1Manuscrit reçu le 06/11/2025 ; accepté le 30/04/2026
2Les fluctuations climatiques du Tardiglaciaire ont profondément influencé la dynamique végétale et sédimentaire des milieux continentaux. Ces changements sont souvent étudiés à travers les assemblages biologiques et les reconstitutions palynologiques (Guenet & Reille, 1988 ; Cubizolle et al., 2014, 2022). Toutefois, les pédocomplexes, et en particulier les paléosols, constituent également des témoins sensibles des transformations environnementales intervenues au cours de cette période (Kaiser et al., 2009 ; Hosek et al., 2017).
L’interstade Bølling/Allerød (± 14,2-12,8 ka cal. BP ; Cubizolle et al., 2022) correspond à une phase tempérée du Tardiglaciaire, encadrée par le Dryas ancien - qui marque le début de la déglaciation - et le Dryas récent, période de refroidissement brutal.
3Si l’amélioration climatique du Tardiglaciaire débute dès le Bølling (14,2-13,9 ka cal. BP), aucun paléosol attribuable à cette phase n’a été identifié avec certitude dans les séquences de Grande Limagne (ou Grande Limagne d‘Auvergne). L’absence de marqueur chronostratigraphique contemporain ne permet pas, en l’état, de contraindre chronologiquement d’éventuels horizons pédologiques de cette période. L’étude se concentre donc sur l’Allerød (13,9-12,8 ka cal. BP), pour lequel le téphra CF1a constitue un repère chronologique fiable et régionalement reconnu.
4Dans ce contexte, les paléosols de l’Allerød constituent des archives de la reprise pédogénétique et biologique dans un contexte climatique fluctuant. En Europe du Nord-Ouest et centrale, plusieurs travaux ont montré l’intérêt de ces profils pour discuter la stabilité des surfaces, les régimes hydriques et les trajectoires pédogénétiques depuis la fin de la dernière glaciation. Ces recherches ont notamment concerné les « Usselo soils » et les « Finow soils », paléosols tardiglaciaires reconnus dans les séquences sableuses d’Europe du Nord-Ouest et centrale (Kaiser et al., 2009, 2020 ; Kühn et al., 2017 ; Kruczkowska et al., 2020). Les premiers se caractérisent par des horizons humiques grisâtres parfois lessivés, riches en charbons et attribués principalement à l’Allerød, tandis que les seconds présentent des horizons brunifiés résultant de processus d’altération silicatée. Ces horizons constituent des marqueurs pédostratigraphiques régionaux permettant de corréler les séquences continentales du Tardiglaciaire. Toutefois, la transposition de ces modèles aux marges méridionales de l’Europe reste encore discutée, notamment en raison de contextes sédimentaires et topographiques différents.
À l’échelle du Massif central, les données palynologiques et paléoenvironnementales indiquent un contexte globalement frais à tempéré et humide, mais contrasté, avec une mosaïque paysagère dominée par des formations héliophiles où le pin (Pinus) joue un rôle majeur, associé notamment au bouleau (Betula), au genévrier (Juniperus) et au saule (Salix), ainsi qu’au maintien de milieux ouverts herbacés (prairies humides et prairies sèches) (Raynal et al., 1998 ; Argant, 1999 ; Vivent & Vernet, 2001 ; Cubizolle et al., 2022).
5En Grande Limagne d’Auvergne (fig. 1), plusieurs facteurs ont favorisé l’enfouissement rapide et la bonne préservation des paléosols attribués à l’Allerød. Parmi ces facteurs, on peut notamment citer, dans un contexte de fossé d’effondrement comblé par une sédimentation fluvio-lacustre, les irrégularités microtopographiques du bassin favorisant le piégeage des sédiments, mais aussi une dynamique colluviale et alluviale active et, surtout, les retombées pyroclastiques répétées de la Chaîne des Puys qui ont scellé et préservé des séquences entières. Ces retombées distales, multiples et échelonnées entre le Dryas ancien et l’Atlantique, constituent autant de marqueurs chronostratigraphiques précieux qui fossilisent ponctuellement des unités pédosédimentaires caractéristiques (Vernet, 2013).
