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Découverte d’une nouvelle séquence lacustre du pléistocène supérieur à Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var, France) : un important potentiel pour l’étude multi-indicateurs des changements environnementaux en Provence

A new Upper Pleistocene lacustrine sequence discovered at Saint‑Maximin‑la‑Sainte‑Baume (Var, France): a high potential for the multi-proxy reconstruction of environnemental changes in Provence
Olivier Sivan, Alda Flambeaux, Corinne Landure, Maryanick Taras et Christophe Voyez
p. 363-373

Résumés

Des fouilles archéologiques récentes, réalisées par l’INRAP, fournissent de nouvelles données quant à la nature et l’âge des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var). Datées du Pléistocène supérieur, les dernières étapes de son colmatage se caractérisent par l’accumulation de puissantes séquences de craies lacustres au potentiel paléo-écologique exceptionnel (pollen, entomofaune, malacofaune, ostracofaune, carporestes, etc.). Inédit en Provence, ce type d’enregistrement sédimentaire s’avère particulièrement adapté à la réalisation d’une étude paléoenvironnementale multi-proxies à haute résolution. Le SRA-PACA, en collaboration avec l’INRAP, pose, en ce moment, les bases de ce travail de recherche.

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Texte intégral

Les auteurs remercient Olivier Moine, Vincent Ollivier, le relecteur anonyme de la revue et Chrystelle March pour leurs remarques et commentaires avertis.

1 - Introduction

1En Provence, les séquences sédimentaires du Pléistocène supérieur ont fait l’objet, depuis maintenant plusieurs dizaines d’années, de nombreuses investigations paléoenvironnementales. Une synthèse récente présente la grande diversité morphologique de ces dépôts, tout en soulignant leur caractère discontinu dans l’espace comme dans le temps (Ollivier et al., 2014). Malgré cette contrainte, et grâce à leur complémentarité, ces terrasses alluviales, glacis d’accumulation, formations éoliennes, horizons pédologiques et édifices travertineux ont permis de préciser les grandes étapes de l’évolution paysagère régionale pour les stades isotopiques marins (SIM) 3 et 2. Par contre, les milieux de dépôt à sédimentation continue, permettant notamment des reconstitutions paléo-climatiques précises, sont particulièrement rares en Provence. Pour le Pléistocène moyen, les boues laminées accumulées dans le paléo-poljé de Cassis au cours des SIM 6, 8 ou 10, i.e. entre environ 360 et 130 ka, sont trop pauvres en restes paléo-écologiques pour envisager la réalisation de ce type d’étude (Romey et al., 2014). Dans le poljé de Cuges-les-Pins, des observations anciennes ‒ qui demandent aujourd’hui à être confirmées ‒ présagent d’un intéressant potentiel paléoenvironnemental (Bonifay, 1952). Des dépôts lacustres s’y seraient accumulés au cours du Pléistocène supérieur et pendant une partie de l’Holocène. Ils n’ont, à ce jour, jamais été étudiés de manière détaillée.

2Dans la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume, des fouilles archéologiques récentes, réalisées par l’Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap) sur prescription du Service Régional de l’Archéologie de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur (Direction Régionale des Affaires Culturelles) ont révélé, sous plusieurs mètres de sédiments terrigènes, une nouvelle séquence lacustre au potentiel paléoenvironnemental très prometteur (Flambeaux, 2018 ; Voyez, 2018a,b). La diversité, l’abondance et le parfait état de conservation des bio-indicateurs qui y sont préservés (graines, pollens, gastéropodes, ostracodes, concrétions carbonatées, etc.) constituent une opportunité unique de documenter précisément, et sur une longue durée, l’évolution paléoenvironnementale et bioclimatique régionale.

3Cet article, dont le premier objectif est de révéler les potentialités exceptionnelles du dépôt, s’attachera à présenter les dernières étapes de colmatage de la cuvette lacustre, en précisant, pour chacune d’elles, la nature, le contenu paléo-écologique et l’âge des dépôts.

2 - Contexte géologique et géomorphologique

4Localisée dans le bassin supérieur de l’Argens, la plaine agricole de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (43°27’55,53’’N, 5°51’22,91’’E) occupe une vaste dépression (environ 10 km2 - paléo-poljé ?) dont la bordure nord s’ouvre sur les vallons de Seillons-Source-d’Argens et de Brue-Auriac. D’orientation sud-sud‑ouest / nord-nord-est, ces unités paysagères seraient toutes liées à la formation d’un fossé au cours de la phase tectonique de distension oligocène (Nicod, 2017). Située à l’extrémité méridionale de cette longue dépression, la cuvette de Saint-Maximin s’inscrit entre les calcaires dolomitiques et les marnes du Trias à l’est, et les séries dolomitiques et calcaires du Jurassique à l’ouest (Durand et al., 1981).

5D’un point de vue hydrographique, le secteur est essentiellement alimenté par le Réal Vieux au sud de Saint-Maximin et le Vallat d’Ollières à l’ouest de la dépression (fig. 1). Renforcés de quelques ruisseaux de moindre ampleur (Verdagne, Francon, Fontaines, etc.), ces cours d’eau s’écoulent vers le nord pour alimenter la Meyronne, petit affluent de l’Argens. Avant la réalisation de travaux de drainage aux xixe et xxe siècles, la plaine pouvait enregistrer de forts engorgements saisonniers dans sa partie est, et être soumise à des inondations récurrentes dans sa partie ouest (Nicod, 1967 ; Martelli & Zanga, 1973).

