Nous remercions Julienne Piana et Mathieu Rué pour leur relecture détaillée et les améliorations qu’ils ont apportés à notre travail. Nous remercions Christian Perrenoud du laboratoire HNHP implanté à Tautavel pour les analyses par DRX des cristaux de gypse. Enfin, nous remercions tous les financeurs et personnes ayant contribué plus généralement aux opérations sur Waziers dont le détail est repris dans les remerciements du premier article de ce volume (Hérisson et al., 2022).
1Depuis les premières investigations archéologiques menées en 2011, le lieu-dit « Bas-terroir » sur la commune de Waziers, dans le Nord de la France (fig. 1) a fait l’objet de multiples observations stratigraphiques sur des alluvions et des tourbes, riches en bois et restes paléontologiques, sous les dépôts loessiques du dernier cycle glaciaire. Elles se sont multipliées depuis leur attribution en 2013 à l’Eemien (suite à une étude malacologique et à une datation U/Th avec une probabilité d’âge supérieure à environ 103 ka). Des investigations sont encore en cours. Pour une présentation du contexte géographique et de l’historique des recherches, se référer à Hérisson et al. (Hérisson et al., 2022). Dans le présent article, nous localisons, présentons et synthétisons les données lithostratigraphiques acquises jusqu’en 2015. Les nouvelles données acquises depuis, que ce soit dans le cadre de l’archéologie programmée (Hérisson et al., 2017) ou préventive (Locht et al., 2020) complètent cette stratigraphie sans la remettre en cause. Elles ne sont pas traitées ici.
2Nous constatons la grande variabilité des dépôts sédimentaires dans l’espace et dans le temps (variations latérales rapides, érosions et hiatus). La lithologie reste dans la gamme des graviers, sables, limons et tourbes. Dans cet article, nous fondons la lithostratigraphie sur les fouilles de 2014 et 2015 où des coupes ont pu être levées précisément à l’échelle des dépôts élémentaires (parfois un simple lit ou des lamines). Nous distinguons ces unités stratigraphiques de détail (abrégées en « ud » et présentées dans leur intégralité dans les différents rapports : Locht et al., 2014 ; Hérisson et al., 2015) des unités stratigraphiques de synthèse (abrégées en « US ») qui regroupent en un ensemble cohérent plusieurs ud. La compréhension de la stratigraphie acquise à l’issue de la fouille 2015 est comparée aux observations et études plus distantes effectuées auparavant. Elle pose le cadre de l’ensemble des études dont les résultats sont exposés dans le présent volume (archéologie, géochronologie, paléontologie, analyses isotopiques).
Fig. 1 : Localisation du site de Waziers « Bas-Terroir ». Fig. 1: Location of the Waziers ‘Bas-Terroir’ site.
(A) Localisation dans les grands ensembles morpho-structuraux au nord du Bassin parisien ; étoile/ Waziers, cadre rouge/ Localisation de la carte B. (B) Localisation dans la plaine de la Scarpe et les micro-ré- gions avoisinantes ; étoile/ Waziers, V-en-A/ Capture anthropique via Vitry-en-Artois de la Sensée-Satis vers la Scarpe-Scarbus (partie section amont de la Scarpe actuelle). (C) Localisation dans le système morpho-stratigraphique de l’est de la plaine de la Scarpe ; 1/ Cuesta, 2/ Sable affleurant (d’après Fourrier, 1989), ailleurs : couverture loes- sique du Pléniglaciaire weichselien, 3/ Morphologie fluviale méandri- forme héritée du Pléniglaciaire weichselien, 4/ Petites dunes linéaires développée au Pléniglaciaire weichselien, 5/ Système lacustre déve- loppé au Tardiglaciaire weichselien (Deschodt et al., 2005 ; Collette, 2007), 6/ Dépressions thermokarstiques.
3La figure 2 localise chaque série d’observations (pour une présentation générale du contexte géographique et administratif des observations, voir Hérisson et al. (Hérisson et al., 2022).
4Sept sondages en puits à la pelleteuse entre 2 et 4,2 m de profondeur ont été réalisés dans le cadre d’un diagnostic archéologique en 2011 (fig. 2A). Le sondage le plus profond au nord-ouest de l’emprise a rencontré à 3,3 m de profondeur, soit de 17,5 à 16,5 m IGN69, la formation tourbeuse, qui surmontait un limon travertineux de 16,5 à 15,8 m IGN69 (fig. 2A, n° 7, Rorive et al., 2012 ; Sergent et al., 2013).
Fig. 2 : Localisation des observations de détail sur le fond cadastral. Fig. 2: Location of detailed observations over cadastral basemap.
(A) Sondages en puits 2011, contexte archéologique préventif (Rorive et al. 2012). (B) Sondages géotechniques (Carneau, 2012). (C) Sondages en puits 2013, contexte archéologique préventif (Sergent et al., 2013). (D) Observation dite du « puisard », contexte archéologique préventif (Sergent et al., 2013 ; Deschodt, 2014). (E) Sondages à la tarière mécanique et sondage carotté 2013, contexte archéologique programmé (Antoine et al., 2013). (F) Sondages en puits et fouille 2014, contexte archéologique programmé (Locht et al., 2014). (G) Sondage en puits et fouille 2015, contexte archéo- logique programmé (Hérisson et al., 2015). (H) Fouille 2017, contexte archéologique programmé (Hérisson et al., 2017) ; sondages en puits 2020, contexte archéologique préventif (Locht et al., 2020).
5L’aménagement de la zone a donné lieu à une campagne de sondages géotechniques (Carneau, 2012). Elle comportait 5 sondages de reconnaissance lithologique à 8 m ou plus (fig. 2B). Les sondages 1 et 3, au nord de l’emprise, ont rencontré la tourbe. L’ensemble des sondages géotechniques a été exploité pour mieux appréhender la nature et la topographie du bedrock (Sergent et al., 2013 ; Antoine et al., 2013).
6En 2013, quatre sondages en puits à la pelle mécanique ont été réalisés entre 2,5 et 4 m de profondeur lors d’un nouveau diagnostic contigu au précédent par Yann Petite (fig. 2C, Sergent et al., 2013). Le sondage (2) a rencontré un dépôt organique en profondeur. Le sondage le plus au nord (4) a rencontré à 3 m de profondeur la formation tourbeuse où se trouvait un radius d’aurochs présentant une fracturation hélicoïdale d’origine anthropique ainsi qu’un éclat levallois.
7Les éléments provenant du sondage 4 ont justifié le creusement d’un sondage en paliers (numéroté été décrite par Yann Petite, la faune mammalienne (Bos primigenius, Capreolus capreolus, Cervus elaphus) par Sophie Louguet-Lefebvre et l’avifaune (anatidés et indéterminés) par Camille Lehnebach. L’ensemble des données a été intégré dans le rapport du diagnostic (Sergent et al., 2013). Malgré l’attention apportée, aucune autre pièce d’industrie lithique n’a été trouvée dans le sondage 5. L’excavation de la fouille programmée réalisée en 2014 est la reprise et l’extension de ce sondage.
