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Nouvelles données sur le système fluviatile du loir en aval de Vendôme (Loir-et-Cher, région Centre-Val de Loire, France) : contexte morphosédimentaire, géochronologie ESR, tectonique récente et préhistoire

New data from the loir river fluvial system upstream Vendôme (Loir‑et‑Cher, Centre Region, France): morphosedimentary context, ESR chronlogy, recent tectonics and prehistory
Jackie Despriée, Hélène Tissoux, Pierre Voinchet, Gilles Courcimault et Jean‑Jacques Bahain
p. 123-152

Résumés

Dans sa traversée du Loir-et-Cher, la vallée du Loir Vendômois incise la bordure sud-est du Faux-Perche. Elle recoupe une mosaïque de terrains structurés par de nombreux accidents tectoniques qui ont rejoué depuis le Paléogène. Deux secteurs de même longueur ont été définis en fonction de cette paléogéographie : un secteur amont, ou Haut-Vendômois, et un secteur aval, ou Bas-Vendômois, dans lesquels une succession de bassins alluviaux reliés par de couloirs étroits ont été individualisés. Dans le secteur Haut-Vendômois, neuf formations fluviatiles fossiles avaient été datées par la méthode de Résonance de Spin Electronique (ESR). Les âges obtenus indiquent un début d’incision au Pléistocène inférieur, peut-être irrégulière (ressauts). Dans le secteur du Bas-Vendômois, neuf nouvelles formations ont été datées. Les âges ESR sont semblables aux âges obtenus dans le secteur amont. Comme dans le secteur amont, des décalages importants (de 10 à 25 m) sont observés entre les altitudes relatives de plusieurs dépôts alluviaux et leurs données chronologiques. Ces décalages, observés également sur les toits des formations crétacées sous-jacentes semblent résulter de deux événements tectoniques impliquant le rejeu des nombreux accidents en distension locaux. Le premier événement serait légèrement antérieur à l’aggradation des très hautes formations déposées entre 1,1 et 1 Ma, et serait à l’origine de l’ouverture des grabens suivis par le Loir entre les reliefs anticlinaux (phase distensive ?). Le début de la subsidence à l’origine des bassins dans les zones de distension où se recoupent plusieurs failles pourrait dater de cette époque. L’autre événement se serait produit il y a 400 - 350 ka. L’incision d’un fossé nettement plus étroit où coule actuellement le Loir paraît résulter d’une accélération de la surrection du sud du Bassin parisien à cette époque. La surrection aurait été accompagnée du basculement des compartiments riverains entraînant les abaissements observés dans les altitudes relatives des alluvions.Dans le fossé limité par des escarpements verticaux, les trois dernières formations fossiles sont emboîtées, indiquant qu’un possible ralentissement aurait suivi l’incision rapide et profonde d’une quinzaine de mètres.

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Texte intégral

Nous remercions le Ministère de la Culture-DRAC du Centre, le Conseil régional du Centre-Val de Loire-ARCHÉA, le Conseil Départemental du Loir-et-Cher, pour leur soutien financier dans le cadre des prospections thématiques puis du programme collectif de recherche sur « les premiers peuplements dans les formations fluviatiles fossiles du bassin de la Loire moyenne en région Centre » et le Département de Préhistoire du Muséum national d’Histoire naturelle pour son soutien scientifique. Notre gratitude à André Motheron (†), agriculteur et à André Michel (†), adjoint à la Culture à la Mairie de Montoire et la Communauté d’Agglomération des Territoires Vendômois, pour avoir facilité la recherche et l’accès aux anciennes carrières, en particulier celle de la Maison-Blanche à Montoire ; d’avoir longuement recherché les fossiles signalés par Ernest Aubin, originaire de Montoire et recherché aussi ses descendants ; à Henri Garon qui a bien voulu effectuer les mesures de datation des échantillons de Ternay ; aux Entreprises Minier, Rougeron et Chavigny, pour leur aide sur le terrain ; à Gilbert Moyer, maire de Saint-Martin-des-Bois, qui a pu organiser avec les propriétaires la remise au jour mécanique des formations anciennement exploitées sur sa commune ; à Jean-Jacques Loisel, originaire de Ternay, qui nous a permis de situer les ramassages sur le site de la Jarretière et de localiser « la terrasse du Plat-d’Etain » de Georges Denizot.

1 - Introduction

1Le Loir, affluent de la Sarthe, prend sa source en limite nord-est du bassin versant de la Loire moyenne. Il coule d’abord en suivant la bordure sud-est des terrains crétacés du Perche selon une direction générale nord-sud, puis nord-est/ sud-ouest au contact avec les calcaires lacustres de la Beauce avant de basculer vers l’ouest (Fig. 1A). Ce dernier changement de direction a lieu à Vendôme, ville située au contact de trois régions naturelles, le Faux-Perche, la Petite Beauce et les Gâtines tourangelles, dans un secteur structuré par de très nombreux accidents tectoniques que la vallée recoupe (fig. 1B). Au cours du Quaternaire, divers rejeux de ces failles ont favorisé la mise en place d’une succession de bassins reliés par des couloirs dans lesquels coule aujourd’hui la rivière (Despriée et al., 2003 ; Tissoux et al., 2011).

2Dès la deuxième moitié du xixe siècle, les formations alluviales du Loir Vendômois ont fait l’objet de relevés stratigraphiques et de recherches des témoins de la présence de « l’Homme quaternaire », notamment à Saint-Ouen et à Vendôme (Bourgeois, 1865 ; Nouel, 1865). L’abbé Bourgeois avait également « trouvé des éclats travaillés dans le diluvium du Loir » à Artins et à Poncé, lesquels furent mentionnés par Gabriel de Mortillet (1885) comme étant des « outils moustériens [trouvés] dans les alluvions du Loir ». Toujours à Artins, la découverte à la Jarretière d’un site « chelléen, acheuléen et moustérien » fut signalée par l’instituteur Paul Clément (1905). En 1909, c’est la découverte à la Maison-Blanche, dans « une veine de sable située à 2,50 m de profondeur » dans les alluvions du Loir à Montoire, d’une calotte crânienne humaine accompagnée de dents de chevaux et d’éclats de silex taillés, qui fut publiée (Aubin, 1909).

3Au xxe siècle, des modèles de plus en plus complexes du système fluviatile du Loir furent successivement proposés, avec des essais de positionnement et de datation relative des niveaux préhistoriques (Chaput, 1917 ; Denizot, 1921, 1929, 1930, 1931, 1950a et b ; Despriée & Lorain, 1972 ; Despriée, 1979). A partir de 1999, les premières datations absolues, en utilisant la méthode de résonance de spin électronique (ESR) appliquée aux quartz fluviatiles blanchis optiquement, ont, dans cette vallée, d’abord porté sur les formations qui avaient livré des industries préhistoriques et des restes osseux fossiles bien situés stratigraphiquement (Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003, Despriée & Voinchet, 2005).

4Entre 2001 et 2011, des datations systématiques furent ensuite effectuées en amont de Vendôme sur les dépôts mis au jour en continu dans la tranchée du gazoduc « Artère du Centre ». Elles ont permis de compléter le système de terrasses fluviatiles, de montrer l’importance locale de la tectonique quaternaire et de replacer ce système fluviatile dans le cadre chronologique du Quaternaire (Tissoux et al., 2011 ; Despriée et al., 2011). Les relevés et les prélèvements ont également été poursuivis dans les carrières ouvertes en aval de Vendôme dans le bassin de Naveil / Villiers-sur-Loir / Thoré et systématisés en aval de Montoire, dans le bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo (Fig. 2A).

5Ces études ont été menées dans le cadre des programmes de l’UMR 7194 « Histoire naturelle de l’Homme préhistorique » (MNHN-CNRS) et du projet collectif de recherche sur « Les premiers peuplements paléolithiques dans les formations fluviatiles du bassin de la Loire moyenne en région Centre » soutenu par le Ministère de la Culture, le Bureau de Recherches Géologiques et Minières et le Conseil régional du Centre-Val de Loire.

6Nous décrivons ci-dessous neuf dépôts alluviaux observés et prélevés en aval de Vendôme entre 2001 et 2011 : deux dans le bassin de Naveil / Villiers-sur-Loir / Thoré (extrémité est du secteur Haut-Vendômois), et sept en aval de Montoire, dans le bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo (secteur Bas‑Vendômois). Nous y localisons également les niveaux préhistoriques qui y avaient été repérés sur les sites de Bondrée à Naveil et de la Maison-Blanche à Montoire. La position du site de la Jarretière, connu pour avoir livré près de six mille artefacts du Paléolithique ancien et moyen, a également pu être précisée (fig. 2B).

7Les résultats des datations réalisées par le laboratoire de Géochronologie de l’UMR7194 permettent des comparaisons avec les données géochronologiques disponibles pour les dépôts situés en amont de Vendôme, de les replacer dans le cadre chronologique du Quaternaire et de situer chronologiquement les industries préhistoriques qui sont associées.

Fig. 1 : Carte de situation et carte géologique simplifiée du Loir vendômois.

Fig. 1 : Carte de situation et carte géologique simplifiée du Loir vendômois.

(A) Carte de situation de la vallée du Loir vendômois. (B) Carte géologique simplifiée de la zone étudiée en aval de Vendôme. 1/ Aquitanien (Calcaire de Beauce), 2/ Eocène (sables, argiles et perrons), 3/ Crétacé terminal (Argiles à silex), 4/ Campanien (calcaires et craies), 5/ Coniacien-Santonien (craies à silex), 6/ Turonien (craies et tuffeaux à silex), 7/ Cénomanien (Sables du Perche).

Fig. 2 : Localisation des secteurs d’étude et des sites datés en aval de Vendôme.

Fig. 2 : Localisation des secteurs d’étude et des sites datés en aval de Vendôme.

(A) Localisation des sites datés en aval de Vendôme : Naveil (1 les Bournais, 2 Bondrée) ; Thoré-la-Rochette (3 les Grands-Champronds) ; Montoire
(4 Champigny, 5 la Maison-Blanche) ; Saint-Martin-des-Bois (6 le Gué-de-Sue, 7 la Touche, 8 Lavau, 9 la Panerie, 10 la Chanoinerie, 11 le Petit-Ranay) ; Trôo (12 la Croix-Maison-Petit) ; Ternay (13 Launay-le silo) ; Artins (14 les Grouas) ; Poncé-sur-le-Loir dans le département de la Sarthe (15 le Cimetière et 16 les Bornais). (B) Localisation des bassins étudiés dans la vallée du Loir. a/ Bassin de Naveil - Villiers-sur-Loir - Thoré dans le secteur Haut-Vendômois. b/ Bassin de Saint-Martin-des-Bois - Ternay - Trôo dans le secteur Bas-Vendômois. c/ Couloir d’Artins - Sougé (site de la Jarretière). Les régions naturelles sont définies par la nature de leur sous-sol (cf. fig. 1B). La largeur de l’incision atteint cinq à six kilomètres au niveau des plateaux.Noms des localités, de gauche à droite : Lch = La Chartre-sur-le-Loir (Indre-et-Loire) ; Rui = Ruillé ; Pon = Poncé ; Pdb = Pont-de-Braye (Sarthe) ; Sou = Sougé ; Art = Artins ; Trôo ; Ter = Ternay ; Sqt = Saint-Quentin-lès-Trôo ; Smb = Saint-Martin-des-Bois ; Lrl = Les Roches‑l’Évêque ; Mon = Montoire ; Tlr = Thoré-la-Rochette ; Nav = Naveil ; Ven = Vendôme (Loir-et-Cher). Noms des accidents (de gauche à droite), seuls figurent les accidents les plus importants (d’après Giot et al., 1999, 2004 ; Brétizel et al., 2012). f1 = faille du Grand-Lucé ; f2 = faille de Saint‑Georges-de-la-Couée ; f3 = faille de la Chartre-sur-le-Loir ; f4 = faille de la Braye ; f5 et f7 = failles de Saint-Martin-des-Bois ; f6 = faille de Saint‑Quentin‑lès-Trôo ; f8 = faille de Huisseau‑en‑Beauce (ou de la Brisse) ; f9 = faille du Boulon ; f10 = faille de Vendôme-la Chappe. Seuls figurent les accidents les plus importants (d’après Giot et al., 1999, 2004 ; Brétizel et al., 2012).

2 - Cadre géographique et géologique

8Lors des études précédentes, il avait été proposé de découper la vallée du Loir vendômois en deux secteurs : le secteur du « Haut-Vendômois » et le secteur du « Bas-Vendômois » qui avaient été définis en rapport avec les formations traversées et avec les structures tectoniques qui les affectent (Despriée & Lorain, 1972 ; Despriée et al. 2003).

9Le secteur Haut-Vendômois, long d’environ 40 km, correspond à un tronçon de la vallée compris entre le graben ouvert entre les anticlinaux de Fréteval et de Marchenoir à Morée, où le Loir prend une direction N. 30° E, et la faille de Huisseau-en-Beauce immédiatement en aval de Vendôme. Le bassin de Naveil / Villiers / Thoré qui est décrit ci-dessous se situe à l’extrémité occidentale de ce secteur où il est limité par la faille de Huisseau-en-Beauce (ou de la Brisse). Il a la même profondeur d’incision de 70 m (fig. 2A & B).

10Le secteur Bas-Vendômois, également long d’environ 40 km, correspond au tronçon compris entre la faille de Huisseau-en-Beauce et celle de la Chartre-sur-le-Loir. La vallée du Loir y suit une direction d’est en ouest qui correspond à l’axe de l’anticlinal de Montoire. Elle incise le plateau du Faux-Perche sur une largeur variant de cinq à six kilomètres et une profondeur de 90 m (fig. 2B).

11De haut en bas, ont été successivement recoupés les formations mio-pliocènes des Sables et graviers continentaux, les dépôts d’argiles à silex détritiques attribués à l’Eocène, puis les Argiles à silex altérées du Crétacé terminal qui forment des versants généralement en pente douce. Les très nombreux carottages réalisés préalablement à la construction de la voie du TGV Atlantique pour la recherche des matériaux, pour l’établissement des cartes géologiques et pour l’alimentation en eau potable (AEP), ont permis de connaître précisément les épaisseurs de ces diverses séries détritiques tertiaires et des séries crétacées par ailleurs visibles dans les escarpements.

