramètres de tirs ne reflètent pas l’importance des impacts morphologiques puisque les proportions d’obus à effet morphogène et d’obus non explosés sont mal connues ou controversées. Même les obus percutants généralement morphogènes sont souvent utilisés avec un retardateur générant un effet fusant dans le cas de ricochets programmés par l’angle de chute du projectile. Néanmoins, sur le milliard d’obus tirés durant la Grande Guerre (Prentiss, 1937 ; Linnenkohl, 1996 ; Hubé, 2016), environ 20 à 25 % n’auraient pas explosé. Durant la bataille de la Somme, 75 % sur les 1,5 millions d’obus tirés (300 tirs à l’hectare) sont des obus à balles (shrapnells) non morphogènes, ce qui permet d’évaluer 75 impacts d’obus potentiels au maximum à l’hectare (Keegan, 2013). Grâce à l’image LiDAR, on peut constater que la densité maximale de 54 impacts/ha à la Cote 108 rejoint la valeur moyenne de 61 obus/ha observée en Argonne à Servon (Brénot et al., accepté) et celle de 69 obus/ha à Verdun (Hupy et Schaetzl, 2006). Cependant, ces densités sont rarement calculées sur des surfaces identiques. Le comptage mériterait un algorithme d’automatisation de détermination des entonnoirs d’obus mais celui-ci est également aléatoire sur l’imagerie LiDAR. Lorsque le marmitage est trop intense, un modelé en « peau d’orange » lié à la coalescence des entonnoirs d’obus (Amat, 2015) ne permet pas de distinguer les entonnoirs comme à Verdun ou à l’est de la Grande carrière sur le site de la Cote 108. La bombturbation se traduit aussi par la mise en affleurement de la craie, marquée par une accentuation de sa fracturation de subsurface (Hupy et Schaetzl, 2006). Cela atténue considérablement la lisibilité des réseaux de défense sur le terrain et sur les photographies aériennes. L’analyse statistique du diamètre des entonnoirs d’obus permettrait de connaître la proportion des calibres de l’artillerie que la bibliographie et les archives militaires précisent (Keegan, 2013) mais leur morphologie dépend de plusieurs paramètres (calibre, charge explosive, vitesse de pénétration, angle de chute, nature des terrains, type de fusée, etc.). Les entonnoirs d’obus n’étant pas renseignés sur les Plans directeurs, il est difficile de mesurer leur degré de conservation depuis un siècle. Néanmoins, ce dernier pourrait être calculé à partir de la comparaison des densités d’entonnoirs d’obus observées sur les images LiDAR et sur les photographies aériennes de la Grande Guerre.

4.3. La guerre des mines

26L'imagerie LiDAR permet non seulement d’appréhender l’impact morphogène de la guerre des mines sur la Cote 108 mais également, en intégrant les informations fournies par les Plans directeurs et les Journaux de Marche des Opérations (JMO) des unités combattantes sur le site, d'identifier trois générations de cratères de mines : les cratères coalescents centraux correspondent à la guerre souterraine intense menée de septembre 1914 à décembre 1916 sur une ligne de front fixée (De Fonclare, 1928 ; Cussenot, 1929), les cratères isolés de la Grande Carrière datent d’avril à mai 1917 (offensive du Chemin des Dames) et le seul gros cratère isolé à l’ouest date vraisemblablement des offensives Ludendorff de mai 1918 qui correspondent au retour à la guerre de mouvement (fig. 5C).

