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Approche géotechnique du remplissage des « polémoformes » de la Grande Guerre

Geotechnical approach to the filling of trench warfare landscape of the World War I
Alain Devos, Sébastien Laratte, Pierre Taborelli, Sarah Ortonovi, Gilles Fronteau, Yoann Rabasté et Bruno Duchêne
p. 279-292

Résumés

La Grande Guerre a fortement marqué les paysages, notamment sur le front ouest, des Flandres à l’Alsace. Les cratères de mines, les trous d’obus, les abris, les tranchées et boyaux de communications dégagent des « polémopaysages » caractéristiques de la zone de front. Ces « polémoformes » subsistent sous couvert forestier et sont mises en évidence à l’aide du LiDAR aéroporté alors qu’elles sont intégralement nivelées en zone cultivée. En Champagne, l’extension de la ville de Reims occasionne des prescriptions archéologiques et permet de mieux connaître l’organisation spatiale et la nature du remplissage de ces formes, par une approche archéométrique (pénétromètrie dynamique, coupes mécaniques orientées, photographies par drone). L’analyse réalisée sur un secteur expérimental de 2 ha, en première ligne de défense, permet de caractériser les structures archéologiques de la Grande Guerre dans un contexte typique de rendosols sur poches de cryoturbation étirées dans la craie de Champagne. Les résultats montrent que les formes de la Grande Guerre sont nivelées par un remplissage polyphasé avec une sédimentation fine synchrone au conflit, suivie d’un remblaiement hétérométrique peu consolidé. Ce dernier provenant des géomatériaux du parados et du parapet démantelés, est riche en fragments métalliques des réseaux de défense accessoire, surmonté d’un apport de terre végétale. La bombturbation détermine également une contamination métallique par « effet pépite » circonscrite aux entonnoirs d’obus, comblés par des apports de terre. Ces pédoturbations anthropiques déterminent d’importantes disparités spatiales des réserves hydriques du sol et sont associées à des risques géotechniques et pyrotechniques.

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Notes de la rédaction

Manuscrit reçu le 18 février 2021, reçu sous forme révisée le 03 mai 2021, définitivement accepté le 30 novembre 2021

Texte intégral

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 (2015-2018). Les auteurs remercient les rapporteurs de la revue pour leurs conseils avisés.

1. Introduction

1La Grande Guerre a fait l’objet de nombreuses publications depuis la fin du conflit et notamment dans le cadre du centenaire. Elles sont principalement orientées vers l’histoire militaire, les visions socio-économique, géopolitique et culturelle, mais l’approche environnementale par les géosciences est récente (Masson-Loodts, 2014). Elle peut être appréhendée par l’analyse des paysages forestiers (Amat, 2015), des plantes obsidionales ou polémochores (Wearn et al., 2017), la contamination des sols (Souvent et Pirc, 2001 ; Meerschman et al., 2011), sa déstructuration physique par la « bombturbation » (Hupy et Schaetzl, 2006) et par l’impact hydrochimique des composés nitroaromatiques contenus dans les charges explosives (Hubé, 2016 ; Thouin et al., 2016). Alors que les morphologies de guerre ou « polémoformes » peuvent être étudiées par les photographies aériennes anciennes (Stichelbaut, 2011), leurs traces actuelles sous couverture forestière sont révélées, avec le LiDAR aéroporté (Hesse, 2014), en premières positions de défense à Verdun (De Matos-Machado, 2016), en Argonne (Brénot et al., 2017) ou sur les sites de guerre de mines (Taborelli et al., 2017a). Par contre, en zone cultivée, l’intégralité des structures a été comblée et nivelée pour la remise en culture. À ce titre, elles sont aujourd’hui d’ordre taphonomique à la différence des polémoformes subsistantes sous couvert forestier. C’est donc à la faveur de fouilles archéologiques, qu’elles sont recoupées, voire exhumées pour être étudiées. Auparavant perçues comme des artefacts, elles sont désormais intégrées dans les rapports, corrélativement au développement de l’archéologie de la Grande Guerre depuis le début des années 1990 (Desfossés et al., 2008). L’expansion des villes dans les réseaux de défense, après le conflit, multiplie les risques pyrotechniques et géotechniques (aléas cavités, risques d’affaissement et d’effondrement) qui constituent des contraintes aux aménagements territoriaux. Les fouilles de diagnostics et de sauvetages des services archéologiques recoupent et concernent de nombreuses structures archéologiques de la Grande Guerre comme dans le secteur de Reims.

2L’objectif de cette contribution est de caractériser les remplissages des « polémoformes » de la Grande Guerre dans leur organisation spatiale, leur évolution durant l’après-guerre et leur nature.

2. Matériels et méthodes

2.1. Contexte géomorphologique de la zone d’étude

3La zone d’étude s’inscrit à l’est de Reims, dans la Champagne sèche, constituant le revers de la Côte de Champagne dans la craie blanche du Crétacé (du Turonien au Campanien). Dans le secteur de Reims, l’entonnoir de percée cataclinale de la Vesle dans la Cote d’Ile de France, est parsemée de buttes témoins coiffées des formations du Paléogène (Mont de Berru) et d’avant-buttes crayeuses (fig. 1).

4L'opération archéologique (n° 7971) au sud de la commune de Cernay-lès-Reims a été réalisée par l’INRAP (Institut National de Recherches Archéologiques Préventives) au lieu-dit « Le bas de la Noue Saint-Rémi ». Elle se décompose en 12 secteurs sur une surface de 177 ha. Le « secteur 10 » d’une surface de 2 ha dans la partie sud du site de fouille, est la zone d’étude expérimentale où les prospections géotechniques et archéologiques des « polémoformes » sont menées dans le cadre d’une convention entre l’INRAP et le GEGENAA (EA 3795) de l’Université de Reims-Champagne-Ardenne. Ce site s’inscrit donc dans les molles ondulations de la craie de Champagne et plus particulièrement entre 110 et 120 m d’altitude, sur le versant nord d’un vallon sec, en berceau. Ce vallon d’axe N15° est tributaire de rive droite de la Vesle, située 2 km plus au sud à 80 m d’altitude. Elle coule dans une vallée d’orientation N120° conforme aux directions d’extension oligocène (Coulon, 1992). Le vallon affluent s’intègre aux orientations NNE-SSW des faisceaux à craies hydrofracturées indurées de premier ordre (Allouc, 2013) et ses versants présentent de faibles pentes de l’ordre de 3 %.

5À l’image des vallons périglaciaires de Champagne, il présente potentiellement, une toposéquence de rendosols (rendzines) clairement identifiés dans la région (Dutil et Ballif, 1968 ; Ballif et al., 1995 ; Laurain et al., 1997). Le sommet armé dans la craie affleurante ou recouvert de rendosols blancs sur craie à poches de cryoturbations, domine des sols striés associés à la déformation des poches sur la pente. Plus bas, des rendosols reposent sur des colluvions de craie (graveluches) généralement gravitaires et/ou remaniées par les vents (graveluches éoliennes), de plus en plus limoneuses (Laurain et al., 1995). Elles sont relayées par des graveluches alluviales constituant la haute terrasse de la Vesle (+10 m) indigène de la craie de Champagne. Les rendosols présentent localement des horizons d’accumulation carbonatés (HAC) voire des encroûtements calcitiques généralement au contact de la craie gélifractée (Linoir, 2014).