8L’inondation par les eaux pluviales de la fouille prescrite sur des vestiges gallo-romains à l’issue du diagnostic archéologique de 2011 a nécessité au printemps 2013 le creusement d’un puisard (fig. 2D, Hérisson et al., 2022). Cet ouvrage technique a été l’occasion d’effectuer une nouvelle observation qui a donné lieu à un levé schématique et permis le prélèvement d’échantillons volumineux destinés à une première étude malacologique.
9Le « puisard » (fig. 3) a rencontré une alluvion (ud16) de graviers de craie à 5,5 m de profondeur (à près de 15 m IGN69). Cette nappe est recouverte par quelques décimètres d’un sable limoneux avec débris végétaux et mollusques (ud15). Un éclat Levallois en silex noir non patiné a été trouvé en position remaniée dans les déblais provenant de cette unité. Au-dessus se développe plus d’un demi-mètre de limon tufacé calcaire fin riche en malacofaunes (ud14). L’unité est presque exclusivement composée d’oogones de Characées (gyrogonites de 0,5 à 1 mm composés de calcite). Sa limite supérieure est perturbée par des figures de charge. Une tourbe litée (ud13) se développe ensuite sur plus d’un mètre d’épaisseur avec malacofaune, débris de bois et restes de faune mammalienne. Elle est largement érodée par une ravine (ou une bordure de chenal ?) comblée par de nouveaux dépôts grossiers constitués de graviers de craie avec une matrice sablo-limoneuse gris bleutée (ud12). L’ensemble est scellé par des litages sablo-limoneux (ud9 et ud11) qui contiennent de nombreux fragments de bois et débris végétaux flottés probablement remaniés à partir de la tourbe. Les lits intègrent des graviers de craie et de la faune mammalienne remaniée (ud10). La partie supérieure de la stratigraphie du puisard (base à 3,3 m de profondeur, vers 17,5 m IGN69) est composée de sable lité (ud7) qui contient une nappe superficielle (arrivée d’eau) passant vers le haut à des dépôts de limon et de sable calcaire régulièrement lités partiellement décarbonatés jusqu’à 1,2 m de profondeur à 19,6 m IGN 69. Un limon est présent en subsurface (ud2). Il passe sous la limite de décarbonatation où nous pouvons observer sans ambigüité son origine de loess typique calcaire (ud3).
10La géométrie des unités ud2 à ud7 suggère la présence d’un chenal actif avec un sable en charge de fond (ud7) passant vers le haut à des dépôts limono-sableux (fluvio- éoliens, ud6 à ud4) et finalement comblé par un loess sans plus aucune trace d’écoulement (ud3 et ud2).
Fig. 3 : Stratigraphie de l’observation dite du « puisard ». Fig. 3: Stratigraphy of the ‘sump’ observation pit.
Localisation sur la fig. 1D. (A) Limite de décarbonatation. (B) Présence de faune mammalienne. (C) Éclat Levallois, position approximative (trouvé en déblais), indication N0 sur la fig. 14. (D) Malacozones. (E) Datation U/Th, cf. Bahain et al., 2022. USn/ Corrélations possibles avec les unités stra- tigraphiques de synthèse des fouilles 2014-2015. 1/ Sol de surface : horizon de labour, 2/ Sol de surface : horizon argileux décarbonaté compact (BT) issu de la décarbonatation de l’ud3, 3/ Limons loessiques calcaires, 4/ Sable terne verdâtre issu de la décarbonatation de ud5, 5/ Sable lité à grandes stratifications faiblement obliques soulignées par des concentrations calcaires, 6/ Sable calcaire lité, quelques lamines limoneuses, 7/ Sable moyen à grossier, régulièrement lité, discordant par rapport à ud8, rétention d’une nappe perchée, 8/ Lits de sédiments fins, limono-argileux, gris bleuté, 9/ Sables limono-organiques lités, gris, litages réguliers plus sombres avec présence épisodique de fragments de tourbe remaniée, coquilles de mollusques brisées, 10/ Lit graveleux (craie, grès glauconieux), présence de faune mammalienne osseuse remaniée, 11/ Id. ud9, de plus en plus sombre vers le bas, multipli- cation des éléments organiques (tourbe et bois) remaniés, 12/ Graviers de craie dans une matrice sablo-limoneuse gris bleue, nombreux bois remaniés, 13/ Tourbe silteuse brune à bois flottés et mollusques, 14/ Limons sableux carbonatés homogènes à faciès tufacé fin avec restes de bois et mollusques, 15/ Sables silto-organiques gris verts à débris végétaux et mollusques, 16/ Graviers de craie roulés, quelques graviers de grès glauconieux, rares silex, matrice limono-sableuse, présence de petits débris tourbeux et de fragments végétaux au sein de l’unité.
11Les unités inférieures (ud11 à 15) ont fait l’objet d’une étude malacologique (tab. 1, fig. 4 ; Limondin- Lozouet, inédit). Douze espèces terrestres et dix-neuf espèces de mollusques aquatiques sont recensées, avec une prédominance du milieu aquatique. Le dépôt de l’ud14 est constitué presque exclusivement d’oogones de Characées, cet environnement est le plus favorable au développement de la malacofaune. De l’ud15 à l’ud13 s’observe la diversification régulière et rapide des cortèges. À la base de l’ud15, l’échantillon Ma6 contient une fraction notable de mollusques terrestres qui regroupe des espèces à large valence écologique (Pupilla muscorum, Trochulus hispidus, Oxyloma elegans), capables de survivre en France septentrionale durant les phases froides et humides (Puisségur, 1976 ; Limondin- Lozouet, 2002). Parallèlement, la fraction aquatique est composée d’espèces assez communes durant le Quaternaire mais surtout recensées durant les interstades et les interglaciaires (Valvata piscinalis, V. cristata, Radix labiata), puis dès la partie supérieure de l’ud15, dans l’échantillon Ma5, le cortège malacologique s’enrichit de gastéropodes pionniers que l’on trouve fréquemment au début des phases tempérées interglaciaires (Gyraulus laevis, Armiger crista ; Gittenberger et al., 1998). Dans l’ud14, les effectifs s’accroissent considérablement. Le milieu est très calme du point de vue des dynamiques hydro-sédimentaires (limon tufacé calcaire fin). Il est aussi favorable au développement des populations malacologiques qui s’enrichissent de nouvelles espèces de gastéropodes aquatiques caractéristiques des phases interglaciaires (Hippeutis complanatus, Bithynia tentaculata, Physa fontinalis). Parmi elles, deux sont particulièrement notables (Belgrandia marginata et Anisus septemgyratus) car elles signent l’attribution des dépôts à une phase interglaciaire du Pléistocène. Ces deux espèces font partie des cortèges récoltés dans les dépôts interglaciaires du Pléistocène moyen et récent du nord de la France (Limondin-Lozouet & Antoine, 2006 ; Limondin-Lozouet et al., 2006 ; Antoine et al., 2006). Le même cortège se maintient dans l’ud13. Les deux prélèvements supérieurs sont beaucoup moins riches et ne permettent pas une interprétation paléoenvironnementale fiable.
Tab. 1 : Liste des malacofaunes provenant de l’observation « puisard » 2013.
Tab. 2 : Détail dosimétrique et résultat de datation U/Th sur oogones de Characées.
