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Les sites lacustres d’âge holocène dans l’est du Grand Erg occidental (nord-ouest du Sahara algérien) : interprétation géomorphologique et paléoclimatique

The Holocene lacustrine sites in the eastern part of the Great Western Erg (NW Algerian Sahara): geomorphological and paleoclimatic interpretation
Yann Callot et Michel Fontugne
p. 187-200

Résumés

De nombreux paléolacs holocènes ont été découverts le long d’un transect NNE-SSW de 120 km dans la partie nord-est du Grand Erg occidental (NW du Sahara algérien). Ces paléolacs montrent des milieux très salés à sédiments détritiques au nord, passant au sud à des milieux uniquement d’eau douce, surtout bien représentés dans les secteurs de grandes dunes et sur la bordure méridionale de l’Erg. Cette différence s’explique par la superposition de deux paléo-nappes  : celle de la Hamada, salée, venue du nord, a été surmontée au sud par la nappe d’eau douce de l’Erg, constituée lors du maximum de la période humide holocène par l’infiltration des précipitations locales dans les grandes dunes massives. Les paléolacs du centre de l’Erg, datés entre 9500 et 7300 ans cal. BP, indiquent le maximum de cette période humide holocène, alors que les sites périphériques se maintiennent jusque vers 5200 ans cal. BP.

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Notes de la rédaction

Article soumis le 8 avril 2008, accepté le 12 octobre 2008

Texte intégral

Nous tenons à rendre hommage à J.-C. Rosso, spécialiste de la malacologie saharienne, qui a déterminé les gastéropodes de cette étude, décédé depuis, et à qui cet article est dédié.

Introduction

1Le Grand Erg occidental, appelé Erg dans la suite du texte, au nord-ouest du Sahara algérien (fig. 1), est une des régions les plus importantes du Sahara septentrional pour l'étude des phases lacustres attribuées au maximum humide de l’Holocène (Callot, 1984, 1987, 1988, 1991, 1992) reconnu par la suite dans le Grand Erg oriental (Petit-Maire et al., 1991).

Fig. 1 – Cartes de localisation.
Fig. 1 – Location maps.

Fig. 1 – Cartes de localisation. Fig. 1 – Location maps.

A) Localisation de la zone étudiée. 1 : chaînes de montagnes ; 2 : principaux ergs. B) Localisation des dépôts lacustres étudiés. 1 : aires à dunes peu élevées ; 2 : aires à dunes élevées de type ghourd, séparées par des feidjs ; 3 : aires à dunes élevées jointives et à chaudrons de déflation ; 4 : principaux rebords de plateaux ; 5 : plateau de Ghardaïa (Chebka du Mzab) ; 6 : principaux oueds venus de l’Atlas saharien ; 7 : dépôts de paléolacs étudiés ;  8 : autres dépôts de paléolacs.
A) Location of the sudy area. 1: mountains; 2: main ergs. B) Location of the lacustrine deposits in the studied area. 1: areas of low dunes; 2: areas of ghourds (high star dunes) separated by large flat feidjs; 3: areas of contiguous ghourds and deflation hollows (blowouts); 4: main plateau scarps; 5: Ghardaïa Plateau (Chebka du Mzab); 6: main wadis coming from the Saharan Atlas; 7: studied paleolakes deposits; 8: other paleolakes deposits.

2Le grand nombre de sites, plus de 120, comme leur contexte géomorphologique et paléohydrologique diversifié, posent de difficiles problèmes d’interprétation des réponses de ces milieux aux variations climatiques survenues au cours de l’Holocène. L’environnement actuel est franchement aride : à partir des stations météorologiques environnantes, J. Dubief (1959-1963) avait estimé les précipitations à 50 à 60 mm par an au nord et à 20-30 mm par an au sud de l’Erg.

3Vaste d’environ 80 000 km2, l’Erg présente deux particularités majeures (Callot, 1988, 1991, 2007). D’abord il s’agit d’un erg ancien, jusque dans la disposition de ses édifices : ses parties centrale et orientale sont incluses dans un système éolien plio-pléistocène commandant depuis cette époque la répartition des aires d’accumulation et d’ablation. Ensuite cet erg est continu sur la majorité de sa surface : les dunes vives y sont jointives dans ses parties méridionale et occidentale. Dans la partie orientale étudiée ici, l’Erg est tout aussi continu, mais les dunes vives ne le sont pas : elles reposent sur un substrat sableux continu, plus ancien et plus grossier, avec des médianes supérieures à 500 µm et pouvant atteindre 800 µm. Les zones où les sables anciens ne sont pas recouverts par les dunes vives forment des couloirs appelés feidjs qui ont une orientation principale NNW-SSE. Au centre de l’Erg, les feidjs se limitent à des alignements de chaudrons lorsque seules de petites dépressions libres de dunes vives parviennent à se maintenir. Ces surfaces sans dunes vives correspondent à des aires d’ablation éolienne préférentielle, déjà signalées en bordure nord-nord-ouest de l’Erg par A. Clos-Arceduc (1969). Ces deux caractères ont favorisé l’apparition de paléolacs : les aires d’ablation éolienne étant stables, des dépressions libres de dunes s’y sont formées. L’ancienneté de la structure leur a permis d’atteindre une profondeur suffisante pour que, lors de périodes plus humides, des plans d’eau aient pu apparaître du fait de l’intersection entre le fond des dépressions et la surface piézométrique des aquifères.

4Depuis l’assèchement des paléolacs, les sédiments qui y avaient été déposés ont subi une ablation éolienne originale : d’une part, cette érosion a été forte, puisque les plans d’eau se trouvaient dans les dépressions situées dans les aires d’action éolienne privilégiée ; d’autre part, elle s’est toujours déroulée par attaque latérale des affleurements. Les sédiments holocènes sont presque toujours peu résistants, mais ils se terminent par un niveau sommital plus induré de quelques centimètres à un décimètre. Il n’est pas possible de déterminer si cette résistance sommitale est syngénétique et/ou est due à une météorisation postérieure. L’ablation éolienne peu efficace sur ce niveau s’est exercée à partir de la bordure des aires de dépôts ou à partir de discontinuités dans la couche sommitale. Elle a alors été très efficace, puisque depuis l’assèchement des lacs, plusieurs mètres de sédiments ont été érodés jusqu’au substratum sableux. Il ne subsiste actuellement que quelques buttes témoins fournissant de remarquables coupes naturelles, mais la dispersion des affleurements, le plus souvent peu étendus, rend difficile les corrélations entre les coupes.

5L’alimentation et l’écoulement des nappes d’eau souterraines constituent une autre originalité de l’Erg. À l'Holocène, deux nappes s’y sont superposées. La nappe inférieure, dite de la Hamada, très étendue, légèrement salée, située dans le substratum continental détritique de l'Erg, affleurait dans des dépressions hydroéoliennes creusées dans ce substratum. L'origine en grande partie allogène de ses eaux venues de l'Atlas saharien, à 150 km plus au nord, en rend l'interprétation paléoclimatique délicate (Callot, 1984, 1987, 1988 ; Fontes et al., 1985 ; Gasse et al., 1987). La nappe supérieure, dite de l'Erg, contenait uniquement de l’eau douce moins dense, empêchant le mélange des eaux, dans une disposition rappelant celle des eaux douces des biseaux salés des régions côtières. Elle était connue au nord-est de l'Erg dans les aires où la couverture sableuse et dunaire est continue et épaisse (Callot et Fontugne, 1992).

6Afin de vérifier si la disposition des nappes mise en évidence au nord-est de l’Erg se prolongeait jusqu’à son extrémité sud-est, deux missions de reconnaissance ont été effectuées en 1990 et 1991 suivant une direction nord-ouest–sud-est sur une distance de 120 km à vol d’oiseau à travers toute la partie orientale de l'Erg, complètement inexplorée hormis par quelques traversées chamelières de nomades. Cet espace correspond aux cartes topographiques IGN, type Sahara au 1/200 000, Oued Mehaïguène (NI-31-III) et Hassi Allal (NH-31-XXI). Dans cette partie nord-orientale de l’Erg, les formes dunaires sont les plus élevées, la dénivelée entre les sommets et le fond des chaudrons atteignant 150 m. De nouveaux sites lacustres y ont été découverts à la fois au coeur même du massif dunaire et sur sa bordure sud-orientale (fig. 1B). Cette étude décrit les dépôts d’origine lacustre mis en place grâce au fonctionnement des nappes lors de l’optimum humide de l’Holocène, du nord au sud de cette partie de l’Erg, selon un plan régional. Elle permet de préciser les relations entre les nappes et le contexte géomorphologique et de fournir de nouveaux éléments d'interprétation paléoclimatique.