6L’épaisseur et la nature des dépôts accumulés dans la dépression sont assez mal connues. En 1973, une enquête auprès des services de construction de l’autoroute A8 (Martelli & Zanga, 1973) conclut, sans plus de précision, à un comblement sédimentaire dominé par des formations détritiques et colluviales sur près de 80 m d’épaisseur (Nicod, 1976). L’un des carottages réalisés à cette occasion (SC1, fig. 1) et retrouvé aujourd’hui dans la Banque de données du Sous-Sol du BRGM (Bureau d’Études Geotechniques, 1964), fournit pourtant plus de détails. L’identification « d’argile sableuse grise plastique », de « sable vaseux très boulant » et de « vase liquide noire » permettait déjà à l’auteur d’avancer l’hypothèse d’une sédimentation lacustre. Ces descriptions, associées à la profondeur importante du carottage, présagent de la persistance de ce type de dépôt sur une épaisseur minimale de 19,40 m, entre 1,50 et 20,90 m de profondeur.

7Pour ce qui est de l’âge des dernières étapes de comblement de la dépression, les auteurs de la carte géologique de Brignoles (Durand et al., 1981) proposent, avec toutes les réserves d’usage, de les attribuer à la dernière grande période froide (Würm).

Fig. 1 : Localisation des emprises de fouilles et des sondages profonds (Saint-Maximin-la-Sainte-Baume, Var).

Fig. 1 : Localisation des emprises de fouilles et des sondages profonds (Saint-Maximin-la-Sainte-Baume, Var).

3 - Site, matériel et méthodes

8Les sites archéologiques étudiés récemment (Flambeaux et al., 2018 ; Voyez et al., 2018a,b) se répartissent le long de la bordure méridionale de la plaine de Saint-Maximin, sur le vaste cône de déjection né de la réunion des apports sédimentaires du Réal Vieux (vallon des Allées en amont) et de ceux issus de la colline du Défens (fig. 1). La pente moyenne du cône de déjection est de l’ordre de 2,4 %. Le bassin versant du Réal Vieux, dont la superficie est de 6 km2, draine, dans sa partie ouest, les calcaires et marno-calcaires jurassiques du flanc nord-est du Mont Aurélien et, dans sa partie est, les calcaires et dolomies du Trias. Mobilisés par les écoulements, les produits d’altération de ces séries sédimentaires ont participé au comblement de la dépression de Saint-Maximin.

9En plus du carottage profond retrouvé dans les archives du BRGM, 17 sondages, réalisés à la pelle mécanique, ont permis l’observation des 9 m supérieurs de ce remplissage (figs. 2 & 3). Neuf échantillons, collectés dans les unités stratigraphiques jugées les plus représentatives, ont fait l’objet de tamisages systématiques (2 mm, 500, 200, 100 et 50 μm) et d’une description de la fraction sableuse (500-200 μm) sous loupe binoculaire (fig. 4). Dans le cadre de ces opérations d’archéologie préventive, l’objectif principal est d’estimer le potentiel paéloenvironnemental de l’ensemble de la succession sédimentaire. Ainsi, nos observations se limitent au traitement des différents indicateurs paléoenvironnementaux en termes de présence/absence (micro-faune, micro-flore, malacofaune…). Elles autorisent aussi la distinction des principaux types de concrétions carbonatées en les classant par ordre d’importance après comptage d’un minimum de 300 grains par échantillon. La prépondérance de l’un ou l’autre des quatre principaux morphotypes (tube, plaque, chou-fleur et boule) renseigne sur les milieux de dépôt et leur hydrodynamisme (Magny, 1992). Dans ce contexte d’intervention, nos observations documentent les grandes étapes de l’évolution mais ne précisent pas le contenu de chacune d’entre elles. Des analyses à plus haute résolution seront réalisées ultérieurement dans le cadre d’un programme de recherche spécifique.

10L’élaboration du cadre chronologique s’appuie sur quatre datations 14C AMS (tab. 1). Les mesures ont été réalisées par le laboratoire de Poznań (Pologne). Les graines et charbons datés ont été préalablement identifiés par Isabel Figueiral (Inrap) et les coquilles de gastéropodes par Sophie Martin (Inrap). Les âges ont été calibrés à l’aide du logiciel OxCal (v4.3.2, 2017 ; Bronk Ramsey, 2009) en utilisant la courbe de calibration atmosphérique de Reimer et collaborateurs (2013). Les résultats sont présentés en années calibrées BP et en années calibrées BCE avec un pourcentage de probabilité de 95,4 %.