2.2. Contexte historique et inscription dans les positions de défense

6Le secteur de Reims connaît un des plus grands changements de paysage en France durant les deux derniers siècles. Après une lande sèche (savarts) propice au pacage ovin, la Champagne se couvre de pins au XIXe siècle. Après la perte de l’Alsace-Lorraine en 1871, les buttes-témoins et les avant buttes de la région de Reims sont fortifiées par une ceinture de forts du système Séré de Rivières qui cristallisent l’installation du front de la Grande Guerre (Devos et al., 2015, 2018). La ville de Reims, « ville martyre », se situe entre la première et la seconde position défensive française durant la guerre (Devos et al., 2015). Pour inscrire précisément la zone d’étude dans les réseaux de défense, le Plan directeur de Reims au 1/20 000 réalisé en 1918 par les GCTA (Groupes de Canevas de Tirs des Armées) est utilisé.

7Les Plans directeurs, réalisés à partir des croquis de terrain, des interrogatoires de prisonniers et de l’interprétation des photographies aériennes présentent en bleu les réseaux de défense allemands et en rouge une partie ou la globalité des réseaux de défense alliés (Combaud et al., 2016). Pour l’ensemble de la Champagne, chaque plan est géoréférencé dans un SIG (Système d’Information Géographique) et chaque entité (ponctuelle, linéaire ou polygone) est digitalisée et intégrée dans une géodatabase. Cette banque de données spatiale permet de connaître l’organisation spatiale des « polémoformes » potentielles et de pouvoir localiser la zone de fouille dans le réseau de défense. Cette dernière couvrant une surface de 177 ha, s’inscrit dans la première position française (de la première à la troisième ligne), dans le no man’s land ainsi que dans la première ligne de la première position allemande (fig. 1). Par contre le « secteur 10 » expérimental, plus petit (2 ha) ne concerne que la première ligne de défense avec ses petits postes avancés, boyaux d’écoute caractéristiques (Devos et al., 2015).

Fig. 1 - Emprise de la fouille et du secteur 10 au sein des réseaux de défense de 1918 autour de Reims.
Fig. 1- Location of study area (excavation and sector 10) within the defense networks of 1918 around Reims.

Fig. 1 - Emprise de la fouille et du secteur 10 au sein des réseaux de défense de 1918 autour de Reims.Fig. 1- Location of study area (excavation and sector 10) within the defense networks of 1918 around Reims.

1. Emprise urbaine en 1914 ; 2. Expansion urbaine de 1914 à 2020 ; 3. Emprise des opérations archéologiques ; 4. Emprise du secteur 10 ; 5. Réseau de défense français ; 6. Réseau de défense allemand.
1. Urban area in 1914; 2. Urban expansion between 1914 and 2020; 3. Archaeological operations area; 4. Sector 10 area; 5. French defence network; 6. German defence network.

8Après-guerre, à l’image des régions dévastées du front ouest, la Champagne est profondément marquée par un grand remuement des terres, d’importantes pédoturbations, une bombturbation et par des contaminations à la fois métalliques des sols (Cancès et al., 2018) mais aussi perchloratée des eaux souterraines (Cao et al., 2018). La remise en culture en Champagne crayeuse avec ses sols pauvres, couverts de friches (savarts) et de pins vient plus tardivement après la Seconde Guerre mondiale, avec l’intensification des surfaces irriguées grâce au soutien hydrique de la nappe de la craie, et avec les apports azotés et phytosanitaires. Elle se traduit par un changement radical de paysage (défrichements sans précédent des pinèdes) et tente une reconversion vers les bioressources tout en se diversifiant (agriculture raisonnée, biologique). Cette agriculture intensive va lisser considérablement les polémopaysages du conflit et fossiliser des structures qui se découvrent et sont exhumées au gré des investigations archéologiques préventives, corrélées aux projets d’aménagements, surtout dans le cadre de l’expansion urbaine de Reims (fig. 1). Cette dernière calculée sous SIG en comparant les emprises urbaines sur le Plan directeur de 1918 et celle de 2020 couvre une surface de 34 km² (13 km² en 1918 et 47 km² en 2020). La ville s’est également installée sur 220 km de tranchées et de boyaux soit 1,7 % des 13 000 km de Champagne-Ardenne (Taborelli, 2018). La pression urbaine autour de Reims contribue largement et plus précocement à la disparition des « polémopaysages » de la Grande Guerre.

2.3. Méthodes

9Après le décapage des rendosols (enlèvement des horizons superficiels du sol sur 50 cm), ce secteur de 2 ha est fouillé du 20 septembre au 9 décembre 2016. Il est également survolé par un drone le 1er décembre 2016 qui a réalisé un relevé photogrammétrique du secteur à l’aide de 71 clichés azimutaux géoréférencés. L’orthophotographie calculée à partir de ce survol complète les relevés topographiques des structures archéologiques reconnues. Des sondages géotechniques au pénétromètre dynamique à énergie variable sont réalisés à partir d’un dispositif de type PANDA® (Pénétromètre Automatique Numérique Dynamique Assisté par ordinateur) de chez Sol Solution (fig. 2). La pénétrométrie dynamique à énergie variable consiste en un système portable, permettant de prospecter à l’échelle infracentimétrique les variations de résistance les différentes couches du sous-sol et d’en déduire l’épaisseur des différents remplissages des structures. Elle repose sur la mesure de l’enfoncement d’une pointe située en bout de tige en relation avec l’énergie appliquée par battage à l’aide d’un marteau standardisé en tête de dispositif. Le couple profondeur/résistance à l’enfoncement pour chaque coup de marteau est enregistré automatiquement et permet de calculer la résistance de pointe Qd en MPa par la « formule des Hollandais » (Maquaire et al., 2002). Les sondages réalisés sont interprétés en cours de réalisation grâce à l’affichage des valeurs de compaction et en fin de sondage grâce à la génération d’un pénétrogramme qui associe profondeur et résistance de pointe. Chaque sondage s’accompagne d’un sondage d’étalonnage à proximité de la structure archéologique testée pour l’interprétation des pénétrogrammes, profil vertical de résistance ainsi qu’une coupe à la pelle mécanique et d’un relevé.

10Trois profils verticaux et leur profil d’étalonnage (pénétrogramme) ont été réalisés dans trois « polémoformes » différentes ; tranchée de tir, boyau de communication et trou d’obus. D’autres profils sont réalisés pour connaître le spectre de compaction dans l’encaissant crayeux et plus spécifiquement dans les poches de cryoturbation (bruit de fond).

Fig. 2 – Méthode de mesures au pénétromètre.
Fig. 2 – Method of penetrometer measurement.

Fig. 2 – Méthode de mesures au pénétromètre.Fig. 2 – Method of penetrometer measurement.

A : Principe de fonctionnement du pénétrométre dynamique à énergie variable (PANDA) d’après Maquaire (2002). B : Photographie d’utilisation du PANDA sur le secteur 10 à l’aplomb d’un boyau de communication.
A: Operating principle of dynamic variable energy penetrometer (PANDA) according to Maquaire (2002). B: Photograph of the use of PANDA in sector 10 below a communication trench.