7Les matériaux de plusieurs coupes ont fait l’objet de datations radiocarbone (tab. 1).

Tableau 1 – Datations 14C des dépôts lacustres de l’est du Grand Erg occidental. Les sites sont classés du nord au sud. Les échantillons de chaque coupe sont dans l'ordre stratigraphique.
Table 1 – 14C  dates of the lacustrine deposits of the eastern part of the Great Western Erg. The sites are classified from north to south. The samples from each cross-section are in stratigraphic order.

Tableau 1 – Datations 14C des dépôts lacustres de l’est du Grand Erg occidental. Les sites sont classés du nord au sud. Les échantillons de chaque coupe sont dans l'ordre stratigraphique.Table 1 – 14C  dates of the lacustrine deposits of the eastern part of the Great Western Erg. The sites are classified from north to south. The samples from each cross-section are in stratigraphic order.

8Les échantillons ont été traités selon la procédure standard (Délibrias, 1985). Pour les échantillons de mollusques, un nettoyage mécanique ôtant les contaminants éventuels adhérant sur les coquilles, puis un traitement à l’acide chlorhydrique dilué ont permis d’enlever les portions de la matrice de la coquille qui auraient pu être affectées par des réactions d’échange et de recristallisation. Les âges radiocarbone obtenus par comptage ß (compteurs proportionnels à gaz CO2) au laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement de Gif-sur-Yvette sont reportés dans le tableau 1. Les valeurs δ13C des gaz mesurés pour leur activité 14C ont été effectuées sur un spectromètre de masse VG-Optima et les âges ont été corrigés du fractionnement biologique (Stuiver et Pollach, 1977). Les intervalles de dates calibrées, ainsi que les dates médianes, ont été calculés en utilisant le programme Calib Rev 5.0.1 (Stuiver and Reimer, 1993) et sont reportés dans le texte et dans le tableau 1 au niveau de confiance 95,4 % (2 σ). Aucune correction d’âge réservoir ou d’effet d’eau dure n’a été faite. La nature du substrat essentiellement siliceux et la faible profondeur des lacs suggèrent une bonne équilibration des eaux avec l’atmosphère et ne rendent pas nécessaires de telles corrections, particulièrement pour les dépôts de la nappe de l’Erg. Les sites lacustres sont situés dans deux contextes géomorphologiques différents au nord et au sud du terrain étudié (Callot et Fontugne, 1992) et cette opposition se retrouve dans leurs sédiments.

Les sites paléo-lacustres du Mechfar

9Les nomades désignent par le terme Mechfar la périphérie septentrionale de l’Erg, soit une bande WSW–ENE de plus de 300 kilomètres de longueur et d’une dizaine à une centaine de kilomètres de largeur. À l’est de l’Erg, le Mechfar est traversé par l’Erg el Annagueur (fig. 1B) qui représente une extension des aires de grandes dunes vers le nord, jusqu’à 50 km de l’Atlas saharien. En pente générale vers le sud, le Mefchar s’étend de la limite sud des grandes hamadas du piémont de l’Atlas saharien libres de dunes, jusqu’à l’Erg continu. Le contexte géomorphologique y juxtapose des aires de petites dunes coalescentes de type aklé (Callot, 2007), des zones d’épandages fluviatiles venus du nord et des dépressions fermées. Les sites lacustres étudiés, semblables à ceux observés dans le reste du Mechfar, se caractérisent par la complexité des dépôts. Les sédiments présentent des variations de faciès et de faunes qui peuvent être corrélées d’une coupe à l’autre. Cette variabilité reflète les différences d’origine des eaux alimentant ces paléolacs (fig. 2).

Fig. 2 – Coupe schématique interprétative de la formation des lacs holocènes à l’est du Grand Erg occidental.
Fig. 2 – Schematic interpretative cross-section of the Holocene lakes genesis in the eastern part of the Great Western Erg.

Fig. 2 – Coupe schématique interprétative de la formation des lacs holocènes à l’est du Grand Erg occidental. Fig. 2 – Schematic interpretative cross-section of the Holocene lakes genesis in the eastern part of the Great Western Erg.

1 : oueds ; 2 : sens de circulation de la nappe de la Hamada ; 3 : sens de circulation de la nappe de l’Erg ; 4 : nappe de l’Erg ; 5 : calcaires crétacés de la Chebka du Mzab ; 6 : sédiments néogènes détritiques ; 7 : sables grossiers anciens de l’Erg ; 8 : sables vifs de l’Erg.
1: wadis; 2: flow of the Hamada Aquifer; 3: flow of the Erg Aquifer; 4: Erg Aquifer; 5: Cretaceous limestone of the Chebka du Mzab; 6: Neogene detrital sediments; 7: coarse old sands of the Erg; 8: mobile sands of the Erg.

10Trois sources sont possibles. Tout d’abord des eaux venues du nord par les crues des oueds Méhaïguène et Seggueur issus de l’Atlas saharien et secondairement par celles des oueds issus du piémont ; elles transportaient une charge solide que l’on retrouve dans les dépôts lacustres les plus septentrionaux sous forme d’argiles et de limons. La proximité des oueds et l’étroitesse du Mechfar, large ici seulement de quelques dizaines de kilomètres, expliquent l’importance de ces apports. Les eaux des oueds Méhaïguène et Seggueur étaient souvent salées à cause de la présence, à l’amont des bassins versants, de gypse et d’halite triasiques dans les plis diapirs de l’Atlas saharien, où les précipitations favorisaient la dissolution des évaporites. La seconde source est celle des apports d’eau salée provenant de la Hamada. Elle est également issue principalement de l’infiltration des oueds atlasiques, bien plus abondants que ceux de la Hamada. Enfin, des eaux douces venues du sud étaient issues de la nappe de l’Erg drainée vers la périphérie plus basse du massif de dunes.

11Ces eaux présentaient donc des différences de charge solide, de salinité (salées ou douces), d’origines (eaux de surface ou de nappe) et de trajectoire (venue du nord ou du sud) entraînant une double variation sédimentologique et faunistique au sein des affleurements. La variation peut être verticale, due à la superposition, dans une même coupe, de sédiments reflétant des milieux très différents, carbonatés, gypseux, parfois argileux. De même, le cortège de faunes va d'espèces spécifiques d’eaux douces, Biomphalaria pfeifferi (Krauss, 1848), Bulinus (Isidora) truncatus (Audouin, 1827), aux espèces caractéristiques d’eaux légèrement salées (Melanoides sp.), voire à celles indiquant franchement des eaux dont la salinité est proche, égale ou supérieure à celle de l'eau de mer : Cerastoderma sp., Potamidae : Pirenella conica (Blainville), sous-espèce P. Peloritana Cantraine. Des variations latérales existent également sur un même paléo-plan d’eau. Elles sont assez semblables aux variations latérales de faciès en géologie, mais l’éloignement des affleurements de petite taille rend impossible la démonstration de la continuité entre les couches. Par exemple, à l’aval de l’Oued Mehaïguène (fig. 1B), les affleurements argileux au nord deviennent de plus en plus carbonatés et gypseux vers le sud. Ces variations latérales de faciès ont pour origine le recouvrement des eaux salées issues de la nappe de la Hamada par un biseau d’eau douce moins dense fourni par la nappe de l’Erg s’avançant vers le nord lors des périodes plus humides. Dans l’ensemble de la périphérie septentrionale de l’Erg, on observe du nord au sud, d’abord une diminution des fractions détritiques correspondant à la sédimentation des apports directs des oueds ; plus au sud, les niveaux à évaporites correspondant à la nappe de la Hamada décroissent à leur tour, remplacés par des niveaux carbonatés à faune d’eau douce correspondant à la nappe de l’Erg.