4 - Résultats : les principales unités stratigraphiques

11Les neuf mètres de dépôts étudiés dans le cadre de ce travail se subdivisent en six principales unités stratigraphiques. Elles sont décrites ici, dans l’ordre de leur dépôt, de la base vers le sommet de la succession sédimentaire :

4.1 - Unité 1

12La première unité stratigraphique se développe sur l’ensemble de l’emprise étudiée (figs. 2 & 3). Elle apparait vers 5 m de profondeur en moyenne. Observée sur une épaisseur maximale de 3,50 m, sa puissance semble être considérablement plus importante vers le nord, dans le carottage géotechnique SC1. Elle se compose de craies lacustres meubles, particulaires, parfois micro-litées et d’une couleur blanchâtre à gris-bleu (10YR8/2 - N8,5). Les concrétions carbonatées qui la composent sont essentiellement représentées par des formes tubulaires (fig. 4). Ce morphotype, caractérisé en coupe par un tube central (cellule intranodale) cerclé de petits tubes périphériques (cellules cortiquantes), résulte de l’encroûtement de thalles et de verticilles de charophytes, algues vertes des eaux douces ou saumâtres. Les morphotypes plaque et chou-fleur sont présents en quantité plus réduite. Ponctuellement, ces différents concrétionnements carbonatés s’agglomèrent, autour de fantômes racinaires, en nodules pluri-centimétriques ou en massifs plus étendus. La fraction biodétritique du sédiment a livré des gyrogonites (oospores calcifiées de charophytes), des graines (Schoenoplectus lacustris), des valves d’ostracodes (en cours d’identification) ainsi que des coquilles et opercules de gastéropode aquatique (Bithynia, planorbes). Leur bon état de conservation (valves intactes, parfois en connexion, coquilles fragiles mais entières) témoigne de conditions de dépôt de faible énergie. Présents dans toute la séquence crayeuse, les restes biodétritiques sont toutefois plus abondants dans les passages de craies grises, visiblement plus riches en matière organique. Dans l’ensemble, les dynamiques sédimentaires apparaissent peu énergiques et plutôt continues.

13Dans la partie supérieure de la séquence, s’individualise, sur 40 cm d’épaisseur, une succession de lamines limono-argileuses oxydées à sables fins. Elle se caractérise par une diminution des sables construits au profit des sables détritiques et surtout biodétritiques (essentiellement ostracodes). Dominé par des processus de décantation occasionnellement perturbés par des arrivées détritiques, ce niveau pourrait être la conséquence d’une baisse du niveau lacustre. L’étude détaillée de l’assemblage ostracodologique fournira, ultérieurement, plus de précisions à ce sujet. La sédimentation crayeuse, qui prévalait à l’épandage de ce niveau, va par la suite s’exprimer à nouveau. Ainsi, la diminution de la tranche d’eau, si elle venait à être confirmée, n’aurait été que temporaire.

14In fine, c’est à la fois l’âge pléistocène supérieur et la très bonne qualité de conservation des bio-indicateurs qui confèrent à ces craies lacustres un caractère exceptionnel à l’échelle de la Provence.

15Trop proches des limites de la méthode, les trois datations radiocarbone réalisées au sein de cette unité sédimentaire ne permettent pas d’assurer un calage chronologique robuste (tab. 1). Dans le sondage SP7, entre 7,70 et 7,50 m de profondeur, les craies ont un âge supérieur à 42 000 BP (Poz-98847). Celles situées à 6,80-7,00 et 5,30 m de profondeur dans le sondage SP3 sont datées, respectivement, de 48 000 ± 3 000 BP (Poz-100287) sur opercules de Bithynia en calcite et >45 000 BP (Poz-100285) sur coquilles de Bithynia en aragonite (Penkman et al., 2017).

Fig. 2 : Nature et géométrie des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var) - Transects nord-sud.

Fig. 2 : Nature et géométrie des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var) - Transects nord-sud.

Fig. 3 : Nature et géométrie des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var) - Transect est-ouest.

Fig. 3 : Nature et géométrie des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var) - Transect est-ouest.

Fig. 4 : Granulométrie totale et descriptions macroscopiques de la fraction sableuse 500-200 μm.

Fig. 4 : Granulométrie totale et descriptions macroscopiques de la fraction sableuse 500-200 μm.

4.2 - Unité 2

16D’une puissance comprise entre 0,5 et 3 m, cette deuxième unité stratigraphique s’est déposée dans la continuité de la précédente. Identifiée à la profondeur moyenne de 3,5 m, elle se déploie, tout comme la première, sur l’ensemble du secteur d’étude (figs. 2 & 3). Formée, là encore, de craies lacustres, elle se distingue du niveau sous-jacent par une matrice plus argileuse, une oxydation prononcée et des passages de matériaux terrigènes de plus en plus fréquents (fig. 4). Des lits de sables détritiques (SP6, SP7) et/ou des épandages caillouteux (SP8, SP16) s’insèrent, en effet, à différents niveaux dans la séquence. La structure sédimentaire, plutôt plastique, montre parfois des micro-laminations. Les traces d’oxydation (diffuses ou pelliculaires) et les nodules de manganèse donnent au dépôt une coloration bariolée évoluant entre le gris, le gris vert, le rouille, et le brun jaunâtre (5GY6/2 ; 7,5YR5/6 ; 10YR5/8). Les concrétions carbonatées sont dorénavant moins abondantes que les sables détritiques. Les tubes, auparavant largement majoritaires, diminuent au profit d’encroûtements en plaque, en chou-fleur et en boule (fig. 4). Ces concrétions sont particulièrement dégradées (fractures nettes, bords émoussés, altération de leurs surfaces…). Toujours présentes, les valves d’ostracodes y sont plus rarement en connexion. Elles sont souvent abîmées, tout comme les coquilles de gastéropodes que l’on retrouve plutôt à l’état de fragments. Les conditions de dépôt apparaissent ainsi plus turbulentes qu’auparavant. Par ailleurs, ce niveau a livré quelques charbons, débris végétaux et fragments de bois. L’observation rapide de sables détritiques sous loupe binoculaire révèle la présence de quartz dépolis plutôt anguleux et, plus rarement, d’émoussés et ronds mats. La fin de cet épisode est datée (tab. 1), sur fragment charbonneux de conifère, de 34 350 ± 600 BP soit 38 416-35 291 ans cal. BCE (Poz-99767).