3. Résultats

3.1. Bruit de fond et pénétrabilité des poches de cryoturbation

11Les observations de terrain et les orthophotographies issues du survol d’un drone, confirment l’inscription du secteur 10 dans les craies à poches à cryoturbation étirées, déformées par la pente. Sur l’ensemble du secteur 10 (2 ha), la lisibilité des poches est difficile compte tenu de leur taille (moins d’un mètre) et du nombre de structures archéologiques, c’est pourquoi, dans cette contribution, un extrait de 3 761 m² (61 x 61 m) est privilégié pour caractériser l’organisation spatiale du réseau des poches de cryoturbation (fig. 3-4). Ces dernières ont fait l’objet d’une digitalisation pour une étude morphométrique succincte sous SIG. À l’échelle de l’extrait photographique, un réseau polygonal apparait nettement, de plus de 900 poches, réparties non uniformément, car principalement concentrées entre des secteurs de craie altérée. Les distributions statistiques des paramètres morphométriques des poches montrent qu’elles sont irrégulières (de plusieurs décimètres à 2,5 m de longueur), très étirées (3 fois plus longues que larges) le long d’un axe N159° conforme à la pente du versant ouest du vallon, pour former des sols à poches étirées voire des stries parallèles.

Fig. 3 - Utilisation des photographies aériennes (drone) dans la reconnaissance des poches de cryoturbation au sol.
Fig. 3 - Use of UAV aerial photographs in the recognition of cryoturbation pockets on the ground.

Fig. 3 - Utilisation des photographies aériennes (drone) dans la reconnaissance des poches de cryoturbation au sol.Fig. 3 - Use of UAV aerial photographs in the recognition of cryoturbation pockets on the ground.

A : Orthophotographie issue d’un survol de drone révélant des sols striés, allongés dans le sens de la pente au nord d’une tranchée dans le secteur 10. B : réseaux des poches de cryoturbation interprétés. 1. Emprise du secteur 10 ; 2. Emprise de la photographie de droite ; 3. Structures archéologiques ; 4. Poches de cryoturbation ; 5. Délimitation des secteurs à craie altérée ; 6. Limite de la tranchée et des postes avancés.
A: Orthophotography revealing polygonal soils, elongated in the direction of the slope north of a trench in sector 10. B: Polygonal soil networks. 1. Sector 10 area; 2. Photography location; 3. Archaelogical structures; 4. Polygonal soils; 5. Altered chalk areas; 6. Limits of the trench and outposts.

Fig. 4 - Photographies au sol et en coupe des poches de cryoturbation du secteur 10 avec leurs cloisons à blocs de craie blanche et leur remplissage limoneux à graviers de craie (A et B).
Fig. 4 - Photographs on the ground and in section of the cryoturbationsoil of sector 10 with their partitions with white chalk blocks and their silty filling with chalk gravel (A and B).

Fig. 4 - Photographies au sol et en coupe des poches de cryoturbation du secteur 10 avec leurs cloisons à blocs de craie blanche et leur remplissage limoneux à graviers de craie (A et B).Fig. 4 - Photographs on the ground and in section of the cryoturbationsoil of sector 10 with their partitions with white chalk blocks and their silty filling with chalk gravel (A and B).

12Les coupes transversales montrent que les figures correspondent aux cloisons de couleur blanche, riche en fragments ou plaquettes de craie émoussées qui se dressent verticalement et provenant des formations sous-jacentes. Elles délimitent des poches en formes de bourses dont le diamètre est compris entre 20 et 50 cm, à faible profondeur (< 1 m), avec un remplissage composé de limons à graviers de craie.

13Les valeurs de résistance de pointe mesurée au pénétromètre à l’extérieur des structures archéologiques (rendosols décapés) sur craies à poches de cryoturbation, présentent de forts contrastes (entre 1 et 30 MPa) sur un mètre d’épaisseur seulement (fig. 5). Ces contrastes peuvent s’expliquer par la traversée des poches, le croisement des cloisons et par des encroutements calcaires. En effet, elles sont comprises entre 1 et 5 MPa à moins de 30 cm de profondeur (poche limoneuse), alors qu’elles augmentent et atteignent 20 à 30 MPa entre 30 et 50 cm de profondeur (craie indurée, encroutement calcaire), avant de diminuer et se stabiliser autour de 9 MPa à un mètre d’enfoncement (craie fracturée). Cette dernière valeur se rapproche de celles mesurées dans les graveluches (Linoir, 2014).

Fig. 5 - Pénétrogramme des sols à poches de cryoturbation.
Fig. 5 - Penetrogram of cryoturbation soil.

Fig. 5 - Pénétrogramme des sols à poches de cryoturbation.Fig. 5 - Penetrogram of cryoturbation soil.

1. Sol actuel ; 2. Poche limoneuse à graviers de craie ; 3. Cloison de la poche/ encroutement calcaire ; 4. Craie fragmentée et fissurée.
1. Actual soil; 2. Loam pocket with chalk gravel; 3. Partition of the pocket/Limestone encrustation; 4. Fragmented and cracked chalk.

3.2. Organisation spatiale du réseau de défense du secteur 10

14Sur une surface de 20 000 m², on dénombre 1 172 artéfacts, dont 556 correspondent finalement à des unités « naturelles » (petites dépressions de terrain, altération, chablis, etc.). Hormis les 37 fosses de plantation dont la chronologie n’a pu être définie actuellement, les vestiges mis au jour caractérisaient une occupation de la période de l’Antiquité tardive (établissement agro-pastoral du IIIe et IVe siècle) et des stigmates de la Grande Guerre. Si ces derniers correspondent sur un total de 105 structures, à 51 tranchées et boyaux de communications, 17 latrines et 37 impacts d’obus, les structures de la période antique, au nombre de 474, sont les plus représentées (tab. 1).

Fig. 6 - Orthophotographie issue du survol d’un drone.
Fig 6 - Assembly of photos from UAV.

Fig. 6 - Orthophotographie issue du survol d’un drone.Fig 6 - Assembly of photos from UAV.

A : Structures archéologiques (en noir) relevées sur le secteur 10 ; 1. Structures archéologiques ; 2. Emprise de la fouille (secteur 10) ; B : Structures archéologiques de la Grande Guerre ; 1. Structures archéologiques des réseaux de défense de la Grande Guerre ; 2. Emprise de la fouille (secteur 10) ; 3. Entonnoirs d’obus .
A: archaeological structures found in sector 10; 1. Archaeological structures; 2. sector 10 area; B: archaeological structures of the Great War; 1. Archaelogical structure of defense network; 2. Sector 10 area; 3. Shell crater.

Tab. 1 - Caractéristiques morphométriques des structures archéologiques de la Grande Guerre sur le secteur 10 (2 ha).
Tab. 1 - Morphometric characteristics of the archaeological structures of the WW1 in sector 10 (2 ha).

Tab. 1 - Caractéristiques morphométriques des structures archéologiques de la Grande Guerre sur le secteur 10 (2 ha).Tab. 1 - Morphometric characteristics of the archaeological structures of the WW1 in sector 10 (2 ha).

15Les structures archéologiques du « secteur 10 » représentent 17,24 % de la surface totale (2 ha). Celles de la Grande Guerre (9,14 %) recoupent et se superposent à des artéfacts préexistants plus anciens (8,12 % de la surface). Ils sont principalement représentés par les structures des réseaux de défense qui couvrent 8,91 % des 2 ha avec des boyaux de communications pour les hommes et le téléphone (5,02 % de la surface, 413 m/ha) ), des tranchées (3,35 % de la surface, avec 167 m/ha) et enfin des abris-cavernes et latrines (0,54 % de la surface avec une densité moyenne de 13,5 m/ha). La première position française avec sa première ligne de résistance (tranchée de tir) sur 176 m ainsi que la tranchée de soutien sur 158 m, environ 30 m en retrait, sont reliées par des boyaux de communications pour le ravitaillement en vivres, en munitions, le téléphone et la circulation des hommes sur une longueur cumulée de 827 m. Associée à la tranchée de tir, des boyaux d’accès à des petits postes avancés ou postes d’écoute dans le no man’s land, partent vers le Nord.