12Deux sites de ce secteur ont fait l’objet de datations sur des coquilles de Cerastoderma (Callot et Fontugne, 1992) correspondant à des niveaux dont la salinité était proche de celle de l’eau de mer (fig. 3).

Fig. 3 – Coupes dans les dépôts lacustres de l’est du Mechfar.
Fig. 3 –Cross-sections in the lacustrine deposits of the eastern Mechfar.

Fig. 3 – Coupes dans les dépôts lacustres de l’est du Mechfar. Fig. 3 –Cross-sections in the lacustrine deposits of the eastern Mechfar.

1 : couches humifères noires ; 2 : bancs carbonatés blancs ; 3 : lits gypseux ; 4 : dépôts tuffeux ; 5 : couches à Cerastoderma ; 6 : couches à Potamides sp. ; 7 : couches à Hydrobia sp. ; 8 : sables dunaires.
1: black humic layers; 2: white carbonated beds; 3: gypsum-rich beds; 4: tufa deposits; 5: layers with Cerastoderma; 6: layers with Potamides sp.; 7: layers with Hydrobia sp.; 8: dune sands.

13Dans les deux cas, les affleurements de médiocre qualité sont partiellement recouverts de petites dunes qui en interrompent la continuité stratigraphique. Les affleurements au sud-est de Daïet ben Ouahzane(fig. 3A) sont situés en bordure septentrionale du Mechfar, presque au pied de la Hamada s’étendant entre l’oued Seggueur et l’oued Méhaïguène (32° 19’ N et 02° 20’ E, fig. 1B). Ces dépôts lacustres sur une topographie quasi-plane ont fourni une datation radiocarbone sur Cerastoderma de 6494 + 163/-175 ans cal. BP (GIF-8401). La situation en bordure nord des sites lacustres, comme la position de l’échantillon au sommet de la coupe stratigraphique, placent cet exemple dans les plus hauts niveaux atteints par les paléolacs ; cette date correspond donc à un maximum lacustre de la région périphérique. En revanche, le gisement de la dépression de la cote 495 (32° 07’ N et 02° 50’ E ; fig. 3B), qui a fourni une datation de 7983 + 178/-133 ans cal. BP (GIF-7424) est plus difficile à interpréter : le niveau coquillier se trouve dans des sédiments surtout argileux et évaporitiques, correspondant probablement à un paléorivage puisqu’ils sont inclinés vers le sud. Situé dans un des points les plus bas de la région, cet exemple peut aussi bien correspondre au début qu’à la fin de la mise en eau du secteur, voire même à une phase de niveau inférieur d’un paléolac entre deux périodes de niveaux lacustres élevés. L’incertitude fait que ce résultat est difficile à replacer dans le cycle lacustre holocène.

Les sites paléo-lacustres de l’Erg

14L'ensemble des dépôts lacustres à l’intérieur de l’Erg montre presque uniquement un seul faciès sédimentaire qui est celui des « carbonates blancs biogéniques » (Adolphe et al., 1987). Nous désignons ainsi des sédiments holocènes à forte teneur en carbonate de calcium qui ne peuvent être dénommés calcaires en raison de l’absence de compaction et de diagenèse due à leur âge récent et à la minceur des dépôts. Ils sont si peu denses et si peu indurés qu’on les prélève au couteau. Les faunes y sont uniquement d’eau douce et quasiment identiques dans tout l’Erg. C’est pourquoi la géométrie des affleurements et la position des lits datés dans les coupes sont seules étudiées ici. En revanche, il existe du nord au sud des différences dans la morphologie dunaire qui ont entraîné des différences dans l’installation des sites lacustres.

Les dépôts lacustres du nord de l’Erg

15Ils sont dispersés sur une trentaine de kilomètres entre la limite septentrionale des aires à grandes dunes et la partie centrale. Cette région a été distinguée, car elle se caractérise par un substratum quasi continu de sables grossiers où les feidjs couvrent plus de 50 % de la surface (fig. 4).

Fig. 4 – Contexte géomorphologique des sites lacustres d’âge holocène de la bordure nord du Grand Erg occidental.
Fig. 4 – Geomorphological setting of the Holocene lacustrine sites of the northern border of the Great Western Erg.

Fig. 4 – Contexte géomorphologique des sites lacustres d’âge holocène de la bordure nord du Grand Erg occidental.Fig. 4 – Geomorphological setting of the Holocene lacustrine sites of the northern border of the Great Western Erg.

1 : sédiments néogènes détritiques ; 2 : sables grossiers de l’Erg ; 3 : sables vifs de l’Erg ; 4 : dépôts lacustres holocènes.
1: Neogene detrital deposits; 2: coarse sand of the Erg; 3: mobile sand of the Erg; 4: Holocene lacustrine deposits.

16Les paléolacs existaient dans les parties les plus déprimées des feidjs où le substratum néogène affleure parfois sous forme de buttes-témoins. La géométrie des affleurements peut être complexe dans la mesure où ils moulent la topographie préexistante : les dépôts peuvent donc présenter des inclinaisons originelles assez marquées. Les paléolacs de Guern ech Cheikh (32° 02’ N et 02° 34’ E) et d’Arich el Metnane(32° 06’ N et 02° 29’ E) sont des exemples typiques de ces sites septentrionaux : les affleurements se trouvent dans les dépressions à peine marquées, mais étendues, de la topographie pré-lacustre, souvent au contact entre le substratum néogène et les sables de l’Erg.

Fig. 5 – Dépôts de carbonates lacustres de Guern ech Cheikh, typiques des paléolacs de la bordure nord du Grand Erg occidental.
Fig  5 – Lacustrine carbonated deposits of Guern ech Cheikh, typical of the northern border of the Great Western Erg palaeolakes.

Fig. 5 – Dépôts de carbonates lacustres de Guern ech Cheikh, typiques des paléolacs de la bordure nord du Grand Erg occidental.Fig  5 – Lacustrine carbonated deposits of Guern ech Cheikh, typical of the northern border of the Great Western Erg palaeolakes.

A : les dépôts vus du nord-ouest, situés dans une dépression à peine marquée dans le substratum ; les personnages donnent l’échelle ; les sédiments lacustres ont été érodés en yardangs par la déflation éolienne postérieure à la période humide holocène. B : l’affleurement échantillonné ; le marteau donne l’échelle.
A: the deposits seen from the north-west, located in a shallow basin cut into the bedrock; the people give the scale; after the middle Holocene humid period, the lacustrine deposits were eroded into yardangs by the aeolian ablation. B: sampled outcrop; the scale is given by the hammer.

17Le site de Guern ech Cheikh (fig. 5) à 4 km au sud-sud-est de la dune du même nom, est un affleurement lacustre peu étendu (200 x 150m) très morcelé par l’érosion éolienne (fig. 5A). La coupe stratigraphique principale (fig. 5B et tab. 1), haute de 2,3 m, a été datée (Callot et Fontugne, 1992) de 10 046 + 186/-255 ans cal. BP (GIF-8403) à la base et de 5943 + 235/-196 ans cal. BP (GIF-8402), à 30 cm du sommet.

18Arich el Metnane (fig. 6), 4 à 6 km au sud-est de la dune du même nom, est un site plus complexe et bien plus étendu : le substratum de l’erg affleure sur 2 à 3 km du nord au sud et 1 km d’ouest en est.

Fig. 6 – Dépôts lacustres de la partie nord du site d’Arich el Metnane.
Fig 6 – Lacustrine deposits of the northern part of theArich el Metnane site.

Fig. 6 – Dépôts lacustres de la partie nord du site d’Arich el Metnane. Fig 6 – Lacustrine deposits of the northern part of theArich el Metnane site.

A : l’affleurement, vu de l’ouest, long d’environ 200 m du nord au sud ; au premier plan, l’affleurement d’une butte-témoin du substratum néogène. B : coupe schématique, nord-ouest–sud-est passant par les points 1 et 2 indiqués sur la figure A. C : coupe principale n° 1 ; 1 : sables grossiers de l’Erg  2 : dépôts lacustres holocènes ; 3 : niveaux gris (palustres ?).
A: the outcrop, seen from the west, ca 200 m-long from north to south; in the foreground, the outcrop of a residual hill of the Neogene bedrock. B: schematic NW-SE cross-section through points 1 and 2 seen in figure A. C: main cross-section n° 1; 1: coarse sands of the Erg; 2: lacustrine Holocene deposits; 3: grey (palustrine ?) layers.