Les espèces sur fond rouge sont des mollusques pionniers. Les espèces en rouge sont thermophiles et plus exigeantes. Elles requièrent des conditions climatiques interglaciaires. Species on red background are pioneer molluscs. Species in red are more demanding thermophiles. They require interglacial climatic conditions.
12Un échantillon de gyrogonites (oogones de Characées en calcite pure) extrait de l’ud14 par un tamisage à 500 μm puis séparé sous loupe binoculaire par N. Limondin-Lozouet a pu être daté par U/Th (étude B. Ghaleb, Hérisson et al., 2015). L’âge calculé de 103 +3,5/-3,4 ka doit être considéré comme un âge minimal en raison d’une incorporation d’Uranium postérieure à l’enfouissement initial (tab. 2).
13Les opérations programmées sur le gisement de Waziers ont commencé par une reconnaissance géophysique (Hulin & Virmoux, 2022) et une campagne de reconnaissance de la stratigraphie menée avec la sondeuse hydraulique du LGP-CNRS-Meudon équipée d’une tarière hélicoïdale de 100 mm de diamètre (fig. 2E) dans le but de circonscrire la présence des dépôts pléistocènes (Antoine et al., 2013). La sondeuse équipée d’un carottier de 80 mm avec extracteur et gaine PVC a permis d’effectuer un sondage carotté de 5 m de profondeur (SC, 5 tubes PVC de 1000 x 80 mm) à proximité immédiate d’un sondage à la tarière préalablement réalisé (TM1) afin de l’étalonner et de le positionner dans la stratigraphie (figs. 5 & 6). Le tube n° 5 du SC a fait l’objet d’une étude palynologique, d’une analyse du taux de carbonates et de carbone organique total (COT). Méthode et résultats de l’étude palynologique sont présentés dans un article distinct (Gauthier, 2022). Les palynozones participent à proposer des corrélations entre unités distantes (partie 3).
Fig. 5 : Carotte SC et tarière mécanique TM1.
Localisation sur la fig. 2F. */Compression du sédiment dans SC, P/ Étude palynologique (Gauthier, 2022), 1/ Remblais, limon, brique, 2/ Limon sablonneux verdâtre, hydromorphe, 3/ Sablon argileux plas- tique, verdâtre, lité, 4/ Sable et graviers de craie, 5/ Limon organique grisâtre, 6/ Sable limoneux avec graviers de craie, argileux, plastique, passées de tourbe (tourbe remaniée), 7/ Limon organique brun clair, sableux, avec malacofaune, 8/ Tourbe brune, 9/ Limon travertineux, très clair, avec malacofaune, 10/ Sablon gris, à malacofaune, 11/ Limon gris plastique, un peu sablonneux, un fragment de bois, 12/ Graviers de craie, matrice limoneuse, 13/ Limon plastique gris clair, petits débris organiques, 14/ Sable gris vert sombre, 15/ Graviers de craie, USn/ Corrélations possibles avec les unités stratigraphiques de synthèse des fouilles 2014-2015.
Fig. 6 : Localisation des observations TM1 par rapport aux dépôts de tourbe et de tuf calcaire mis en évidence lors de la campagne 2013.
Tourbe en brun et tuf calcaire en jaune. P/ Étude palynologique, tube 5 du sondage carotté SC (Gauthier, 2022), USn/ Corrélations possibles avec les unités stratigraphiques de synthèse des fouilles 2014-2015, flèches rouge/ Projection de sondages géotechniques.
14La mesure du COT est fondée sur l’oxydation du carbone contenu dans chacun des prélèvements tamisés à 200 µm, broyés et traités à l’acide chlorhydrique. La quantité de CO2 finale dégagée est estimée par chromatographie en phase gazeuse (séparation des gaz sur colonnes). L’acquisition du signal se poursuit par la quantification des valeurs de COT par rapport à une gamme étalon, d’au moins trois échantillons, dont les valeurs sont déjà connues. Les mesures ont été effectuées au LGP Meudon. Les résultats sont présentés sur la figure 7. Le tube SC5 peut aisément être corrélé avec le sondage TM1, avec toutefois un toit de la tourbe un peu plus bas qui semble résulter d’une compression du sédiment dans le tube lors du prélèvement (fig. 5). Des corrélations peuvent également être effectuées avec le sondage dit du « puisard ».
15La base de la carotte est composée d’un sédiment tufacé calcaire (jusqu’à environ 90 % pondéral de carbonate : fig. 7, ud1). Il s’agit du dépôt à gyrogonites observé dans le sondage « puisard » (fig. 3, ud14). Il est surmonté par plus de 70 cm de tourbe plus ou moins fibreuse, avec fragments de bois, qui comporte encore un lit tufacé calcaire (fig. 7, ud2 à ud4). Elle correspond à la tourbe observée dans le « puisard » (fig. 3, ud13). Le taux de carbonate chute (avec toutefois un petit pic à plus de 20 % au droit du lit tufacé) et le COT atteint une valeur de l’ordre de 40 % pondéral à la base du dépôt tourbeux puis oscille aux environs de 20 %. La partie supérieure de l’unité est composée d’une tourbe remaniée (ud5) puis d’un dépôt détritique (ud6).
Fig. 7 : Description du SC5, diagramme du taux de CaCO3 et du COT.
ud1/ Limon gris avec entre 88-85,5 cm une grande concentration de coquilles, ud2/ tourbe limoneuse, ud3/ Lit de bois, ud4/ Tourbe plus ou moins fibreuse avec à 54 cm un lit de sable tufacé, ud5/ Tourbe rema- niée, ud6/ Sable limoneux.
16La campagne de fouille 2014 (Locht et al., 2014 ; pl. 1, cl. 1, & pl. 2, cls. 2 & 4) correspond à la fouille manuelle d’un agrandissement du sondage 5 du diagnostic archéologique 2013 ainsi qu’à cinq sondages en puits réalisé en périphérie de l’excavation (fig. 2F). Les sondages en puits situés à l’ouest et à l’est ont montré la continuité des dépôts alluviaux dans ces directions. Vers le sud, les niveaux alluviaux remontent et se réduisent en épaisseur, ce qui permet de supposer la proximité d’une rive.
17Des coupes réalisées lors de l’excavation (fig. 8) ont fait l’objet d’un levé précis (exemples fig. 9, pl. 1, cls. 3-7). Les descriptions détaillées sont disponibles dans les rapports de fouille (Locht et al., 2014, Hérisson et al., 2015). Les prélèvements et éléments fouillés sont replacés dans leur contexte stratigraphique et des corrélations peuvent être effectuées de proche en proche (figs. 10 & 11) pour établir la synthèse lithostratigraphique (partie 3.1).
Fig. 8 : Localisation des coupes et des zones fouillées lors des campagnes de fouille 2014 et 2015.
Coordonnées en mètres Lambert 93. 1/ Fouille campagne de 2014, emprise au sol, 2/ Fouille campagne 2014, emprise en fond de fouille, 3/ Fouille campagne de 2015, emprise au sol. 4/ Fouille campagne 2015, emprise en fond de fouille, 5/ Coupes détaillées, 6/ Zones fouil- lées manuellement, 7/ Identification (numéro des coupes ou des logs).
Lambert 93 meters survey. 1/ Extension of campaign 2014 excavation. 2/ Campaign 2014, bottom of
Fig. 9 : Fouille 2014, levé détaillé de la coupe 8.
