Carriers et archéologues : Les couches superficielles de la terre
Épaisse de 30 à 70 km, l’écorce terrestre des continents est constituée de roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires, dont les âges se comptent en millions à milliards d’années.
Les roches magmatiques résultent de la cristallisation de magmas qui refroidissent en surface (basalte) ou en profondeur (granite), tandis que les roches métamorphiques sont issues de la transformation, à l’état solide, de roches sous l’effet de l’augmentation des températures et pressions (marbre, schiste). Leur affleurement à la surface terrestre résulte autant de la tectonique que des processus d’érosion qui les ont dénudées.
Les roches sédimentaires sont d’origine marine ou continentale. Celles formées dans les fonds océaniques à mesure de l’accumulation de particules minérales sont les plus nombreuses. Elles recèlent des traces de vie marine (calcaire fossilifère), dont les plus anciennes remontent à plus de 2 milliards d’années. Elles sont stratifiées et compressées sur des épaisseurs pouvant excéder 100 m. Comme les autres roches, ce sont les mouvements de la lithosphère qui les ont propulsées à la surface des terres émergées actuelles.
Moins fréquentes, moins puissantes (10 à 50 m d’épaisseur) et plus récentes (moins de 2 millions d’années), les formations sédimentaires d’origine terrestre se sont accumulées selon des processus d’altération et d’érosion affectant les surfaces continentales. Les plus communes sont les alluvions.
Les conditions de formation des roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires d’origine marine ainsi que leur chronologie bien antérieure à l’émergence de l’Homme sur la Terre excluent de rechercher en leur sein des traces de vie de nos ancêtres Homo. Mais l’exploitation de ces ressources minérales présente toutefois un intérêt archéologique certain. Aussi les carrières dédiées à la pierre de bâti et aux granulats concassés font l’objet d’une surveillance souple, principalement pour documenter les modalités d’extraction.
Les sables et graviers utilisés aujourd’hui pour le bâti et les équipements proviennent surtout de sédiments déposés par les cours d’eau. Composées de particules minérales arrachées par les rivières aux terrains qu’elles traversent, les alluvions s’accumulent peu à peu dans les fonds de vallées, où leur épaisseur dépasse souvent la dizaine de mètres.
Les matériaux les plus grossiers (cailloutis) se mettent en place lorsque le régime moyen d’un cours d’eau est élevé pendant une durée de l’ordre de 100 000 ans. Au cours des phases glaciaires, la débâcle est à l’origine de dépôts sédimentaires épais qui fournissent aujourd’hui l’essentiel des matériaux extraits dans les carrières de granulats. La grande vigueur des courants n’étant pas favorable à la conservation de sites humains anciens, ces couches sont généralement écartées des recherches archéologiques.
Lorsque le régime moyen des rivières est plus calme, pendant les phases tempérées d’une durée de 10 000 à 20 000 ans, des matériaux plus fins (limons et sables) recouvrent les cailloutis déposés précédemment. Ils ensevelissent peu à peu les sites installés sur les rives, sans les bouleverser outre mesure. De ce fait, les limons de débordements sont prospectés avec soin à la recherche de vestiges archéologiques. En revanche, ils n’intéressent pas les carriers, qui les décapent afin d’atteindre le granulat, puis les stockent pour réaménager le site après son exploitation. Le partenariat carriers-archéologues se nourrit ainsi d’un intérêt différent mais partagé pour les gisements alluvionnaires.
- Modélisation d’un fond de vallée et de son versant en période glaciaire (France)
Pendant les périodes glaciaires, les écoulements fluviaux sont les plus forts au moment de la fonte saisonnière des neiges et des glaces. Les eaux déferlent alors dans les vallées, qu'elles submergent, charriant des sédiments arrachés aux terrains qu'elles ont traversés.
Modélisation d’un fond de vallée et de son versant en période glaciaire (France) :
1/ Calcaire. 2/ Cailloutis fluviatile de fond de vallée, contexte froid. 3/ Terrasse alluviale : 3a. Cailloutis (froid) ; 3b. Limon (tempéré) ; 3c. Dépôt de versant sur terrasse. 4/ Formes et formations de versant périglaciaires : 4a. Éboulis ; 4b. Glissement de terrain ; 4c. Solifluxion ; 4d. Ruissellement, ravinement et cône de déjection. 5/ Formations de plateau : 5a. Argile d’altération ; 5b. Paléosol (tempéré) ; 5c. Colluvions ou lœss (froid).© Laurent Deschodt, Inrap - Modélisation d’un fond de vallée et de son versant en période interglaciaire (France)
Au cours des périodes tempérées, le développement des forêts stabilise les sols. Les écoulements fluviaux sont moins abondants et plus réguliers. Dans les fonds de vallée, ils se concentrent dans un chenal unique, déposant des sables dans leur lit et sur ses berges. Lors des débordements saisonniers, des limons se répandent sur les rives et la plaine submergée.
Modélisation d’un fond de vallée et de son versant en période interglaciaire (France) : 6/ Formations sédimentaires de fond de vallée, contexte tempéré : 6a. Limon de débordement ; 6b. Sol cumulique. 7/ Processus d’altération sur versant et plateau, contexte tempéré : 7a. Sol évolué à horizons structural, argilluvial, podzolique ou calcarique.© Laurent Deschodt, Inrap - La carrière de calcaire stratifié de Vauligny (Yonne) a fonctionné du Moyen Âge jusqu'au XXe siècle, à ciel ouvert dans un premier temps, puis en souterrain afin de n'exploiter que les bancs fournissant la meilleure qualité de pierre. Appelée «découvert» et composée de terre végétale et de bancs calcaires impropres à la taille, la partie supérieure du front de taille n'a jamais intéressé les carriers.
La carrière de calcaire stratifié de Vauligny (Yonne) a fonctionné du Moyen Âge jusqu'au XXe siècle, à ciel ouvert dans un premier temps, puis en souterrain afin de n'exploiter que les bancs fournissant la meilleure qualité de pierre. Appelée «découvert» et composée de terre végétale et de bancs calcaires impropres à la taille, la partie supérieure du front de taille n'a jamais intéressé les carriers.
© Cédric Roms, Lamop