19Des dépôts issus du paléolac s’étendent sur la même distance du nord au sud, mais sont si épars qu’il n’est pas certain que le plan d’eau ait été continu. Les affleurements étudiés (fig. 6A) se trouvent à l’extrémité nord du site, près d’une cote 517 m. Ils sont les seuls connus dans l’Erg à être assez étendus pour que l’on puisse ébaucher une reconstitution de la topographie pré-lacustre, avec ses hauts-fonds et ses dépressions. L’affleurement principal, disposé en cuvette (fig. 6A et 6B), est long de 120 m environ du nord au sud. La coupe stratigraphique principale (n° 1 sur les figures 6A et 6B), haute de 2,6 m, a été levée sur un affleurement moins étendu mais plus épais situé au nord-ouest de l’affleurement principal. Elle est identique de la base au sommet (fig 6C) : ses sédiments carbonatés finement lités ne contiennent que des bullins. Y. Callot et M. Fontugne (1992) en donnent trois dates (tab. 1) : 8798 + 216/-239 ans cal. BP (GIF-8617) à 20 cm au-dessus de la base, 6357 + 135/-144 ans cal. BP (GIF-8615) à 1,6 m et 5450 + 124/-138 ans cal. BP (GIF-8617) au sommet. Au centre de l’affleurement principal, une butte de 1 m de hauteur (coupe 2, fig. 6) a fourni à son sommet une date de 5812 + 101/-149 ans cal. BP (GIF-8618). Les sédiments carbonatés et les faunes sont quasi-identiques dans l'ensemble des coupes de cette partie nord de l’Erg, avec Planorbarius metidjensis (Forbes, 1838), forme aclopus (Bourguignat, 1864), Bulinus (Isidora) truncatus (Audouin, 1827), Biomphalaria pfeifferi (Krauss, 1848), Segmentorbis angustus (Jickeli, 1874), et très rarement Lymnea sp. Ces espèces spécifiques d'eaux douces peuvent être saisonnières, hormis pour Segmentorbis angustus qui vit dans des eaux permanentes. Les sites étudiés ici présentent donc une forte homogénéité qui contraste avec la variété de ceux du Mechfar.

Les dépôts lacustres du centre de l’Erg

20Nous désignons ainsi le centre géomorphologique de l’Erg, c’est-à-dire toute la partie du massif dunaire dont la densité et la hauteur des dunes sont telles (fig. 7) que les feidjs entre les dunes vives ne couvrent que 20 à 30 % de la surface ; ceux-ci ne sont plus que des alignements NNW-SSE de profonds chaudrons de déflation où le substratum n'affleure plus.

Fig. 7 – Partie centrale de l’est du Grand Erg occidental près de Guern ben Guesmia (Image Spot Panchro 52/27 du 23 décembre 1989 © Spot Image).
Fig. 7 – Central part of the eastern Great Western Erg, near Guern ben Guesmia (SPOT Panchro 52/27; 23 December 1989, © Spot Image).

Fig. 7 – Partie centrale de l’est du Grand Erg occidental près de Guern ben Guesmia (Image Spot Panchro 52/27 du 23 décembre 1989 © Spot Image). Fig. 7 – Central part of the eastern Great Western Erg, near Guern ben Guesmia (SPOT Panchro 52/27; 23 December 1989, © Spot Image).

Les ghourds (dunes en étoiles) (A) et les aklés (B) recouvrent les édifices dunaires anciens séparant les feidjs perforés de chaudrons de déflation (C) dans lesquels se trouvent les affleurements de dépôts lacustres, non visibles sur les images, à la différence des grès et calcaires pléistocènes (D).
The ghourds (star dunes) (A) and theaklés (B) cover the older dunes separating the feidjs. In the feidjs, the deflation hollows (blowouts) (C) contain lacustrine sediments that are not visible on the image, unlike the older Pleistocene sandstones and limestones (D).

21La petite taille des chaudrons, quelques centaines de mètres pour la plus grande dimension, a réduit l’extension des paléolacs à celles de mares parfois profondes (fig. 8A). Les chaudrons présentent une forte dissymétrie : les versants nord à nord-ouest atteignent la pente critique de l’angle de repos des sables tandis que les versants méridionaux sont en pente faible (fig. 8B).

Fig. 8 – Les dépôts de paléolacs de Guern ben Guesmia.
Fig. 8 – Paleolakes deposits of Guern ben Guesmia.

Fig. 8 – Les dépôts de paléolacs de Guern ben Guesmia. Fig. 8 – Paleolakes deposits of Guern ben Guesmia.

A : coupe ouest-est du resserrement desfeidjs en chaudrons creusés au sein des sables grossiers de l’Erg ; B : coupe schématique des dépôts dans les chaudrons dissymétriques ; 1 : sables grossiers de l’Erg  2 : grès et calcaires pléistocènes ; 3 : sables vifs de l’Erg ; 4 : dépôts lacustres holocènes.
A: W-E cross-section of the narrowing of feidjs in deflation hollows dug in the coarse sands of the Erg; B: schematic cross-section of the deposits in the asymmetrical deflation hollows; 1: coarse sands of the Erg; 2: Pleistocene sandstones and limestones; 3: mobile sands of the Erg; 4: Holocene lacustrine deposits.

22Bien que creusés dans un matériau meuble de sables grossiers contrastant avec les sables fins des dunes vives actuelles, ces chaudrons sont anciens. Certains contiennent des restes de dépôts gréseux peu indurés dont l’inclinaison originelle de 5° vers le NNW, parallèle au fond dissymétrique des chaudrons, montre qu’ils se sont déposés dans ces derniers et ne sont pas des affleurements de sédiments du substratum émergeant des sables de l’Erg. Les grès, surmontés par un mince bandeau (50 cm) de calcaires lacustres fortement indurés, ont été l’objet d’une érosion si intense qu’ils ne subsistent plus qu’en quelques points. Aussi, bien que dépourvus de fossiles ou de matériaux datables, ces grès et calcaires bien plus indurés que les dépôts holocènes sont au moins antérieurs à l’Ogolien hyper-aride puisqu’ils se sont formés dans un environnement plus humide. Ils sont un indice supplémentaire de la remarquable stabilité de la position des formes dunaires déjà signalée à d’autres échelles (Callot, 1987, 1988, 1991). Les dépôts holocènes, emboîtés dans ces formations, ont une limite septentrionale qui épouse la base du versant raide des chaudrons. Ils ne disparaissent jamais sous les sables qui s’éboulent sur ces versants nord des chaudrons, ce qui confirme que la position de ceux-ci est restée identique, à l’échelle métrique, depuis le début de l’apparition des plans d’eau, soit environ 10 000 ans. Les sites étudiés au centre de l’Erg se trouvent à proximité de la dune de Guern es Guesmia, seul toponyme de cette région consigné sur les cartes topographiques les plus précises (I.G.N., 1/200 000). Aussi seront-ils appelés, du nord vers le sud, Guern es Guesmia 1, 2 et 3.

23À 8 kilomètres au nord de la dune, le site de Guern es Guesmia 1 (fig. 9, 31° 49’ N-02° 45’ E) contient les dépôts les moins épais (1 m), disposés sur un fond assez irrégulier, mais peu incliné dans sa partie nord.

Fig. 9 – Les dépôts du paléolac de Guern es Guesmia 1, vus de l’ouest.
Fig. 9 – Paleolake deposits of Guern es Guesmia 1, seen from the west.

Fig. 9 – Les dépôts du paléolac de Guern es Guesmia 1, vus de l’ouest. Fig. 9 – Paleolake deposits of Guern es Guesmia 1, seen from the west.

Dans un chaudron dissymétrique, la nappe a affleuré sur presque toute la surface du fond, provoquant la sédimentation de carbonates d’eau douce peu épais.
In an asymmetrical deflation hollow, the groundwater cropped out over most of the floor, leaving thin fresh water carbonated sediments.