27Pour obtenir un entonnoir de mine, les « fourneaux à charges concentrées dans la terre » (Ministère de la guerre, 1938) sont creusés à la profondeur OA = h sous la surface du sol (XY) (fig. 6A). Pour les fourneaux ordinaires, h est égal au rayon de l’entonnoir (r), le rapport r/h est donc égal à 1 alors qu’il est respectivement supérieur et inférieur pour les fourneaux surchargés et les camouflets. Dans le cas des fourneaux ordinaires, l’explosion produit une gerbe de matériaux dont la majeure partie retombe à l’intérieur du cratère alors qu’une autre partie est expulsée à l’extérieur (éjectas). La profondeur (d) du cratère est alors réduite à AG. Dans les terrains consistants, la cavité sous les remblais décrit le profil CEMKNDB alors que dans les terrains friables, celui-ci décrit un contour parabolique CKB. La déstructuration des terrains s’effectue dans un cercle de friabilité de rayon OI dans lequel la roche est fracturée, détendue et la surface du sol déformée par dilatance sous la forme d’un léger boursouflement ou « extumescence » composant les lèvres de l’entonnoir (L) qui se surhaussent lors de la chute de la gerbe.

Fig.6 – Paramètres morphométriques et charges des fourneaux de cratères de mines.
Fig.6 Morphometric parameters and explosive charges of mine funnel.

Fig.6 – Paramètres morphométriques et charges des fourneaux de cratères de mines.Fig.6 – Morphometric parameters and explosive charges of mine funnel.

A. Coupe de cratère de mines (d’après le Ministère de la Guerre, 1936) ; B. Relation entre la charge explosive du fourneau et le rayon (r) de l’entonnoir de mine selon la nature du sol.
A. Morphometric section mine crater (according to Ministère de la Guerre, 1936); B. Relationship between the explosive charge of the furnace and the radius (r) of the mine funnel according to the nature of the soil.

28La charge explosive des fourneaux ordinaires (C) en kg est déterminée par la formule [1] où le coefficient g dépend de la nature du terrain.

            

C = g r³

            [1]

29Pour la craie, ce coefficient est de 2,25 (Ministère de la Guerre, 1938), compris entre les « roches calcaires » et les « terres, argiles et pierres » dans la catégorie « argiles et tufs ». Ce coefficient varie également selon le type de charge (poudre noire, explosifs chloratés, mélinite).

30Pour comprendre les dynamiques géomorphologiques des cratères et plus particulièrement du « méga-cratère » (fig. 7A-B) à l’ouest de la Cote 108, une campagne de huit sondages (fosses pédologiques) a été réalisée en 2016, sur un transect nord-est/sud-ouest (fig. 7C). Le traitement des images LiDAR nous permet de déterminer sa profondeur (d) de 22 m et son diamètre compris entre 61 et 76 m (forme d’ellipse) pour un volume calculé sous une surface topographique de référence de 79 755 m³ soit plus de 150 000 tonnes. Son profil transversal détermine des pentes fortes (moyenne de 45°, maximum de 49°) qui rendent son accès difficile. D’après la formule [1] ci-dessus et les caractéristiques morphométriques de ce cratère, la charge explosive est estimée à 70 tonnes (fig. 6B), une profondeur OA de 32 m, ce qui nous permet de déterminer l’épaisseur des remblais de la gerbe à une dizaine de mètres (fig. 8B). Les sondages réalisés montrent clairement 3 types de formations au sein de l’entonnoir : le fond de l’entonnoir est dénué de formations fines, ce qui montre l’absence de ravinement dans cette formation. Un rendosol, dont l’horizon organo-minéral humifère brun chargé en gravier de craie (horizon Aca) fait moins de 10 cm d’épaisseur et est postérieur à la Grande Guerre, recouvre le fond de l’entonnoir (fig. 7A) sur une craie fracturée en blocs décimétriques ou brèche d’éjectas (horizon BE). Les flancs de l’entonnoir sont tapissés d’un manteau de 10 à 30 cm d’épaisseur de cryoclastes de craie (fig. 7D) représentés par des graviers de craie ou graveluches gravitaires (MC) (Laurain et al., 1995) qui recouvrent un colluviosol (fig. 7F). Enfin, une corniche de gélifraction en cours de végétalisation et clairement visible sur photographie aérienne avant 1970 et sur les cartes postales anciennes sous la forme d’une auréole de craie blanche, borde le cratère (fig. 7A-B) avec un manteau de cryoclastes plus grossiers (MC) et un horizon humifère chargé davantage en éléments de craie (Aca/C) (fig. 7G). À l’extérieur, aucun éjecta (blocs rocheux) ne subsiste, ce qui souligne la gélivité de la craie alors que les calcaires jurassiques, moins gélifs devraient davantage les conserver. Ces observations témoignent d’une dynamique géomorphologique particulière à l'intérieur des cratères de mine inscrits dans la craie depuis la Grande Guerre. La fracturation liée à l’explosion augmente la porosité et la perméabilité de la craie qui empêchent tout ruissellement dans l’impluvium (infiltration généralisée) et la migration de particules fines au fond du cratère. Pourtant, on retrouve sur d’anciennes cartes postales, dans d’autres entonnoirs de mines en Champagne (Perthes-les-Hurlus, Tahure) et en Argonne (Fille Morte), les traces de ravines de ruissellement sur les parois, un atterrissement, voire un plan d’eau occupant le fond. L’impact géomorphologique des cratères de mine présente les mêmes caractéristiques (cratère, bourrelet périphérique, éjectas) que les cratères d’impact météorique (Hodge, 1994 ; Salomon et Auly, 2010) et mériterait des investigations géophysiques pour mesurer l’importance des remblais associés à la retombée de la gerbe et le degré de fracturation.