Levé détaillé des unités sédimentaires, projection des pièces d’industrie lithique et de faune sur l’unité correspondante, localisation des prélèvements.
Fig. 10 : Fouille 2014, coupe générale de la paroi nord et interprétation stratigraphique.
(A) assemblage des coupes 2B, 3 et 8 (pl. 1, cls. 4 & 6), localisation sur la fig. 8 (pour les unités lithologiques de détail des coupes, voir Locht et al., 2014), les faunes des US6 et 7 ont été ignorées, M/Analyse malacologique (Limondin-Lozouet, 2022), 1/ Pièce d’industrie lithique (Hérisson, soumis), 2/ Faune avec trace de découpe ou de crémation (Auguste et al., 2022), 3/ Analyse isotopique sur dent (paléotempératures, Maréchal et al., 2022), 4/ Datation ESR-U/Th sur dent (Bahain et al., 2022), 5/ autre faune remarquable, n° 7 & 17/ mâchoire Rhinocéros, no 18 à 23/ mâchoire Cheval, no 111/ Os long grand herbivore indéterminé, no 135/ Castor, no 147/ Chevreuil. Unités stratigraphiques de synthèse, US3/ Alluvions grossières, US4/ Limon alluvial, US5/ Limons et tourbes, US6/ Érosion, remaniements, figures thermokarstiques, US7/ Graviers de craie puis limon fluvio éolien.
Pl. 1 : Observations 2014 et 2015 (1/2).
Avec indication des unités lithostratigraphiques de synthèse (US). 1/ Vue générale de la campagne 2014, en direction de l’est, 2/ Vue générale de la campagne de 2015, en direction du sud, 3/ Campagne de 2014, log 6 (voir figs. 7 & 11), 4/ Campagne de 2014, coupes nord : coupes 2, 3 et 8 (voir figs. 9 & 10), 5/ Campagne de 2015, détail de l’US6, 6/ Campagne de 2014, détail de l’extrémité ouest de la coupe 3 (voir fig. 10), 7/ Campagne de 2014, vue partielle des coupes 7 et 4 (voir fig. 11).
Fig. 11 : Fouille 2014, coupe générale de la paroi est et interprétation stratigraphique.
(A) Assemblage des coupes 4, 7, 7B et corrélation avec le log 6. Localisation sur la fig. 8 (unités lithologiques de détail des coupes, voir Locht et al., 2014), P/ Analyse palynologique (Gauthier, 2022), M/ Analyse malacologique (Limondin-Lozouet, 2022). (B) Unités stratigraphiques de synthèse, US3/ Alluvions grossières, US4/ Limon alluvial, US5/ Limons et tourbes, US6/ Érosion, remaniements, figures thermokarstiques, US7/ Graviers de craie puis limon fluvio-éolien.
18Le log 6 a bénéficié d’une mesure du taux de carbonate et du COT (pour la méthode, voir la partie 2.1.5.2). Les résultats sont présentés sur la figure 12 et commentés dans la présentation des unités de synthèse (partie 3).
Fig. 12 : Log 6, diagramme du taux de CaCO3 et du COT. Indication des palynozones d’après Gauthier, 2022 et des malacozones d’après Limondin-Lozouet, 2022.
19Campagne de fouille programmée 2015, extension de la fouille 2014 et levés par photogrammétrie.
20En 2015, l’extension de la fouille de 2014 vers le sud (figs. 2G & 6, pl. 2, cls. 1 & 3) a été accompagnée d’un levé des coupes par photogrammétrie. La corrélation avec les principales unités décrites en 2014 n’a pas posé de difficultés. D’une manière générale, les alluvions remontent fortement en altitude, comme escompté, et sont affectées par des phénomènes localisés d’érosion intenses, rapportables à des processus thermokarstiques (érosion fluvio-thermique générée par une fonte brutale de la glace dans un réseau de grandes fentes en coin associées à un pergélisol).
21Une unité supplémentaire (US4e, pédogenèse au sommet de US4, cf. partie 3) a été mise en évidence par rapport à la campagne 2014.
Pl. 2 : Observations 2014 et 2015 (2/2).
1/ Fouille du niveau archéologique N3, 2015, et vue panoramique (montage de plusieurs photos, localisation fig. 1G) des parois sud-est et sud-ouest, 2/ Fouille de 2014, détail de la paroi nord-est, 3/ Fouille de 2015, paroi sud-ouest, déformations thermokarstiques, 4/ Fouille de 2014, fouille manuelle de l’US5 et prélèvement de l’US4 sur le log 6 (voir figs. 7 & 11).
1/ Excavation of archaeological level N3, 2015, and panoramic view (montage of several photos, location fig. 1G) of the southeast and southwest walls, 2/ Detailed excavation of the northeast wall, 3/ Excavation of 2015, southwest wall affected by thermokarst deformations, 4/ Excavation of 2014, manual excavation of US5 and sampling of US4 on log 6 (see figs. 7 & 11).
22Quatre lames minces ont été effectuées. Les résultats sont présentés et commentés dans la présentation des unités de synthèse (partie 3). Les lames B1, B2 et B3 proviennent d’un bloc prélevé sur la coupe 5 de 2015 (pl 3, cls. 1 & 2) à l’extrémité nord de la zone où a été fouillé le niveau archéologique N3 aux environs de 17,8 m IGN69. Le bloc est projeté sur la figure 11. Les trois lames couvrent le membre 2 qui, dans cette position, est peu développé et composé des unités US5b et US5e (ce dernier contenant le matériel lithique de N3). La lame B4 correspond au bloc prélevé en 2014 dans la coupe 3 en parallèle aux prélèvements malacologiques du limon fluviatile US5c (cf. partie 3 et pl. 3, cls. 1 & 3).
23L’étude micromorphologique a pour but de décrire les critères diagnostiques des processus sédimentaires et pédologiques, c’est-à-dire de caractériser les constituants minéraux et organiques, leur organisation et leur évolution. Les apports de la micromorphologie dans l’étude des séquences pédosédimentaires ont été reconnus depuis longtemps (Fédoroff & Goldberg, 1982 ; Fédoroff & Courty, 2002). Les traits pédosédimentaires observés à l’échelle microscopique permettent la reconnaissance des processus pédogénétiques, essentiellement dans une approche qualitative à semi-quantitative (Stoops et al., 2010). Les traits sont hiérarchisés et interprétés en termes de phases sédimentaires et pédogénétiques (Fédoroff & Courty, 2002 ; Gerasimova, 2003) et permettent une approche des paléoenvironnements. Par contre, peu d’études micromorphologiques ont concerné les formations tourbeuses ou Histosols (Stoops et al., 2010). Nos observations s’attachent pour les lames 1 à 3 à classer des tourbes en fonction de leur degré de décomposition, à déterminer l’importance de la fraction détritique, et à observer les éventuelles modifications post-dépositionnelles liées à l’âge de la formation. Les observations ont été menées sur un microscope Olympus BX51 en lumière polarisée analysée et non analysée suivant les principes de Bullock et al. (Bullock et al., 1985) et de Stoops et al. (Stoops et al., 2010).