24Très homogènes, ces dépôts sont constitués de lits de carbonates très tendres à faune de Bullins et de Planorbes peu nombreux mais souvent de grande taille. Ils reposent sur un niveau continu d’aspect cendreux, d'épaisseur très variable allant jusqu’à 20 cm. Les âges (tab. 1) de 8798 + 216/-203 ans cal. BP (GIF-9622) à la base, de 8376 + 156/-165 cal. BP à mi-hauteur et de 7117 + 140/-121 ans cal BP (GIF 9620) au sommet indiquent la brève existence de ce lac, en accord avec la faible épaisseur des lits. Une grande différence de vitesse de sédimentation dans les dépôts apparaît entre la partie inférieure –50 cm en 422 ans, soit 11,8 cm par siècle– et la partie supérieure –50 cm en 1259 ans, soit 4 cm par siècle. Cette différence et le fin litage des dépôts sont des indices d’interruptions de la sédimentation dans la partie sommitale.

25Le site 2 (fig. 10A, 31° 48’ N-02° 45’ E), à 6 kilomètres au nord de la dune, est le plus important qui ait été reconnu dans la région, au point de constituer la coupe-type du centre de l'Erg.

Fig. 10 – Les dépôts du paléolac de Guern es Guesmia 2.
Fig. 10 – Palaeolake deposits of Guern es Guesmia 2.

Fig. 10 – Les dépôts du paléolac de Guern es Guesmia 2.Fig. 10 – Palaeolake deposits of Guern es Guesmia 2.

Le chaudron est étroit et profond, avec un versant sud assez raide, et les sédiments lacustres sont plus épais. A : le chaudron vu du nord-ouest ; B : l’affleurement lacustre ; C : log stratigraphique de l’affleurement ; 1 : sables grossiers de l’Erg ; 2 : niveaux gris (palustres ?) ; 3 : dépôts lacustres holocènes ; 4 : discontinuités principales.
The deflation hollow is narrow and deep with a sloping southern side and consequently the lacustrine sediments are thicker. A: the deflation hollow, seen from the north-west; B: the lacustrine outcrop. C: stratigraphic log of the outcrop; 1: coarse sands of the Erg; 2: grey (palustrine ?) layers; 3: Holocene lacustrine deposits; 4: main stratigraphic gap.

26Il n'en subsiste qu'une butte témoin haute de 1,5 m, large et longue de quelques mètres (fig. 10B), mais la surface du dépôt n’a jamais été vaste (1 ou 2 ha environ), en raison de la petite taille du chaudron dans lequel il s’est mis en place. Sur une base de sables de l’Erg surmontés par des sédiments gris pulvérulents, des carbonates tendres sont identiques à ceux du site 1, avec ici quelques discontinuités majeures (fig. 10C). Il en est de même pour la faune, avec Planorbarius metidjensis f. aclopus, Bullinus truncatus et Segmentorbis angustus (Jickeli, 1874). Sept datations 14C (tab. 1) vont de 10 186 + 183/-277 ans cal. BP (GIF-9623) à la base, à 8771 + 219/-175 ans cal. BP (GIF-9625) à mi-hauteur et à 7353 + 121/-175 ans cal. BP (GIF-8948) au sommet. La vitesse de sédimentation varie elle aussi beaucoup, mais comme dans le site 1, elle est particulièrement importante (13 cm/siècle) entre 8771 et 8437 ans cal. BP.

27À 10 kilomètres au sud de la dune, le site 3 (31° 39’ N–02° 48’ E) appartient à un secteur où les feidjs sont un peu plus larges et les chaudrons plus rares, ce qui lui confère un caractère de transition avec les sites de la périphérie méridionale de l'Erg. La dépression renferme deux sortes de dépôts : au fond du chaudron, un affleurement épais de 80 cm, à Planorbarius metidjensis très abondants avec de rares Bullinus truncatus ; à sa périphérie, un second affleurement un peu plus élevé où le niveau supérieur contient des Lymnea (Lymnea) stagnalis (Linné, 1758) en grand nombre et de grande taille ; certains spécimens atteignant 65 mm de longueur sont proches des dimensions maximales de l'espèce. Jalonnant la ligne de rivage la plus haute du paléolac, ceux-ci ont fourni une datation de 7263 + 160/-241 ans cal. BP (GIF-8949). Les datations radiocarbone des trois sites centraux présentent une grande similitude chronologique. Elles indiquent une phase de sédimentation rapide autour de 8800 à 8400 ans cal. BP et une disparition des paléolacs entre 7353 et 7117 ans cal. BP, qui contraste avec les assèchements plus tardifs, entre 5943 et 5460 ans cal. BP, des paléolacs situés dans la partie nord de l’Erg.

Les dépôts lacustres méridionaux

28Au sud-est, les dépôts lacustres holocènes sont nombreux dans l'Erg lui-même et sur sa bordure. Dans la région basse longeant le pied de la Chebka du Mzab, les eaux de l'Erg convergeaient avec celles issues des vallées entaillant la Chebka. Ces dernières n’étaient pas abondantes, le drainage de la Chebka s’effectuant surtout vers l’est. L'élargissement des feidjs a permis le développement de plans d'eau allant de plusieurs hectares à des dizaines d’hectares, assez semblables à ceux présentés dans le nord de l'Erg. Les rares affleurements peu étendus d’un paléolac unique sont dispersés sur plusieurs kilomètres de longueur dans le feidj. L’absence de carte topographique précise et les faibles pentes du fond du feidj rendent ici quasiment impossible la corrélation entre ces affleurements éloignés les uns des autres, d’autant que les variations du niveau des lacs ne permettent aucune corrélation entre l’altitude des dépôts et leur âge. Dans ces conditions, seules des datations permettent d’estimer la période de fonctionnement des plans d’eau.

29Dans cette région méridionale, deux sites ont été reconnus. Le plus important a été appelé Cote 494 (31° 31’ N-02° 49’ E). Il renferme plusieurs affleurements. Dans la partie la plus profonde de la dépression, la coupe principale, très homogène et constituée de carbonates tendres, est haute de 2,5 m ; les Planorbes y dominent, avec quelques Bullins plus rares. La base a été datée (tab. 1) de 10 465 + 237/-225 ans cal. BP (GIF-8950) et le sommet de 5152 + 136/-102 ans cal. BP (GIF-8951) A mi-hauteur, un niveau daté à 6994 + 161/-101 ans cal. BP (GIF-8952) a fourni une faune de Sphaerium (Musculium) hartmanni (Jickeli, 1874), courteti (Germain, 1904), inconnue dans cette région, les individus de cette espèce les plus proches ayant été observés dans la vallée du Nil et dans la boucle du Niger (J.-C. Rosso, comm. pers.). Des couches plus sableuses, avec quelques rares Lymnea jalonnent la ligne de rivage la plus élevée du paléolac. Plus au sud, à quelques kilomètres de la bordure de l'Erg, la dépression d'Arich er Redini ouest (31° 26’ N-02° 54’ E), très complexe, illustre l'importance de la période lacustre sur cette marge orientale de l'Erg. La plupart des affleurements d’Arich er Redini sont semblables à ceux décrits dans le reste de l’Erg, avec une alternance de lits fins et de bancs plus massifs. À l'extrémité nord du paléolac, ils sont plus originaux(fig. 11) : la ligne de rivage la plus élevée est jalonnée par des affleurements palustres gris et pulvérulents, épais de près d'un mètre, qui contiennent une faune aquatique, des limnées, ainsi que les Sphaerium déjà rencontrés dans le site de la cote 494.

Fig. 11 – Coupe schématique du Feidj d’Arich er Redini, site typique de paléolac de la bordure sud-est du Grand Erg occidental.
Fig. 11 – Schematic cross-section of the feidj of Arich er Redini, typical paleolake site of the SE margin of the Great Western Erg.

Fig. 11 – Coupe schématique du Feidj d’Arich er Redini, site typique de paléolac de la bordure sud-est du Grand Erg occidental. Fig. 11 – Schematic cross-section of the feidj of Arich er Redini, typical paleolake site of the SE margin of the Great Western Erg.