31La mise en affleurement de la craie gélive produit des graveluches gravitaires récentes qui recouvrent les flancs des entonnoirs. En période de hautes-eaux et de crue de nappe, la profondeur du cratère recoupe la zone saturée de l’aquifère crayeux rabattue et drainée par l’Aisne et la Loivre, générant un plan d’eau visible sur les cartes postales anciennes.

Fig. 7 – Le « méga-cratère » de la Cote 108.
Fig. 7 – The “mega-crater” of Hill 108.

Fig. 7 – Le « méga-cratère » de la Cote 108.  Fig. 7 – The “mega-crater” of Hill 108.

A‑B. Carte postale de la cote 108 ; C. Image LiDAR et position des fosses pédologiques ; D. Nappe de graveluches sur les pentes du cratère ; E‑G. Photographies de trois fosses pédologiques en fond, à mi‑pente et sur le haut de versant du cratère.
A‑B. Postcard of Hill 108; C. LiDAR image and location of the soil pits; D. Graveluches slick on the slopes of the crater; E‑G. Photographs of three soil pits at the bottom, mid‑ slope and top of the crater slope.

Fig. 8 – Morphométrie et interprétation du “méga‑cratère” de la cote 108.
Fig. 8 – Morphometry and interpretation of the “mega‑ crater” of hill 108.

Fig. 8 – Morphométrie et interprétation du “méga‑cratère” de la cote 108.Fig. 8 – Morphometry and interpretation of the “mega‑ crater” of hill 108.

A. Localisation et descriptions des fosses pédologiques sur les versants et le fond du cratère ; B. Interprétation des conséquences de l’explosion du fourneau de mine ; 1. Craie fraîche ; 2. Colluvions – « graveluches » ; 3. Brèche d’éjectas ; 4. Terrains fracturés ; 5. Craie pulvérisée ; 6. Fourneau de mine ; 7. Globe de friabilité ; 8. Profil de l’entonnoir réel.
A. Location and descriptions of soil pits on the slopes and crater; B. Interpretation of the consequences of the explosion of the mine; 1. Fresh chalk; 2. Colluvium; 3. Failure ejecta; 4. Fractured ground; 5. Crushed chalk; 6. Mine blast; 7. Globe friability; 8. Profile of the real crater.