24Campagne de fouille programmée 2015 et sondages à la pelleteuse équipée d’un « godet preneur »
25La campagne de fouille de 2015 (Hérisson et al., 2015) a aussi consisté, outre l’extension de la fouille 2014, en la cartographie géophysique au nord de la route (Hulin & Virmoux, 2022) et à la réalisation de sondages au nord de la route, dans le but de circonscrire l’extension des alluvions anciennes dans cette direction (fig 2G). Ces sondages ont été effectués à l’aide d’une machine équipée d’un « godet preneur », choix dicté par l’exiguïté de l’emprise, le long d’un chemin rural. Ils ont donné lieu à un transect interprétatif présenté sur la figure 13. Le bedrock est constitué du sable glauconieux paléogène « Sable d’Ostricourt » (âge thanétien, fig. 13, unité transect 1). Il est surmonté par endroit d’un limon homogène interprété comme un dépôt éolien (fig. 13, unité transect 4, équivalent US 2 ?). La nappe de tourbe et tuf calcaire rencontrée dans les investigations de 2013 et de 2014 (US5) a été observée seulement à l’extrémité sud dans le sondage SP1 (fig. 13, unité transect 2). Plus au nord-ouest, elle est remaniée sous la forme de lentilles de limon gris à débris organiques (fig. 13, unité transect 3, US6).
Pl. 3 : Localisation des blocs ayant servi à la réalisation des lames minces, présentation des blocs 1 à 3, présentation des vues provenant du bloc 1 (US5b) et du bloc 2 (US5b et US5e).
1/ Localisation des blocs sur les fouilles 2014-2015 avec: (1) emprise au sol de la fouille 2014, (2) zone fouillée en 2014 ; (3) emprise au sol de la fouille 2015, (4) zone fouillée en 2015, (5) coupes, (6) fouille manuelle du niveau archéologique N3, (7), localisation des blocs. 2/ Prélèvement des blocs 1 à 3, 3/ Prélèvement du bloc 4 (en parallèle des échantillons malacologiques de la coupe 2014-3), 4/ Numérisation de la lame B3 avec une tourbe franche en moitié inférieure et un limon tourbeux en partie supérieure, 5/ Numérisation de la lame B2 montrant la structure litée de la tourbe, 6/ Numérisation de la lame B1 montrant la structure en agrégats, 7 à 9/ Lame B1 en LPA, cristaux de gypses néoformés, automorphes, à structure radiaire, 10/ Lame B1 en LNPA, vue générale, débris de matière végétale et mollusque ; à gauche agrégat ; à droite partie plus fibreuse, 11/ Lame B2 en LPNA, vue générale, coquilles de mollusques brisées, matière organique en petits fragments dégradés noirâtres, 12/ Lame 2 en LPA, grains de quartz (gris-blanc) et carbonate (teintes irisées).
Fig. 13 : Transect 2015 effectué sur le bord nord de la route. Fig. 13: 2015 Transect conducted along the north-side of the road.
En encart : localisation du transect, voir aussi fig. 2G. 1/ Sable marin éocène fossilifère, « sable d’Ostricourt », 2/ Tuf calcaire et tourbe, 3/ Limon sableux lité gris, avec malacofaune, matière organique, localement reste de faune, 4/ Limon verdâtre, probable dépôt éolien sans équivalent dans la campagne de 2014, 5/ Graviers de craie roulés, sans matrice, avec fortes venues d’eau, localement paquets tourbeux remaniés abondants, 6/ Sable lité avec graviers transition latérale de l’unité 5, localement remaniement de bois et de tourbe, 7/ Graviers de craie avec matrice argilo-sableuse, transition latérale de l’unité 5, localement présence de faune, 8 à 10/ Couverture argilo-sableuse, avec ud9 lit de graviers de craie et ud10, USn/ Corrélations possibles avec les unités stratigraphiques de synthèse des fouilles 2014-2015.
26Á l’issue des campagnes de fouilles programmées de 2014 et 2015 (excavation et sondages en puits à la pelle mécanique aux alentours), la synthèse lithostratigraphique suivante a été proposée, avec de bas en haut (figs. 14-16) :
Fig. 14 : Synthèse lithostratigraphique des campagnes de fouille 2014-2015 avec projection des niveaux archéologiques et des analyses
(A) Stratigraphie. US1/ Substrat antequaternaire (sable éocène), US2/ Formation de versant, US3/ Dépôts grossiers fluviatiles (craie, sable glauco- nieux, grès glauconieux) US4/ Dépôts fluviatiles fins à dominante clastique (4a/ Limon gris inférieur, 4b/ Limon légèrement organique, 4c/ Limon gris supérieur, 4d/ Limon brunâtre, 4e/ Horizons pédologiques), US5/Dépôts fluviatiles fins à dominante organique (5a/ Limon brunâtre inférieur, 5b/ Tourbe laminée inférieure, riche en avifaune, 5c/ Limon gris laminé, remplissage d’un large chenal, 5d/ Limon gris, remplissage de chenaux étroits, 5e/ Limon brunâtre supérieur et tourbe, riche en bois et en os de castors), US6/ Dépôts fluviatiles remaniés, graviers d’argile et figures thermokarstiques, US7/ Dépôts de couverture (7a/ Graviers de craie, 7b/ Sable et limon lité, 7c/Loess et pédogenèse), N0 à N3/ Niveaux archéologiques, */Unité exclu- sivement présente sur l’excavation 2015. (B) Position des industries et des analyses. 1/ Analyse malacologique, 2/ Analyse palynologique, 3/ industrie lithique, 4/ industrie lithique remaniée, 5/ Faune avec traces de découpe ou de cremation, 6/ Autre mégafaune remarquable (Rhinocéros), 7/ Analyse isotopique paléotempératures (sur dents : 18-23 Cheval, 138 Mégalocéros, 147 Chevreuil), 8/ Datations U-Th et ESR sur dent, 9/ U-Th sur oogones de Characées.
Fig. 15 : Proposition de corrélation entre la synthèse stratigra- phique définie sur la fouille 2014-2015, la carotte SC et l’observation du « puisard ». Fig. 15: Proposed correlation between the stratigraphic synthesis defined on the 2014-2015 excavation, the SC core and the “sump” observation.
US/ Unités stratigraphiques de synthèse, m IGN69/Altitude dans le référentiel NGF-IGN69, A/ Industrie lithique, B/ Faune avec trace de découpe ou de crémation, C/ Autre faune osseuse, D/ Datation U-Th, E/ Analyse isotopique, F/ Datation ESR sur dent, G/ Analyse palynolo- giquen H/ Analyse malacologique.
Fig. 16 : Log schématique synthétique des observations et des études 2013-2015.
Échelle non respectée.