16La sinuosité des tranchées à tracés en crémaillères ou à traverses simples accentuant fortement le linéaire total selon un indice de sinuosité moyen de 1,36, garantit d’une part la dissipation du souffle des obus et d’autre part évite les tirs d’enfilade lors de la prise de la tranchée par l’ennemi. Elle contraste avec le tracé rectiligne des boyaux de communication téléphonique, plus étroits et rapidement remblayés durant le conflit (le fil téléphonique est d’ailleurs souvent recoupé en sondage). Avec un linéaire de tranchées et de boyaux de 1161 m sur 2 ha, la densité surfacique (580 m/ha) calculée par l’approche archéologique est 3 fois supérieure à celle calculée à partir des plans directeurs qui semblent donc styliser, voire simplifier la réalité notamment au 1/20 000.

17La discrimination des cratères d’obus par rapport aux autres dépressions fermées repose sur la présence d’éclats métalliques sur les parois et parfois de la fusée de l’obus encore présente. On recense 37 impacts, d’un mètre de profondeur en moyenne, ce qui se traduit par une densité de 18,5 impacts/ha. Ce chiffre témoigne d’un secteur calme du front, sans grande offensive durant les 4 années de conflit, par rapport à des sites plus disputés comme Berry-au-Bac avec 54 impacts/ha (Taborelli et al., 2017a), et Servon en Argonne avec 51 impacts/ha (Brénot et al., 2017). Ces valeurs restent bien inférieures aux densités maximales observées à Verdun avec plus de 190 impacts/ha (De Matos-Machado et al., 2019). 

18Compte tenu de la géométrie des polémoformes (surface transversale de 2,2 m² pour une tranchée et 1,7 m² pour un boyau), la terre déblayée durant la guerre puis remblayée après le conflit représente plus de 1 140 m3 à l’hectare sur le secteur expérimental. Les abris, petits postes avancés et latrines constituant 27 structures d’environ 1 m de profondeur correspondent à un volume de 128,4 m3 de terre sur l’ensemble du « secteur 10 ». Mais ce chiffre a minima est sans conteste, bien plus important compte tenu de la profondeur des abris « à l’épreuve » pouvant dépasser 8 m de profondeur (Taborelli, 2018).

3.3. Résistance des remplissages des « polémoformes »

19La tranchée (FT5199) présente un profil caractéristique avec sa banquette de tir vers l’ennemi et un axe de circulation en contrebas (fig. 7). Le pénétrogramme confirme trois niveaux observés entre le sol tassé par les engins de chantier (US4) et la craie fracturée :

  • de 0,10 m à 1,05 m (US3), la résistance à l’enfoncement est faible et relativement constante, comprise entre 3 Mpa à 5 Mpa. Elle correspond à un remblai hétérométrique à blocs crayeux (niveau 1) riche en limons dans la partie haute de la tranchée mais surtout marqué par une contamination métallique provenant des réseaux de défense accessoire (réseau barbelés, réseau Brun, hérissons, chevaux de frise, piquets, queues de cochon).

  • de 1,05 à 1,55 m (US2), les valeurs passent d’une résistance élevée (15 Mpa) à travers une séquence à blocs de craie hétérométriques à un niveau brun limono-argileux de faible résistance (2 Mpa, niveau 2)

  • de 1,55 à 1,60 m (US1), la résistance passe à 10 Mpa, avec un niveau fin (5 cm) de craie tassée et compactée (niveau 3)

  • au-delà de 1,60 m, on retrouve la craie fracturée avec une résistance comprise entre 5 et 9 Mpa.

Fig. 7 - Pénétrométrie des remplissages des polémoformes.
Fig. 7 - Penetrometry of the war forms filling.

Fig. 7 - Pénétrométrie des remplissages des polémoformes.Fig. 7 - Penetrometry of the war forms filling.

A : Pénétrogramme de la tranchée 5199 ; 1. Sol tassé ; 2. Blocs de craie hétérométriques à matrice limoneuse avec fragments métalliques ; 3. Blocs de craie hétérométriques ; 4. Craie tassée et compactée ; 5. Craie fracturée. B : Photographie du sondage de la tranchée (Photo P. Taborelli).
A: Penetrogram of trench 5199; 1. Packed soil; 2. Heterometric chalk bloks with silty matrix and metallic fragments; 3. Heterometric chalk bloks; 4. Packed and compacted chalk. B: Photograph of the cross section of the trench (Photo P. Taborelli).

20Le boyau (FT5004) présente un profil également caractéristique des axes de communication, étroit et sans banquette de tir (fig. 8). Son pénétrogramme présente seulement deux niveaux, entre la craie tassée par les engins de chantier (US6) et l’encaissant crayeux fracturé. La majeure partie du remplissage (niveau 1) correspond à un remblai à blocs de craie hétérométriques sur un mètre d’épaisseur, avec des valeurs de résistance à l’enfoncement relativement faibles (2 à 4 MPa) mais hétérogènes au gré des blocs de craie rencontrés par la pointe (US2-US3, US4, US5). Au fond, un niveau fin de craie tassée ou compactée (US1), avec de fortes valeurs de résistance (8 à 10 MPa) repose sur la craie fracturée, comme dans la tranchée.

Fig. 8 - Pénétrogramme du boyau (FT5004).
Fig. 8 - Penetrogram of communication trench (FT5004).

Fig. 8 - Pénétrogramme du boyau (FT5004).Fig. 8 - Penetrogram of communication trench (FT5004).

A : Stratigraphie du remplissage. 1. Sol tassé ; 2 : blocs de craie hétérométriques ; 3. Blocs de craie à matrice limoneuse ; 4. Blocs de craie tassés et compactés ; 5. Craie en place. B : Photographie du sondage (photo A. Devos).
A: Sequences of the sediment filling. 1. Packed soil; 2. Heterometric chalk blocks; 3. Chalk blocks with silty matrix; 4. Packed and compacted chalk; 5. Chalk. B: Photograph of the cross section of the communication trench (Photo A. Devos).

21Le trou d’obus (FT5037) est de grande taille (2 m de diamètre) et correspond à un impact d’obus de gros calibre de 220 mm (Taborelli, 2018) avec une profondeur de 0,60 m et un volume de terre déplacé théorique de 13 m3. Ses parois sont tapissées de nombreux éclats d’obus métalliques décimétriques provenant de la gerbe d’ogive latérale. Il est courant d’y retrouver la fusée d’obus. Une mince couche noire (2 mm) dont l’analyse en fluorescence X (pXrF) montre un enrichissement en phosphore, feutre également les parois de l’entonnoir, témoignant d’une carbonisation superficielle de la craie.

Fig. 9 - Pénétrogramme de l’entonnoir d’obus (FT5037).
Fig. 9 - Penetrogram of shell crater (FT5037).

Fig. 9 - Pénétrogramme de l’entonnoir d’obus (FT5037).Fig. 9 - Penetrogram of shell crater (FT5037).

A : Stratigraphie du remplissage. 1. Remplissage limoneux à graviers de craie ; 2. Blocs de craies hétérométriques peu compactés ; 3. Craie fracturée ; 4. Craie. B : Photographie du sondage (photo A. Devos).
A: Sequences of the sediment filling. 1. Silty filling with chalk gravel; 2. Heterometric chalk blocks; 3. Fractured chalk ; 4. Chalk. B. Photograph of the shell crater (Photo A. Devos).