5. Conclusion

32La Grande Guerre génère des formes liées aux réseaux de défense (tranchées et boyaux), à la guerre des mines (cratères), à la bombturbation (entonnoirs d’obus) et à la vie militaire (cantonnement, abris). Ces formes, mises en évidence avec l’outil LiDAR, présentent un degré de conservation très hétérogène dans l’espace en fonction des pratiques agricoles et sylvicoles. Systématiquement nivelées après‑guerre en milieu de grande culture, le tracé des tranchées et boyaux reste partiellement visible sur les photographies aériennes, en raison du différentiel de réserve hydrique du sol. Par contre, elles sont mieux conservées sous forêt (Amat, 1987 ; Buridant, 2003 ; Desfossés, 2015) et révélées grâce au LiDAR, comme sur le site de la Cote 108 où 22 % des réseaux de défense subsistent encore mais sont comblés de moitié par une sédimentation naturelle minérale et organique en un siècle (Brénot et al., accepté). Ce comblement soulève le problème de leur conservation dans le prochain siècle.

33L’approche spatiale des formes induites par la Grande Guerre n’est légitime qu’en respectant la relativité scalaire des résultats et nécessite l’inscription de la zone d’étude dans l’organisation des réseaux de défense qui peut être révélée à partir des Plans directeurs au sein d'un SIG. À ce titre, tous les indicateurs morphométriques qui caractérisent les polémo-paysages (taille et densité de formes) doivent être replacés dans leur contexte spatio-temporel. L’importante hétérogénéité spatiale de la densité des formes, inhérente à l’organisation spatiale des structures de défense, s’accompagne d’une diversité morphologique emboîtée selon les positions. En effet, alors que les premières positions regroupent essentiellement des tranchées, boyaux et postes avancés intégrant des abris d’artillerie de tranchées (obusiers légers, mortiers, crapouillots, et Minenwerfer), dans les positions de « l’arrière », les voies de communications (pistes, chemins de fer, épis de tirs), les dépôts, les abris d’artillerie et les cantonnements constituent la majeure partie des traces morphologiques mises en évidence par l’outil LiDAR (Desfossés, 2015) et les opérations archéologiques (Desfossés et al., 2008 ; Schnitzler et al., 2013).

34L’impact environnemental de la Grande Guerre ne se limite pas au relief, mais affecte également lourdement les sols (Hupy, 2006 ; Bausinger et al., 2007 ; Hupy et Koehler, 2012), les eaux souterraines (Hubé, 2016) et la biocénose (Amat, 2015). Cette contribution propose une nouvelle approche méthodologique par comparaison des Plans directeurs digitalisés sous SIG et des images LiDAR pour d’une part cartographier les aléas (archéologiques et géotechniques), discriminer les contaminations de la Grande Guerre de celles des pratiques agricoles et d’autre part mesurer le degré de conservation des formes au sein des polémo-paysages (Amat, 2015). Ces outils permettent également de représenter le formidable potentiel de patrimonialisation dans le cadre du Centenaire (Prouillet, 2013).

35Au vu de l’importance des impacts morphologiques de la Grande Guerre, certains sites sont valorisés par des associations (La Cote 108, la Main de Massiges) et des collectivités locales qui œuvrent pour la restauration des mémoires. Cependant, l’approche environnementale et spatiale de ces sites reste peu valorisée notamment dans les manuels scolaires (Hugonie, 2012) alors qu’ils mériteraient d’être davantage considérés comme des géomorphosites (Reynard, 2005) ou des conservatoires des polémo-paysages de la Grande Guerre caractérisant les paysages du Nord et de l’Est de la France (de Baleine, 1998).

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Annex

Abridged English version

The Great War is mainly characterized front by a war of position (40 months over 51 months of the conflict) on the western extending from Flanders (Belgium) to Alsace (France), which represents approximately 750 km (466 miles). The front is structured in defensive networks which are organized as several dense and complex trench lines. The objective of this contribution is, in the one hand, to understand the spatial organization of defensive networks in Champagne-Ardenne on 115 km of front and, on the other hand, to analyze the morphological forms associated with the conflict.