27US1 – Substrat antéquaternaire
28Le substrat antéquaternaire est constitué au droit de la fouille 2014-2015 de sable glauconieux paléocène (Thanétien). Il contient de la pyrite (FeS2) qui lors de son altération libère du soufre dans le milieu aquatique. Ce soufre en se recombinant avec le calcium dissous a permis la néoformation de petits cristaux de gypse (4-5 mm) dispersés dans les US5b et US5e (détermination par DRX des cristaux de gypse par C. Perrenoud, CNRS-UMR7041). Le substrat a été rencontré en sondages en puits à la pelle mécanique au sud de la zone excavée à une altitude d’environ 15,5 m à près de 16,5 m d’altitude. D’autres sondages ont atteint une cote inférieure à 15 m IGN69 sans rencontrer cette unité (au nord-ouest et au nord-est de la zone excavée). D’une manière générale, la couverture quaternaire du versant masque d’amont en aval une craie blanche (Coniacien-Santonien) puis l’argile de Louvil (argile marine thanétienne) surmontée en stratigraphie des sables d’Ostricourt (sable marin glauconieux thanétien). La topographie antéquaternaire est beaucoup plus variée que ne permet de l’imaginer la topographie actuelle, avec notamment une butte d’argile identifiée sous la zone diagnostiquée en 2011 (fig. 2A) et clairement perçue en géophysique (Hulin & Virmoux, 2022). Cette topographie ancienne résulte peut-être d’un système faillé affectant le Paléogène et renforcé par l’érosion différentielle entre sable et argile. En effet, la juxtaposition rapide à une altitude proche des différentes lithologies sur l’axe sud-ouest/nord-est (craie plus en amont, « sable d’Ostricourt » au droit du diagnostic 2020 et de la fouille de 2014-2015, butte « d’argile de Louvil » sous le diagnostic 2011, puis de nouveau les sables au droit de la fouille 2017) laisse présager d’un système faillé affectant le Paléogène (Hérisson et al., 2017). De même nous rencontrons sur l’axe perpendiculaire sud-est/nord-ouest et à la même altitude l’argile (au sud de la route, fig. 6) et le sable (au nord de la route, fig. 13). L’axe hydrographique pléistocène exploite donc probablement une faille révélée par la juxtaposition des deux assises.
29Le substrat de craie, d’argile ou de sable alimente les alluvions grossières rencontrées dans les dépôts quaternaires (graviers de craie, agrégats d’argile et sables alluviaux).
30US2 – Dépôts antérieurs à l’unité 3
31Nous regroupons dans l’unité 2 les formations de graviers de craie ruisselés (à plus de 16 m d’altitude) et de sable rencontrées ponctuellement en sondages en puits au sud de la zone fouillée. Ces dépôts sont interprétés comme des formations de versant antérieures à l’unité 3.
32US3 – Dépôts fluviatiles grossiers inférieurs
33L’unité 3 correspond aux dépôts alluviaux de craie, sable glauconieux et grès glauconieux, situés aux environs de 15 à 16 mètres d’altitude (environ 5 à 6 mètres de profondeur). Il s’agit de la nappe grossière reposant directement sur le bedrock sableux. La présence de gros blocs de craie et grès suggère un apport proche résultant d’une érosion depuis le versant crayeux contigu. Les dépôts graveleux sont constitués de graviers de craie arrondis et sont fréquemment associés à des passages de sable glauconieux. L’unité est caractéristique d’alluvions déposées en contexte périglaciaire.
34US4 – Dépôts fluviatiles fins calcaires à dominante minérale
35L’unité 4 regroupe les dépôts fluviatiles fins non ou faiblement organiques, avec malacofaunes, que nous observons directement sur l’unité 3 (pl. 1, cls. 3 & 4, pl. 2, cl. 4). Elle a livré en 2013 dans le sondage dit du puisard un éclat Levallois notifié comme le niveau archéologique N0 (Hérisson et al. 2022). L’unité 4 peut elle-même être subdivisée dans la partie sud-est de l’excavation (US4a à US4d). Les trois premières sous-unités (US4a à US4c) ont en particulier été décrites sur le log 6 (figs. 12, pl. 1, cl. 3 et pl. 2, cl. 4). Le taux de carbonates est important et augmente vers le haut de l’unité jusqu’à environ 40 % pondéral (fig. 12). Les sous unités peuvent être décrites comme suit :
36US4a – Limon gris inférieur
37Dépôts à dominante limoneuse, il s’agit d’une unité observée en profondeur sur la majeure partie de l’excavation et composée de limon discrètement lité avec parfois quelques lits de sable, de couleur claire et des inclusions de graviers de craie ;
38US4b – Limons intermédiaires légèrement organiques ;
39US4c – Limon gris supérieur, identique à 4a, mais au-dessus de 4b ;
40US4d – Limon supérieur légèrement brunâtre.
41Dans la partie sud de l’excavation et directement sous les formations tourbeuses de l’unité 5, la partie supérieure de l’unité 4 est composée d’un limon clair légèrement brunâtre. Les restes d’une mâchoire de cheval ont été recueillis dans le niveau US4c-d non différencié (fig. 10, n° 18 à 23).
42US4e – Limon supérieur légèrement brunâtre
43L’unité US4e n’a été observée que sur l’emprise de la fouille de 2015. Il s’agit d’un horizon argileux calcaire avec conduits racinaires oxydés (pédogenèse probable) et pouvant prendre une coloration brun foncé ou lie de vin (ud7a de 2015). L’unité est interprétée comme une pédogenèse au sommet de l’US4 développée à distance du chenal.
44Limite US4 et US5
45La limite entre les US4 et US5 est rapide mais irrégulière en altitude. Elle comporte des involutions. Une dent de Mégalocéros a été trouvée dans cette position (fig. 10, no 138).
46US5 – Dépôts fluviatiles fins à dominante organique
47Les observations permettent de mettre en évidence un corps sédimentaire fluviatile composé majoritairement de dépôts tourbeux et limoneux. De nombreux restes de faunes mammaliennes et d’avifaune y a été recueillis (Auguste et al., 2022 ; Lebreton et al., sous presse), ainsi que quelques pièces d’industrie lithique ou de faune avec stigmates anthropiques (Hérisson, soumis). L’unité 5 peut être subdivisée de la manière suivante :
48US5a – Limons bruns inférieurs
49La base de l’unité 5 est un limon brun à composante organique. Le contact avec l’unité 4 sous-jacente est souvent irrégulier (figures de charge et bioturbations ?). La mesure du COT de l’US5a dans le log 6 (fig. 12) montre une composante organique très faible à la base de l’unité (quelques %) qui augmente fortement vers le haut jusqu’à atteindre plus de 30 % pondéral à la limite avec l’US5b. Le taux de carbonate est quant à lui important (plus de 40 % pondéral).
50US5b – Tourbe inférieure (dite « à canards »)
51Un dépôt tourbeux lité se développe sur l’US5a. Il est riche en ossements divers et particulièrement en avifaune. L’unité 5b présente une structure feuilletée avec intrusion de limon gris entre les agrégats tourbeux (dessiccation et déstructuration ?). Latéralement l’unité est déstructurée et passe à un limon gris avec inclusions d’agrégats tourbeux (érosion lors de crues d’un banc de tourbe desséchée ?). Vers l’est et le sud, l’unité comporte également quelques lits de limon tufacé. Le COT atteint plus de 40 % pondéral (fig. 12).