22L’entonnoir est principalement remblayé par un remplissage limoneux (US3) à graviers de craie et à faible résistance à l’enfoncement (2-3 MPa) avant de retrouver vers 0,6-0,7 m de profondeur des blocs de craie peu compactés vraisemblablement associés à la retombée de la gerbe d’éjectas (US2), au fond de l’entonnoir (Fig.9). En dessous, on retrouve les valeurs habituelles de pénétrabilité (8-10 MPa) de la craie fracturée (US1). Cependant, en périphérie immédiate de l’entonnoir, les valeurs de pénétrabilité sont moins importantes (3-5 MPa) que dans l’encaissant crayeux, témoignant d’une fracturation exacerbée associée à la bombturbation (globe de fracturation). En effet, les valeurs de pénétrométrie en périphérie de l’entonnoir sont légèrement plus faibles que dans l’encaissant crayeux non bombturbé.

4. Discussion

23Les observations géomorphologiques et les investigations de terrain (relevés topographiques, sondages à la pelle mécanique et pénétrométrie) sur un secteur expérimental de 2 ha, situé en première position de défense, apportent de nombreux résultats.

24La densité de structures archéologiques de la Grande Guerre (9,12 % de la surface) est proche de celles révélées avec le LiDAR, pour les polémoformes en Flandres (12 %) (Gheyle et al., 2017), ou en Argonne sous couverture forestière, également dans les premières positions allemandes et françaises, respectivement de 14,2 et 7,9 % (Brénot et al., 2017). La densité de linéaires de tranchées et de boyaux (580 m/ha) s’avère bien supérieure à celles calculées à Berry-au-Bac, dans la craie de Champagne (Taborelli et al., 2017a) dans les premières positions, à partir des Plans directeurs (108 m/ha) et du LiDAR (24 m/ha) ce qui s’explique par le mode opératoire, la spécificité des sites d’étude (guerre des mines à Berry-au-Bac) et l’évolution des paysages après le conflit (Gallet-Moron et al., 2018).

25Ces chiffres témoignent également du rôle de l’échelle scalaire dans la compréhension de l’organisation spatiale des réseaux de défense. En effet, toute extrapolation à l’ensemble de la zone de front s’avère hasardeuse. Ces chiffres évoluent potentiellement selon un gradient d’éloignement à la ligne de front (Devos et al., 2018 ; De Matos-Machado et al., 2019) et selon l’organisation en positions des réseaux de défense. En effet, l’étude sous SIG des réseaux de défense à partir des Plans directeurs des GCTA, dans le secteur de Reims, montre que les densités de tranchées et de boyaux français diminuent singulièrement des premières positions de défense (180 km/km²) à la quatrième position (5 km/km²) située à 10 voire 20 km du no mans’land, (Devos et al., 2015). Elles évoluent également en fonction de la nature du sol et du contexte géomorphologique qui conditionnent les potentialités militaires et de creusement. En roche cohérente et non saturée, comme en Champagne crayeuse, les densités linéaires par kilomètre de front, présentent des maximas (116 km/km) à la différence des sols hydromorphes de Champagne humide où elles tombent à 74 km/km (Taborelli et al., 2018). Enfin, les différentes stratégies militaires expliquent également les contrastes spatiaux de structures de défense comme en Argonne forestière, sur la gaize albienne où les premières positions françaises et allemandes présentent chacune respectivement 7 et 14 lignes de tranchées (Taborelli et al., 2018). Ces chiffres permettent donc de relativiser les résultats sur le site expérimental du secteur 10, représentatif des premières lignes de la position de résistance française. Ils témoignent également de la dépendance des densités des structures archéologiques de la Grande Guerre à l’échelle scalaire.

26Le grand remuement des terres associant la déstructuration des sols, leur remaniement, leur déplacement suite au creusement puis au comblement des réseaux de défense, génère d’importantes pédoturbations. Sur le secteur 10, il concerne 9,14 % de la surface mais détermine des volumes importants. La terre remuée par le creusement et le comblement des tranchées et des boyaux, des infrastructures de vie (abris et latrines) ou des entonnoirs d’obus représente 1 142 m3/ha. Cette valeur est proche de celles observées sur la gaize d’Argonne avec 1 000 m3/ha dans le secteur de Servon, (Brénot et al., 2017). Le volume des terres remuées (2 284 m3), étalé sur la surface expérimentale (2 ha), détermine une « ablation » de 114 mm proche de celle observée sur le secteur de Servon dans le dispositif de défense allemand (120 mm) plus dense que du côté français (78 mm).

27Cependant ces pédoturbations, davantage liées aux réseaux de défense sur un secteur calme, sont ailleurs, surtout liés à la bombturbation comme à Verdun (De Matos-Machado et al., 2019). La faible densité de l’obusage (18,5 impacts/ha) sur le site expérimental permet de mieux apprécier l’effet de la bombturbation dans un contexte de craie altérée et fragmentée. Elle se manifeste par une fracturation exacerbée mais limitée aux alentours immédiats de l’entonnoir, par une pédoturbation liée à la déstructuration des sols, à la retombée de la gerbe d’éjectas (blocs hétérométriques de craie) et par une contamination métallique (éclats et fusée de l’ogive) concentrée par effet pépite sur les parois de l’entonnoir. Le comblement limono-argileux et non hétérométrique montre l’absence de bourrelet périphérique provenant de la retombée externe de la gerbe.

28Mais les caractéristiques de la bombturbation sont dépendantes des paramètres de tir comme le type d’obus (conventionnel, allongé, de rupture), le calibre de l’obus, sa charge explosive, sa vitesse et angle de pénétration, son type de fusée (à percussion instantanée ou retardée, fusée à double effet) et de la pénétrabilité de l’encaissant rocheux (Taborelli, 2018). Ces paramètres déterminent l’effet morphologique du tir, par la présence ou l’absence de l’entonnoir (camouflet) et du bourrelet périphérique. Ils conditionnent les caractéristiques morphométriques du trou d’obus (profondeur, taille) et les effets de la bombturbation. Cette diversité de paramètre interdit toute représentativité et modélisation des résultats.

29Outre les pédoturbations et la bombturbation, la Grande Guerre induit une triple contamination métallique des sols mise en évidence par l’approche archéologique et les investigations géotechniques notamment les anomalies magnétiques (Note et al., 2016). La première, concentrée dans les réseaux de défense et mélangée aux matériaux de remplissages hétérométriques, comprend les déchets des réseaux de défense accessoires (barbelés, piquets, fils de fer des réseaux Brun). La seconde caractérisée par un effet pépite, se limitant aux entonnoirs d’obus (fusée, éclats d’obus) est dépendante du degré de l’obusage qui peut être important comme à Verdun (De Matos-Machado et al., 2019). La troisième contamination est diffuse et corresponds aux retombés des éclats provenant des gerbes d’obus explosifs fusants et percutants et de leur charge en balles (obus shrapnells). À cet apport métallique fragmentaire, s’ajoute une contamination en éléments traces métallique des sols et plus particulièrement en Plomb et en Cuivre observée de manière régionale dans les Flandres (Meerschman et al., 2011), par « effet pépite » en Champagne (Cancès et al., 2018) mais surtout concentrée sur d’anciens sites de déminage (Baussinger et al., 2007).