Les hauteurs sont exagérées et approximatives en raison de la distance qui sépare les affleurements lacustres au sein d’une topographie très plane. 1 : sables grossiers de l’Erg ; 2 : dépôts peu indurés à Bullins et Planorbes ; 3 : dépôts plus indurés, démantelés par l’érosion ; 4 : sédiments bordiers gris pulvérulents.
Elevations are exaggerated and approximative because of the distance between the lacustrine outcrops in a very flat topography. 1: coarse sands of the Erg; 2: lightly consolidated deposits with Bullins and Planorbs; 3: more consolidated deposits, dismantled by erosion; 4: ash-like grey sediments.

30Un peu au- dessous, des niveaux carbonatés plus indurés que les dépôts holocènes observés ailleurs dans la région, mais nettement moins résistants que les niveaux calcaires pré-ogoliens, sont démantelés par l'érosion en gros blocs d'échelle métrique ; ils ont fourni à leur sommet une date de 6992 + 168 /-182 ans cal. BP (GIF-8953), correspondant probablement à un haut niveau du paléolac. Dans la dépression située entre l’Erg et la Chebka du Mzab, plusieurs sites ont montré des coupes identiques à celles observées dans la partie bordière de l’Erg : une base sombre et pulvérulente, surmontée par des carbonates tendres à Planorbes et Bullins contenant des Limnées dans leur partie sommitale. La date de 5152 + 136/-102 ans cal. BP du niveau sommital de la coupe de la cote 494 est la plus récente obtenue dans tout l’Erg. Elle indique que les plans d’eau se sont maintenus plus longtemps dans les marges sud de l’Erg que dans sa partie septentrionale.

Interprétation paléoenvironnementale

Répartition et caractéristiques des paléolacs

31Les observations à travers toute la partie orientale de l’Erg confirment celles qui ont été effectuées antérieurement dans sa partie septentrionale (Callot, 1987, 1988, 1991, 1992 ; Callot et Fontugne, 1992) et en accroissent l’étendue. Elles montrent du nord au sud des différences nettes, dans les sédiments et leurs faunes, entre d’une part le Mechfar et le centre de l’Erg et d’autre part entre ce dernier et sa bordure sud-est. Au nord, les oppositions sont marquées : les milieux très variés, argileux, salés ou d’eau douce, deviennent de plus en plus homogènes en direction du centre de l’Erg où les paléolacs ont couvert de très petite superficie, réduits à des mares de quelques hectares et où les dépôts sont tous identiques, des carbonates à faune d’eau douce de Bullins et Planorbes. Vers le sud-sud-ouest, les milieux indiquent toujours la présence d’eau douce, mais sont un peu plus variés à la périphérie de l’Erg, avec l’apparition de Limnées et de Sphaerium. L’intérêt de cette prééminence des eaux douces vers le sud est accentué par le fait que dans cette direction, le climat devient de plus en plus aride aujourd’hui.

32Ce schéma de répartition des eaux s’est trouvé récemment confirmé par l’observation satellitaire à partir du site internet Google Earth. Sur l’ensemble de l’Erg, quelques secteurs sont couverts par des images à haute définition. L’une d’elles, dans une région complètement inaccessible située au sud-ouest de l’aire étudiée entre 30° 44’ N et 31° 8’ N et sur le méridien 2° 15’ E, montre un grand nombre d’affleurements lacustres dans les dépressions interdunaires. Ils ont un aspect et une disposition semblables à ceux étudiés dans l’Erg : au sud, des affleurements blancs très nets mais peu étendus dans des dépressions interdunaires restreintes ; au nord, des affleurements plus grands recouvrant des dépôts gris dans des dépressions plus vastes. Ces affleurements continus sur plusieurs hectares moulent la topographie pré-lacustre. Leur présence dans de très nombreux points d’un même feidj montre que les plans d’eau pouvaient atteindre des surfaces de l’ordre d’un à plusieurs kilomètres carrés.

33L’hypothèse interprétative peut donc, à partir du terrain et de l’image satellitaire, être élargie au-delà des parties centrale et orientale de l’Erg. Dans le Mechfar, au nord de l’Erg, les oueds et la nappe de la Hamada apportaient dans le substratum de l’Erg des eaux de salinité très variable, mais toujours présentes. Celles-ci ont déposé des sédiments variés, mais essentiellement gypseux, avec des faunes d’eaux saumâtres ou à salinité proche de celle de l’eau de mer. Le Grand Erg occidental, édifié sur les sédiments continentaux détritiques de la Hamada, a reçu à l’Holocène des précipitations assez abondantes pour provoquer la formation d’une nappe locale, dite nappe de l’Erg, dans les zones où les sables étaient assez continus et épais pour la contenir. Alimentée uniquement s sont cinfilstratio. Sur l’ensembv0emen, les-ffleurepart le Mechfar et le centre de l’Erg et d’autre part entre ce dernin1n4">Interprétationts datiotati by erosion; 4: ascErg, 92,3 m, a g. ptentri directbstratum nux de salinité tronneriod, deorganis. Sur lp. Sa naes affleuremente sombre ré-lacustreheur la contbisLe Granectiode tont une bore trou dispeant la Chatinus et épais p o le Mecniveaux cais deaunesuperficiea) stagnalisart enm>Sphaeriumta class="perficie, réduit ces versrd de l iv dés i  danslanor ont un aspect et nord au sudionale affleurireux poanorbarsont tellese ces rs hectares mou. Bortantee (Callot, ions u peu n 000 formation d Mechfar>

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Annexe

Abridged English Version

The Great Western Erg, termed “Erg” in the text, covers 80,000 km2 (fig. 1) in a currently very dry environment, with an annual rainfall of 20 to 60 mm. It is an old and continuous erg where the dunes location is stable in an aeolian Plio-Pleistocene structure (Callot, 1988). This stability allowed the formation of closed depressions containing many Holocene palaeolakes. The palaeolakes were fed by two superimposed aquifers: the Hamada Aquifer, slightly salty, located in the Neogene continental detritic substratum of the Erg and fed by allogeneous water coming from the Saharan Atlas; the Erg Aquifer, of freshwater, present in areas where sand coverage is continuous and thick, and fed by the percolation of local rainfall in the high dunes of the Erg. A NNW-SSE transect of 120 km across the eastern part of Erg (fig. 1) and twenty-three 14C datings allowed to establish the extent of the different water tables during the Holocene wet period and try a palaeoclimatic interpretation.

Two areas were distinguished in the eastern part of the Erg: (1) at its northern border, called Mechfar, that is covered by small dunes and fluviatile outwash deposits, the lacustrine sediments are diverse: clay, carbonate, gypsum, while their fauna ranges from fresh water species to true saline species. This variety is due to a triple supply of water (fig. 2): surface water coming from the north by floods of wadis originating from the Saharan Atlas; water of the Hamada Aquifer, due to the infiltration of previous wadis, often quite salty, and water of the Erg Aquifer, coming from the south. Two sites (fig. 3) provided two dates of 6,494 ± 163/175years cal. BP (GIF-8401) and 7,983 ± 178/133 years cal. BP (GIF-7424). The palaeoclimatic interpretation of these sites is difficult, due to the complexity of the water supply. (2) In the entire Erg, the Holocene lacustrine outcrops are nearly the same: biogenic carbonated sediments and freshwater fauna: Planorbarius metidjensis (Forbes, 1838), form aclopus (Bourguignat, 1864), Bulinus (Isidora) truncatus (Audouin, 1827), Biomphalaria pfeifferi (Krauss, 1848), Segmentorbis angustus (Jickeli, 1874), and Lymnea sp.