The analysis of ten 1:20,000 directing Plans of the “Groupe des Canevas de Tirs des Armées” (GCTA) of 1918 carried out using Geographic Information System (GIS), reveals more than 13,000 km (8,000 miles) of trenches and communication trenches representing 113 km of trenches per km of front. The front, too often represented by a line, is a large zone, with hierarchical positions, themselves organized as trenches connected by communication trenches.

This organization also depends on the relief and the military strategy of each camp. In the region of Reims, Frenches armies got settled in front of the city while Germans armies moved in the heights (“Butte de Brimont”, “Hill 108”, and “Mont de Berru”). Further east, the Mounts of Champagne were the place of bitter fighting to take back the high points (“Butte du Mesnil”, “Butte de Tahure”, and “Mont Sans Nom”).

The Wet Champagne has a low density of trenches which is explained by the hydromorphic character of soils and thus the impossibility to dig important defensive networks. Germans armies established a first position of 14 trenches lines in Argonne while Frenches armies had four positions under forest cover. The detection of the archaeological structures of the Great War is possible thanks to the LiDAR tool (Light Detection And Ranging).

This high-resolution DTM (Digital Terrain Model) highlights four types of structures: trenches and communication trenches, mine crater, shell craters and shelters or traces of military activity. On the Hill 108 in Berry‑au‑Bac, only 22% of the defensive structures (trenches and communication trenches) can be identified because of land leveling for agricultural or sylvicultural purposes. However, this site is a real museum of the mine warfare with 48 mine craters among which a "mega-crater" (76 m of diameter and 22 m depth).

By combining the mathematical formula of the explosive charge, a coefficient of the rock (2. 25 for the chalk) and the cube of the crater radius, the German engineering would have used 70 tons of explosives. The outcropping of a “frost-shattered” chalk leads to the formation modern chalk cryoclasts which recover by gravity the slopes of the mine crater. Finally, on the site the number of shell craters was counted and may be as high as 54 craters/ha.

The lengh of trenches, estimated to be a little bit larger than 85,000 km from Flanders to Alsace; represents around 170 million m³ of lands disturbed by the soldiers. However, the degree of preservation is very heterogeneous depending on the type of structures and the agricultural and sylvicultural practices for 100 years. Systematically filled in rural areas for agricultural purposes, the structures are better preserved in forest areas. In view of the morphological and ecological importance of these structures of the Great War, the environmental and spatial approach is not studied enough and should be more considered as for geomorphosites, related to the anthropic activities.