30Le comblement des polémoformes en zone agricole, semble polyphasé. Elles connaissent une atténuation partielle par une sédimentation « naturelle » synchrone au conflit et un remblaiement plus généralisé postérieur qui fossilise la forme. En effet, dans la tranchée (5199) et le boyau (5004) du secteur 10, le comblement synchrone est représenté par deux types de processus. Le niveau peu épais de craie dure et résistante, s’explique par un tassement au fond de la structure lié au piétinement des soldats. Cela s’explique par le comportement mécanique de la craie, géomatériaux « évolutif », vulnérable aux conditions extérieures notamment climatiques et aux remaniements (Allouc, 2018). Sous l’effet des alternances gel-dégel, dessiccation-humectation et du compactage par le piétinement, la craie perd sa texture d’origine mais connait aussi une « recimentation », générant le niveau induré de la tranchée (fig. 7) et du boyau (fig. 8). Au-dessus, le niveau limono-argileux brun à faible résistance à la pénétration, provient des coulées latérales recouvrant les talus intérieurs de la tranchée et les parois de l’entonnoir d’obus. Ce remplissage absent du boyau s’explique soit par un comblement grossier durant le conflit, pour enterrer des fils téléphoniques et électriques, soit par un profil transversal peu favorable à la concentration des fines. Ce niveau colluvial, atténuant les polémoformes d’un bon mètre est systématiquement reconnu en sondage en Argonne (Brénot et al., 2017).

31Le comblement postérieur au conflit qui compose la majeure partie du remplissage est représenté par le niveau hétérométrique à blocs de craie à faible résistance à l’enfoncement. Il provient vraisemblablement des matériaux in situ, du parados et de la crête de feu qui constituaient des pare-éclats ou bourrelets des réseaux de défense pendant la guerre. De couleur blanche, les matériaux des bourrelets paraphrasant le tracé des tranchées et des boyaux en photographie aérienne, ont été démantelés et réutilisés pour niveler les sols. Il est caractérisé par un « traçage métallique », signalé par des anomalies magnétiques observées lors des investigations géotechniques (Gheyle et al., 2016) et par de nombreux objets des défenses accessoires (fils de fer barbelés, réseau Brun, hérissons, chevaux de frise, piquets). Ce remplissage mal compacté (faible résistance à l’enfoncement), montre également de forts contrastes de tassements avec des pénétrogrammes irréguliers. Durant les fouilles, des formes de soutirages (fissures et dépression de fontis), affectent le remplissage à l’aplomb des abris-cavernes mal remblayés.

32L’exemple du secteur 10 près de Reims illustre les pédoturbations, bombturbations et grands remuements des terres de la zone de front dévastées et reclassées en zone rouge. En effet, sur les 3,3 millions d’hectare impactés par le conflit (Cadoux, 1926), 1,9 millions d’hectares sont dévastés. Le ministère des Régions libérés de l’État français délimite rapidement trois zones (bleue, jaune et rouge) en fonction du degré de destruction. Reporté sur des plans directeurs de destructions, l’Etat s’engage à racheter les terrains où les frais de remise en culture excèdent le prix du terrain. La zone rouge discontinue, de 116 794 ha sur 10 départements s’apparente à des taches isolées (Vosges, Soissonnais) et forme également une bande d’environ 4 km de largeur en Champagne de Reims à l’Argonne (Michel, 1932). Cependant, sous la pression agricole et la remise en culture, cette zone rouge se résorbe très rapidement car elle passe de 116 794 ha en 1919, à 48 800 ha en 1926 et 42 304 en 1927 (Laval, 1927). Le nivellement généralisé des terres les plus fertiles a nécessité l’utilisation de mains d’œuvres coloniales, de prisonniers et l'emploi d'une mécanisation agricole naissante. Six ans après la fin du conflit, sur 1,9 millions d’hectares dévastés, 1,8 millions étaient déjà rendus aux paysans pour la culture.

33Certains départements voient cette zone se réduire (19 000 à 750 ha dans l’Aisne), voire complétement disparaître (Pas-de-Calais, Nord). Seuls deux départements conservent nettement ce classement, la Marne qui passe de 23 300 à 16 993 ha, et la Meuse qui augmente sa superficie de 20 000 à 21 242 ha. À partir de 1923, ces terrains appartenant à l’État depuis 1919 peuvent être mise aux enchères aux particuliers après des travaux de désobusage, destruction des projectiles et enlèvements des réseaux de fils de fer. Ils peuvent également être destinés au boisement pour devenir une forêt domaniale (Verdun). La particularité marnaise que partage le département de la Meuse, tient à l’évolution de la surface de la zone rouge qui se réduit de très peu de 23 300 ha en 1919 à 16 953 ha en 1927 (Laval, 1927). Cette évolution est à rattacher à la reconversion des terres dévastées en camps militaires en Champagne (Moronvilliers, Mourmelon, Suippes) et à la permanence de grands massifs forestiers périphériques (Montagne de Reims et Argonne).

Fig. 10 - Evolution des polémo-paysages de la grande Guerre en Champagne crayeuse d’après Laurain et al., 1995.
Fig. 10 - Evolution of the polemo-landscapes of the Great War in Champagne sèche according to Laurain et al., 1995.

Fig. 10 - Evolution des polémo-paysages de la grande Guerre en Champagne crayeuse d’après Laurain et al., 1995.Fig. 10 - Evolution of the polemo-landscapes of the Great War in Champagne sèche according to Laurain et al., 1995.
Végétation.
A: Landscape before the conflict. B: Polemo-landscape during the conflict. C. Landscape post conflict. D. Current landscape. 1. Chalk, 2. Coarse and fine chalky gravels; 3. Polygonal soils; 4. Heteromeric embankments and cuttings; 5. Tardiglacial alluvial filling; 6. Holocen alluvium ; Rendosol; 8. Piezometric surface; 9. Metal contamination; 10. Remained soil; 11. Sinkhole; 12. Vegetation.

34Les paysages de Champagne connaissent de profonds changements durant le XXe siècle. Les savarts et pinèdes des rendosols sur sols polygonaux sont durant la Grande Guerre remplacés par un polémo-paysage caractéristique de la guerre de position (fig. 10). Après le conflit, les morphologies de guerre sont fossilisées par remblaiement ou nivellement généralisé avant de s’inscrire dans un paysage de grande culture qui feutre de nombreux héritages. Les pédoturbations induisent des différentiels spatiaux de capacités au champ des sols qui se traduisent par des indices pédographiques ou hydrographiquess et des anomalies de pousses végétales dans les cultures (indices phytographiques) bien connues en télédétection. En Champagne, c’est essentiellement dans les cultures à forte profondeur d’enracinement comme la luzerne que ces indices sont observés en période de sécheresse (fig. 11A). En effet, la réserve utilisable en eau du sol est plus importante dans la craie fragmentée que celle sur graveluches ou du sol limono-argileux sur 150 cm de profondeur (Ballif, 1998). Ces facteurs limitant les rendements agricoles à l’échelle parcellaire, semblent lissés à l’échelle des exploitations, en fonction du gradient spatial des polémoformes dans la zone de front.

Fig. 11 – Indices révélant la présence de polémoformes.
Fig. 11 – Evidences of the existing war forms.

Fig. 11 – Indices révélant la présence de polémoformes.Fig. 11 – Evidences of the existing war forms.

A: Photograph of a drone above an alfalfa field in the Suippes valley, revealing, through crop marks, the defense networks of the WW1 in 2019 (photo A. Morisot). B: Sinkhole associated with a German underground shelter in the Suippes valley (photo A. Devos).