12Les témoins des formations fluviatiles fossiles n’ont pas toujours été conservés sur le haut des versants argileux instables, où ils sont parfois recouverts par des dépôts de pente. Ils sont généralement étagés sur le moyen versant au-dessus des escarpements sub-verticaux de craies et de tuffeaux du Turonien qui limitent des bassins et les fossés qui les relient. Les formations fluviatiles plus récentes se sont emboîtées dans les plaines alluviales de ces bassins et des fossés qui les relient. Elles sont recouvertes par des formations limoneuses. Actuellement, le fond de la plaine alluviale repose sur diverses séries de craies, de marnes ou de sables du Perche déposés au Crétacé supérieur et connus par les carottages profonds (Rasplus et al., 1974 ; Manivit et al., 1975, 1982, 1983 ; Giot et al., 1999, 2004).

3 – Matériels et méthodes

13Les couches de sédiments des différents témoins alluviaux étudiés ont été relevées et prélevées grâce à des séquences stratigraphiques mises au jour mécaniquement dans les extractions en carrière et à l’occasion de travaux de génie civil ou agricoles ou remises au jour mécaniquement dans d’anciennes carrières. Le substratum a parfois été atteint. Chacune des coupes a fait l’objet d’un nettoyage manuel avant relevé et prélèvements.

3.1 - Les sites de prélèvements en aval de Vendôme

14En aval de Vendôme, sept coupes avaient pu être prélevées en 1999 et 2000 mais seulement quatre formations avaient été datées sur une distance de 40 km (Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003). L’importance des observations faites en 2001 en amont de Vendôme dans la tranchée du gazoduc qui avait recoupé en continu les plateaux, les deux versants et la plaine alluviale (Tissoux et al., 2011) nous a incités à rechercher en aval de Montoire un secteur dans lequel pourraient être effectués des prélèvements systématiques depuis le rebord du plateau jusqu’à la nappe de fond. C’est le bassin s’étendant sur les communes de Saint-Martin-des-Bois, Ternay et Trôo, situées en aval de Montoire, qui a été choisi. Des carrières anciennes, ouvertes dans la plupart des formations étagées sur le versant sud étaient encore accessibles pour une remise au jour des stratigraphies et pour y prélever dans des niveaux suffisamment profonds pour qu’ils n’aient pas été altérés par les pédogenèses et les travaux agricoles. Dix nouveaux échantillons ont pu être prélevés dans le bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo, en aval de Montoire dans le secteur Bas-Vendômois (fig. 2). Enfin, en 2011, trois nouveaux échantillons ont pu être prélevés dans le bassin de Naveil / Villiers-sur-Loir / Thoré-la-Rochette immédiatement en aval de Vendôme à l’extrémité est du secteur Haut-Vendômois. La localisation précise de tous ces prélèvements, y compris ceux déjà publiés, est donnée dans le tableau 1 (tab. 1).

Tab. 1 : Géolocalisation de l’ensemble des prélèvements ESR effectués dans les secteurs Haut-Vendômois (HV) et Bas-Vendômois (BV) de la vallée du Loir, avec indication des années de prélèvement et de publication (d’après Voinchet, 2002 et Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2) ; Tissoux et al., 2011 (3).

Tab. 1 : Géolocalisation de l’ensemble des prélèvements ESR effectués dans les secteurs Haut-Vendômois (HV) et Bas-Vendômois (BV) de la vallée du Loir, avec indication des années de prélèvement et de publication (d’après Voinchet, 2002 et Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2) ; Tissoux et al., 2011 (3).

Les altitudes relatives sont données par rapport à l’incision maximale estimée à partir des sondages disponibles.

3.2 - Analyses sédimentologiques et minéralogiques

15Les granulométries globales des trois formations fluviatiles emboîtées de la plaine alluviale ont été réalisées dans des travaux antérieurs liés à la recherche de gisements potentiels en sables et graviers en amont et en aval de Vendôme (Cario, in Maillard & Desprez, 1975). Lors des études menées sur les formations associées aux gisements préhistoriques du Haut‑Vendômois, des courbes granulométriques cumulatives avaient également été obtenues pour les quatre formations fluviatiles conservées sur les versants (Lorain, in Despriée, 1979).

16En aval de Vendôme, les formations argilo-crayeuses traversées étant les mêmes que dans le Haut-Vendômois, seulement huit échantillons (150-200g) ont été prélevés pour la présente étude dans les quatre nappes étagées sur le moyen versant du bassin de Saint-Martin-des-Bois. La granulométrie globale et la présence des quatre éléments siliceux présents en aval (silex, quartz, jaspe et silice) ont été vérifiées dans les fractions grossières. Les résultats sont donnés dans la description des coupes ci-dessous.

17Pour permettre de caractériser les marqueurs de cette rivière drainant les formations du Perche sur le versant nord du bassin de la Loire avant son entrée en Touraine, des comptages minéralogiques ont été effectués sur six de ces échantillons prélevés dans ce bassin à des altitudes différentes sur le versant. Ces comptages ont été réalisés au Laboratoire d’Analyse et de Caractérisation minérale du Bureau de Recherches géologiques et minières d’Orléans-La Source. Les fractions inférieures à 1 mm ont ensuite été séparées par tamisage. La fraction de 0,05 à 1 mm a été traitée par séparation densimétrique au bromoforme. Après pesée, la fraction dont la densité était supérieure à 2,85 a subi une séparation ferromagnétique au barreau aimanté (en fractions ferromagnétique FM - et non ferromagnétique -NFM). La fraction non ferromagnétique a ensuite subi une séparation paramagnétique à l’aimant Ugine (de nouveau en fractions FM et NFM). Toutes les fractions séparées ont été observées sous loupe binoculaire et contrôlées sous microscope électronique à balayage (MEB) et par spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie (EDS). La fraction inférieure à 50 µm a été analysée par diffractométrie des rayons X sur lame orientée normale glycolée pendant 12 heures et été ensuite chauffée à 490°C pour étudier plus spécifiquement la fraction phylliteuse.

3.3 - Datation par ESR de quartz optiquement blanchi

18Dans ce travail, la méthode utilisée pour connaître l’âge du dépôt des alluvions des diverses formations est celle de la résonance de spin électronique (ESR) appliquée aux grains de quartz fluviatiles blanchis optiquement (Yokoyama et al., 1985 ; Laurent et al., 1998 ; Voinchet et al., 2004 ; Tissoux et al., 2011 ; Moreno et al., 2012 ; Duval et al., 2015).

19La préparation physique et chimique des échantillons de sédiments et les mesures ont été réalisées au Laboratoire de Géochronologie du l’UMR7194 HNHP situé à l’Institut de Paléontologie Humaine à Paris par Pierre Voinchet, Hélène Tissoux et Henri Garon en suivant le protocole décrit dans Voinchet et al. (2004).

20Les mesures ESR ont été réalisées avec un spectromètre Brucker EMX à basse température (107° K) dans les conditions proposées par Voinchet et al. (2004). Dans le cadre de ce travail, il a été décidé d’utiliser le centre paramagnétique lié à la présence d’aluminium dans les cristaux de quartz (centre Al). D’après la littérature, ce centre est le plus adapté pour couvrir l’intégralité de la période de mise en place du système fluviatile du Loir (du Pléistocène inférieur au Pléistocène supérieur). De précédentes études d’inter-comparaison entre l’ESR et d’autres méthodes permettant de dater des longues périodes ont montré que le centre Al permettait d’obtenir des âges cohérents avec les phases de dépôts (comparaisons ESR sur quartz, ESR/U-Th sur dents et 40Ar/39Ar sur minéraux volcaniques) (Chaussé et al., 2000 ; Bahain et al., 2007 , Pereira. et al., 2015, Voinchet et al., 2020).

21D’autres études (notamment Voinchet et al. (2015) ont montré que, pour les sables fluviatiles dont l’âge est supérieur à 50 000 ans, la surestimation liée à un mauvais blanchiment lors du transport n’excède pas 5 %, et que, même au-delà de 300 000 ans, cette surestimation serait inférieure à 1 %. Ces âges permettent donc une corrélation entre les âges de dépôts et les phases climatiques.

22Les signaux liés à la présence de centres titane (Ti) observés lors des tests déjà effectués sur les précédents échantillons provenant de la vallée du Loir vendômoise étant extrêmement faibles, il n’a pas été jugé pertinent d’utiliser ces derniers en raison de l’aspect chronophage de l’opération. De plus, aucun indice de contamination par des sables plus anciens issus du substratum n’ayant été observé, l’utilisation de l’approche multi-centre (Toyoda et al., 2000 ; Tissoux et al., 2008 ; Duval & Guilarte, 2015) ne semble pas appropriée. Un seul échantillon, celui des Grouas à Artins (Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003), pollué par les Sables du Perche cénomaniens, a été exclu de l’étude.

4 - Les formations fluviatiles fossiles en aval de vendôme

23Les dépôts alluviaux fossiles ont été prélevés dans le bassin de Naveil / Villiers-sur-Loir / Thoré-la-Rochette / Lunay et dans le bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo (fig. 2). Les descriptions sédimentologiques sont résumées ci-dessous :

4.1 - Les depôts fluviatiles fossiles du bassin de Naveil / Villiers / Thore / Lunay

24Ce bassin occupe, sur les communes de Naveil, de Villiers-sur-Loir, Thoré-la-Rochette et Lunay, une surface triangulaire de 5 km de long d’est en ouest et de 2,5 km du nord au sud (soit environ 7 km2). Il est situé immédiatement en aval de Vendôme dans une zone où de nombreux accidents affectent l’extrémité orientale de l’anticlinal de Montoire. Dans la partie aval, la sinuosité du fossé actuel, fossé large d’environ un kilomètre, semble liée à la présence des accidents de Huisseau-en-Beauce et du Boulon (f8 et f5, fig. 3).

25Les plateaux culminent à 140 m en rive droite au nord et à 133 m NGF en rive gauche au sud. La transition entre le plateau et les versants se produit au niveau des formations argileuses éocènes. La pente recoupe les formations campaniennes et coniaciennes altérées.

26Le versant nord est en pente irrégulière, avec deux replats. Bien exposé, il est occupé par le vignoble des Côteaux du Vendômois (AOC) et n’a donc pas été sondé. À partir de la cote 100 m NGF apparaissent les escarpements verticaux mettant au jour les formations crayeuses turoniennes, dans lesquelles sont creusées caves et habitations troglodytiques.

27Le versant sud formé par des escarpements de craies et de tuffeaux turoniens est subvertical. En dessous, le Loir coule dans un fossé qui est limité par ces escarpements. Seules deux des formations alluviales de la plaine occupant le fond du bassin ont pu être prélevées sur des coupes observées dans les carrières exploitant ces formations.

28Le fond du bassin repose sur les craies turoniennes. Le plancher de la dernière incision est coté à 69 m NGF, la profondeur maximale de la vallée du Loir dans ce secteur est de 71 m.

Fig. 3 : Carte géologique et structurale simplifiée du bassin de Naveil /Villiers /Thoré à l’extrémité ouest du secteur Haut-Vendômois.

Fig. 3 : Carte géologique et structurale simplifiée du bassin de Naveil /Villiers /Thoré à l’extrémité ouest du secteur Haut-Vendômois.

4.1.1 - Les dépôts fluviatiles du versant nord

29Le versant nord, en pente irrégulière, est recouvert par des colluvions argilo-sableuses ou des biefs à silex qui résultent de l’érosion des formations argileuses présentes en rebord du plateau (Giot et al., 1999). Deux dépôts fluviatiles épais de 4 à 5 m y ont été décrits lors des études de sols préalables à la construction de la voie de TGV Paris-Tours, sur deux replats superposés, le dépôt fluviatile du Poirier (+49 / +55 m rel.) et le dépôt fluviatile des Plantes à Naveil (+19 / +23 m rel., fig. 4). Ces deux dépôts, dont la surface est couverte par un vignoble classé, n’ont pu être prélevés (Despriée et al., 2018).

Fig. 4 : Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Naveil / Villiers / Thoré et les transects associés.

Fig. 4 : Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Naveil / Villiers / Thoré et les transects associés.

(A) Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Naveil / Villiers / Thoré. (B) Profil selon le tracé du TGV Atlantique montrant l’étagement des dépôts sur le versant nord. (C) Transect orthogonal au précédent, montrant l’emboîtement des dépôts au fond du bassin

4.1.2 - Les dépôts fluviatiles du fond de bassin

30Le fond du bassin est limité par les escarpements de craies et tuffeaux turoniens dont la base est masquée par des alluvions du Loir, des dépôts de pente et parfois des accumulations de lœss (fig. 4A & B). La différentiation topographique des formations alluviales qui recouvrent le fond du bassin n’est pas possible en surface, car celles-ci sont recouvertes uniformément par des limons dont le sommet présente une pente régulière
(environ 2°) en direction du Loir. Par contre, d’après les données altimétriques obtenues lors des carottages profonds et des forages pour l’eau potable, trois incisions du plancher crayeux ont été mises en évidence. Les alluvions appartiendraient donc à trois formations fluviatiles déposées entre +6/+11 m rel., +2 / +8 m rel., et 0 / +5 m rel. et dénommées C, B et A, qui ont été décrites lors de carottages (Giot et al., 1999 ; Despriée et al., 2018). Seules les Formations C et A ont pu être prélevées dans ce travail.

4.1.2.1 -  La Formation fluviatile C (+6 / +11 m rel.)