Tab. 1 : Datations radiocarbone - Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var).

Tab. 1 : Datations radiocarbone - Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var).

4.3 - Unité 3

17L’unité 3, composée pour l’essentiel de matériel grossier, se développe uniquement dans la partie orientale du site (figs. 2 & 3). Identifiée à la profondeur moyenne de 4 m, elle se caractérise par un granoclassement horizontal avec, une accumulation à gros blocs (>50 cm) et cailloutis hétérométriques en amont (SP4 et SP9) et une masse homogène de cailloutis bien triés à l’aval (SP10, SP8 et SP16). Ces matériaux, prélevés pour l’essentiel aux séries dolomitiques et aux calcaires locaux, présentent des formes anguleuses à sub-émoussées. La matrice, argilo-sableuse, montre des couleurs variées assez semblables à celles du niveau sous-jacent (5GY6/2 ; 7,5YR5/6 ; 10YR5/8). La fraction sableuse se compose aussi bien de sables construits (tubes et choux-fleurs) que de sables détritiques. Elle contient quelques valves d’ostracodes cassées et des fragments de coquilles. La pente générale du dépôt est de l’ordre de 0,61 % vers le nord. Son épaisseur est de 60 cm à l’aval et dépasse 50 cm en amont où sa puissance exacte n’est pas connue. Arrêtée par la taille imposante des blocs, la pelle mécanique n’a pas réussi à traverser le niveau.

4.4 - Unité 4

18L’unité 4 n’a été identifiée que dans deux sondages de la partie orientale du site (fig.  2, SP9, SP10). Enfouie à 2 m de profondeur, elle se compose d’une séquence limono-argileuse particulièrement homogène de plus d’1 m d’épaisseur. Dans l’ensemble, ce niveau se caractérise par de nombreuses traces de pédogenèse, des inclusions de poupées carbonatées et par la présence, dans sa partie basse, de blocs isolés (calcaire sub-anguleux). Dans sa partie médiane, cette unité s’organise en une succession de passages limoneux de 3 à 10 cm d’épaisseur sur lesquels repose des lits argileux n’excédant pas 1 cm de puissance. Enfin, elle se termine, dans sa partie haute, par un niveau original formé d’une accumulation limono-argileuse à sables fins de couleur rouge orangé (7,5YR4/6) à jaunâtre (5YR4/6). De structure micro-polyédrique, il se caractérise par des traces de bioturbation et par la présence d’une fraction sableuse mixte, composée de sables construits comme détritiques (fig. 4). Les éléments construits sont formés de trois types de concrétionnements : des nodules carbonatés de formes variées, des manchons ‒ gangue indurée de limons beige ‒ accumulés autour d’anciennes radicelles et des filaments blancs, parfois torsadés, vermiformes, composés de précipitations de calcite concentrées dans les cellules corticales des racines. Ces vestiges racinaires se forment dans les régions calcaires, sous climat tempéré humide ou méditerranéen (Jaillard, 1992). Ils témoigneraient d’un régime hydrique caractérisé par une saturation en eau durant une partie de l’année. En surface, reposent des gravillons et cailloutis oxydés dont les faces sont couvertes d’un enduit ferromanganique noirâtre. Ce niveau rappelle les sols pléistocènes de Provence et des Alpes du Sud (Ollivier et al., 2014). Dans le sondage SP9, ce sol rouge est recouvert de plus de 40 cm de limons jaunes à microstructure lamellaire. Tronqués par les cailloutis de l’unité sus-jacente (Unité 5), leur puissance initiale n’est pas connue.

4.5 - Unité 5

19D’une épaisseur maximale de 3 m, la cinquième unité stratigraphique est présente sur la totalité du cône de déjection (figs. 2 & 3). Sa profondeur est comprise entre 50 cm et 3 m. Elle se compose d’une accumulation homogène de petites plaquettes calcaires n’excédant que très rarement 5 cm de grand axe. Avec des faces bien conservées et des arêtes légèrement émoussées, leurs formes évoquent un transport modéré. Leur disposition en écailles de poisson, extrémité aval redressée, confirme un sens d’écoulement vers le nord. À l’échelle du site, l’inclinaison de la séquence caillouteuse est comprise entre 1,5 et 2 %. Les cailloutis sont emballés dans une matrice gravelo-limoneuse rouge orangé. L’ensemble est plutôt massif et localement induré. Ces dépôts reposent en discordance d’érosion sur les niveaux sous-jacents : limons à sol rouge le long de l’extrémité orientale du site (Unité 4) et craies lacustres par ailleurs (Unité 2). La surface des limons est parcourue de chenaux ravinant et de rigoles d’érosion alors que le toit des craies est déformé par des figures de charge et des structures en flammes. Ces caractéristiques témoignent de manifestations sédimentaires particulièrement énergiques, massives et sans doute soudaines. En outre, elles confirment le caractère toujours hydroplastique des craies au moment du dépôt et renseignent sur le principal sens des écoulements qui se développaient, très logiquement, du sud-sud-ouest vers le nord-nord-est, en respectant l’orientation générale du Réal Vieux.