35Les polémoformes remblayées, déterminent également des risques géotechniques associés aux aléas « cavités » (Hutchinson et al., 2008 ; Devos et al., 2018). Leur comblement partiel, le tassement et le soutirage induisent des risques d’affaissement ou d’effondrement, i.e., crevaison de fontis (fig. 11B) particulièrement contraignants dans le cadre de l’expansion urbaine. Ces désordres géotechniques s’accompagnent de risques pyrotechniques liés aux engins explosifs non explosés, aux abris à munitions et aux déchets balistiques, nécessitant l’intervention des services du déminage de la sécurité civile dans le cadre des opérations d’archéologie préventive. Enfin, dans la zone de front et plus particulièrement dans les réseaux de défense, particulièrement obusés, l’oxydation de l’enveloppe métallique des obus non explosés et enfouis, libère les composés nitro-aromatiques de la charge explosive (Hubé, 2016), provoquant une contamination des eaux souterraines par les perchlorates (ClO4-). La connaissance des polémopaysages de la Grande Guerre, aujourd’hui fossilisés, semble donc indispensable à l’étude de cette contamination émergente, à la fois diffuse et concentrée (anciens sites de déminage) mais également très hétérogène dans l’espace (Cao et al., 2018 ; Jaunat et al., 2018).

5. Conclusion

36Les polémoformes de la Grande Guerre, atténuées par érosion et révélées par le LiDAR dans les massifs forestiers, sont largement fossilisées aujourd’hui en zone agricole par un remplissage polyphasé synchrone mais surtout postérieur au conflit provenant des géomatériaux in situ, du champ de bataille. Leur connaissance nécessite le croisement de multiples approches historiques, archivistiques, cartographiques, archéologiques, géotechniques et notamment géomorphologiques, pour les discriminer et les inscrire au contexte géodynamique local, ce que fait la géoarchéologie (Fouache, 2010). Cette contribution montre effectivement, qu’en l’absence de Plans directeurs des GCTA, de fouilles archéologiques et de sondages à la pelle, il est difficile d’expliquer la structure des remplissages des polémoformes nivelées après le conflit avec la pénétrométrie. Pourtant, ces derniers impactent lourdement les paysages et sont associés à de multiples risques pour les sociétés.

37À l’échelle parcellaire, le creusement puis le remblaiement des réseaux de défense et l’obusage engendrent un grand remuement des terres en affectant plus de 10% de la surface, avec d’importantes pédoturbations, bombturbations, des contaminations métalliques des sols, des impacts sur les réserves hydriques, des désordres géotechniques, et des risques pyrotechniques. À l’échelle de la zone de front, le nivellement généralisé des terres préalable à la remise en culture, n’est pas uniforme dans l’espace, au gré de l’évolution de la zone rouge, disparue suite à la pression agricole et urbaine ou reconvertie en camps militaires et massifs forestiers. Si ces formes sont fossilisées pour le géomorphologue, elles constituent un potentiel énorme de structures archéologiques, à forte valorisation patrimoniale dans le cadre de l’inscription des champs de bataille de la Grande Guerre au patrimoine mondial de l’Unesco et du développement touristique des territoires autour des sites de mémoire.

38À ce titre, les polémoformes de la Grande Guerre mériteraient la constitution d’une géodatabase des réseaux de défense à l’échelle du front ouest, et d’une banque de données archéologiques spécifique nationale. Enfin à ce jour, alors que les géosciences militaires sont devenues une véritable discipline anglo-saxonne, en France après le centenaire du conflit, les projets de recherches sur les polémopaysages peinent à trouver des financements.

*Auteur correspondant : +33 (0)3 26 91 36 83
alain.devos@univ-reims.fr (A. Devos)

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Annexe

Abridged English Version

Battle remains on the WWI western front, from Flanders to Alsace form a landscape of trench warfare. The mine craters, the shell craters, the digouts, the trenches and the communication trenches give off "war landscapes" characteristic of the front area. Battle remains of trench warfare subsist under forest cover, highlighted using the airborne LiDAR, while they are completely leveled in cultivated areas. The objective of this contribution is to characterize the fillings of remains of trench warfare, in their spatial organization, their evolution during the post-war period and their nature.

The study site is located near Reims in the chalk of Champagne area, on an experimental parcel of 2ha on the northern slope of a tributary valley of the Vesle, characterized by polygonal soils. The spatial analysis under GIS of the 1:20,000 scale trench maps of 1918 allows the site to be placed in the first French defense position (fig. 1). At the study site, archaeological excavations are programmed with a mapping of the structures of the WWI carried out by drone photography and surveys. On a trench, a communication trench and a shell crater, penetrometry measurements are carried out in correlation with surveys using a mechanical shovel (fig. 2).

The results specify the geomorphological context of the site with a network of cryoturbation soil stretched between sectors of altered chalk (fig. 3-5). They characterize 3 times more artefacts than on trench maps by highlighting archaeological structures from the Great War that occupy 10% of the surface, with trenches, communication trenches, observation posts, dugouts and latrines (fig. 6). The results of the penetrometry (fig. 7-9) and the observations of the sections, show that the forms of the WWI are leveled by a polyphase filling with a fine sedimentation synchronous with the conflict, followed by a poorly consolidated heterometric backfilling. The latter coming from dismantled parados and parapet geomaterials, is rich in metallic fragments of accessory defense networks (barbed wire entanglement, stakes), surmounted by an addition of topsoil. The bombturbation also determines a double metallic contamination by "nugget effect" limited to the shell crater, filled with earth and another, more diffuse, linked to the fallout of shrapnel shells.