31Sur la commune de Naveil, la formation C s’étend parallèlement à l’escarpement de la Jennetière sur une longueur de 4 km et une largeur de 500 m. On la retrouve à la même altitude relative à Villiers-sur-Loir et dans le méandre de Thoré-la-Rochette, où elle se développe sur près de 2 km de long et 500 m de large (fig. 4A). Une épaisseur moyenne de 5 m, couverture comprise, a été observée par forages et dans les carrières de Bondrée, ce qui situe le plancher d’incision vers 75 m NGF. Les coupes étudiées ont été relevées dans les carrières ouvertes aux lieux-dits les Grands-Champronds et Cunaille et dans une carrière ouverte sur la commune de Lunay au lieu-dit le Grand-Ris. Les neuf logs stratigraphiques relevés dans cette formation C sont présentés figure 5 (fig. 5). Les séquences sont assez semblables et correspondent à deux ensembles de graves siliceuses déposées au-dessus du plancher de craies turoniennes et séparées par un dépôt intermédiaire de sédiments sablo-graveleux :

32 - Les graves sont constituées de gros cailloux de silex (Wentworth, 1922) emballés dans une matrice de sable beige jaunâtre souvent argileux. La plupart des cailloux sont gélivés (70 %) et résultent de la fragmentation des nodules de silex crétacés reconnaissables à leur cortex gris ou blanchâtre plus ou moins usé. Les autres, caractérisés par une absence de cortex, une rubéfaction importante (en surfaces et dans la masse), des arêtes très émoussées (7-8 mm) et des bords concassés (12-15 mm), proviennent des formations éocènes situées en haut de versant. Le dépôt inférieur contient des blocs de grès et de brèches siliceuses de taille décimétrique à métrique (fig. 5 et 6A) dont les natures sont identiques à celles des « perrons » encore observables dans les formations éocènes résiduelles affleurant en rebord du plateau (Giot et al., 1999).

33 - Les deux ensembles de graves sont séparés par un dépôt de 1 m à 1,50 m d’épaisseur qui est constitué de séquences d’une trentaine de centimètres comprenant, à la base, de grandes lentilles subhorizontales de taille décamétrique contenant des graviers siliceux souvent lessivés ou des petits cailloux mal roulés, rubéfiés, emballés dans un sable grossier peu ou pas argileux puis des lits de sable grossier à graveleux et de sables fins lités beige orangé non argileux alternant avec des lits de graviers. Ce sont ces sables qui ont été prélevés pour la datation par ESR (fig. 6B).

34La couverture limoneuse qui recouvre la Formation C comprend une succession de niveaux horizontaux de lœss et de limons (coupe sud, fig. 5, log D et fig. 7A). Dans la partie nord, des lits discontinus de graviers et de petits cailloux indiquent des phases de colluvionnement des limons parfois rubéfiés, et soulignent le pendage des couches vers le Loir (≈ 3 %) (fig. 5, log E et fig. 7B).

35Dans le lit moyen du Loir, la surface des alluvions se situe entre les chenaux à une cote de 74 ou 75 m NGF. Leur base est cotée à 69 m NGF dans les sondages. Ces alluvions forment donc la nappe de fond la plus récente (A), emboîtée dans la Formation B (fig. 4B) Une coupe a été relevée et prélevée au lieu-dit les Bournais à Varennes (Naveil). La séquence observée comprend, sous le niveau de décapage, 1,50 m d’alluvions déposées en six couches de graves sableuses fines ou moyennes peu ou pas argileuses, parfois lessivées, contenant des petits cailloux, des graviers de silex mal roulés et des lits de sable moyen. La base de la formation, environ 2,50 m de cailloutis, est noyée dans la nappe phréatique libre (fig. 5, log F).

Fig. 5 : Bassin de Naveil / Villiers / Thoré. Logs stratigraphiques des dépôts fluviatiles fossiles du fossé.

Fig. 5 : Bassin de Naveil / Villiers / Thoré. Logs stratigraphiques des dépôts fluviatiles fossiles du fossé.

Formation C (+6 / +11m rel.) : Naveil, la Jennetière, Bondrée, carrière Minier, logs ouest (log A), nord (log B) et est (log C) ; Naveil, la Jennetière, Bondrée, carrière Rougeron, coupes nord (log D) et sud (log E) ; Thoré-la-Rochette, les Grands-Champronds, carrière Chavigny, coupe est (log G) ; Thoré-la-Rochette, la Cunaille, carrière Chavigny, coupes nord-sud (log H) et est-ouest (log I) ; Lunay, les Clouseaux, le Grand-Ris (log J). Formation A (0 / +5 m rel.) : Naveil, Varennes, les Bournais (log F). Les indications de lieu sont données dans l’ordre suivant : commune, hameau, lieu-dit cadastral, carrière, localisation de la coupe de terrain

Fig. 6 : Naveil, dépôt fluviatile fossile de +6 / +11 m rel. à Bondrée.

Fig. 6 : Naveil, dépôt fluviatile fossile de +6 / +11 m rel. à Bondrée.

(A) Bloc de brèche éocène ou « perron » (90 x 50 x 50cm) inclus dans les graves grossières de la base (carrière Rougeron). (B) Litage horizontal des graves fines à moyennes dans les séquences fluviatiles intermédiaires (carrière Minier).

Fig. 7 : Dépôts de limons, commune de Naveil, à Bondrée, carrière Rougeron.

Fig. 7 : Dépôts de limons, commune de Naveil, à Bondrée, carrière Rougeron.

(A) Coupe sud : 1/ Dépôt alluvial grossier (1a), sableux (1b) puis grossier (1c), 2/ Loess beige à concrétions calcaires (« poupées »), 3/ Loess beige concrétionné, 4/ Limon brun fendillé. (B) Coupe nord : 1/ Dépôt alluvial supérieur, 2/ Limon ruisselé et rubéfié, 3/ Couverture de limon brun (clichés J. Despriée).

4.2 - Les dépôts fluviatiles fossiles du bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo

36En aval de Montoire, jusqu’à la confluence avec la Braye, le Loir coule en suivant une orientation est-ouest qui correspond à celle de l’anticlinal de Montoire. Un système complexe de huit failles a été observé dans ce secteur (Giot et al., 1999). Plusieurs de ces accidents se recoupent au niveau de Saint-Martin-des-Bois et de Ternay, là où la vallée s’élargit en un vaste bassin qui atteint près de 10 km de long dans le sens est-ouest et près de 6 km de large dans le sens nord-sud (fig. 8).

37Les compartiments qui bordent la vallée au nord et au sud, larges de deux à trois kilomètres, sont uniformément recouverts par des formations détritiques attribuées à l’Éocène. Ils sont s limités par des ravins profonds qui entaillent le substratum selon une orientation subméridienne (fig. 8A). Au nord, à Trôo, le plateau culmine à 143 m NGF. Un replat topographique d’environ 500 m de large est visible vers la cote 135 m NGF (+80 m rel.) et domine un versant vertical constitué par un escarpement de craies et tuffeaux turoniens (fig. 8B). Dans la plaine alluviale, un forage réalisé près du Loir indique que la dernière incision a atteint le toit des marnes du Turonien à 54,7 m NGF (Giot et al., 1999). La profondeur maximale de l’incision serait donc de 88 m.

38Au sud, le versant se développe sur deux compartiments séparés par une cassure suivie par le ruisseau du Merdreau (fig. 9A & B). La topographie de ce versant (dénommé « coteau ») est plus complexe. Sa partie supérieure présente des pentes irrégulières entrecoupées de cassures profondes ouvertes dans les formations argilo-siliceuses et crayeuses (failles f5 et f7), et des replats situés respectivement vers 140 m (+85 m rel., équivalente au replat de Trôo) et 120 m NGF (+65 m rel.). Les coupes visibles dans les sédiments recouvrant tous ces replats n’ont pas montré de dépôts d’alluvions fluviatiles (Despriée et al., 2018).

Fig. 8 : Le transect de Ternay-Trôo sur la carte géologique et structurale du Loir, en aval de Montoire-sur-le-Loir.

Fig. 8 : Le transect de Ternay-Trôo sur la carte géologique et structurale du Loir, en aval de Montoire-sur-le-Loir.

(A) Carte géologique et structurale du Loir en aval de Montoire-sur-le-Loir. (B) Transect Ternay-Trôo (A-A’) montrant, de bas en haut, la stratigraphie des formations marines crétacées, des dépôts détritiques tertiaires continentaux et leur abaissement au niveau de la vallée du Loir. Les numéros des forages sont ceux indiqués sur la carte géologique à 1/50 000e de Vendôme, feuille 395 (Giot et al., 1999).

Fig. 9 : Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo et les profils associés.

Fig. 9 : Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo et les profils associés.

(A) Carte de situation des formations fluviatiles fossiles dans le bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo. (B et C) Profils réalisés sur la commune de Ternay (A-A’) et de Saint-Martin-des-Bois (B-B’) sur l’axe des prélèvements.

4.2.1 - Les dépôts du moyen versant

39Quatre témoins de formations fluviatiles fossiles du Loir sont conservés sur la partie moyenne du versant. Ces formations s’étendent sur un à deux kilomètres de longueur et 300 à 750 m de largeur. Elles ont été observées sur 5 m de hauteur au Gué de Sue (+33 / +40 m), sur 10 m par carottage à la Touche (+25 / +35 m) et sur 6 m à Launay (+24 / +30 m) et à la Panerie (+15 / +2 m). Leur base repose sur un substrat crayeux altéré (fig. 10).

40Ces quatre formations sont essentiellement sablo-graveleuses. Les couches de sables lités sont séparées par des lits de graviers, et de graves fines contenant des petits cailloux de silex également mal roulés. Les grains de quartz et de jaspe sont grossiers, peu roulés, colorés par l’hydroxyde de fer. Les deux formations observées à Launay (+24 / 30 m) et à la Panerie (+15 / +20 m) comprennent à la base un niveau de cailloux de silex roulés ou cassés aux arêtes très émoussées. Descendus du rebord du plateau et du versant supérieur, ils ont été mélangés et sont gélifractés. Ils contiennent de nombreux blocs de brèches éocènes (l > 30 cm). Ces graves grossières sont surmontées de dépôts fluviatiles constitués de lits de petits cailloux de graviers et de sables dans une matrice argileuse brun rouille (fig. 10).

41Ces quatre formations sont recoupées par le vallon du Merdreau (fig. 9A). On observe alors à leur extrémité, en rebord de ce vallon, des dépôts grossiers surmontés de colluvions sableuses. La coupe remise au jour à Lavau vers 80 m NGF (+20 / +25 m rel) montre une succession de masses inorganisées de graves moyennes à grossières d’environ un mètre d’épaisseur chacune. Les cailloux siliceux, à cortex rougeâtre, sont cassés, mal roulés, souvent gelés (50 à 72 %). Ils proviennent des formations argilo-siliceuses éocènes du haut du versant. Dans le dépôt supérieur, les graves fines sont mal roulées, emballées dans une matrice argileuse brun rouge et litées. Elles sont recouvertes par des sables ruisselés.

Fig. 10 : Logs stratigraphiques des formations fluviatiles fossiles prélevées dans le bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo.

Fig. 10 : Logs stratigraphiques des formations fluviatiles fossiles prélevées dans le bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo.

4.2.2 - Les dépôts de fond de bassin

42Le fond du bassin correspond à un fossé large en moyenne de 2,5 km dont la profondeur maximale atteint 20 m. Le plancher crétacé est coté 54,70 m NGF à Trôo. Le sommet des sables du Cénomanien est atteint à Artins, les Grouas. Le fossé est limité au sud sur 4 km de longueur par des escarpements crayeux et, au nord, par l’escarpement de Trôo qui reste visible sur 50 m de haut. Le pied de ces escarpements est masqué par les alluvions du Loir, des colluvions et des dépôts de lœss (Despriée et al., 2003).

43Dans ce fossé, les différentes formations fossiles déposées par le Loir sont difficiles à distinguer car elles sont masquées sous une couverture limono‑sableuse épaisse d’environ un mètre. Les cotes du fond du fossé obtenues dans les forages donnent trois groupes d’altitudes relatives qui correspondraient aux trois phases d’incision déjà observées en amont et donc à trois formations fluviatiles déposées entre +8 / +15 m d’altitude relative, entre +4 / +12m rel. et entre 0 / +6 m rel. (Maillard et Desprez, 1975).

44Le dépôt fluviatile de la Borde (+8 / +15 m rel.) masque la partie inférieure de l’escarpement de Trôo (fig. 9). Cette formation est recouverte par 4 à 7m de dépôts de pente et de lœss. Le sommet des alluvions a pu être prélevé sous le lœss derrière la Maison-Petit au lieu-dit la Croix (figs. 9 & 10) (Despriée et al., 2003).

45De très nombreux chenaux d’orientation générale est-ouest sont visibles dans la plaine alluviale. (fig. 9A). Ces chenaux et méandres fossiles, larges de 300 à 400 m, résultent du déplacement du lit du Loir dans le fossé (Giot et al.,1999, 2004). Ils indiquent une érosion et des remaniements probables de ces alluvions avant le dépôt des limons d’inondation. Au Petit-Ranay, seule une épaisseur réduite à deux mètres au-dessus du substratum de craie à silex du Turonien inférieur a pu être observée (fig. 10). La base, constituée par une masse inorganisée (1 m d’épaisseur) de gros cailloux siliceux emballés dans une matrice argileuse brun à beige, est recouverte par seulement 0,30 m de graves à petits cailloux de silex roulés. Le sommet érodé et horizontalisé est souligné par des fragments décimétriques de nodules de silex et de blocs de brèche arrondis (L > 30 cm).

46La présence d’autres chenaux, de direction nord-sud, larges de 250 à plus de 500 m et profonds de 4 à 5 m, correspondent à l’incision progressive de la formation par les ruisseaux issus des cassures latérales. L’exemple de la Cendrine, dont le cône d’érosion-remblaiement s’élargit progressivement d’un peu moins de 300 m sous le village de Ternay à environ 1000 m à l’entrée dans le fossé du Loir au niveau de la Jarretière (fig. 8), semble indiquer que le vecteur principal des apports se fait dans l’axe des cassures existant entre les différents compartiments des versants (Maillard et Desprez, 1975). Ainsi le dépôt observé dans une carrière ouverte à la Chanoinerie en bordure de l’un des chenaux du Merdreau montre sur plus de 3 m d’épaisseur des graves de gros cailloux de silex et de blocs (L > 30 cm) usées à très usées, avec présence de galets de chaille, déposés sans organisation apparente et provenant des rebords des plateaux. L’épaisseur du dépôt n’est pas connue.