20Plus ponctuellement, des passages sableux à lamines subhorizontales s’insèrent à différents niveaux dans la séquence caillouteuse. En s’élevant dans le profil, la teneur en éléments caillouteux diminue au bénéfice de fractions plus fines, sableuses ou sablo-limoneuses. Les dynamiques sédimentaires semblent alors s’atténuer de manière progressive.

4.6 - Unité 6

21Cette dernière unité stratigraphique, elle aussi présente sur l’ensemble du site, se caractérise par une épaisseur variable, comprise entre 70 cm et 3,5 m (figs. 2 & 3). Elle se compose d’une accumulation d’unités limono-argileuses à limono-sableuses de couleur jaune brunâtre (10YR6/6). De structure initialement grumeleuse et/ou polyédrique, la séquence apparaît aujourd’hui homogène, plutôt massive et parfois pulvérulente. Cette évolution résulte de la pérennité des processus pédologiques pendant toute la phase de dépôt (bioturbations visibles dans tous les niveaux) et des carbonatations secondaires qui vont prendre l’apparence d’accumulations diffuses ou de concentrations en granules, nodules, manchons et poupées carbonatées. Ces éléments représentent d’ailleurs l’essentiel de la fraction sableuse (fig. 4). L’activité pédologique ne va toutefois s’exprimer pleinement que dans la partie supérieure de la séquence. Les sédiments arborent alors une couleur brune et une structure polyédrique à grumeleuse. Les inclusions de gravillons et de cailloutis hétérométriques, plutôt rares, augmentent en s’élevant dans le profil. Tout comme les traits pédologiques, leur densité augmente, à proximité de la surface et dans les niveaux d’occupation du Néolithique et de l’Âge du Fer (Remicourt et al., 2012 ; Dubesset et al., 2015 ; Flambeaux, 2018 ; Voyez, 2018a,b).

5 - Interprétation / discussion

22Les différentes unités stratigraphiques permettent de scinder la dernière phase de comblement de la dépression de Saint-Maximin en deux grandes étapes. La première, qui regroupe les deux premières unités, se caractérise par une sédimentation essentiellement carbonatée (craie lacustre), alors que la seconde, composée des unités restantes, est dominée par une sédimentation exclusivement détritique (apports terrigènes).

5.1 - Étape 1 : un remplissage lacustre d’origine biochimique daté du pléistocène supérieur

23Cette longue période de sédimentation lacustre, singulière à l’échelle de la Provence, débute avant 48 000 BP pour finir vers 34 350 BP (SIM 3). Elle peut se subdiviser en deux phases distinctes.

24La première (Unité 1) correspond à l’épanouissement, au sein de l’étendue lacustre, d’une sédimentation carbonatée autochtone. Les sédiments, d’origine exclusivement biochimique, se déposent alors dans un milieu constamment immergé. Lors de cette première phase, les craies, composées pour l’essentiel d’encroûtements tubulaires de charophytes, évoquent une sédimentation d’extrémité de plate-forme littorale et/ou de tombant. Le parfait état de conservation des tubes, des valves d’ostracodes et des coquilles de gastéropodes renforcent l’image d’un milieu de sédimentation de mode calme. Vers la fin de cette première phase, le lac pourrait avoir enregistré une baisse temporaire de son niveau.

25Toujours carbonatée, la sédimentation lacustre de la seconde phase (Unité 2) se produit dans un milieu occasionnellement émergé. L’augmentation des morphotypes en plaque, en chou-fleur et en boule suggère désormais une sédimentation de plate-forme littorale plus que de tombant. La proximité du rivage s’exprime aussi par l’apparition d’une fraction sableuse d’origine détritique (quartz, calcaire dolomitique…), par la présence de charbons de bois et de débris végétaux de taille de plus en plus imposante et par le dépôt d’une première décharge détritique massive, véritables prémices de la seconde grande étape de sédimentation sur le site. L’oxydation du sédiment et la présence de précipitations ferromanganiques témoignent d’émersions temporaires et/ou saisonnières. Particulièrement fragmentées, les coquilles de gastéropodes et les valves d’ostracodes évoquent un milieu de sédimentation plus turbulent qu’auparavant. La proximité du rivage et la récurrence de manifestations détritiques en sont probablement les raisons principales.

26Au niveau de l’emprise de fouille, la tranche d’eau devait probablement atteindre plusieurs mètres au cours de la première phase de sédimentation lacustre, avant de diminuer considérablement au cours de la seconde.

27Les quelques indicateurs paléoécologiques observés sous loupe binoculaire procurent l’image de deux ceintures végétales distinctes, celle des plantes émergentes (joncs) de la zone eulittorale et celle des plantes immergées (charophytes) de la zone sublittorale. Dans l’ensemble, les modalités de la sédimentation de la cuvette lacustre de Saint-Maximin semblent se rapprocher de celles étudiées dans les lacs du Jura et du domaine circumalpin (Magny, 1992). Les accumulations de concrétions carbonatées s’y produisent par aggradation sur la plate-forme littorale et par progradation/aggradation sur le tombant. Ces dynamiques favorisent la migration du tombant vers le large, l’exhaussement de la plate-forme, une diminution corrélative de la tranche d’eau et, in fine, le rétrécissement progressif de la cuvette lacustre. Ce processus s’accompagne, logiquement, d’un déplacement des ceintures végétales vers le centre de la cuvette.