This contribution bears witness to the landscape changes linked to the red zone, the surface of which gradually diminished after the war due to agricultural pressure, with the exception of the less fertile departments of Marne and Meuse. In Champagne sèche, during the 20th century (fig. 10), the wasteland and pine forests of the rendosols on polygonal soils were replaced by war landsacpe during the conflict before being fully leveled after the war, and devoted to arable farming. These changes hide large volumes of displaced land (more than 1,140 m3.ha-1). Pedoturbations and bombturbations determine spatial disparities in soil water reserves observed in remote sensing (crop marks) (fig.11A) and are associated with geotechnical, pyrotechnic and hydrochemical risks for societies. The heterogeneity of the infills and the shelters of the defense networks cause settlements, subsidence and collapses (sinkhole) (fig.11B). Unexploded ammunition, buried depots and demining sites pose a pyrotechnic risk and both diffuse and concentrated contamination of water resources by perchlorates. Knowledge and spatial organization of war morphologies leveled after the conflict therefore turns out to be fundamental in the management of these risks.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 - Emprise de la fouille et du secteur 10 au sein des réseaux de défense de 1918 autour de Reims.Fig. 1- Location of study area (excavation and sector 10) within the defense networks of 1918 around Reims.
Légende 1. Emprise urbaine en 1914 ; 2. Expansion urbaine de 1914 à 2020 ; 3. Emprise des opérations archéologiques ; 4. Emprise du secteur 10 ; 5. Réseau de défense français ; 6. Réseau de défense allemand.1. Urban area in 1914; 2. Urban expansion between 1914 and 2020; 3. Archaeological operations area; 4. Sector 10 area; 5. French defence network; 6. German defence network.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 1,3M
Titre Fig. 2 – Méthode de mesures au pénétromètre.Fig. 2 – Method of penetrometer measurement.
Légende A : Principe de fonctionnement du pénétrométre dynamique à énergie variable (PANDA) d’après Maquaire (2002). B : Photographie d’utilisation du PANDA sur le secteur 10 à l’aplomb d’un boyau de communication.A: Operating principle of dynamic variable energy penetrometer (PANDA) according to Maquaire (2002). B: Photograph of the use of PANDA in sector 10 below a communication trench.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-2.png
Fichier image/png, 971k
Titre Fig. 3 - Utilisation des photographies aériennes (drone) dans la reconnaissance des poches de cryoturbation au sol.Fig. 3 - Use of UAV aerial photographs in the recognition of cryoturbation pockets on the ground.
Légende A : Orthophotographie issue d’un survol de drone révélant des sols striés, allongés dans le sens de la pente au nord d’une tranchée dans le secteur 10. B : réseaux des poches de cryoturbation interprétés. 1. Emprise du secteur 10 ; 2. Emprise de la photographie de droite ; 3. Structures archéologiques ; 4. Poches de cryoturbation ; 5. Délimitation des secteurs à craie altérée ; 6. Limite de la tranchée et des postes avancés.A: Orthophotography revealing polygonal soils, elongated in the direction of the slope north of a trench in sector 10. B: Polygonal soil networks. 1. Sector 10 area; 2. Photography location; 3. Archaelogical structures; 4. Polygonal soils; 5. Altered chalk areas; 6. Limits of the trench and outposts.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 468k
Titre Fig. 4 - Photographies au sol et en coupe des poches de cryoturbation du secteur 10 avec leurs cloisons à blocs de craie blanche et leur remplissage limoneux à graviers de craie (A et B).Fig. 4 - Photographs on the ground and in section of the cryoturbationsoil of sector 10 with their partitions with white chalk blocks and their silty filling with chalk gravel (A and B).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 424k
Titre Fig. 5 - Pénétrogramme des sols à poches de cryoturbation.Fig. 5 - Penetrogram of cryoturbation soil.
Légende 1. Sol actuel ; 2. Poche limoneuse à graviers de craie ; 3. Cloison de la poche/ encroutement calcaire ; 4. Craie fragmentée et fissurée.1. Actual soil; 2. Loam pocket with chalk gravel; 3. Partition of the pocket/Limestone encrustation; 4. Fragmented and cracked chalk.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-5.png
Fichier image/png, 112k
Titre Fig. 6 - Orthophotographie issue du survol d’un drone.Fig 6 - Assembly of photos from UAV.
Légende A : Structures archéologiques (en noir) relevées sur le secteur 10 ; 1. Structures archéologiques ; 2. Emprise de la fouille (secteur 10) ; B : Structures archéologiques de la Grande Guerre ; 1. Structures archéologiques des réseaux de défense de la Grande Guerre ; 2. Emprise de la fouille (secteur 10) ; 3. Entonnoirs d’obus .A: archaeological structures found in sector 10; 1. Archaeological structures; 2. sector 10 area; B: archaeological structures of the Great War; 1. Archaelogical structure of defense network; 2. Sector 10 area; 3. Shell crater.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-6.png
Fichier image/png, 1,2M
Titre Tab. 1 - Caractéristiques morphométriques des structures archéologiques de la Grande Guerre sur le secteur 10 (2 ha).Tab. 1 - Morphometric characteristics of the archaeological structures of the WW1 in sector 10 (2 ha).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 84k
Titre Fig. 7 - Pénétrométrie des remplissages des polémoformes.Fig. 7 - Penetrometry of the war forms filling.
Légende A : Pénétrogramme de la tranchée 5199 ; 1. Sol tassé ; 2. Blocs de craie hétérométriques à matrice limoneuse avec fragments métalliques ; 3. Blocs de craie hétérométriques ; 4. Craie tassée et compactée ; 5. Craie fracturée. B : Photographie du sondage de la tranchée (Photo P. Taborelli).A: Penetrogram of trench 5199; 1. Packed soil; 2. Heterometric chalk bloks with silty matrix and metallic fragments; 3. Heterometric chalk bloks; 4. Packed and compacted chalk. B: Photograph of the cross section of the trench (Photo P. Taborelli).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-8.png
Fichier image/png, 803k
Titre Fig. 8 - Pénétrogramme du boyau (FT5004).Fig. 8 - Penetrogram of communication trench (FT5004).
Légende A : Stratigraphie du remplissage. 1. Sol tassé ; 2 : blocs de craie hétérométriques ; 3. Blocs de craie à matrice limoneuse ; 4. Blocs de craie tassés et compactés ; 5. Craie en place. B : Photographie du sondage (photo A. Devos).A: Sequences of the sediment filling. 1. Packed soil; 2. Heterometric chalk blocks; 3. Chalk blocks with silty matrix; 4. Packed and compacted chalk; 5. Chalk. B: Photograph of the cross section of the communication trench (Photo A. Devos).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-9.png
Fichier image/png, 692k
Titre Fig. 9 - Pénétrogramme de l’entonnoir d’obus (FT5037).Fig. 9 - Penetrogram of shell crater (FT5037).
Légende A : Stratigraphie du remplissage. 1. Remplissage limoneux à graviers de craie ; 2. Blocs de craies hétérométriques peu compactés ; 3. Craie fracturée ; 4. Craie. B : Photographie du sondage (photo A. Devos).A: Sequences of the sediment filling. 1. Silty filling with chalk gravel; 2. Heterometric chalk blocks; 3. Fractured chalk ; 4. Chalk. B. Photograph of the shell crater (Photo A. Devos).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-10.png
Fichier image/png, 1,0M
Titre Fig. 10 - Evolution des polémo-paysages de la grande Guerre en Champagne crayeuse d’après Laurain et al., 1995.Fig. 10 - Evolution of the polemo-landscapes of the Great War in Champagne sèche according to Laurain et al., 1995.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-11.png
Fichier image/png, 642k
Titre Fig. 11 – Indices révélant la présence de polémoformes.Fig. 11 – Evidences of the existing war forms.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/16212/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 327k
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Pour citer cet article

Référence papier

Alain Devos, Sébastien Laratte, Pierre Taborelli, Sarah Ortonovi, Gilles Fronteau, Yoann Rabasté et Bruno Duchêne, « Approche géotechnique du remplissage des « polémoformes » de la Grande Guerre », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 27 - n° 4 | 2021, 279-292.

Référence électronique

Alain Devos, Sébastien Laratte, Pierre Taborelli, Sarah Ortonovi, Gilles Fronteau, Yoann Rabasté et Bruno Duchêne, « Approche géotechnique du remplissage des « polémoformes » de la Grande Guerre », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 27 - n° 4 | 2021, mis en ligne le 06 janvier 2022, consulté le 17 janvier 2022. URL : http://journals.openedition.org/geomorphologie/16212 ; DOI : https://doi.org/10.4000/geomorphologie.16212

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Auteurs

Alain Devos

Université de Reims Champagne-Ardenne, EA 3795-GEGENAA, 57 rue Pierre Taittinger, BP 30, 51571 Reims Cedex, France

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Sébastien Laratte

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Pierre Taborelli

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Gilles Fronteau

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Yoann Rabasté

INRAP GEN, Centre Archéologique de Reims, 28, rue Robert Fulton, 51689 Reims Cedex 2, France

Bruno Duchêne

INRAP GEN, Centre Archéologique de Reims, 28, rue Robert Fulton, 51689 Reims Cedex 2, France

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