In the Erg, three different areas can be detected: (i) in the north of the Erg, the feidjs, interdune corridors, cover a large area. Their bedrock of coarse sand support fine mobile sand that can build high star dunes termed ghourds (fig. 4). At Guern ech Cheikh (fig. 5) and Arich el Metnane (fig. 6), the largest outcrops correspond to pre-lacustrine depressions barely noticeable in the topography. The lakes appeared at 10,046 ± 186/255 years cal. BP (GIF-8403) and disappeared between 5,943 ± 235/196) years cal. BP (GIF-8402) and 5,450 ± 124/138) years cal. BP (GIF-8617). In this northern part of the Erg, the fauna belongs to seasonal or permanent freshwaters. (ii) In the center of the Erg, the palaeolakes are located in a reach where the density and height of the dunes are so important that the bedrock does not outcrop (fig. 7 and 8). Interdunes are limited to straights of deep, very asymmetric deflation blowouts (fig. 8b). These hollows are old: they contain sandstone deposits topped by a thin (50 cm) lacustrine limestone caprock, probably of pre-Ogolian (Late Pleistocene) age. This shows the remarkable stability of the dune landforms, already reported on other scales (Callot, 1987, 1988, 1991). The lakes of Guern es Guesmia 1, 2 and 3 (fig. 9-10), with an exclusively freshwater fauna, disappeared between 7,353 ± 121/175 years cal. BP (GIF-8948) and 7,117 ± 140/121 years cal BP (GIF-9620). (iii) In the south of the Erg, dune landforms are fairly like that of the northern area. The small outcrops of each lacustrine site are scattered in areas of several km2(fig. 11). They always contain a freshwater fauna in which Sphaerium (Musculium) hartmanni (Jickeli, 1874), courteti (Germain, 1904), unknown in this region, was discovered. The nearest samples of this species were observed in the Nile Valley and the loop of the Niger. These lakes appeared at 10,465 + 237/-225 years cal. BP (GIF-8950), and disappeared at 5,152 +136/-102 years cal. BP (GIF-8951).

Clear differences appear in the Holocene lakes evolution from the northern to the southern parts of the Erg. The various sediments of the Mechfar lakes become more homogeneous towards the south. In the center of the Erg, palaeolakes cover only small areas of some hectares and their deposits contain identical and homogenous freshwater fauna and carbonates. Southward, freshwater environment is the only one, up to the margins of the Erg near the Chebka du Mzab. The difference between the northern part and the center of the Erg, already explained (Callot and Fontugne, 1992) by the southward migration of all aquifers, is confirmed by the discovery of the southernmost palaeolakes deposits, where salt is completely absent in all deposits.

As in the north, the Hamada Aquifer brought water to the bedrock of the Erg with a variable but always present salinity; during the Holocene optimum, rainfall was large enough on the Grand Erg Occidental to create the freshwater Erg Aquifer. This Erg Aquifer was only fed by the percolation of rainfall into the silica-rich dune sands. Its less dense water remained on the top of the Hamada Aquifer water in a superposition of water tables quite similar to that seen in the saline bevels. The water of the Erg Aquifer diverged from the high Erg center towards the Erg borders. The displacement of water, fairly limited northward, was far more important southward where elevations are lower. This pattern is confirmed on Google Earth images of the SW of the Erg showing palaeolakes whose apparent characters are similar to those of the Erg center.

The radiocarbondatings (tab. 1 and fig. 12) show that the palaeolakes of the Erg center disappeared before 7,000 years cal. BP, a long time before the lakes located at the both borders. The high level of the palaeolakes of the northern border, like Daïet ben Ouahzane, at 6,500 years cal. BP, was due to floods of the Saharan Atlas wadis. Wet episodes occurred in this mountain, but not in the inner Erg. The lakes of the Erg margins help us to define the phases of growth and decrease until about 5,000 years cal BP, when the total drought occurred. The palaeolakes of the east-center of the Grand Erg Occidental are important palaeoenvironmental indicators of the Holocene wet optimum that occurred in the NW of the Algerian Sahara between 8,800 and 7,350 years cal BP. The autochtony of the water of the Erg Aquifer provides a great palaeoclimatical value, as it shows an increase in rainfall between 8,800 and 7,350 years cal BP. Due to the Erg location at the northern Sahara border (32° N), it seems that the rainfall can only originate from the Atlantic or the Mediterranean area, the monsoon origin being excluded (Petit-Maire et al.,1995; Petit-Maire and Guo, 1996).