Fig. 1 : Carte de localisation des séquences sédimentaires ayant fossilisé un paléosol de l’Allerød dans l’environnement de la Grande Limagne d’Auvergne (Puy-de-Dôme, Massif Central). Fig. 1: Location map of the sedimentary sequences containing a fossilized Allerød paleosol in the Grande Limagne region of Auvergne (Puy-de-Dôme, Massif Central).
Antoine Scholtès
6L’hypothèse explorée ici est que, pour une phase chronologique commune, l’expression pédologique n’est pas uniforme à l’échelle d’un bassin : elle dépend fortement des conditions locales (position topographique, régime hydrique, dynamique sédimentaire), ce qui peut conduire à des trajectoires pédogénétiques contrastées au sein d’un même territoire.
L’objectif de cette étude est d’analyser, à partir de données micromorphologiques et sédimentaires, les processus pédogénétiques à l’œuvre dans quatre séquences sédimentaires représentatives de la plaine de la Grande Limagne. L’analyse de ces séquences, issues de contextes géomorphologiques variés, permet d’explorer la diversité des conditions de formation des sols, les influences climatiques et les dynamiques environnementales associées à l’interstade de l’Allerød.
7Les séquences étudiées s’inscrivent dans le contexte géologique et géomorphologique de la plaine de la Grande Limagne d’Auvergne, dont les principales caractéristiques structurales et sédimentaires sont présentées ci-après.
8La zone concernée par cette étude se trouve dans la partie occidentale du bassin d’effondrement de la Grande Limagne d’Auvergne, non loin de sa faille bordière occidentale marquant la limite entre ce bassin sédimentaire tertiaire et le plateau des Dômes (socle varisque). En effet, au cours de l’Oligocène, les contractions alpines induisent sur le Massif Central une tectonique de distension, engendrant l’affaissement de grands fossés (les Limagnes) ; la Grande Limagne d’Auvergne étant le plus important de ces fossés (graben). Le substratum de cette zone est donc constitué par des dépôts détritiques carbonatés d’âge oligocène qui affleurent sur les buttes où ils peuvent être surmontés par des formations dérivées, constituées de matériaux fins argilo-calcaires et des clastes cryoclastiques parfois enrichies en sables et galets quartzeux. La paléotopographie de ce substratum s’est mise en place au cours de la dernière glaciation (Derruau, 1949 ; Gachon, 1963).
9Le volcanisme a également fortement marqué la région depuis l’Oligocène jusqu’au début de l’Holocène. Pour la présente étude, on retiendra notamment l’existence, à l’ouest, sur le socle varisque, de la Chaîne des Puys, édifice volcanique qui se met en place principalement au cours du Pléistocène moyen et supérieur (à partir d’environ 90 ka) et au début de l’Holocène (Boivin et al., 2017a,b). Les dernières manifestations explosives connues de ce volcanisme se produisent dans le secteur du lac Pavin durant l’Atlantique, vers 6 700 ans BP (Boivin et al., 2012).
10Ces multiples éruptions ont produit des pyroclastites qui se sont largement dispersées (surtout vers l’Est et le Sud). De nombreux téphras (témoins distaux de ces éruptions) sont conservés et enregistrés dans des séquences sédimentaires permettant la constitution d’une téphrostratigraphie de référence (Juvigné et al., 1992 ; Juvigné, 1993 ; Vernet, 1992, 2011, 2013 ; Vernet et al., 1998 ; Vernet & Raynal, 2000, 2001). Ces retombées constituent des repères stratigraphiques majeurs et jouent un rôle déterminant dans la conservation et la datation des paléosols tardiglaciaires étudiés dans ce travail.
11Les échantillons étudiés dans ce travail proviennent de quatre séquences pédosédimentaires localisées dans la Grande Limagne d’Auvergne. Les caractéristiques stratigraphiques de ces séquences sont présentées ci-après.