5 - Résultats

5.1 - Études sédimentologiques

47Dans les trois formations supérieures, graviers (40 %) et sables (40 à 60 %) sont dominants dans l’ensemble des couches. Pour les formations du moyen versant, les cailloux (200-20 mm) (50 %) et les graviers (20-2 mm) (35 %) dominent dans les graves inférieures et supérieures, les graviers (15 %) et surtout les sables grossiers (2-0,2 mm : 60 à 80 %) dans le niveau intermédiaire. Les quatre constitutifs pétrographiques suivants, silex, quartz, silice et grès, sont toujours présents. Ils proviennent des formations marines et détritiques incisées du substrat.

5.2 - Datations ESR

48Trois échantillons prélevés dans le bassin de Naveil/Villiers-sur-Loir et neuf prélèvements du bassin de Saint-Martin-des-Bois/Ternay ont été analysés par ESR dans le cadre de travaux universitaires entre 2011 et 2015. Les données nécessaires à ces calculs d’âge et les résultats obtenus sont présentés dans les tableaux 1, 2, 3 & 4. L’ensemble de ces données radiométriques ne montre aucune valeur qui nous aurait conduit à exclure un ou plusieurs résultats.

5.3 - Bassin de Naveil / Villiers- sur Loir/ Thoré-la-Rochette

49Deux prélèvements ont été effectués dans les lentilles de sables du dépôt fluviatile à Bondrée (commune de Naveil, +6 / +11m rel.) (fig. 5, logs A & B). Un autre échantillon a été prélevé dans le dépôt fluviatile des Bournais (0 / +5 m) rel. près du moulin de Varennes à Naveil, dans des sables fins situés immédiatement sous les graves grossières, au-dessus de la nappe phréatique (fig. 5, log F). Les résultats sont donnés dans le tableau 2 (tab. 2). Les deux âges ESR de 266 ± 55 ka et de 290 ± 90 ka obtenus pour le dépôt fluviatile de Bondrée (Naveil) sont compatibles compte tenu des marges d’erreur. Ces valeurs sont par ailleurs cohérentes avec celles de 265 ± 80 ka et 296 ± 45 ka obtenues pour la même formation aux Grands-Champronds (Thoré) dans le même bassin (Despriée et al., 2003). L’âge ESR des alluvions de la formation A prélevées au lieu-dit les Bournais est de 65 ± 12 ka Dans la vallée du Loir vendômois, c’est le premier âge ESR obtenu pour ces dépôts de la plus basse terrasse du système et il devra être confirmé dans le futur.

5.4 - Bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo

50Dans les dépôts supérieurs des terrasses conservées sur le versant, deux échantillons ont généralement été prélevés dans les couches sableuses remises au jour sur plusieurs mètres, un dans la partie supérieure, l’autre dans la partie inférieure. Dans des travaux peu profonds (Saint-Martin-des-Bois, la Touche) ou peu accessibles (Trôo -Maison Petit), un seul échantillon a été prélevé. Dans les dépôts graveleux trop grossiers, ce sont les lentilles sableuses qui ont été prélevées. Les résultats sont regroupés dans le tableau 3 (tab. 3). Les âges obtenus les plus anciens correspondent :

51 - d’une part, aux deux échantillons prélevés dans la nappe la plus haute (Saint-Martin-des-Bois, le Gué‑de‑Sue ; +33 / +40 m rel.). Ces âges de 1050 ± 50 ka et 980 ± 50 ka sont cohérents entre eux compte tenu de la marge d’erreur ;

52 - d’autre part, aux échantillons du dépôt de Launay à Ternay avec des âges très similaires aux précédents (1080 ± 100 ka et 1076 ± 102 ka) alors que l’altitude relative est bien inférieure (+24 / +30 m rel.).

53Sur le moyen versant de Saint-Martin-des-Bois, les autres résultats sont globalement cohérents avec les altitudes relatives décroissantes, s’échelonnant de 678 ± 60 ka pour une altitude de +25 / +35 m et 206 ± 50 ka pour une altitude de +5 / +8 m rel.

54Les valeurs obtenues pour les dépôts de pente de Lavau, de 206 ± 50 ka et 935 ± 200 ka, ne sont pas cohérentes entre elles et ne sont pas compatibles avec l’altitude relative de ce témoin alluvial. Il est probable que les sédiments puissent avoir diverses origines et taux de blanchiments, modifiant alors sensiblement le résultat, ce qui expliquerait ces incohérences chronologiques. Il en est sans doute de même pour l’âge de 614 ± 80 ka obtenu pour les dépôts grossiers du chenal de la Chanoinerie.

Tab. 3 : Données radiométriques et âges ESR obtenus pour les échantillons prélevés dans les dépôts fluviatiles du bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo.

Tab. 3 : Données radiométriques et âges ESR obtenus pour les échantillons prélevés dans les dépôts fluviatiles du bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo.

Les résultats sont donnés selon l’altitude relative des dépôts de haut en bas (d’après Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2).

6 - Bilans, comparaisons et discussion

55D’est en ouest, d’amont en aval (fig. 2), les échantillons ont été prélevés dans dix formations fluviatiles distinctes qui ont été classées selon les altitudes relatives connues de leurs bases et de leurs sommets. Elles sont nommées, de la plus basse à la plus haute, de A à J. À partir de la surface originelle d’incision du plateau, elles peuvent être réparties en trois groupes : les formations du haut du versant (J-H), les formations du moyen versant (G-D), les formations du fossé (C-A). Les résultats des observations stratigraphiques et pétrographiques, des analyses granulométriques et minéralogiques sont identiques dans les deux secteurs du Haut- et du Bas-vendômois. Les résultats des datations des dépôts fluviatiles des deux secteurs de la vallée peuvent désormais être comparés (tab. 4).

Tab. 4 : Liste des dépôts fluviatiles datés par la méthode ESR dans la vallée du Loir vendômois (hors dépôts de pente) avec indication des altitudes relatives et proposition de modifications de certaines altitudes d’après les données tectoniques connues.

Tab. 4 : Liste des dépôts fluviatiles datés par la méthode ESR dans la vallée du Loir vendômois (hors dépôts de pente) avec indication des altitudes relatives et proposition de modifications de certaines altitudes d’après les données tectoniques connues.

Les résultats entre parenthèses, considérés comme aberrants, n’ont pas été pris en compte pour le calcul des âges moyens pondérés. HV = secteur Haut-Vendômois ; BV = secteur Bas-Vendômois. Les résultats antérieurs sont indiqués par un astérisque. D’après Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2) ; Tissoux et al., 2011 (3).

6.1 -Bilan des études sédimentologiques

56Les formations I, J, H et G, reconnues sur le haut des versants, sont essentiellement sableuses, avec des figures de dépôt fluviatile caractéristiques (stratifications obliques, entrecroisées, etc.). Elles sont constituées de sables de silex, de quartz, de débris de grès, et de fragments siliceux provenant des cortex de nodules et des fossiles de la craie. Quand le substratum a pu être atteint, on observe que des masses grossières de cailloux de silex mal roulés et gélifractés, descendues par solifluxion ou gélifluction depuis le versant, ont été déposées sur le plancher d’incision avant d’être recouverte par les séquences fluviatiles sableuses.

57Les alluvions des nappes F, E et D, étagées sur le moyen versant, sont plus grossières, Elles sont généralement constituées de deux dépôts de pente successifs et massifs de petits et gros cailloux de silex et de blocs décimétriques de brèches gréseuses. Ces matériaux proviennent des formations du Crétacé terminal et paléogènes mises au jour à la limite du plateau et en haut du versant. Généralement gélifractés, ils ont été apportés dans des coulées de solifluxion ou de gélifluxion et contiennent des matériaux mis au jour sur les versants. Un dépôt fluviatile peu épais (de un à deux mètres) s’intercale entre ces diamictons. Il correspond à des couches successives de dépôts de petits cailloux, de lentilles de graviers mal roulés ou de sables grossiers. Une couche de cailloux a pu également coiffer le sommet de ces séquences lors d’un épisode postérieur. Ces successions de dépôts de pente grossiers et de dépôts fluviatiles plus fins, ont été observées dans les autres vallées du bassin de la Loire moyenne (Despriée et al., 2017a & b,). Elles peuvent être corrélées respectivement à la transition climatique entre phase interglaciaire et début glaciaire (fin de l’incision) puis au pléniglaciaire suivant (dégels saisonniers) (Lefèvre et al., 1994 ; Bridgland & Allen, 1996).

58Les travaux antérieurs d’inventaire systématique des matériaux alluvionnaires, les forages AEP et ceux liés à l’établissement des cartes géologiques ont permis de reconnaîre trois formations qui recouvrent le fond de l’actuel fossé. Probablement liées aux derniers cycles climatiques, les alluvions de ces trois formations (B, C & A) ne présentent pas de différences pétrographiques ou granulométriques significatives avec les nappes du moyen versant. Une étude topographique précise sera nécessaire pour distinguer les dépôts grossiers accumulés dans les chenaux de ceux qui constituent ces formations fluviatiles, plus ou moins érodées récemment lors des déplacements du lit du Loir.

6.2 - Bilan des études géochronologiques

59La synthèse des datations issue de cette étude et de travaux antérieurs (Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003, Despriée et Voinchet, 2005 ; Tissoux et al., 2011) est présentée dans le tableau 4. Sont récolés les quarante-deux résultats des datations ESR aujourd’hui disponibles sur les dépôts fluviatiles des secteurs du Haut- et du Bas-Vendômois. Corrélés avec les altitudes relatives des témoins datés, ils permettent de suggérer trois périodes principales dans la mise en place et pendant l’incision progressive de la vallée du Loir vendômois.

6.2.1 - Les débuts de l’incision

60Immédiatement sous la limite rebord de plateau-versant, on observe des replats suffisamment larges et longs pour être assimilés à des surfaces d’érosion. À Saint-Martin-des-Bois et à Trôo, les trois replats topographiques conservés en haut de versant à +65 m, +80 et +85 m rel. pourraient être rapportés aux premières phases d’incision du Loir mais dans les coupes observées sur ces replats, il n’a pas été reconnu de témoins d’alluvions fluviatiles. De tels replats ont été signalés dans les autres vallées du bassin de la Loire moyenne dans le secteur Massif Central de la Creuse et dans la vallée moyenne du Cher entre Vierzon et Tours. Ces « surfaces façonnées », qui soulignent le rebord du plateau, bien que ne supportant pas d’alluvions qui auraient pu faire l’objet de datation, ont été attribuées au Pliocène supérieur, et les « terrasses rocheuses » qui incisent le haut du versant ont été corrélées avec le niveau Fv quaternaire ancien des cartes géologiques (Cohen-Jullien et al., 1998 ; Macaire, 1981, 1983).

6.2.2 - Les formations du haut de versant (J, I, H)

61La Formation J (+59 / + ? m rel.) a été reconnue uniquement en Haut-Vendômois à Saint-Hilaire-la-Gravelle (fig. 2). Sa base très érodée, qui se trouve à +59 m rel., n’a pu être datée en raison de la présence à l’intérieur des grains de quartz d’impuretés paramagnétiques ferriques masquant le signal du centre aluminium (Despriée et al., 2003). Compte tenu de l’étagement des alluvions observé dans ce secteur, elle aurait été déposée antérieurement à la nappe I de Belle-Assise à Lisle déposée entre +49 et +55 m rel. et datée de 1010 ± 140 ka (Tissoux et al., 2011). Dans le Bas-vendômois (BV), les âges obtenus au Gué-de-Sue (+33 / +40 m rel.), respectivement de 980 ± 50 et de 1050 ± 50 ka et ceux de Launay (+24 / +30 m rel.) de 1080 ± 100 ka et de 1076 ± 102 ka sont corrélables avec ceux de Belle-Assise.

62Les âges moyens pondérés respectifs de 1027 ± 62 ka et de 910 ± 143 ka obtenus pour les hautes formations sableuses I (+48 / +55 m rel.) et H (+34 / +44 km rel.) permettent de penser qu’elles se sont déposées au Pléistocène inférieur. Mais il est à noter qu’on observe un décalage dans les altitudes relatives, de -15 m pour le Gué-de-Sue et de -25 m pour Launay. Ces écarts paraissent correspondre aux abaissements d’origine tectonique mis en évidence par les carottages profonds dans les séries sous-jacentes du Crétacé supérieur du bassin de Saint-Martin-des-Bois (fig. 8B). Compte tenu de ces données, lors de leur dépôt, l’altitude relative des terrasses du Gué‑de‑Sue et de Launay en Bas-Vendômois aurait pu être identique à celle de la terrasse de Belle-Assise à Lisle, en Haut-Vendômois. Les abaissements observés à Saint-Martin et à Ternay seraient donc postérieurs au dépôt de la Formation I.

63Les âges obtenus pour la Formation H dans les deux secteurs, 910 ± 143 ka à Saint‑Firmin‑des‑Prés, les Terres‑noires (HV) et 933 ± 201 ka à Poncé‑sur‑le‑Loir (BV) sont comparables. Les altitudes relatives de ces deux témoins, respectivement +47 m et +44 m rel., sont voisines, Ces dépôts ont des épaisseurs de l’ordre de 10 m. Des épaisseurs aussi importantes ont été observées dans les nappes de la vallée de la Creuse et du Cher ayant des âges comparables et dans lesquelles deux dépôts sableux, séparés par une surface d’érosion, ont été observés (Despriée et al., 2004, 2007, 2017a & b ; Voinchet et al., 2007 ; Aârab, et al., 2008 ). Compte-tenu de la rareté des points d’observation dans la vallée du Loir, cette superposition n’a pu être mise en évidence dans la formation H du Vendômois.

6.2.3 - Les formations du moyen versant (G, F, E, D)

64Dans chaque secteur, quatre formations étagées ont été reconnues sur le moyen versant, au-dessus des escarpements crayeux limitant le fossé. Dénommées G, F, E et D., elles sont généralement bien développées en longueur et en largeur (1 à 2 km x 0,5 km en moyenne), pour une épaisseur de 5 à 6 m

65Dans les secteurs Haut- et Bas-Vendômois, les terrasses de la Formation G ont des altitudes relatives identiques (+25 / +35 m rel.). L’âge moyen de de 731 ± 76 ka, obtenu sur trois échantillons de Pezou (HV) (Tissoux et al., 2011) est, compte-tenu des marges d’erreurs, compatible avec l’âge de 678 ± 60 ka obtenu à la Touche à Saint-Martin-des-Bois (BV). Un écart de 150 à 200 000 ans comme celui qui sépare le dépôt de la formation H (+34 / +44 m rel.) de celui de la formation suivante G (716 ± 64 ka) a déjà été observé auparavant dans les vallées du Cher et de la Creuse (Despriée et al., 2011). Cet écart encadre l’époque de l’inversion magnétique Matuyama‑Brunhes qui s’est produite il y a environ 780 ka (Bassinot et al., 1994).