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List of illustrations

Title Fig. 1 – Cartographie des systèmes de mines sur le front ouest de la Première Guerre Mondiale. Fig. 1 Cartography of mines systems on the western front of the First World War.
Caption 1. Localité ; 2. Système de mines ; 3. Front de cuesta ; 4. Front au 15/11/1914 ; 5. Extrême avancée allemande de septembre 1914 ; 6. Recul allemand sur la ligne Hindenburg ; 7. Extrême avancée allemande juillet 1918 ; 8. Extrême avancée alliée avant l’armistice de novembre 1918. 1. Locality; 2. Mines system; 3. Face of cuesta; 4. Front of 15/11/1914; 5. Extreme German advance of September 1914; 6. German retreat to the Hindenburg line; 7. Extreme German advance of July 1918; 8. Extreme Allied advance before the armistice of November 1918.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-1.jpg
File image/jpeg, 4.1M
Title Fig. 2 – Extrait du Plan directeur de Berry-au-Bac du 1er mai 1918 où figurent les réseaux de défenses français (en rouge) et allemands (en bleu). Fig. 2 Extract of directing Plan of Berry-au-Bac 1st may 1918 displaying the French defense networks (in red) and German (in blue).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-2.jpg
File image/jpeg, 3.0M
Title Fig. 3 – Organisation des réseaux de défense alliés et allemands à l’hiver 1918 et coupe géologique dans le secteur de Berry-au-Bac. Fig. 3 – Organization of Allied and German defense networks in winter 1918 and geological section of Berry-au-Bac sector.
Caption 1. Localité ; 2. Réseau hydrographique ; 3. Tranchées et boyaux alliés ; 4. Tranchées et boyaux allemands ; 5. Calcaires lutétiens ; 6. Sables de l’Yprésien supérieur ; 7. Argiles de l’Yprésien inférieur ; 8. Sables thanétiens ; 9. Craie du Crétacé supérieur ; 10. Tranchées alliées ; 11. Tranchées allemandes. 1. Locality; 2. Water system; 3. Allied trenches and communications; 4. German trenches and communications; 5. Lutetian limestones; 6. Upper Ypresian sands; 7. Lower Ypresian clays; 8. Thanetian sands; 9. Upper Cretaceous chalk; 10. Allied trenches; 11. German trenches.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-3.jpg
File image/jpeg, 2.8M
Title Fig. 4 – Cartographie des réseaux de défenses alliés et allemand et systèmes de mines en Champagne-Ardenne en 1918. Fig. 4 Cartography of Allied and German defense networks and mine systems in Champagne-Ardenne in 1918.
Caption 1. Localité ; 2. Fort du système Séré de Rivières ; 3. Tranchées et boyaux alliés ; 4. Tranchées et boyaux allemands ; 5. Système de mines ; 6. Système de mine de Berry-au-Bac.1. Locality; 2. Fort of Séré de Rivières system; 3. Allied trenches and communications; 4. German trenches and communications; 5. Mines system; 6. Mine system of Berry-au-Bac.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-4.jpg
File image/jpeg, 3.6M
Title Tab. 1 – Indices morphométriques des réseaux de défense de la Grande Guerre en Champagne-Ardenne par milieu naturel traversé.Tab. 1 Morphometric indices of defense networks of the Great War in Champagne-Ardenne by natural environment crossed.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-5.jpg
File image/jpeg, 296k
Title Tab.2 – Effectifs et indices morphométriques des formes de la Grande Guerre sur le site de la cote 108.Tab.2 – Numbers and morphometric indices of the Great War forms on the site of Hill 108.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-6.jpg
File image/jpeg, 208k
Title Fig. 5 – Situation et interprétation du secteur de la côte 108. Fig. 5 Location and interpretation of the hill 108 sector.
Caption A. Image lidar brut ; B. Plan directeur et image lidar brut ; C. Formes (tranchées, boyaux, cratères de mines) nivelées et persistantes ; D. Densité des entonnoirs d’obus. 1. Tranchées et boyaux français persistants ; 2. Tranchées et boyaux allemands persistants ; 3. Tranchées et boyaux français nivelés ; 4. Tranchées et boyaux allemands nivelés ; 5. Front de taille ; 6. Cratères de mines phase 1 ; 7. Cratères de mines phase 2 ; 8. Avancée maximale française en mai 1917 ; 9. Cratère de mine phase 3 ; 10. Entonnoirs d’obus.A. Raw image LiDAR; B. Directing map and raw image LiDAR; C. Forms (trenches, communication, mine craters) levelled and persistent; D. Density of shell craters. 1. Persistent French trenches and communication; 2. Persistent German trenches and communication; 3. French trenches and communication levelled; 4. German trenches and communication levelled; 5. Face; 6. Mine craters phase 1; 7. Mine craters phase 2; 8. Maximum French advance in May 1917; 9. Mine crater phase 3; 10. Shell craters.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-7.jpg
File image/jpeg, 12M
Title Fig.6 – Paramètres morphométriques et charges des fourneaux de cratères de mines.Fig.6 Morphometric parameters and explosive charges of mine funnel.
Caption A. Coupe de cratère de mines (d’après le Ministère de la Guerre, 1936) ; B. Relation entre la charge explosive du fourneau et le rayon (r) de l’entonnoir de mine selon la nature du sol. A. Morphometric section mine crater (according to Ministère de la Guerre, 1936); B. Relationship between the explosive charge of the furnace and the radius (r) of the mine funnel according to the nature of the soil.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-8.jpg
File image/jpeg, 2.0M
Title Fig. 7 – Le « méga-cratère » de la Cote 108. Fig. 7 – The “mega-crater” of Hill 108.
Caption A‑B. Carte postale de la cote 108 ; C. Image LiDAR et position des fosses pédologiques ; D. Nappe de graveluches sur les pentes du cratère ; E‑G. Photographies de trois fosses pédologiques en fond, à mi‑pente et sur le haut de versant du cratère. A‑B. Postcard of Hill 108; C. LiDAR image and location of the soil pits; D. Graveluches slick on the slopes of the crater; E‑G. Photographs of three soil pits at the bottom, mid‑ slope and top of the crater slope.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-9.jpg
File image/jpeg, 28M
Title Fig. 8 – Morphométrie et interprétation du “méga‑cratère” de la cote 108.Fig. 8 – Morphometry and interpretation of the “mega‑ crater” of hill 108.
Caption A. Localisation et descriptions des fosses pédologiques sur les versants et le fond du cratère ; B. Interprétation des conséquences de l’explosion du fourneau de mine ; 1. Craie fraîche ; 2. Colluvions – « graveluches » ; 3. Brèche d’éjectas ; 4. Terrains fracturés ; 5. Craie pulvérisée ; 6. Fourneau de mine ; 7. Globe de friabilité ; 8. Profil de l’entonnoir réel.A. Location and descriptions of soil pits on the slopes and crater; B. Interpretation of the consequences of the explosion of the mine; 1. Fresh chalk; 2. Colluvium; 3. Failure ejecta; 4. Fractured ground; 5. Crushed chalk; 6. Mine blast; 7. Globe friability; 8. Profile of the real crater.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/11711/img-10.jpg
File image/jpeg, 6.9M
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Electronic reference