5.2 - Étape 2 : apports terrigènes, comblement définitif du plan d’eau et premiers indices anthropiques

28Cette seconde étape de colmatage de la dépression de Saint-Maximin tranche radicalement avec la précédente. Autrefois carbonatée, la sédimentation est dorénavant sous le contrôle exclusif d’apports détritiques grossiers en provenance du bassin versant du Réal Vieux et/ou d’apports éoliens.

5.2.1 - Une lave torrentielle localisée à l’est du site

29Cet apport grossier (Unité 3) s’étend uniquement le long de la bordure orientale du site. Composé de blocs hétérométriques dans la partie médiane du cône de déjection et de cailloutis mieux calibrés vers l’aval, il doit être interprété comme un dépôt de type lave torrentielle. L’oxydation de la matrice crayeuse et les bio-indicateurs lacustres plaident pour un dépôt en contexte semi-immergé, probablement sur la plate-forme littorale de la cuvette lacustre. Ce dépôt, qui s’insère dans la partie sommitale des craies, constitue le prélude de la longue période de sédimentation terrigène qui va suivre. Sa mise en place est antérieure à 34 350 ± 600 BP (38 416‑35 291 ans cal. BCE), date de la fin de l’épisode crayeux.

5.2.2 - Ruissellements de surface, apports éoliens et premiers indices anthropiques

30La partie est de l’emprise enregistre un fonctionnement original qui se caractérise par l’épanouissement des ruissellements de surface et des apports éoliens au détriment des dynamiques lacustres antérieures et des processus torrentiels ponctuels. L’atterrissement du secteur et l’accalmie des processus morphogéniques se traduisent par la formation d’un sol rouge au faciès similaire à ceux du Luberon, de la Basse Provence et des Alpes du Sud. Datés de 51 000 ± 3 000 BP à 23 800 ± 1 000 BP (28 450-24 248 ans cal. BCE), ces derniers témoignent de périodes aux caractéristiques climatiques plutôt tempérées (Ollivier et al., 2014). À Saint-Maximin, le sol rouge n’a pas été directement daté. Postérieur à 34 350 ± 600 BP (fin des craies) et sans doute antérieur à 23 800 ± 1 000 BP (sols rouges provençaux les plus récents), il se développe, vraisemblablement, au cours d’un interstade plus tempéré de la fin du SIM 3. La nature des concrétionnements retrouvés dans le sol plaide pour un régime hydrique caractérisé par une saturation en eau temporaire, probablement saisonnière.

31Toujours dans la partie orientale du site, le triptyque sol rouge, limons à microstructure lamellaire de gel/dégel et apport caillouteux ravinant, résulte vraisemblablement d’une phase de transition où se succèdent une période tempérée interstadiaire propice au développement d’une pédogenèse et une phase de dégradation climatique favorable à l’expression de cycles gel/dégel et à la vidange des stocks périglaciaires de versants.

32Hormis quelques blocs retrouvés à la base de cette séquence limoneuse (sondage SP16), dont le caractère isolé et les formes anguleuses suggèrent une possible intervention humaine, les indices de présence paléolithique aux abords de la dépression de Saint-Maximin se résument à quelques fragments de silex, dont l’attribution chrono-culturelle précise reste encore à confirmer (découverte signalée par Yves Palun : Carrazé, 1976 ; Roca, 2016). À l’échelle régionale, les autres témoignages d’occupations pléistocènes sont essentiellement représentés par des occupations sous abri (Defleur et al., 1990). Il s’agit notamment de la grotte des Cèdres (Le Plan d’Aups, Var), de la Baume des Peyrards (Buoux, Vaucluse), de la grotte de Rigabe (Artigues, Var), de la Baume de Colle Rousse (Le Muy, Var) et de la Baume Bonne (Quinson, Alpes-de-Haute-Provence). Les sites de plein air sont particulièrement rares. Les quelques silex retrouvés sur les collines bordières de la dépression de Saint-Maximin, le site de Forcalquier (Alpes-de-Haute-Provence) où a été daté un cubitus humain de 45 000 ± 4 000 BP (Ollivier et al., 2014) et les témoignages d’occupations du Paléolithique moyen et supérieur de la vallée de l’Argens comme Les Vaugreniers et Le Muy (Montoya et al., 2014), Saint-Pierre et Les Arcs (Conche & Bracco, 2007) et Les Gachettes et Les Arcs-sur-Argens (Courtin, 1982), en constituent les indices les plus proches.

5.2.3 - Apport torrentiel généralisé à l’ensemble du cône de déjection

33Les caractéristiques granulométriques, sédimentologiques et géométriques de cette séquence caillouteuse (Unité 5) ainsi que son extension à l’ensemble du secteur (zones encore immergées comme espaces déjà atterris), témoignent d’une période d’intense activité torrentielle. Ce nouvel apport sédimentaire va marquer l’arrêt définitif des processus de sédimentation lacustre sur le site. En progradant sur les craies semi-immergées de la frange littorale, ce dépôt, comme le précédent, a repoussé progressivement la ligne de rivage vers le nord pour aboutir, in fine, au comblement définitif de la bordure méridionale de l’étendue lacustre. L’atterrissement du site s’est produit à la fin du SIM 3 ou au cours du SIM 2, longue période au cours de laquelle les glacis à gélifracts remaniés du Luberon se sont accumulés (Ollivier et al., 2014).