66La Formation F (+20 / +25 m rel.) est largement développée sur le versant sud du couloir de Pezou et de Lignières (HV, + 15 / +21 m rel.) (Tissoux et al., 2011). Elle a donné un âge moyen pondéré de 617 ± 62 ka similaire à celui de 590 ± 80 ka obtenu pour les dépôts de la Pannerie à Saint-Martin-des-Bois (B). Cet âge est par ailleurs proche des âges moyens de 660 ± 30 et 665 ± 55 ka obtenus respectivement pour les terrasses de la vallée du Cher à Villefranche-sur-Cher, la Genetière, à Gièvres, la Morandière (secteur Sologne, L.-et-C.) et à Brinay, la Noira, (secteur Berry, Cher) qui ont livré des assemblages lithiques attribués à l’Acheuléen (Moncel et al., 2013 ; Despriée et al., 2014, 2017b).

67Lors des études précédentes (Despriée et al., 2003 ; Tissoux et al., 2011), un âge moyen pondéré de 490 ± 76 ka a été obtenu sur quatre échantillons prélevés dans la terrasse de Moncé (Formation E ?), déposée sur le compartiment de la Garenne, dans le bassin de Saint-Firmin-des-Prés (HV). Celui-ci ne paraissait alors cohérent ni avec son altitude relative (+26 /+31 m rel.), beaucoup trop haute, ni avec les âges et les altitudes relatives des nappes voisines déposées antérieurement (Chicheray, +15 / +21 m rel., 617 ± 62 ka) et postérieurement (les Gouais-de-Chicheray, +11 / +16 m rel., 413 ± 54 ka). L’âge moyen obtenu pour les alluvions de Trôo (la Croix-Maison-Petit (BV) est de 475 ± 72 ka. Obtenu sur un seul échantillon, ce résultat est très proche de celui de 490 ± 76 ka obtenu à Moncé (HV), mais les altitudes relatives de ces deux témoins, respectivement +8 et +15 m rel., sont cette fois trop basses par rapport à l’âge ESR. L’hypothèse d’un abaissement de cette formation, située au pied de l’escarpement de Trôo (faille f10, fig. 8), pourrait alors être envisagée.

68La Formation D n’a été reconnue que dans le secteur du Haut‑Vendômois, dans le couloir de Pezou (HV), sur le site des Grouais-de-Chicheray (+11 / +16 m rel.). Elle incise les craies sénoniennes au sommet des escarpements limitant le fossé. Elle comprend deux dépôts de cailloux de silex mal roulés et gélifractés provenant des formations argilo-siliceuses crétacées et éocènes mises au jour sur le versant lors des incisions précédentes. L’âge moyen pondéré des trois échantillons de sables fluviatiles intercalés avec les cailloutis est de 413 ± 54 ka (Despriée et al., 2003 : Tissoux et al., 2011).

69Les âges moyens pondérés pour la nappe G, F, E et D qui décroissent assez régulièrement, confirment les remblaiements successifs après au moins quatre phases d’incision dans la première moitié du Pléistocène moyen.

6.2.4 - Les formations du fossé (C, B, A)

70Dans le fond des bassins et des couloirs qui se succèdent d’est en ouest dans la vallée du Loir vendômois, le Loir coule entre des escarpements de craies et de tuffeaux qui limitent un fossé large de 1,5 km en moyenne. Dans chacun des secteurs du Haut- et du Bas-Vendômois, trois formations fluviatiles fossiles C, B et A, y sont emboîtées.

71L’âge moyen pondéré de 282 ± 33 ka de la Formation C a été calculé à partir de neuf échantillons répartis tout au long du Loir Vendômois. Dans chaque secteur, les âges sont reproductibles, et on note par ailleurs une bonne cohérence entre les deux secteurs. Les positions relatives et les âges de cette Formation C, la première qui ait été déposée dans le fossé actuel du Loir après son ouverture, sont cohérents avec la position relative et l’âge de la Formation D, 426 ± 31 ka, déposée au sommet de l’escarpement qui limite ce fossé.

72L’âge de la Formation B à Morée, la Maugerie (+2 / +8 m rel.) dans le Haut-Vendômois est de 206 ± 37 ka. Il est semblable à celui de 206 ± 30 ka obtenu au Petit-Ranay à Saint-Martin-des-Bois (BV, +4 / +10 m rel. L’âge de 379 ± 42 ka obtenu sur un seul échantillon du site du Silo-Franciade à Pezou, altimétriquement rattaché à cette formation, ne s’explique pas.

73L’âge ESR de 65 ± 12 ka, obtenu pour la nappe de fond (0 / +5 m rel) sur un seul échantillon à Naveil, les Bournais, indiquerait un dépôt de cette nappe lors du Pléistocène supérieur, pendant la dernière glaciation, vraisemblablement au Pléniglaciaire inférieur durant le SIM 4 (Lisiecki & Raymo, 2005). Cet âge, qui est actuellement le seul obtenu pour cette formation dans la vallée du Loir vendômois, est toutefois cohérent avec l’âge ESR de 63 ± 15 ka de la nappe de fond de la vallée du Cher prélevée à Brinay, Rive‑du‑Cher 1 (Despriée et al., 2017a & b). Dans cette localité, l’âge de l’autre échantillon, Rive-du-Cher 2, est de 110 ± 11 ka. Ce dernier résultat est en accord avec les âges ESR obtenus dans la vallée de la Creuse à Saint-Marcel, les Chambons : 131 ± 20 ka et à Thenay, les Grévaillons : 130 ± 17 ka (Voinchet, 2002 ; Despriée et al, 2004 ; Tissoux et al., 2007). Ces deux groupes d’âges, situés autour de 65 et 120-130 ka, sembleraient indiquer deux phases successives de dépôts de la Formation A (A2 et A1), au Pléistocène supérieur.

6.2.5 - Les dépôts de pente

74Les dépôts de pente de Lavau à Saint-Martin-des-Bois (BV) reconnus sur le versant est du vallon du Merdreau ont fait l’objet de prélèvements pour essais de datation ESR. Les graves de gros cailloux, originaires du coteau, ont été vraisemblablement accumulées par solifluxion dans l’axe de la cassure à l’origine du vallon. L’âge ESR de 935 ± 200 ka, très élevé, avec une marge d’erreur anormalement grande témoignant d’une courbe de croissance peu régulière, peut résulter du mélange de matériaux issus de formations plus anciennes et mal blanchis.

75Dans le dépôt supérieur de Lavau (fig. 10), l’échantillon de sables Lavau 1 montre une composition pétrographique et minéralogique très différente de la composition siliceuse habituelle des dépôts décrits dans la vallée du Loir. Le silex et le jaspe sont absents, les grains de quartz ont un aspect vitreux ou laiteux, le zircon et l’andalousite sont totalement absents et la staurotide se trouve à l’état de traces. D’autre part, de nombreux grains noirs poreux de cinérites alvéolées d’origine « pyroclastique volcanique » y ont été observés (Jézéquel et al., 2004). Ces grains de cinérite seraient susceptibles de provenir de l’activité volcanique de la Chaîne des Puys (Jézéquel et al., 2004). L’âge ESR de 226 ± 33 ka est plus ancien que le début de l’activité de ces volcans telle qu’elle est actuellement connue (Miallier et al., 2012). Ces grains pourraient s’être déposés plus récemment et avoir été entraînés lors de la formation sableuse par ruissellement. Les deux âges obtenus pour les dépôts de pente de Lavau à Saint-Martin-des-Bois sont incohérents entre eux et avec l’altitude relative du témoin (+20 / +25 m rel.).

76Toujours dans le Bas-Vendômois, le dépôt grossier de Saint-Martin-des-Bois, la Chanoinerie est daté de 614 ± 80 ka. Cet âge, aberrant pour un dépôt dans un chenal de la plaine alluvial actuelle, paraît confirmer l’hypothèse d’un apport depuis le coteau, le site se trouvant comme celui de Lavau dans l’axe du vallon du Merdreau.

77En conclusion, dans le secteur Haut-Vendômois, dix formations fluviatiles fossiles dénommées de A à J ont été décrites et neuf ont été datées. Dans le secteur du Bas-Vendômois, huit formations fluviatiles ont été reconnues et sept sont maintenant datées. Les résultats des mesures ESR montrent des correspondances régulières pour les âges obtenus du haut en bas du versant dans chacun des deux secteurs concernés, laissant supposer des enregistrements concomitants dans les deux secteurs au cours du Pléistocène, et des impacts climatiques semblables (tab. 4).

78Toutefois, trois séries d’incohérences entre âges ESR et altitudes relatives des témoins datés ont été observées dans la vallée du Loir vendômois. La localisation des sites où ces incohérences ont été constatées coïncide avec des secteurs de la vallée où des structures tectoniques en compression et en distension se recoupent.

7 - Quel impact de la tectonique récente sur le système fluviatile du Loir vendômois ?

79Les déformations et accidents tectoniques sont nombreux dans les terrains du Vendômois : dômes, anticlinaux, effondrements synclinaux, failles et fractures y ont été détectés lors de la cartographie du toit des séries crétacées et des argiles à silex paléogènes (Giot et al., 1999, 2004 ; Brétizel et al., 2012), ainsi que par le traitement informatique des images satellitaires et des photos aériennes (Dubois et al., 1980). Certains de ces accidents sont par ailleurs visibles dans le paysage (figs. 2, 3 & 8).

80Chronologiquement, la mise en place des structures en compression serait contemporaine de la phase pyrénéenne. La tectonique compressive a alors généré dans les formations crétacées des synclinaux et des anticlinaux orientés N. 30-40°E, N. 90 °E et N. 140° E. Les anticlinaux présentent généralement un flanc effondré postérieurement par rejeu de structures en distension. Les structures en distension d’orientation N. 140-160°E se seraient installées à partir du Paléocène. L’essentiel des accidents N. 30-40° E daterait de la phase distensive pyrénéenne de l’Éocène moyen - Oligocène, époque où les bassins lacustres s’installent dans les affaissements et les parties basses des compartiments basculés.

81Actuellement, les principales failles montrent un rejet maximum de 50 m au toit des Sables du Perche et de 20 à 30 m au toit des formations crayeuses. La surface yprésienne n’est affectée en moyenne que de 10 à 15 m. Toutefois les épaisseurs de 30 à 50 m des dépôts lacustres indiquent la possibilité de rejets beaucoup plus importants dans chaque secteur (Manivit et al., 1982, 1983 ; Giot et al., 1999, 2004 ; Brétizel et al., 2012).

7.1 - Influence de la tectonique sur le tracé du Loir

82Les tracés du Loir et de ses affluents sont contraints par les directions de certains anticlinaux et par les structures en distension qui affectent les séries crétacées, les divisant en compartiments qui se sont soulevés, abaissés ou ont basculé par la suite, et sont à l’origine de la formation des grabens ou des bassins.

7.1.1 - Haut-Vendômois

83Le premier changement de direction de la vallée se produit à Morée, au niveau de la convergence des failles de Fontaine-Raoul (f12), de la Guette (f13) et de Saint-Claude (f14) (fig. 11, A & B). Le graben qui sépare aujourd’hui les dômes anticlinaux de Marchenoir et de Fréteval, se situe au niveau de cette convergence. Il permet le passage par lequel le Loir, qui coule nord-sud, va contourner le flanc de l’anticlinal de Fréteval en suivant la faille de Fontaine-Raoul, puis se diriger vers le sud-ouest. Les 60 m du rejet observé alors sont à comparer avec la hauteur d’incision actuelle de la vallée qui est de 70 m. Si la mise en place des accidents est rapportée au Paléocène (Brétizel et al., 2012), l’altitude (+49 / + 55 m rel.) du dépôt fluviatile de Belle-Assise indiquerait que l’ouverture de ce graben avait déjà atteint une profondeur de 20 m environ il y a 1 million d’années, et que le début de son ouverture pourrait donc avoir commencé au Pléistocène inférieur. Cet âge de 1010 ± 140 ka correspondrait à la phase tectonique majeure enregistrée régionalement vers 1,08 Ma (Grellet et al., 1993 ; Van Vliet-Lanoë, 2000). C’est probablement durant cette phase que les bassins auraient commencé à s’individualiser d’après les mêmes âges d’un million d’années obtenus pour plus hautes nappes à Lisle (HV), Saint-Martin-des-Bois et Poncé-sur-le-Loir (BV).

84Le deuxième changement de direction se produit à Vendôme. Depuis Morée, la vallée du Loir a suivi la direction tectonique NE-SW, avec une incision régulière de 70 m. Elle prend désormais une direction E-O. Ce changement de direction a été attribué à la difficulté pour la rivière à inciser le substrat local, en raison de la dureté de la craie campanienne recristallisée mise au jour par le rejeu de la faille de Vendôme-la Chappe (f10) (Manivit et al., 1983).

Fig. 11 : Carte structurale du Loir vendômois.

Fig. 11 : Carte structurale du Loir vendômois.

1. Graben de Morée ; 2. Graben de Pezou ; 3. Failles majeures de la Brisse et du Boulon limitant les deux secteurs et leur écart d’incision. 4. Bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo. Mor = Morée ; Pez = Pezou ; Mon = Moncé ; Tho = Thoré ; SMB = Saint-Martin-des-Bois ; Ter = Terny ; Art = Artins.

7.1.2 - Bas-vendômois

85En aval de Vendôme, le tracé de la vallée du Loir est contraint par l’anticlinal de Montoire (N. 30° E), qu’il suit sur son versant parfois effondré (ombilic de Montoire, bassin de Saint-Martin-des-Bois), (fig. 11). Le relèvement progressif d’est en ouest des compartiments qui limitent la vallée du Loir, dont la surface passe de 120 m à 145 m NGF expliquerait l’approfondissement de 20 m de l’incision qui passe à 90 m (fig. 8).