52L’unité a bénéficié d’une analyse micromorphologique (lames minces B1 et B2, pl. 3, cls. 5, 6, 7-12, pl. 4, cls 1 & 2). La matière organique est abondante. Dans la lame B1, la majorité des débris végétaux sont très dégradés, noircis. Seuls quelques éléments fibreux sont encore visibles. Une fraction limoneuse est présente (essentiellement quartzeuse, avec quelques grains de glauconie). Des sables fins remplissent des vides biologiques. Quelques sphérolithes de lombrics (granules calcitiques de vers de terre) ont été observés. Les dépôts sont fissurés sur place, formant de gros agrégats pluri- centimétriques. À noter la présence d’une néoformation de cristaux de gypse (cristaux automorphes, lenticulaires ou géométriques, organisation radiaire, teintes de biréfringence faible gris-jaunâtre, pl. 3, cls. 7-9) résultant de l’oxydation de la pyrite.
53L’unité US5b contient le niveau d’industrie lithique N1. Il s’agit d’une pointe pseudo-Levallois notifiée comme le niveau archéologique (N1) (Hérisson et al., 2022 ce numéro ; Sergent et al., 2013).
54US5c – Limon gris, comblement de chenal
55Une formation limoneuse s’insère au sein de l’unité 5. Elle est inégalement présente et se termine en biseau vers le sud pour s’épaissir en limite nord de l’excavation. Il s’agit vraisemblablement d’un dépôt de fond de chenal. La base est constituée d’un limon gris finement lité. Vers l’ouest, elle présente des figures de sédimentation fluviatiles (rides de courant, pl. 1, cl. 6).
56L’unité a bénéficié d’une étude micromorphologique (lame B4, pl. 3, cls. 1 & 3, pl. 4, cls. 5-9). Le limon est très finement laminé (épaisseur de certaines lamines inférieures au millimètre). Le sédiment est quartzeux, avec des grains de glauconie et des paillettes de micas. Quelques fragments carbonatés sont visibles. Certaines lamines contiennent de la matière organique à l’état de petits fragments noirs aux formes irrégulières.
57L’unité contient de la faune et le niveau archéologique N2, constitué de quatre artefacts en silex (Hérisson, soumis)
58US5d – Limon gris en petits chenaux
59De petits chenaux érodent les formations antérieures. Le comblement limoneux gris est très proche de la base de l’US5c et il est possible de faire localement la confusion entre les deux unités. Toutefois, la reprise de fragments tourbeux souligne la structure en petits chenaux. L’unité contient de la faune et du bois qui peuvent éventuellement être des reprises de dépôts antérieurs.
60US5e – Limons bruns et tourbe supérieure (dite « à castors »)
61L’unité 5 se conclut par un dépôt tourbeux US5e (pl. 4, cls. 3 & 4) qui scelle les unités US5c et US5d. Vers le sud, l’unité 5e est dilatée et repose directement sur la tourbe 5b (fig. 11 & pl. 3, cl. 2). L’US5e est riche en bois (branches et fragments de branches de 2 à 3 cm de diamètre, plus rarement 5-8 cm) et en faune de mammifères, en particulier en ossements de castor, et localement, en fragments de branches appointées ayant conservé la trace de dents de castor. Vers le sud, la partie supérieure de l’US5e est particulièrement riche en gros bois (coupes 7 et 7b, fig. 11) et constitue la partie sommitale de l’unité US5. La fouille de 2015 a confirmé l’amincissement de l’unité 5 vers le sud (remontée vers une berge probable). Elle comporte le niveau archéologique N3 qui n’était pas présent sur l’excavation de 2014. Le niveau N3 est composé d’une vingtaine d’artefacts et de restes fauniques (Hérisson et al., 2022, ce volume).
62US6 – Remaniements fluviatiles, « graviers d’argile » et structures d’érosion thermokarstiques
63Une grande partie de l’unité 5 est érodée, puis recouverte par l’unité 6. Cette dernière constitue une formation litée de sable, de graviers de craie, de reprise de sédiment tourbeux mais aussi de graviers d’argile (pl. 1, cl. 5). Les graviers d’argile proviennent de la déstabilisation de dépôts argileux paléocènes (argile de Louvil) proches sur versant et caractérisent l’US 6. L’unité comporte en position secondaire des fragments de bois, de la faune, des éléments d’industries lithiques, remaniés depuis l’US5. L’unité 6 comble des figures de chenaux, associées à des fractures (ravines localisées ?) qui peuvent se prolonger profondément (exemples sur les figures 9, entre x = 4,5 m et 8,5 m sur l’axe des abscisses, et 11). Des écoulements ont pu exploiter ces structures (exemples figs. 9 & 11, pl. 1, cl. 7, pl. 2, cl. 3) et créer des chenaux et des ravines qui associent des parois rectilignes et des affouillements vers leur base.
64Ces structures d’érosions en ravines aux parois irrégulières sont interprétées comme résultant de la fonte d’un pergélisol (thermokarst). Les écoulements sont alimentés par la fonte de la glace de ségrégation présente au sommet du pergélisol mais surtout par celle d’un réseau de grandes fentes à coins de glace typique des environnements loessiques du Nord de la France pendant le dernier glaciaire (Antoine et al., 2014, 2016).
65Certaines limites d’unité, très rectilignes, les injections de sédiments et les déformations impliquent un dépôt en contexte périglaciaire. Les figures thermokarstiques sont abondantes et bien marquées sur l’excavation de 2015 ; une unité de limon argileux brun à gris, à lits peu nets, décarbonatée et à traces de petites pédotubules constitue la fin des comblements des ravines sans équivalent sur l’excavation de 2014. Cette unité est indiquée sur la figure 14 comme « US 6b ».
66US7 – Dépôts de recouvrement
67L’ensemble de la zone est recouverte d’environ 3 m de dépôts composés de bas en haut des éléments suivants (pl. 1, cl. 7) :
68US7a – Nappe graveleuse
69Une nappe de graviers de craie d’environ 0,5 à 1 m d’épaisseur tronque entre 17,5 et 18 m d’altitude l’ensemble des niveaux sous-jacents (US5 et US6). Elle résulte d’écoulements dynamiques et extensifs en petits chenaux mobiles sur une vaste zone. Elle comporte des fragments de bois et de l’industrie lithique remaniés depuis les unités sous-jacentes.
70US7b – Nappe à dominante sableuse
71La nappe graveleuse est recouverte d’une épaisse formation de sables et de limons lités interprétés comme des dépôts fluvio-éoliens. Le litage révèle des structures fluviatiles où peuvent encore apparaître des dépôts de graviers de craie. Ceux-ci sont toutefois moins épais et tendent à disparaître vers le haut. Les lits sont parfois déformés par des fentes de dessiccation et des figures de cryoturbation.
72US7c – Nappe à dominante limoneuse (loessique)
73La partie supérieure est composée d’un limon loessique calcaire, peu épais.
74Les US2 à 7 peuvent être de manière évidente regroupées en trois membres distincts avec de bas en haut (figs. 14-16) : le membre 1, composé des US3 et US4, est un dépôt à dominante clastique ; le membre 2, composé de l’US5, est un dépôt à dominante organique, tourbeuse ; le membre 3, composé des US6 et US7, est à dépôt à dominante clastique avec une limite érosive nette.