34Plus généralement, les deux principaux apports détritiques résultent d’une réactivation des processus érosifs sur les versants et d’une augmentation de la compétence des écoulements. Si ces mécanismes peuvent se produire ponctuellement lors de courtes pulsations météorologiques, il apparaît plus logique, compte tenu de l’ampleur de la succession sédimentaire, de sa durée et de son caractère bipartite, qu’ils répondent plutôt à une modification durable et significative des paramètres climatiques (transition SIM 3 / SIM 2 ?).

5.2.4 - Exhaussement lent, pédogenèse et occupations pré- et protohistoriques

35Lors de cette dernière étape, l’exhaussement se poursuit sous la contrainte de dynamiques peu énergiques identiques à celles qui s’exprimaient, dans la partie orientale du site, juste avant le dernier apport détritique. Ruissellements de surface (grains émoussés-luisants) et apports éoliens (grains émoussés mats et ronds mats) alimentent progressivement le secteur en particules fines (Unité 6) et entretiennent ainsi l’extension des cônes de déjection. Dans le même temps, le développement continu d’une activité pédologique gomme les limites de chaque dépôt et participe ainsi à leur homogénéisation. Les précipitations de carbonate secondaire autour d’anciens systèmes racinaires témoignent de battements de nappes et probablement d’épisodes d’assèchements temporaires. C’est dans ce contexte que les communautés pré- et protohistoriques vont investir les lieux. Elles bénéficieront d’une nette accalmie des processus sédimentaires et d’une diminution notable de l’hydromorphie sur le site. Au cours de l’Âge du Fer, les ressources en eau sont alors assurées par un réseau de puits dépassant parfois 7 m de profondeur (Remicourt et al., 2012 ; travaux en cours). En revanche, à l’échelle de la plaine de Saint-Maximin, les réserves hydriques sont probablement toujours garanties par la persistance de secteurs humides et d’une étendue d’eau libre. Autrefois occupée par une cuvette lacustre, la plaine s’organise, suite à l’activité colluvio-alluviale du Pléniglaciaire, du Tardiglaciaire et de la première moitié de l’Holocène, en une mosaïque de paysages structurée par de vastes étendues peu inclinées formées par les deux grands cônes de déjection du Réal Vieux et du Vallat d’Ollières, une zone marécageuse étroite et sinueuse confinée entre les parties distales de ces deux cônes et les reliefs du Défens et, enfin, un probable lac résiduel retranché le long de la bordure orientale de la dépression (fig. 5).

Fig. 5 : Principales étapes de l’évolution paysagère depuis le Pléistocène supérieur - Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var).

Fig. 5 : Principales étapes de l’évolution paysagère depuis le Pléistocène supérieur - Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var).

6 - Conclusion

36L’étude des niveaux profonds accumulés dans la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume a permis de retracer les dernières étapes de son colmatage et de révéler, pour la première fois dans le secteur, une séquence de craies lacustres au potentiel paléoenvironnemental exceptionnel. Deux caractéristiques principales constituent la singularité de ce dépôt : (1) la grande diversité et le parfait état de conservation de son contenu paléo-écologique (concrétions carbonatées, pollens, ostracodes, carporestes), mais aussi (2) un âge pléistocène supérieur, compris entre 48 000 et 34 350 BP. Compte tenu des incertitudes liées aux limites des datations radiocarbone, cette fourchette chronologique pourrait être plus étendue. De plus, la durée totale de la phase de sédimentation crayeuse est certainement bien plus longue. Les descriptions du carottage géotechnique SC1 (Bureau d’Études Geotechniques, 1964) témoignent, on l’a vu, d’une accumulation de sables argileux gris sans cohérence sur une épaisseur de 19,40 m ainsi que d’un passage de vase liquide noire entre 12,20 et 14,70 m de profondeur. L’hypothèse d’un remplissage lacustre, alors avancée par l’auteur, est aujourd’hui clairement confirmée par nos observations. Ainsi, par analogie avec le taux de sédimentation moyen des dépôts étudiés, ceci présage d’un enregistrement sédimentaire de longue durée, couvrant potentiellement les SIM 3, 4 et 5. En outre, les sables, graviers et galets retrouvés en fond de carottage, entre 20,90 et 25,10 m, ne reposent pas sur le fond de la cuvette lacustre. Ils pourraient procéder d’une simple pulsation de l’activité torrentielle du Réal Vieux et ainsi s’insérer dans une séquence lacustre préexistante encore plus épaisse. Rappelons à ce sujet que les carottages géotechniques de 80 m de profondeur, réalisés préalablement à la construction de l’autoroute A8, n’ont pas atteint le fond de la dépression (Martelli & Zanga, 1973 ; Nicod, 1976). Cette vaste étendue lacustre n’est probablement pas isolée dans la Provence du Pléistocène supérieur. Les grands poljés, comme ceux de Cuges‑les‑Pins (Bouches-du-Rhône) et de Signes (Var), pourraient avoir enregistré une évolution analogue. La similitude apparente de leur comblement sédimentaire plaide en ce sens (Bonifay, 1952 ; Sol Essais, 1970).