7.2. - Impact sur les altitudes relatives des dépots fluviatiles

86L’étagement des formations fluviatiles fossiles de la vallée du Loir résulte, comme pour les autres rivières du bassin de la Loire, du soulèvement du Bassin Parisien en réponse à l’orogenèse alpine durant le Pléistocène, soulèvement accompagné d’un basculement vers l’ouest (Pommerol, 1978 ; Dubois et al., 1980 ; Lefebvre et al., 1994 ; Lautridou et al., 1984 ; Antoine,1993 ; Antoine et al., 2000 ; Nehlig, 2010). Ce soulèvement et ce basculement ont pu favoriser la subsidence concomitante et progressive des bassins dans lesquels les formations fluviatiles se sont progressivement étagées.

87Les stratigraphies relevées dans les carottages profonds permettent de constater des décalages altimétriques importants entre les toits des formations crétacées sous-jacentes. Au niveau du village de Ternay, un décalage d’environ 25 m est constaté entre les stratigraphies révélées dans deux forages qui traversent les formations des plateaux de part et d’autre de la vallée et celle relevée dans le val (fig. 8B). À Saint-Martin-des-Bois, sur le compartiment voisin, trois décalages altimétriques importants apparaissent qui se répètent pour les formations sous-jacentes (Despriée et al., 2007). Le premier abaissement, d’environ 15 m, concerne la moitié supérieure du versant sud. Le deuxième abaissement, qui correspond à la moitié inférieure du versant, est de 27 m. Ces deux abaissements, cumulés et conjugués à un possible soulèvement des compartiments en rive droite, sont à l’origine de la mise au jour sur plus de 50 m de haut de l’escarpement de Trôo qui forme ainsi le versant nord du bassin (fig. 8B).

88Lors des études géologiques et géochronologiques précédentes effectuées dans les deux secteurs, des incohérences avaient été signalées entre l’étagement relatif et les âges ESR de certaines de ces formations fluviatiles. Certains âges ESR aberrants avaient pu être expliqués par différent types de pollutions des échantillons comme à Lignières, Courcelles (HV) et Artins, les Grouas (BV) (Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003).

89A Saint-Firmin-des-Prés (HV), l’altitude semble beaucoup trop élevée par rapport aux quatre âges identiques obtenus pour la formation de Moncé (Tissoux et al., 2011). Cette anomalie avait été attribuée à de possibles variations dans la vitesse d’incision au Pléistocène moyen. Déposée sur le compartiment de la Garenne, la terrasse de Moncé a une extension de 3,5 km de long sur 1 km de large. Sa surface montre une surélévation de 11 m au nord-est avec un pendage régulier vers le sud-ouest de 3°. Un pendage de même orientation a également été observé sur les compartiments voisins. Il a été attribué à une surélévation du nord-est des compartiments, à partir de la carte des isohypses du toit du Cénomanien (Manivit et al., 1983). Ce basculement vers le sud-est est confirmé par un regard à l’est estimé à 25 m le long de l’accident de la faille de Huisseau-Villiersfaux (ou de la Brisse, f8) qui avait été retenue comme limite des secteurs Haut- et Bas-Vendômois (Manivit et al. 1983 ; Giot et al., 1999 ; Brétizel et al., 2012)

90On peut émettre l’hypothèse que la surélévation de onze de mètres observée à Moncé est postérieure au dépôt de la nappe fluviatile, et que, au lieu des +26 / 31 m rel actuels, les altitudes relatives originelles devraient se situer vers +13 / +18 m, en cohérence avec les nombreuses données ESR obtenue pour les nappes voisines (Tissoux et al., 2011).

91L’âge moyen pondéré de la terrasse de Moncé (+26 / +31 m rel.), de 490 ± 76 ka, est incohérent avec l’altitude relative actuelle de ce témoin (fig. 12). La reproductibilité des quatre âges ESR obtenus sur cette formation permet de supposer que l’altitude du compartiment aurait pu varier postérieurement au dépôt. Les alluvions de cette hypothétique « Formation E (?) » devraient en ce cas se situer entre la nappe F et la nappe D, soit par hypothèse, à une altitude relative théorique de l’ordre de +13 /+18 m. Ceci signifie que ce témoin aurait pu être ainsi soulevé d’environ 10 à 15 m, comme semble également l’indiquer les études géologiques précédentes : les séries crétacées turoniennes et sénoniennes visibles dans les escarpements tendraient à conforter l’hypothèse du soulèvement. Ceci supposerait que ces trois formations (F, E, D) auraient pu être emboîtées avant l’ouverture du fossé dans lequel la rivière coule actuellement. Une autre hypothèse serait que la proximité des âges avec le recouvrement des marges d’erreurs, pourrait indiquer que les dépôts des nappes E et D appartenaient à une seule et même formation alluviale.

92Enfin, plusieurs autres anomalies, dont les âges ESR obtenus sur plusieurs échantillons étant identiques, avaient aussi été expliquées par l’hypothèse d’une géodynamique pléistocène, qui aurait affecté des accidents anciens, et aurait modifié de manière importante les altitudes de certains compartiments sur lesquels avaient été déposés des témoins fluviatiles (Giot et al., 1999 ; Despriée et al., 2003 ; Voinchet et al., 2007 ; Tissoux et al., 2011).

93Dans le Haut-Vendômois, la vallée suit la direction N. 40° E. De part et d’autre, les plateaux sont structurés par un réseau de petites failles secondaires, de directions générales N. 140° à N. 160-170° E et N. 40° à N. 50-55° E, longues de 2 à 8 km et se prolongeant parfois sous les alluvions. Ces accidents montrent souvent des décrochements et sont irrégulièrement traversés par des fracturations transversales qui limitent les différents compartiments. De nombreuses observations confirment les rejets de ces accidents durant le Quaternaire. Ainsi en rive gauche, le rejet de la faille de Chicheray (N. 40° E), « visible dans les alluvions du Loir » est estimé à 15 m (Brétizel et al., 2012). Cette géodynamique récente avait déjà été suspectée en rive droite. L’âge ESR de 426 ± 42 ka obtenu sur la formation fluviatile de la Vallée-Aubernage à Pezou était alors interprété comme indiquant une surrection probable d’une quarantaine de mètres du compartiment sous-jacent, confirmée par la surrection du toit du Turonien, et faisant supposer l’existence d’un graben (Tissoux et al., 2011).

94Les âges des dépôts fluviatiles prélevées au Gué-de-Sue à Saint‑Martin‑des‑Bois (1050 ± 50 et 980 ± 50 ka), et au silo de Launay à Ternay (1076 ± 102 et 1080 ± 100 ka), sont comparables à l’âge de la Formation de Lisle, Belle‑Assise (+49 / +55 m rel.), mais des différences respectives de -15 m et de -25 m sont observées dans les altitudes relatives de ces différentes localités. Pour chacun de ces deux sites, la reproductibilité des mesures ESR sur les deux prélèvements est bonne. Les courbes de croissance ne montrent pas de dispersion particulière des points, ce qui aurait fragilisé la fiabilité des résultats. Pour ces deux sites, l’incohérence entre âges et altitudes relatives pourrait être expliquée grâce aux données obtenues lors des études géologiques antérieures (Debéglia & Debrand-Passard, 1980 ; Manivit et al., 1975, 1982, 1983 ; Wyns, 1977,1991 ; Giot et al., 1999, 2004). Les successions stratigraphiques relevées dans les carottages profonds (80 à plus de 120 m) permettent en effet de constater des décalages altimétriques importants entre les toits des formations crétacées sous-jacentes, montrant l’importance des déplacements verticaux des compartiments du bassin :

95- à Saint-Martin-des-Bois, dans la moitié supérieure du versant sud, l’abaissement, qui est d’environ 15 m, correspondrait à l’abaissement de 15 m du dépôt du Gué-de-Sue situé sur cette partie du versant ;

96 - au niveau du village de Ternay, l’abaissement d’environ 25 m qui est constaté entre les stratigraphies révélées dans deux forages qui traversent les formations de plateau de part et d’autre de la vallée et celle relevée dans le val (fig 8).

97Compte tenu de ces données, l’altitude relative des terrasses du Gué-de-Sue et de Launay en Bas-Vendômois aurait été, lors de leur dépôt, du même ordre que celle de la terrasse de Belle-Assise à Lisle, en Haut-Vendômois (+49 / +55 m rel.). Le ou les abaissements se seraient produits après le dépôt de cette formation fluviatile et auraient affecté différentiellement les deux compartiments séparés par une cassure (fig. 8).

Fig. 12 : Profils théoriques des secteurs Haut- et Bas-Vendômois montrant les corrélations entre les âges absolus de haut en bas du versant. On constate les mêmes anomalies entre âges et altitudes relatives pour les formations déposées avant l’ouverture du fossé (Moncé, Trôo).

Fig. 12 : Profils théoriques des secteurs Haut- et Bas-Vendômois montrant les corrélations entre les âges absolus de haut en bas du versant. On constate les mêmes anomalies entre âges et altitudes relatives pour les formations déposées avant l’ouverture du fossé (Moncé, Trôo).

7.3 - Tectonique récente et couloir actuel

98La topographie actuelle de la vallée est caractérisée par l’encaissement de la plaine alluviale dans un couloir ouvert dans les formations crayeuses crétacées au fond duquel coule actuellement le Loir. Ce couloir est profond d’une quinzaine de mètres et large de 1 à 1,5 km. Il est limité par des escarpements crayeux du Sénonien et du Turonien généralement verticaux. La diminution brutale de la largeur de la plaine alluviale qui passe de 4 km à 1,5 km supposerait donc une accélération du soulèvement de la région vendômoise.

7.3.1 - Ouverture du fossé

99L’hypothèse de la succession de phases d’instabilité tectonique au milieu du Pléistocène moyen a été proposée pour expliquer les incohérences dans les âges ESR et les altitudes des alluvions fluviatiles F, D, E, déposées entre 600 et 400 ka (Tissoux et al., 2011). La phase distensive qui a entraîné l’ouverture du fossé s’est produite après le dépôt de la Formation D, datée de 413 ± 54 ka, qui coiffe l’escarpement de craies sénoniennes aux Grouais-de-Chicheray à Pezou.

100Cette distension aurait pu provoquer, modifier ou accentuer le basculement des compartiments riverains, par des rejeux des accidents locaux. Les incohérences observées pour d’autres formations déposées en sommet d’escarpement, comme à Moncé (490 ± 76 ka), ou au pied des escarpements, à Pezou, Silo-Franciade (379 ± 42 ka) et à Trôo, Maison-Petit (475 ±72 ka), indiqueraient que leurs altitudes relatives auraient pu être modifiées lors de l’ouverture du fossé (tab. 3).

101Ces données chronologiques confirmeraient que l’ouverture du fossé du Loir vendômois se serait produite après le dépôt de la formation D vers 400 ka. Régionalement, des déformations tectoniques postérieures aux formations fluviatiles déposées pendant l’Elstérien (465-418 ka) ont été signalées (Larue, 2003 ; Liard et al., 2017). Des phases de déformation datées du milieu du Pléistocène moyen sont aussi signalées dans de nombreuses autres régions de France. Elles sont souvent reliées à la persistance des orogenèses alpine et pyrénéenne (Grellet,1993 ; Van Vliet-Lanoë, 2000 ; Larue, 2003; Nehlig, 2010).

102Dans le Bas-Vendômois, les altitudes relatives des formations G et F déposées dans la première moitié du Pléistocène moyen étant les mêmes que dans le secteur Haut-vendômois, on peut supposer que le soulèvement des compartiments observé en aval de Montoire est contemporain de la création du fossé et expliquerait l’approfondissement de 20 m dans la profondeur de l’incision actuelle.

7.3.2 - Incisons du plancher

103Dans le plancher du fossé, l’incision est de 5 m pour la nappe C, puis de 4 m pour la nappe B et de 2 m pour la nappe A. Cette diminution progressive de l’incision et l’emboîtement des nappes qui en découle, observés tout au long de la vallée du Loir en Loir-et-Cher, a également été observé dans les fossés des vallées du Cher et de la Creuse sur le versant sud du bassin de la Loire moyenne, (Macaire, 1981 ; Despriée et al., 2007 ; Garon et al., 2017). Ce ralentissement a aussi été observé en aval, dans la région voisine de la Touraine et, en amont, en Orléanais (Larue, 2003). La mise en place des fossés actuels aurait été suivie d’un ralentissement important de la vitesse de surrection régionale selon l’hypothèse émise par Freytet et al. (1989).

104Un autre facteur, concomitant au ralentissement du soulèvement régional, peut être avancé. Après de l’ouverture du fossé, la déstabilisation des versants supérieurs a fourni des cailloutis soliflués puis géliflués qui ont remblayé rapidement les surfaces incisées au début des stades froids. Ces décharges considérables ont pu, lors des incisions postérieures, freiner la dynamique fluviale, la compétence du cours d’eau étant insuffisante pour déplacer ces matériaux, ce qui pourrait expliquer les nombreux lits fossiles du Loir se déplaçant pour les contourner (Giot et al., 2004). Pendant les trois derniers cycles climatiques, l’érosion du plancher de craie par abrasion mécanique et par altération physico-chimique aurait été ainsi moins efficace.

105En conclusion, dans le Vendômois, la surrection générale du sud du Bassin Parisien a, pendant le Pléistocène, engendré une géodynamique qui a induit les directions suivies par le cours d’eau ainsi que la topographie de la vallée mise en place au fur et à mesure de l’incision. En réponse au soulèvement, des rejets importants des failles, ont permis l’ouverture du graben de Morée et la subsidence des bassins de Lignières, Saint-Ouen /Vendôme, de Naveil/Villiers/Thoré ou de Saint-Martin-des-Bois/Ternay/Trôo. Ces affaissements ont pu avoir lieu en plusieurs temps comme le suggèrent Giot et al. (1999),

106Les ressauts entre les nappes, observés dans les parties hautes des versants, pourraient être attribués à des fluctuations dans la vitesse de surrection (Tissoux et al., 2011) ou pourraient résulter partiellement de décrochements qui sont parfois visibles dans la topographie, soulignés par l’absence des formations probablement détruites par l’érosion, comme au niveau du graben de Morée (Voinchet et al., 2007).