Pierre Taborelli, Alain Devos, Sébastien Laratte, Jérôme Brenot, Nicolas Bollot, Benjamin Cancès and Yves Desfossés, « Apport des plans directeurs et de l’outil LiDAR aéroporté pour la caractérisation des impacts morphologiques de la Grande Guerre : exemple de la cote 108 (Berry‑au‑Bac, France) », Géomorphologie : relief, processus, environnement [Online], vol. 23 - n° 2 | 2017, Online since 16 June 2017, connection on 20 November 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/11711 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.11711

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About the authors

Pierre Taborelli

EA 3795‑GEGENAA, Université de Reims Champagne-Ardenne – 57 rue Pierre Taittinger, BP 30, 51571 Reims Cedex, France (pierre.taborelli@univ-reims.fr). Tél : +33 3 26 91 37 42.

Alain Devos

EA 3795-GEGENAA, Université de Reims Champagne-Ardenne – 57 rue Pierre Taittinger, BP 30, 51571 Reims Cedex, France (alain.devos@univ-reims.fr).

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Sébastien Laratte

EA 3795-GEGENAA, Université de Reims Champagne-Ardenne – 57 rue Pierre Taittinger, BP 30, 51571 Reims Cedex, France (sebastien.laratte@univ-reims.fr).

Jérôme Brenot

Éveha – 84 rue Jean-Baptiste Colbert, 10600 La Chapelle Saint-Luc, France (jerome.brenot@eveha.fr).

Nicolas Bollot

EA 3795-GEGENAA, Université de Reims Champagne-Ardenne – 57 rue Pierre Taittinger, BP 30, 51571 Reims Cedex, France (nicolas.bollot@univ-reims.fr).

By this author

Benjamin Cancès

EA 3795-GEGENAA, Université de Reims Champagne-Ardenne – 57 rue Pierre Taittinger, BP 30, 51571 Reims Cedex, France (benjamin.cances@univ-reims.fr).

Yves Desfossés

DRAC Champagne-Ardenne – 3 Faubourg Saint-Antoine, 51037 Châlons-en-Champagne cedex, France (yves.desfosses@culture.gouv.fr).

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