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Cartes de localisation. Fig. 1 – Location maps.
Légende A) Localisation de la zone étudiée. 1 : chaînes de montagnes ; 2 : principaux ergs. B) Localisation des dépôts lacustres étudiés. 1 : aires à dunes peu élevées ; 2 : aires à dunes élevées de type ghourd, séparées par des feidjs ; 3 : aires à dunes élevées jointives et à chaudrons de déflation ; 4 : principaux rebords de plateaux ; 5 : plateau de Ghardaïa (Chebka du Mzab) ; 6 : principaux oueds venus de l’Atlas saharien ; 7 : dépôts de paléolacs étudiés ;  8 : autres dépôts de paléolacs.A) Location of the sudy area. 1: mountains; 2: main ergs. B) Location of the lacustrine deposits in the studied area. 1: areas of low dunes; 2: areas of ghourds (high star dunes) separated by large flat feidjs; 3: areas of contiguous ghourds and deflation hollows (blowouts); 4: main plateau scarps; 5: Ghardaïa Plateau (Chebka du Mzab); 6: main wadis coming from the Saharan Atlas; 7: studied paleolakes deposits; 8: other paleolakes deposits.
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Titre Tableau 1 – Datations 14C des dépôts lacustres de l’est du Grand Erg occidental. Les sites sont classés du nord au sud. Les échantillons de chaque coupe sont dans l'ordre stratigraphique.Table 1 – 14C  dates of the lacustrine deposits of the eastern part of the Great Western Erg. The sites are classified from north to south. The samples from each cross-section are in stratigraphic order.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-2.png
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Titre Fig. 2 – Coupe schématique interprétative de la formation des lacs holocènes à l’est du Grand Erg occidental. Fig. 2 – Schematic interpretative cross-section of the Holocene lakes genesis in the eastern part of the Great Western Erg.
Légende 1 : oueds ; 2 : sens de circulation de la nappe de la Hamada ; 3 : sens de circulation de la nappe de l’Erg ; 4 : nappe de l’Erg ; 5 : calcaires crétacés de la Chebka du Mzab ; 6 : sédiments néogènes détritiques ; 7 : sables grossiers anciens de l’Erg ; 8 : sables vifs de l’Erg. 1: wadis; 2: flow of the Hamada Aquifer; 3: flow of the Erg Aquifer; 4: Erg Aquifer; 5: Cretaceous limestone of the Chebka du Mzab; 6: Neogene detrital sediments; 7: coarse old sands of the Erg; 8: mobile sands of the Erg.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-3.png
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Titre Fig. 3 – Coupes dans les dépôts lacustres de l’est du Mechfar. Fig. 3 –Cross-sections in the lacustrine deposits of the eastern Mechfar.
Légende 1 : couches humifères noires ; 2 : bancs carbonatés blancs ; 3 : lits gypseux ; 4 : dépôts tuffeux ; 5 : couches à Cerastoderma ; 6 : couches à Potamides sp. ; 7 : couches à Hydrobia sp. ; 8 : sables dunaires.1: black humic layers; 2: white carbonated beds; 3: gypsum-rich beds; 4: tufa deposits; 5: layers with Cerastoderma; 6: layers with Potamides sp.; 7: layers with Hydrobia sp.; 8: dune sands.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-4.png
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Titre Fig. 4 – Contexte géomorphologique des sites lacustres d’âge holocène de la bordure nord du Grand Erg occidental.Fig. 4 – Geomorphological setting of the Holocene lacustrine sites of the northern border of the Great Western Erg.
Légende 1 : sédiments néogènes détritiques ; 2 : sables grossiers de l’Erg ; 3 : sables vifs de l’Erg ; 4 : dépôts lacustres holocènes.1: Neogene detrital deposits; 2: coarse sand of the Erg; 3: mobile sand of the Erg; 4: Holocene lacustrine deposits.
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Titre Fig. 5 – Dépôts de carbonates lacustres de Guern ech Cheikh, typiques des paléolacs de la bordure nord du Grand Erg occidental.Fig  5 – Lacustrine carbonated deposits of Guern ech Cheikh, typical of the northern border of the Great Western Erg palaeolakes.
Légende A : les dépôts vus du nord-ouest, situés dans une dépression à peine marquée dans le substratum ; les personnages donnent l’échelle ; les sédiments lacustres ont été érodés en yardangs par la déflation éolienne postérieure à la période humide holocène. B : l’affleurement échantillonné ; le marteau donne l’échelle.A: the deposits seen from the north-west, located in a shallow basin cut into the bedrock; the people give the scale; after the middle Holocene humid period, the lacustrine deposits were eroded into yardangs by the aeolian ablation. B: sampled outcrop; the scale is given by the hammer.
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Titre Fig. 6 – Dépôts lacustres de la partie nord du site d’Arich el Metnane. Fig 6 – Lacustrine deposits of the northern part of theArich el Metnane site.
Légende A : l’affleurement, vu de l’ouest, long d’environ 200 m du nord au sud ; au premier plan, l’affleurement d’une butte-témoin du substratum néogène. B : coupe schématique, nord-ouest–sud-est passant par les points 1 et 2 indiqués sur la figure A. C : coupe principale n° 1 ; 1 : sables grossiers de l’Erg  2 : dépôts lacustres holocènes ; 3 : niveaux gris (palustres ?).A: the outcrop, seen from the west, ca 200 m-long from north to south; in the foreground, the outcrop of a residual hill of the Neogene bedrock. B: schematic NW-SE cross-section through points 1 and 2 seen in figure A. C: main cross-section n° 1; 1: coarse sands of the Erg; 2: lacustrine Holocene deposits; 3: grey (palustrine ?) layers.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-7.jpg
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Titre Fig. 7 – Partie centrale de l’est du Grand Erg occidental près de Guern ben Guesmia (Image Spot Panchro 52/27 du 23 décembre 1989 © Spot Image). Fig. 7 – Central part of the eastern Great Western Erg, near Guern ben Guesmia (SPOT Panchro 52/27; 23 December 1989, © Spot Image).
Légende Les ghourds (dunes en étoiles) (A) et les aklés (B) recouvrent les édifices dunaires anciens séparant les feidjs perforés de chaudrons de déflation (C) dans lesquels se trouvent les affleurements de dépôts lacustres, non visibles sur les images, à la différence des grès et calcaires pléistocènes (D).The ghourds (star dunes) (A) and theaklés (B) cover the older dunes separating the feidjs. In the feidjs, the deflation hollows (blowouts) (C) contain lacustrine sediments that are not visible on the image, unlike the older Pleistocene sandstones and limestones (D).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-8.jpg
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Titre Fig. 8 – Les dépôts de paléolacs de Guern ben Guesmia. Fig. 8 – Paleolakes deposits of Guern ben Guesmia.
Légende A : coupe ouest-est du resserrement desfeidjs en chaudrons creusés au sein des sables grossiers de l’Erg ; B : coupe schématique des dépôts dans les chaudrons dissymétriques ; 1 : sables grossiers de l’Erg  2 : grès et calcaires pléistocènes ; 3 : sables vifs de l’Erg ; 4 : dépôts lacustres holocènes.A: W-E cross-section of the narrowing of feidjs in deflation hollows dug in the coarse sands of the Erg; B: schematic cross-section of the deposits in the asymmetrical deflation hollows; 1: coarse sands of the Erg; 2: Pleistocene sandstones and limestones; 3: mobile sands of the Erg; 4: Holocene lacustrine deposits.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-9.png
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Titre Fig. 9 – Les dépôts du paléolac de Guern es Guesmia 1, vus de l’ouest. Fig. 9 – Paleolake deposits of Guern es Guesmia 1, seen from the west.
Légende Dans un chaudron dissymétrique, la nappe a affleuré sur presque toute la surface du fond, provoquant la sédimentation de carbonates d’eau douce peu épais.In an asymmetrical deflation hollow, the groundwater cropped out over most of the floor, leaving thin fresh water carbonated sediments.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-10.jpg
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Titre Fig. 10 – Les dépôts du paléolac de Guern es Guesmia 2.Fig. 10 – Palaeolake deposits of Guern es Guesmia 2.
Légende Le chaudron est étroit et profond, avec un versant sud assez raide, et les sédiments lacustres sont plus épais. A : le chaudron vu du nord-ouest ; B : l’affleurement lacustre ; C : log stratigraphique de l’affleurement ; 1 : sables grossiers de l’Erg ; 2 : niveaux gris (palustres ?) ; 3 : dépôts lacustres holocènes ; 4 : discontinuités principales.The deflation hollow is narrow and deep with a sloping southern side and consequently the lacustrine sediments are thicker. A: the deflation hollow, seen from the north-west; B: the lacustrine outcrop. C: stratigraphic log of the outcrop; 1: coarse sands of the Erg; 2: grey (palustrine ?) layers; 3: Holocene lacustrine deposits; 4: main stratigraphic gap.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-11.png
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Titre Fig. 11 – Coupe schématique du Feidj d’Arich er Redini, site typique de paléolac de la bordure sud-est du Grand Erg occidental. Fig. 11 – Schematic cross-section of the feidj of Arich er Redini, typical paleolake site of the SE margin of the Great Western Erg.
Légende Les hauteurs sont exagérées et approximatives en raison de la distance qui sépare les affleurements lacustres au sein d’une topographie très plane. 1 : sables grossiers de l’Erg ; 2 : dépôts peu indurés à Bullins et Planorbes ; 3 : dépôts plus indurés, démantelés par l’érosion ; 4 : sédiments bordiers gris pulvérulents.Elevations are exaggerated and approximative because of the distance between the lacustrine outcrops in a very flat topography. 1: coarse sands of the Erg; 2: lightly consolidated deposits with Bullins and Planorbs; 3: more consolidated deposits, dismantled by erosion; 4: ash-like grey sediments.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-12.png
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Titre Fig. 12 – Datations 14C des dépôts lacustres holocènes sur un transect NNW-SSE à l’est du Grand Erg occidental. Fig. 12 – 14C datings of the Holocene lacustrine deposits along a NNW-SSE transect in the eastern part of the Great Western Erg.
Légende 1 : dépôts du Mechfar (datation sur Cerastoderma) ; 2 : dépôts du nord de l’Erg ; 3 : dépôts du centre de l’Erg ; 4 : dépôts des sites méridionaux de l’Erg. Pour chacun des sites, chaque point correspond à l’âge médian calibré (voir tab. 1). Les âges reliés par un trait proviennent de la même coupe stratigraphique, de la base à gauche vers le sommet à droite. Ils donnent ainsi une information approximative sur la durée de la période lacustre sur chaque site. Toutes les datations ont été effectuées sur des carbonates, sauf celles du Mechfar et celle de Guern es Guesmia 3. 1: Mechfar deposits (dated on Cerastoderma); 2: northern part of the Erg deposits; 3: central part of the Erg deposits; 4: southern sites deposits. For each site, each point corresponds to the median BP calibrated age (see tab. 1). The ages linked by a line are issued from the same cross-section, from the bottom on the left, to the top on right. They give therefore an indication about the lacustrine period duration in each site. All dates were obtained on carbonates, except those of the Mechfar and Guern es Guesmia 3.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/7173/img-13.png
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Pour citer cet article

Référence papier

Yann Callot et Michel Fontugne, « Les sites lacustres d’âge holocène dans l’est du Grand Erg occidental (nord-ouest du Sahara algérien) : interprétation géomorphologique et paléoclimatique », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 14 - n° 3 | 2008, 187-200.

Référence électronique

Yann Callot et Michel Fontugne, « Les sites lacustres d’âge holocène dans l’est du Grand Erg occidental (nord-ouest du Sahara algérien) : interprétation géomorphologique et paléoclimatique », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 14 - n° 3 | 2008, mis en ligne le 01 octobre 2010, consulté le 17 décembre 2017. URL : http://journals.openedition.org/geomorphologie/7173 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.7173

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Auteurs

Yann Callot

Université Lumière (Lyon 2) Faculté GHHAT, 5 avenue Pierre-Mendès-France, 69676 Bron Cedex. Courriel : yann.callot@univ-lyon2.fr

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Michel Fontugne

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, UMR1572 CEA-CNRS-UVSQ, Domaine du CNRS, 91198 Gif-sur-Yvette Cedex. Courriel : Michel.Fontugne@lsce.cnrs-gif.fr

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