75Les fouilles 2014-2015 sont distantes d’environ 300 m de l’observation du puisard et de 370 m du sondage carotté SC (fig. 2). Nous pouvons proposer une corrélation stratigraphique comme illustrée sur les figures 15 & 16. Les dépôts graveleux profonds du puisard et de SC (à partir et en deçà de 15 à 14 m d’altitude) suivis par des limons fluviatiles gris (jusqu’à environ 15,5 m) correspondent au membre 1 (US3 et US4). Les limons avec tourbes remaniées et les dépôts grossiers (altitude basale à environ 17 à 18 m d’altitude) suivis par les formations limono-sableuses litées puis limoneuses sont corrélés au membre 3 (US6, US7a et US7a-7b). Entre ces deux membres, nous pouvons corréler en un grand ensemble (membre 2) les formations limoneuses clastiques, les tufs calcaires et les tourbes, soit les US5a à 5e. Les corrélations plus fines, à l’intérieur de ce grand ensemble US5 sont délicates à établir avec certitude.
76Les biozones (partie 2.1.4.3, Limondin-Lozouet, 2022) confirment ces corrélations et les précisent (fig. 17). La malacozone (WzM2a) et la palynozone (Waz-3) sont reconnues au sommet du dépôt calcaire à gyrogonites (étude palynologique, Gauthier, 2022) dans le tube SC5 (fig. 7, ud1) aussi bien que dans celui du « puisard » (ud14, fig. 3, malacologie, partie 2.1.4.3) ou que dans l’ud253 du log 6 de 2014 (fig. 12, étude palynologique, Gauthier, 2022, et étude malacologique, Limondin-Lozouet, 2022). La corrélation entre le dépôt calcaire à gyrogonites et le limon brun calcaire à la base du membre 2 sur la fouille 2014-2015 est donc établie (malgré la variation lithologique du dépôt) sous l’unité US5a. De même, la limite entre les palynozones Waz-8 et Waz-9 observée à 37 cm sous le toit de la tourbe non remaniée de SC5 se retrouve dans la coupe 7b à quelques centimètres sous la limite des tourbes US5b et US5e.
Fig. 17 : Corrélation des unités litho- et biostratigraphiques (palynozones) entre le log 6 (2014), la coupe 7b (2014) et le tube SC5 (2013).
77L’utilisation de la valeur chronologique des palynozones permet d’aller encore un peu plus loin avec la mise en évidence de la diachronie de la limite entre les US5a et US5b. La tourbe US5b commence à se déposer dès la dernière partie de la chronozone Waz-3 tandis que le limon calcaire à gyrogonites de SC5 continue à se former jusque dans la première partie de la chronozone Waz-4 (fig. 17). La turfigenèse débute donc au droit de la zone de fouille 2014-2015 tandis que la zone en eau libre perdure au droit du sondage carotté SC (probablement plus dans l’axe de l’écoulement principal, cf. Hulin & Virmoux, 2022). C’est un cas de figure fréquemment rencontré pour les dépôts de zones humides holocènes (par exemple : Antoine, 1997 ; Ducrocq, 2001 ; Praud et al., 2015) où la précision des datations peut remettre en cause l’isochronie abusivement attribuée aux limites lithologiques. Dans le cas de Waziers, le développement centripète de la tourbière, au moins pour la partie inférieure du membre 2, plaide pour un ennoiement des zones les plus basses. La diachronie de la limite US5a- US5b révélée par les chronozones est un argument pour une mise en place continue et à haute résolution temporelle de la base du membre 2. En l’état, il n’est pas possible d’aller plus loin dans les corrélations entre les dépôts tourbeux sus-jacents (ud7 et ud8 de TM, où ont été définies les palynozones Waz-4 à Waz-10, et ud13 du puisard) et les US5b àUS5e définies sur les fouilles 2014- 2015. Par contre, nous pouvons proposer une corrélation entre les dépôts limoneux sous-jacents (ud10 et 11 de TM1, ud15 du puisard) et l’US4, relation appuyée par la similarité des dépôts (limon gris à dominante clastique) et le cortège malacologique (Limondin-Lozouet, 2022).
78Nous définissons la « Formation de Waziers » comme le regroupement des membres 1 et 2 (fig. 18). Le membre 1 est une alluvion à dominante clastique (graviers de craie, sable, limon) et le membre 2 une alluvion à dominante organique (tourbe) ou calcaire (oogones de Characées) calcaire et d’alluvions limoneuse plus clastiques.
Fig. 18 : Définition et géométrie de la Formation de Waziers.
Échelles non respectées. La Formation de Waziers est définie comme le regroupement du membre stratigraphique 1 (nappe alluviale grossière périglaciaire et limons associés à un climat froid) et du membre stratigraphique 2 (alluvions tufacées, limoneuses et tourbeuses associées à une amélio- ration climatique puis à un climat tempéré). Elle constitue la base du remplissage d’un chenal pléistocène.
79Les caractéristiques lithologiques (passage d’un dépôt clastique pour le membre 1 à un dépôt limono-tourbeux pour le membre 2), la lithostratigraphie (membre 3 composé d’alluvions grossières et de dépôts fluvio- éoliens attribuables au Weichselien et étendu à toute la plaine - Deschodt, 2019 - ), la présence d’une faune et d’une végétation tempérée dans le membre 2, la présence de Belgrandia marginata et Anisus septemgyratus caractéristiques des phases interglaciaires pléistocènes (partie 2.1.4.3), ainsi qu’une première date U/Th avec une probabilité d’âge minimum aux environ de 103 ka dans la partie inférieure du membre (partie 2.1.4.4) permettent de proposer avec assurance une première attribution chronologique à la fin du Saalien (membre 1) et au passage à l’Eemien (pour le membre 2). Les différentes études menées sur la Formation de Waziers (ce numéro) confirment l’attribution à la fin du Saalien (tardiglaciaire saalien) et à l’Eemien, avec un enregistrement sédimentaire et paléontologique détaillé du changement climatique dans la partie inférieure du membre 2.
80Les observations effectuées entre 2011 et 2015 (fig. 1) démontrent la bonne conservation de la Formation de Waziers à environ 3 m de profondeur sur plusieurs centaines de mètres dans l’axe hydrographique du paléocours supposé de la Scarpe-Scarbus. Les observations de 2017 et 2020 (fig. 1G) démontrent que ni sa limite vers l’amont ni sa limite vers l’aval ne sont à ce jour identifiées (fig. 19).
Fig. 19 : Extension connue des dépôts alluviaux du membre 2 (attribuable à l’interglaciaire eemien).
D’après l’ensemble des observations et l’exploration géophy- sique (Hulin & Virmoux). Fond : photo aérienne de l’IGN (mission CP12000412_29 cliché 3638, août 2012), coordonnées en mètres Lambert 93. 1/ Limite connue et localisée, 2/ Limite connue mais mal localisée, 3/ Limite hypothétique, 4/ Limites amont et aval inconnues.
81La Formation de Waziers est constitué d’une alluvion à dominante clastique (membre 1) et d’une alluvion à dominante organique (membre 2). Elle occupe le fond de la paléo-vallée de la Scarpe-Scarbus sur quelques dizaines de mètres de large et au moins 600 m de long, en bordure de la plaine de la Scarpe. Elle est scellée par des alluvions grossières et des dépôts fluvio-éoliens attribués au Weichselien. La richesse de la formation de Waziers (en particulier du membre 2) en vestiges paléontologiques, en indicateurs environnementaux et paléoclimatiques permet de multiples études et leur confrontation. Elle a livré quatre niveaux archéologiques dans quatre US différentes de membres 1 et 2.
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