107Au milieu du Pléistocène moyen, une phase d’accélération du soulèvement de la région vendômoise aurait provoqué un rétrécissement important de la plaine alluviale dans le substratum crétacé. Cette accélération pourrait être à l’origine d’affaissements et de basculements le long des systèmes de failles. Elle explique l’approfondissement de bassins et des couloirs qui les relient, formant la topographie caractéristique de la vallée du Loir vendômois actuelle. À partir de 300 ka débuterait une phase de ralentissement de la surrection, qui se poursuivrait actuellement comme cela a été observé dans la région voisine de Touraine (Larue, 2003).

8 – Préhistoire et paléontologie des formations fluviatiles fossiles en aval de Vendôme

108Les industries préhistoriques associées aux formations fluviatiles dans le secteur Haut-Vendômois ont été attribuées au « Mode 1 » (formation J) et au « Mode 2 » (formations F, E, D, C) (Despriée, 1985 ; Monnier & Despriée, 1991 ; Despriée et al., 2005, 2012). Ainsi que quelques restes paléontologiques, elles sont conservées au Musée de Vendôme. Nous précisons ci-dessous la position des artefacts et des restes fauniques provenant des témoins de la Formation C étudiés dans cet article.

8.1 - Sites de la formation C

109En aval de Vendôme, des silex taillés ont été trouvés dans la formation C (+6 / +11 m rel.) à Bondrée à Naveil (273 ± 92 ka : fig. 5, logs D et E & fig. 13, 1 & 2), aux Grands-Champronds à Thoré-la-Rochette (281 ± 62 ka : fig. 5, log H ; fig. 13, 4) et au Grand-Ris à Lunay (fig. 5, log I ; fig. 13, 5). La position des dents fossiles de Cœlodonta antiquitatis et de Elephas trogontherii recueillies anciennement sur ces gisements a pu être précisée (fig. 5, log. H ; fig. 13, 3 - Despriée et al., 2018 -).

110L’ancienne carrière dans laquelle avait été recueilli « un fragment de crâne comprenant l’os frontal d’un homme […] à environ 2,50 m du sommet des alluvions caillouteuses, c’est-à-dire à 3,20 m de profondeur totale » a pu être localisée au lieu-dit la Maison-Blanche au nord de l’agglomération de Montoire. La coupe remise au jour mécaniquement a montré une stratigraphie comparable à celle décrite par Ernest Aubin en 1909 (fig. 14A & B) : « Le fragment de crâne était logé au milieu d’un sable très fin qui le remplissait complètement, malgré cela il est comme usé sur le pourtour et porte une fente profonde résultant d’un choc ancien ». […] Nous avons recueilli nous‑même en place, au même niveau où il se trouvait, plusieurs silex travaillés intentionnellement […] et des dents de chevaux » (Aubin, 1909) (fig. 14 C). Le niveau sableux, retrouvé à la profondeur indiquée, a été daté dans le présent travail de 312 ±30 ka. Par contre, les recherches menées pour retrouver les fossiles et les artefacts n’ont pas encore abouti.

Fig. 13 : Industrie préhistorique en silex de la Formation fluviatile C (+6 / +11 m rel.)

Fig. 13 : Industrie préhistorique en silex de la Formation fluviatile C (+6 / +11 m rel.)

1/ Chopper, graves inférieures, 2/ Nucléus, graves supérieures (Bondrée, carrière Rougeron, Naveil), 3/ Fragment de dent de M. primegenius, 4/ Biface en silex roulé et concassé (les Grands-Champronds, Carrière Chavigny, Thoré), 5/ Nucléus Levallois en silex (le Grand-Ris, Lunay). Coll. Musée de Vendôme, dessins J. Despriée.

Fig. 14 : Montoire, la Maison-Blanche.

Fig. 14 : Montoire, la Maison-Blanche.

(A) Coupe relevée par E. Aubin en 1909 dans la carrière Lefèvre. (B) Log avec localisation du prélèvement ESR (cercle noir) dans la couche de sable ayant livré les artefacts (triangle noir) et les ossements fossiles (cercle noir). (C) Photographie du frontal humain (1), d’un éclat de silex (2) et de la dent d’herbivore (3) trouvés dans ce niveau (d’après Aubin, 1909).

8.2 - Le site de la jarretière (+20 / +35 m rel.)

111Le site de la Jarretière signalé sur les communes de Ternay et d’Artins, découvert au début du xxe siècle (Clément, 1905) a également pu être replacé sur le coteau concerné (fig. 15) et une petite partie de la collection a été analysée (fig. 16). L’inventeur ne situait pas cet atelier et ne décrivait pas son contenu. Pourtant, la collection Clément fut par la suite signalée comme provenant d’une terrasse du Loir située à « la Jarretière d’Artins » (Faupin, 1908). En 1917, Chaput associait le site à sa « terrasse de 15-20 m au‑dessus de l’étiage du Loir ». En 1929, Georges Denizot plaça dans son « moyen niveau » la « terrasse du Plat d’Étain située à Artins à 25 m au-dessus du Loir, terrasse dont le principal intérêt réside dans ses relations avec la station préhistorique considérable de la Jarretière découverte par P. Clément qui, sur un petit espace, lui a fourni des centaines de pièces chelléennes, acheuléennes et moustériennes mélangées en surface… ». Il remarque : « un tel complexe d’industries s’échelonnant sur une durée considérable […] ne saurait être inclus dans la terrasse … » et considére que « le nombre de pièces récoltées sur quelques ares ne s’accorde pas avec l’idée d’un transfert par des alluvions […] il s’agit sans aucun doute d’une station de plein air postérieure à la terrasse » Denizot visita d’ailleurs la « station » en compagnie de P. Clément, lequel confirma les ramassages en surface de la terrasse et « jusqu’au sommet du coteau » (Denizot, 1929, 1930). Lors de l’inventaire de la collection Clément effectué par Florance (1922), 265 « pièces chelléennes », 560 pièces « acheuléennes » et 5209 pièces « moustériennes » furent recensées comme provenant de la Jarretière. Sur ces quelques 6000 pièces, il n’en reste qu’environ 500 dans la collection conservée au musée de Vendôme. Les études statistiques appliquées à ces restes ne peuvent donc être que partielles. Aucun de ces artefacts ne présente ni les stigmates d’un transport dans des alluvions : concassage des bords tranchants, émoussé des arêtes de taille, dépoli des surfaces, ni la rubéfaction dans la masse, altérations caractéristiques des artefacts enfouis dans des alluvions anciennes ayant subi depuis plusieurs phases d’altérations climatiques (Despriée et al., 2005).

112Les natures des silex utilisés, les aspects des surfaces des artefacts et leurs altérations physiques ou chimiques ont amené à distinguer trois séries (fig. 16) :

113 - la série A (160 pièces) comprend une quarantaine de bifaces, dont les formes sont nettement allongées et dont les tranchants rectilignes ont été obtenus au percuteur tendre (fig. 16A, 1). La technique de débitage Levallois a largement été utilisée pour la production d’éclats et de pointes à partir de nucléus préparés sur les deux faces (51,3 %) (fig. 16A, 2 à 6). Les surfaces de tous les artefacts ont acquis une coloration ocre jaune peu profonde et, certaines surfaces opposées, une patine jaune verdâtre luisante. On n’observe pas de corrosion, mais les deux-tiers des pièces présentent des fissurations, des enlèvements en cupule résultant d’une action ancienne du gel, puis probablement d’un transport postérieur comme l’indiquent les destructions partielles patinées ;

114 - la série B, d’une centaine de pièces en silex gris provenant des Argiles à silex, comprend des petits bifaces épais, ovalaires ou amygdaloïdes (h = 10 cm, fig. 16B), taillés au percuteur dur avec des tranchants irréguliers, des racloirs bifaces, quelques nucléus, des outils sur éclats et des éclats entiers ou brisés. Le groupe moustérien est dominant (73,6 %), mais le débitage Levallois est faible (18,5 %). Les surfaces de tous les artefacts montrent une altération homogène blanc jaunâtre ou ocre jaune toujours importante. Une corrosion chimique a affecté une face, des dépôts concrétionnés sont observés sur l’autre face. Le concassage important (15 mm) est postérieur à l’altération et à la corrosion.

115 - la série C est presque exclusivement composée de très petits bifaces dont la longueur maximale est de 5 à 6 cm (fig. 16C). On observe en surface un cacholong blanc-bleuté. Des chocs nombreux affectent les tranchants de la quasi-totalité des artefacts jusqu’à 1,5 cm de profondeur. Comme pour les séries A et B, ces chocs, postérieurs à l’altération, peuvent être attribués aux instruments aratoires et indiquent des positions proches de la surface cultivée, voire sur cette surface.

Fig. 15 : Localisation du site préhistorique de la Jarretière, sur la croupe formée par l’extrémité est de la terrasse dite du « Plat-d’Etain » (+20 / +25 m rel.) et celle de la Miennerie comportant deux dépôts érodés déposés entre +25 / + 35 m rel., au-dessus du ruisseau de la Cendrine.

Fig. 15 : Localisation du site préhistorique de la Jarretière, sur la croupe formée par l’extrémité est de la terrasse dite du « Plat-d’Etain » (+20 / +25 m rel.) et celle de la Miennerie comportant deux dépôts érodés déposés entre +25 / + 35 m rel., au-dessus du ruisseau de la Cendrine.

Fig. 16 : Ternay-Artins, site de la Jarretière, Collection Clément.

Fig. 16 : Ternay-Artins, site de la Jarretière, Collection Clément.

Série A : 1/ Exemple de biface à patine ocre, chocs récents sur les tranchants ; 2 à 6/ Nucléus et éclats, débitage Levallois. Série B : Exemple de petit biface épais et faiblement allongé. Série C : deux exemples de très petits bifaces (coll. Musée de Vendôme, Dessins J. Despriée).

9 - Conclusion

116La vallée du Loir vendômois a incisé les sables silico-clastiques du Néogène, les dépôts détritiques argilo-siliceux du Paléogène, puis les séries argilo-crayeuses crétacées du sud du Bassin parisien. Deux secteurs de même longueur, mais avec un écart d’incision de 20 m, ont été décrits de part et d’autre de l’accident majeur de la faille de Huisseau : le secteur du Haut-Vendômois en amont, et le secteur du Bas-Vendômois en aval.

117D’amont en aval, dix « formations fluviatiles fossiles » dénommées de A à J ont été décrites ainsi que des dépôts de pente et de couverture.

118Les alluvions des formations fluviatiles supérieures J, I, H, et G sont principalement des graves épaisses d’environ dix mètres de sables, de graviers et de petits cailloux lités horizontalement. Les déterminations pétrographiques et minéralogiques indiquent que les silex, le quartz, la silice et le grès proviennent des formations secondaires et tertiaires encaissantes ou présentes en amont. Quand le substratum a pu être atteint, on observe sous la formation alluviale la présence d’un dépôt de pente grossier soliflué mis en place après l’incision.

119Dans les six formations suivantes, déposées sur le moyen versant et dans le fossé actuel, la part d’apport fluviatile est beaucoup plus faible. Les alluvions sont associées à au moins deux apports massifs grossiers inorganisés provenant des versants. Le pourcentage élevé de blocs de brèches éocènes, de gros cailloux et de nodules siliceux gélivés indiquent des dégradations climatiques plus importantes et plus répétitives et donc une déstabilisation importante des séries argilo-crayeuses mises au jour sur les versants. Ces deux dépôts grossiers sont séparés par un niveau d’un à deux mètres d’épaisseur, constitué d’une alternance de lentilles décamétriques de sables grossiers, de graviers et de petits cailloux vraisemblablement déposés par la rivière pendant les débâcles estivales du Pléniglaciaire.

120Les datations des dix formations J à A ont été effectuées en utilisant la méthode par ESR appliquée aux quartz fluviatiles blanchis optiquement en utilisant le centre aluminium. Neuf formations sont désormais datées dans le secteur du Haut-Vendômois et huit dans le secteur du Bas-Vendômois. Leurs âges moyens pondérés peuvent donc être comparés. Ils montrent des correspondances régulières pour les âges obtenus du haut en bas du versant dans chacun des deux secteurs concernés, laissant supposer des enregistrements concomitants dans les deux secteurs au cours du Pléistocène et des histoires climatiques et tectoniques semblables.

121L’incision de la vallée a débuté au Pléistocène inférieur, les nappes les plus anciennes se sont déposées il y a environ un million d’années. La surrection régionale est, probablement dès cette époque, à l’origine de la formation des bassins en raison de la présence de nombreux accidents tectoniques. Les formations fluviatiles séparées ou non par des ressauts se sont progressivement étagées sur le versant durant le Pléistocène moyen ancien. Il y a environ 400-350 ka, au milieu du Pléistocène moyen, l’accélération de la surrection locale a entraîné une incision plus étroite, créant un couloir dans les craies du substratum. Les trois dernières formations qui forment la plaine alluviale se sont emboîtées par suite d’un ralentissement du soulèvement à partir d’environ 280 ka. La dernière formation fossile daterait du Pléistocène supérieur. On peut espérer que de nouvelles données ESR et des observations complémentaires sur les accidents pourront permettre de mieux préciser les phases du Pléistocène durant lesquelles la tectonique a fait rejouer les accidents qui ont contraint le tracé actuel de la vallée du Loir et façonné sa topographie de bassins reliés par des couloirs ouverts dans les craies et tuffeaux.

122Les artefacts préhistoriques observés en position primaire sont peu nombreux dans le secteur Bas-Vendômois. Des industries à rares bifaces ont été localisées seulement dans la formation C (âge moyen ESR = 273 ± 92 ka). Dans cette même formation, la calotte crânienne humaine de Montoire, associée à des silex et des dents de chevaux dans une couche sableuse bien située stratigraphiquement et maintenant datée, est un élément majeur qu’il faudrait retrouver.

