1Ce programme de recherche pluridisciplinaire a pour objectif de définir le contexte géologique, géochronologique et paléoenvironnemental des industries préhistoriques de Modes 1 et 2 associées aux formations alluviales fossiles dans les vallées des principales rivières affluentes de la Loire. Les systèmes fluviatiles des vallées du Loir, du Cher et de la Creuse ont été particulièrement étudiés. Les secteurs retenus se trouvent dans le cours moyen des trois vallées, dans lequel sont atténuées les influences de l’amont (effets torrentiels) et de l’aval (variation du niveau marin).

2Les secteurs géographiques ont été définis en fonction des substrats géologiques traversés et de l’importance de la tectonique locale et régionale qui a orienté les principaux drainages. D’un secteur à l’autre, de grandes différences ont été observées mais aussi de nombreuses similitudes.

3Des profondeurs d’incision très différentes existent : de 145 m pour la Creuse dans son secteur Massif Central, elle passe à 70 m dans le secteur intermédiaire d’Argenton-sur-Creuse puis à 55 m seulement aux abords de la Touraine. Les mêmes constatations sont faites pour l’incision de la vallée du Cher, qui passe de quelques 40 m en Champagne berrichonne à 20 m en bordure de la Sologne (Gièvres, Loir-et-Cher). Alors que dans la vallée du Loir, l’incision reste assez constante (70 m environ) en amont et en aval de Vendôme.

4Malgré ces différentes amplitudes, les systèmes fluviatiles actuellement reconnus dans les trois vallées comprennent une dizaine de formations fluviatiles fossiles. En réponse à l’orogenèse alpine, cause du soulèvement du Bassin de Paris, les formations sont généralement étagées sur les versants. Seules les nappes les plus basses qui occupent la plaine alluviale actuelle ou les grands bassins sont parfois emboîtées. La plupart sont sableuses et ont une puissance moyenne de 5 m environ. Mais les plus hautes peuvent avoir une épaisseur conservée de 10 m ou plus. Chaque formation a fait l’objet d’un relevé stratigraphique jusqu’au substratum. On observe généralement, au-dessus du plancher mis au jour à la fin de l’incision en début de cycle glaciaire, la stratigraphie suivante (de bas en haut) :

Des dépôts grossiers de cailloux et blocs dans une matrice sablo-graveleuse très argileuse

5Déposés sur le plancher après l’incision, ils proviennent du rebord du plateau et des versants. Ils sont descendus par solifluxion. Au fur et à mesure de l’extension de la calotte glaciaire nord-européenne et donc de la pénétration du froid dans les sols régionaux, ces dépôts de cailloux et les matériaux taillés abandonnés par les préhistoriques ont été cryoturbés et parfois recouverts par de nouveaux apports grossiers géliflués.

6L’épaisseur moyenne de ces dépôts grossiers est d’environ un mètre. Toutefois, dans certains secteurs, elle peut atteindre plusieurs mètres : c’est le cas des accumulations de nodules de silex cryoclastés sous les versants argilo-crayeux meubles de la vallée du Loir ; ou de débris de plaquettes de calcaire jurassique gélifracté dans la vallée du Cher. Et, en conséquence de l’importance de la sécheresse qui accompagne ces péjorations climatiques, la géométrie de ces dépôts de pente a été généralement peu modifiée par les rivières dont la compétence était devenue très faible.

Des séquences successives de sables grossiers et de graviers

7Lors du retour de l’humidité, et d’une plus forte compétence de la rivière en raison d’une remise en place progressive de la végétation, les dépôts grossiers peuvent être nivelés ou lessivés avant d’être recouverts par des apports conséquents d’éléments fins et moyens, argiles, sables, graviers et cailloux qui ont constitué assez rapidement une formation fluviatile de plusieurs mètres d’épaisseur. L’extension du biome forestier favorisé par le climat de type périglaciaire, va ralentir puis limiter cet alluvionnement.

8Ces formations fluviatiles se sont déposées en relation avec les cycles climatiques glaciaire-interglaciaire du Quaternaire. Elles ont fait l’objet de prélèvements systématiques en vue de datation absolue afin de les replacer dans le cadre chronologique du Quaternaire. La méthode utilisée dite de Résonance de Spin Électronique est basée sur l’accumulation, dans les « défauts » du quartz des grains de sable fluviatiles, d’électrons déplacés par les rayonnements émis par les radioéléments (Uranium, Thorium, Potassium…) naturellement présents dans les alluvions. Cette accumulation se produit dès l’enfouissement des grains de quartz dans les alluvions, après qu’ils aient été « blanchis », c’est-à-dire vidés des doses reçues antérieurement. C’est donc la mise en place de la formation sableuse qui est datée.