37Ce travail documente aussi les modalités de colmatage de la cuvette lacustre une fois la sédimentation carbonatée définitivement annihilée par la masse imposante des apports terrigènes. L’extension du cône de déjection du Réal Vieux vers le nord suite à la progradation des dépôts torrentiels dans le lac, s’accompagne d’un redressement progressif du profil longitudinal du cours d’eau qui passe, successivement, de 0,61 % à 1,5 % pour finir aujourd’hui à 2,4 %. Ce phénomène, classique en contexte torrentiel, résulte d’un granoclassement horizontal qui favorise les accumulations de matériaux grossiers à l’apex du cône et l’épandage des fractions fines dans sa partie distale. Cette longue tendance à l’accumulation sédimentaire répond visiblement à une modification des paramètres climatiques qui tendent alors à favoriser la pleine expression des processus érosifs sur les versants ainsi que le développement probable de dynamiques éoliennes dans les zones basses. Cette évolution, postérieure à 38 416-35 291 ans cal. BCE pourrait s’inscrire au sein du pléniglaciaire du SIM 2.

38Le caractère particulièrement prometteur de ces premiers résultats a incité le SRA PACA à demander une série d’investigations complémentaires. Fondées, notamment, sur un carottage profond, elles auront pour objectif de confirmer la qualité de l’enregistrement sédimentaire et des différents indicateurs paléoécologiques (malacologie, carpologie, palynologie, entomologie et ostracodologie) afin de restituer au mieux le contexte paléoenvironnemental et bioclimatique des communautés néandertaliennes de Provence. Les quelques témoignages d’occupations pléistocènes recensés à l’échelle de la région pourraient, à la faveur de ce travail, s’insérer dans un canevas continu de l’évolution paléoenvironnementale régionale et être ainsi éclairés sous un jour nouveau.

39Ces premiers résultats posent les bases d’une étude géoarchéologique et paléoenvironnementale plus exhaustive qui se concrétisera, dès 2019, dans le cadre d’un PCR pluriannuel porté par le SRA PACA et l’Inrap.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Localisation des emprises de fouilles et des sondages profonds (Saint-Maximin-la-Sainte-Baume, Var).
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Fichier image/jpeg, 15M
Titre Fig. 2 : Nature et géométrie des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var) - Transects nord-sud.
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Titre Fig. 3 : Nature et géométrie des dépôts de comblement de la dépression de Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var) - Transect est-ouest.
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Titre Fig. 4 : Granulométrie totale et descriptions macroscopiques de la fraction sableuse 500-200 μm.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/10645/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 3,1M
Titre Tab. 1 : Datations radiocarbone - Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var).
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Titre Fig. 5 : Principales étapes de l’évolution paysagère depuis le Pléistocène supérieur - Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var).
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Pour citer cet article

Référence papier

Olivier Sivan, Alda Flambeaux, Corinne Landure, Maryanick Taras et Christophe Voyez, « Découverte d’une nouvelle séquence lacustre du pléistocène supérieur à Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var, France) : un important potentiel pour l’étude multi-indicateurs des changements environnementaux en Provence »Quaternaire, vol. 29/4 | 2018, 363-373.

Référence électronique

Olivier Sivan, Alda Flambeaux, Corinne Landure, Maryanick Taras et Christophe Voyez, « Découverte d’une nouvelle séquence lacustre du pléistocène supérieur à Saint-Maximin-la-Sainte-Baume (Var, France) : un important potentiel pour l’étude multi-indicateurs des changements environnementaux en Provence »Quaternaire [En ligne], vol. 29/4 | 2018, mis en ligne le 01 janvier 2021, consulté le 07 février 2025. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/10645 ; DOI : https://doi.org/10.4000/quaternaire.10645

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Auteurs

Olivier Sivan

 INRAP (Institut National de Recherches Archéologiques Préventives), 105 rue Serpentine, ZA Les Jalassières, FR-13510 ÉGUILLES. Courriels : olivier.sivan@inrap.fr;  CEPAM (Cultures et Environnements Préhistoire, Antiquité, Moyen Âge), UMR 7264 CNRS/UNS, Université Nice Sophia Antipolis, Pôle Universitaire Saint Jean d’Angély, SJA 3, 24, avenue des Diables Bleus, FR-06357 NICE cedex 4

Articles du même auteur

Alda Flambeaux

 INRAP (Institut National de Recherches Archéologiques Préventives), 105 rue Serpentine, ZA Les Jalassières, FR-13510 ÉGUILLES. Courriel : alda.flambeaux@inrap.fr;

Corinne Landure

SRA PACA (Service Régional de l’Archéologie de la Région Provence-Alpes-Côte d’Azur), Bât. Austerlitz, 21 allée Claude Forbin, FR-13652 AIX-EN-PROVENCE cedex 1. Courriel : corinne.landure@culture.gouv.fr

Maryanick Taras

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Christophe Voyez

 INRAP (Institut National de Recherches Archéologiques Préventives), 105 rue Serpentine, ZA Les Jalassières, FR-13510 ÉGUILLES. Courriel : christophe.voyez@inrap.fr

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