123Les sites préhistoriques associés aux formations fluviatiles étudiés sont plus nombreux dans le secteur Haut-Vendômois. Il a été signalé un site à industrie de type « oldowayen » associée aux dépôts grossiers déposés sur le plancher d’incision ; dépôts qui ont servi de gîtes à matériaux à Saint‑Hilaire‑la‑Gravelle, le Pont‑de‑la‑Hulauderie (nappe J, >1 Ma, Monnier & Despriée, 1989 ; Tissoux et al., 2011). Un assemblage de type « Colombanien » à été trouvé dans les fouilles sur le plancher d’incision à Pezou, les Grouais de Chicheray (nappe D, 413 ± 64 ka, Despriée et Lorain, 1972 ; Monnier & Molinès, 1993). Les industries à bifaces attribuables à l’Acheuléen sont en position primaire dans les alluvions déposées en sommet des formation E et D (Despriée, 1985, 2005, 2009).

124Il reste à caractériser et à dater par sondages et par fouilles les abondantes séries semblables à celles de la Jarretière d’Artins, qui ont été signalées tout au long des versants du Loir vendômois. Associées aux dépôts de pente qui ont été exploités pour leurs nodules de silex transportés sur le versant, elles comprennent de nombreux bifaces et un débitage Levallois parfois important. Des études géomorphologiques de ces dépôts de versant sont commencées pour essayer de caractériser les différents types de dépôts, leurs implications climatiques, et les périodes de présence humaine.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Carte de situation et carte géologique simplifiée du Loir vendômois.
Légende (A) Carte de situation de la vallée du Loir vendômois. (B) Carte géologique simplifiée de la zone étudiée en aval de Vendôme. 1/ Aquitanien (Calcaire de Beauce), 2/ Eocène (sables, argiles et perrons), 3/ Crétacé terminal (Argiles à silex), 4/ Campanien (calcaires et craies), 5/ Coniacien-Santonien (craies à silex), 6/ Turonien (craies et tuffeaux à silex), 7/ Cénomanien (Sables du Perche).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-1.jpg
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Titre Fig. 2 : Localisation des secteurs d’étude et des sites datés en aval de Vendôme.
Légende (A) Localisation des sites datés en aval de Vendôme : Naveil (1 les Bournais, 2 Bondrée) ; Thoré-la-Rochette (3 les Grands-Champronds) ; Montoire(4 Champigny, 5 la Maison-Blanche) ; Saint-Martin-des-Bois (6 le Gué-de-Sue, 7 la Touche, 8 Lavau, 9 la Panerie, 10 la Chanoinerie, 11 le Petit-Ranay) ; Trôo (12 la Croix-Maison-Petit) ; Ternay (13 Launay-le silo) ; Artins (14 les Grouas) ; Poncé-sur-le-Loir dans le département de la Sarthe (15 le Cimetière et 16 les Bornais). (B) Localisation des bassins étudiés dans la vallée du Loir. a/ Bassin de Naveil - Villiers-sur-Loir - Thoré dans le secteur Haut-Vendômois. b/ Bassin de Saint-Martin-des-Bois - Ternay - Trôo dans le secteur Bas-Vendômois. c/ Couloir d’Artins - Sougé (site de la Jarretière). Les régions naturelles sont définies par la nature de leur sous-sol (cf. fig. 1B). La largeur de l’incision atteint cinq à six kilomètres au niveau des plateaux.Noms des localités, de gauche à droite : Lch = La Chartre-sur-le-Loir (Indre-et-Loire) ; Rui = Ruillé ; Pon = Poncé ; Pdb = Pont-de-Braye (Sarthe) ; Sou = Sougé ; Art = Artins ; Trôo ; Ter = Ternay ; Sqt = Saint-Quentin-lès-Trôo ; Smb = Saint-Martin-des-Bois ; Lrl = Les Roches‑l’Évêque ; Mon = Montoire ; Tlr = Thoré-la-Rochette ; Nav = Naveil ; Ven = Vendôme (Loir-et-Cher). Noms des accidents (de gauche à droite), seuls figurent les accidents les plus importants (d’après Giot et al., 1999, 2004 ; Brétizel et al., 2012). f1 = faille du Grand-Lucé ; f2 = faille de Saint‑Georges-de-la-Couée ; f3 = faille de la Chartre-sur-le-Loir ; f4 = faille de la Braye ; f5 et f7 = failles de Saint-Martin-des-Bois ; f6 = faille de Saint‑Quentin‑lès-Trôo ; f8 = faille de Huisseau‑en‑Beauce (ou de la Brisse) ; f9 = faille du Boulon ; f10 = faille de Vendôme-la Chappe. Seuls figurent les accidents les plus importants (d’après Giot et al., 1999, 2004 ; Brétizel et al., 2012).
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Titre Tab. 1 : Géolocalisation de l’ensemble des prélèvements ESR effectués dans les secteurs Haut-Vendômois (HV) et Bas-Vendômois (BV) de la vallée du Loir, avec indication des années de prélèvement et de publication (d’après Voinchet, 2002 et Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2) ; Tissoux et al., 2011 (3).
Légende Les altitudes relatives sont données par rapport à l’incision maximale estimée à partir des sondages disponibles.
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Titre Fig. 3 : Carte géologique et structurale simplifiée du bassin de Naveil /Villiers /Thoré à l’extrémité ouest du secteur Haut-Vendômois.
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Titre Fig. 4 : Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Naveil / Villiers / Thoré et les transects associés.
Légende (A) Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Naveil / Villiers / Thoré. (B) Profil selon le tracé du TGV Atlantique montrant l’étagement des dépôts sur le versant nord. (C) Transect orthogonal au précédent, montrant l’emboîtement des dépôts au fond du bassin
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-5.jpg
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Titre Fig. 5 : Bassin de Naveil / Villiers / Thoré. Logs stratigraphiques des dépôts fluviatiles fossiles du fossé.
Légende Formation C (+6 / +11m rel.) : Naveil, la Jennetière, Bondrée, carrière Minier, logs ouest (log A), nord (log B) et est (log C) ; Naveil, la Jennetière, Bondrée, carrière Rougeron, coupes nord (log D) et sud (log E) ; Thoré-la-Rochette, les Grands-Champronds, carrière Chavigny, coupe est (log G) ; Thoré-la-Rochette, la Cunaille, carrière Chavigny, coupes nord-sud (log H) et est-ouest (log I) ; Lunay, les Clouseaux, le Grand-Ris (log J). Formation A (0 / +5 m rel.) : Naveil, Varennes, les Bournais (log F). Les indications de lieu sont données dans l’ordre suivant : commune, hameau, lieu-dit cadastral, carrière, localisation de la coupe de terrain
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-6.jpg
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Titre Fig. 6 : Naveil, dépôt fluviatile fossile de +6 / +11 m rel. à Bondrée.
Légende (A) Bloc de brèche éocène ou « perron » (90 x 50 x 50cm) inclus dans les graves grossières de la base (carrière Rougeron). (B) Litage horizontal des graves fines à moyennes dans les séquences fluviatiles intermédiaires (carrière Minier).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-7.jpg
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Titre Fig. 7 : Dépôts de limons, commune de Naveil, à Bondrée, carrière Rougeron.
Légende (A) Coupe sud : 1/ Dépôt alluvial grossier (1a), sableux (1b) puis grossier (1c), 2/ Loess beige à concrétions calcaires (« poupées »), 3/ Loess beige concrétionné, 4/ Limon brun fendillé. (B) Coupe nord : 1/ Dépôt alluvial supérieur, 2/ Limon ruisselé et rubéfié, 3/ Couverture de limon brun (clichés J. Despriée).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-8.jpg
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Titre Fig. 8 : Le transect de Ternay-Trôo sur la carte géologique et structurale du Loir, en aval de Montoire-sur-le-Loir.
Légende (A) Carte géologique et structurale du Loir en aval de Montoire-sur-le-Loir. (B) Transect Ternay-Trôo (A-A’) montrant, de bas en haut, la stratigraphie des formations marines crétacées, des dépôts détritiques tertiaires continentaux et leur abaissement au niveau de la vallée du Loir. Les numéros des forages sont ceux indiqués sur la carte géologique à 1/50 000e de Vendôme, feuille 395 (Giot et al., 1999).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-9.jpg
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Titre Fig. 9 : Les formations fluviatiles reconnues dans le bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo et les profils associés.
Légende (A) Carte de situation des formations fluviatiles fossiles dans le bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo. (B et C) Profils réalisés sur la commune de Ternay (A-A’) et de Saint-Martin-des-Bois (B-B’) sur l’axe des prélèvements.
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Titre Fig. 10 : Logs stratigraphiques des formations fluviatiles fossiles prélevées dans le bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-11.jpg
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Titre Tab. 3 : Données radiométriques et âges ESR obtenus pour les échantillons prélevés dans les dépôts fluviatiles du bassin de Saint-Martin-des-Bois / Ternay / Trôo.
Légende Les résultats sont donnés selon l’altitude relative des dépôts de haut en bas (d’après Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-12.jpg
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Titre Tab. 4 : Liste des dépôts fluviatiles datés par la méthode ESR dans la vallée du Loir vendômois (hors dépôts de pente) avec indication des altitudes relatives et proposition de modifications de certaines altitudes d’après les données tectoniques connues.
Légende Les résultats entre parenthèses, considérés comme aberrants, n’ont pas été pris en compte pour le calcul des âges moyens pondérés. HV = secteur Haut-Vendômois ; BV = secteur Bas-Vendômois. Les résultats antérieurs sont indiqués par un astérisque. D’après Voinchet, 2002 ; Despriée et al., 2003 (1) ; Voinchet et al., 2010 (2) ; Tissoux et al., 2011 (3).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-13.jpg
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Titre Fig. 11 : Carte structurale du Loir vendômois.
Légende 1. Graben de Morée ; 2. Graben de Pezou ; 3. Failles majeures de la Brisse et du Boulon limitant les deux secteurs et leur écart d’incision. 4. Bassin de Saint‑Martin‑des‑Bois / Ternay / Trôo. Mor = Morée ; Pez = Pezou ; Mon = Moncé ; Tho = Thoré ; SMB = Saint-Martin-des-Bois ; Ter = Terny ; Art = Artins.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-14.jpg
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Titre Fig. 12 : Profils théoriques des secteurs Haut- et Bas-Vendômois montrant les corrélations entre les âges absolus de haut en bas du versant. On constate les mêmes anomalies entre âges et altitudes relatives pour les formations déposées avant l’ouverture du fossé (Moncé, Trôo).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-15.jpg
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Titre Fig. 13 : Industrie préhistorique en silex de la Formation fluviatile C (+6 / +11 m rel.)
Légende 1/ Chopper, graves inférieures, 2/ Nucléus, graves supérieures (Bondrée, carrière Rougeron, Naveil), 3/ Fragment de dent de M. primegenius, 4/ Biface en silex roulé et concassé (les Grands-Champronds, Carrière Chavigny, Thoré), 5/ Nucléus Levallois en silex (le Grand-Ris, Lunay). Coll. Musée de Vendôme, dessins J. Despriée.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-16.jpg
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Titre Fig. 14 : Montoire, la Maison-Blanche.
Légende (A) Coupe relevée par E. Aubin en 1909 dans la carrière Lefèvre. (B) Log avec localisation du prélèvement ESR (cercle noir) dans la couche de sable ayant livré les artefacts (triangle noir) et les ossements fossiles (cercle noir). (C) Photographie du frontal humain (1), d’un éclat de silex (2) et de la dent d’herbivore (3) trouvés dans ce niveau (d’après Aubin, 1909).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-17.jpg
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Titre Fig. 15 : Localisation du site préhistorique de la Jarretière, sur la croupe formée par l’extrémité est de la terrasse dite du « Plat-d’Etain » (+20 / +25 m rel.) et celle de la Miennerie comportant deux dépôts érodés déposés entre +25 / + 35 m rel., au-dessus du ruisseau de la Cendrine.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-18.jpg
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Titre Fig. 16 : Ternay-Artins, site de la Jarretière, Collection Clément.
Légende Série A : 1/ Exemple de biface à patine ocre, chocs récents sur les tranchants ; 2 à 6/ Nucléus et éclats, débitage Levallois. Série B : Exemple de petit biface épais et faiblement allongé. Série C : deux exemples de très petits bifaces (coll. Musée de Vendôme, Dessins J. Despriée).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/15817/img-19.jpg
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Pour citer cet article

Référence papier

Jackie Despriée, Hélène Tissoux, Pierre Voinchet, Gilles Courcimault et Jean‑Jacques Bahain, « Nouvelles données sur le système fluviatile du loir en aval de Vendôme (Loir-et-Cher, région Centre-Val de Loire, France) : contexte morphosédimentaire, géochronologie ESR, tectonique récente et préhistoire »Quaternaire, vol. 32/2 | 2021, 123-152 .

Référence électronique

Jackie Despriée, Hélène Tissoux, Pierre Voinchet, Gilles Courcimault et Jean‑Jacques Bahain, « Nouvelles données sur le système fluviatile du loir en aval de Vendôme (Loir-et-Cher, région Centre-Val de Loire, France) : contexte morphosédimentaire, géochronologie ESR, tectonique récente et préhistoire »Quaternaire [En ligne], vol. 32/2 | 2021, mis en ligne le 01 juin 2021, consulté le 28 février 2024. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/15817 ; DOI : https://doi.org/10.4000/quaternaire.15817

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Auteurs

Jackie Despriée

UMR 7194 Histoire naturelle de l’Homme préhistorique, CNRS-MNHN, 1 rue René-Panhard, FR-75013, PARIS.

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Hélène Tissoux

 UMR 7194 Histoire naturelle de l’Homme préhistorique, CNRS-MNHN, 1 rue René-Panhard, FR-75013, PARIS;  Direction des Géoressources, Unité Géologie de l’Aménagement des Territoires, BRGM, avenue Claude‑Guillemin, BP 36009, FR-45060, ORLÉANS, cedex 2. Courriel : h.tissoux@brgm.fr

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Pierre Voinchet

UMR 7194 Histoire naturelle de l’Homme préhistorique, CNRS-MNHN, 1 rue René-Panhard, FR-75013, PARIS. Courriel : pvoinch@mnhn.fr

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Gilles Courcimault

Centre régional de Recherches archéologiques, 18 rue Charles-Lindbergh FR‑41000, BLOIS.

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Jean‑Jacques Bahain

UMR 7194 Histoire naturelle de l’Homme préhistorique, CNRS-MNHN, 1 rue René-Panhard, FR-75013, PARIS. Courriel : bahain@mnhn.fr

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Droits d’auteur

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