9Les résultats sont donnés figures 3 et 6. Pour chacune des vallées étudiées, le début de l’incision s’est produit au Pléistocène inférieur, antérieurement à 1,7 Ma pour la Creuse, 1,4 Ma pour le Cher et 1,1 Ma probablement pour la vallée du Loir d’après les datations obtenues sur les nappes actuellement reconnues ; Il n’est pas impossible que l’érosion nous ait privé de nappes plus anciennes en rebord de plateau ou sur les replats topographiques visibles en haut de versant.

10Les nappes déposées au Pléistocène moyen, entre 800 et 400 ka sont régulièrement espacées sur les versants. Elles ont une épaisseur assez constante (5 m) en relation avec des incisions successives régulières (environ 10 m) liées au soulèvement du bassin de Paris. Les nappes plus récentes furent déposées dans des fossés ou dans des grands bassins ouverts en conséquence d’une phase tectonique de distension importante dont le début peut être situé entre 400 et 300 ka.

11Deux niveaux d’occupations préhistoriques archéologiquement en place ont généralement été observés dans les formations fluviatiles où ils ont été fossilisés. Le premier, au contact du substratum formant le plancher a été recouvert par la formation alluviale dont l’âge ESR peut être considéré comme un âge ante quem pour la présence des homininés. Les autres niveaux sont en position primaire sur la surface supérieure de cette même formation où ils ont pu être protégés par des apports postérieurs de sables ou de limons. Dans de nombreuses nappes alluviales, des arrêts de sédimentation sont soulignés par des lits plus grossiers qui contiennent des éléments taillés présentant les mêmes altérations physiques, chimiques et climatiques que les cailloutis qui proviennent des versants.

12Dans les trois vallées, les homininés ont été présents dès le Pléistocène inférieur, et certains niveaux d’occupation ou d’ateliers ont été fossilisés sous des formations fluviatiles âgées de 1 à 1,2 Ma. Chaque site a fait l’objet de fouilles et recherches programmées pendant une dizaine d’années.

13Dans la vallée de la Creuse, à Pont-de-Lavaud (Éguzon-Chantôme, Indre) ont été dégagés des empierrements du sol paraissant, d’après l’expérimentation, correspondre à des pavements couverts par des auvents de branchages. L’industrie préhistorique résulte de la taille et surtout du bris sur enclume des galets et filons de quartz ramassés sur place. Les éclats et débris obtenus sont rarement retouchés mais beaucoup montrent des traces d’utilisation. Les études paléoenvironnementales décrivent un milieu forestier sous climat tempéré chaud et humide favorable à des occupations récurrentes.

14Dans la vallée du Cher, un dépôt de cailloux reposant sur le plancher d’incision et protégé par une douzaine de mètres a servi de gîtes à matériaux : au milieu des roches endogènes et sédimentaires, souvent gélifractées, les homininés ont choisi des chailles jurassiques et des meulières lacustres pour un débitage sommaire et court d’un ou deux éclats en général. Les éclats obtenus sont de petite taille.

15D’autres sites ont été signalés dans la vallée du Loir à Saint-Hilaire-la-Gravelle (> 1 Ma) et à Pezou (les Grouais-de-Chicheray, 400 ka) où ce sont les nodules de silex locaux qui ont été exploités (fig. 1, C). À Pezou, site du Pléistocène moyen, il s’agit d’une adaptation aux matériaux présents, des galets, comme on le constate sur d’autres sites en Bretagne (Menez-Drégan) ou dans la zone méditerranéenne (Terra-Amata, Nice).

16Au Pléistocène moyen, vers 700-600 ka, de nouvelles industries apparaissent, basées sur la production d’outils bifaces et d’éclats plus nombreux par des chaînes opératoires plus longues (Brinay, la Noira). Cette industrie acheuléenne est présente sous et sur la plupart des formations alluviales de Pléistocène moyen. En sommet de terrasses les industries qui paraissent se succéder peuvent être mélangées par l’érosion ou des travaux.

17En conclusion, les travaux du programme collectif de recherche sur les premiers peuplements paléolithiques dans les formations fluviatiles fossiles ont permis de les replacer dans un cadre chronologique régional qui s’intègre bien dans le cadre chronologique absolu du Quaternaire. Plusieurs sites, conservés en position primaire sous de formations alluviales très épaisses, sont la preuve de la présence d’homininés au Pléistocène inférieur, il y a environ 1,1 Ma (industries archaïques sur des matériaux locaux) et au Pléistocène moyen (Industries à bifaces les plus anciennes d’Europe). Les hommes préhistoriques sont présents au bord des rivières en début de période glaciaire, absents pendant les péjorations froides, et reviennent pendant les interglaciaires.

18Position des formations alluviales des trois systèmes fluviatiles étudiés dans le cadre chronologique du Quaternaire établi d’après les variations des isotopes de l’Oxygène dans les tests des foraminifères benthiques.