12Les résultats présentés reposent sur l’analyse micromorphologique de paléosols attribués à l’Allerød, prélevés dans quatre séquences situées sur les sites de Clermont-Ferrand, rue Jeanne d’Arc - « CF-RJA » (45°46’47,28’’N, 3°5’58,59’’E), Clermont-Ferrand, Pontcharaud - « CF-PCH » (45°46’47,09’’N, 3°8’31,86’’E), Lempdes, les Gargailles - « LP-GAR » (45°46’7,31’’N, 3°10’57,91’’E) et Pont-du-Château, Chemin de Paulhat - « PDC-CP » (45°47’24.02’’N, 3°14’7.96’’E).
13Malgré une forte anthropisation (agriculture plurimillénaire, urbanisation, etc.) de cette aire géographique au cours des derniers millénaires, l’importante sédimentation survenue dans certains secteurs, notamment dans la basse plaine de la Grande Limagne d’Auvergne, est à l’origine d’un enfouissement rapide et profond des sols du dernier postglaciaire. Des prélèvements non perturbés et orientés ont été réalisés dans le but de mener une analyse micromorphologique fine des séquences.
14Huit échantillons de sol non perturbé, ont été prélevés à l’aide de bandes plâtrées sur les sites de la rue Jeanne d’Arc (deux échantillons superposés), de Pontcharaud (deux échantillons superposés), de Pont-du-Château (deux échantillons superposés) et des Gargailles (deux échantillons superposés). Les blocs prélevés ont ensuite été séchés puis étuvés avant d’être imprégnés de résine synthétique par la plateforme de litholamellage PACEA de l’UMR 5199 de l’Université de Bordeaux. Après polymérisation, une plaquette a été découpée dans le bloc, puis fixée à un porte-objet afin d’être aplanie et polie. La plaquette a été amincie jusqu’à atteindre une épaisseur de 25 à 30 µm selon les protocoles classiques de préparation des lames micromorphologiques (Fedoroff & Courty, 1994).
15Les observations ont été réalisées au microscope optique en lumière à transmission non analysée (LPNA) et en lumière polarisée analysée (LPA) selon le protocole descriptif proposé par Bullock et al. (1985) et Stoops et al. (2018). L’analyse porte sur les caractéristiques de la microstructure, la distribution de la porosité, l’organisation du plasma et des constituants grossiers, ainsi que sur la présence de traits pédologiques diagnostiques (revêtements argileux, accumulations carbonatées, bioturbations, agrégats organo-minéraux, etc.).
16Le calage chronologique des paléosols de l’Allerød repose sur des marqueurs stratigraphiques robustes, notamment leur enfouissement systématique sous le dépôt pyroclastique CF1a issu de l’éruption de la Nugère, datée de ± 13 100 cal. BP (Vernet, 2013, 2019). Ce dépôt constitue un marqueur téphrostratigraphique régional bien identifié dans les séquences sédimentaires de la Grande Limagne d’Auvergne (fig. 2). Dans le Massif central, la répétition des retombées pyroclastiques a produit plusieurs marqueurs téphrostratigraphiques conservés dans des séquences continentales, offrant un cadre privilégié pour contraindre et corréler les phases de pédogenèse tardiglaciaires dans des contextes variés (Juvigné et al., 1992 ; Vernet, 2011, 2013). Par ailleurs, le site azilien de Lempdes « Les Gargailles », implanté directement à la surface de ce paléosol, a livré sept datations radiocarbone comprises entre 13 291 et 12 812 cal. BP (Pasty et al., 2015 ; Pasty, 2020), confirmant son attribution à la seconde moitié de l’Allerød. Ce contexte fait de ces paléosols un marqueur régional particulièrement pertinent pour l’étude des conditions pédoclimatiques de la fin du Tardiglaciaire.
17Les paléosols étudiés sont extraits de plusieurs séquences pédosédimentaires observées dans la plaine de la Grande Limagne d’Auvergne. Parmi celles-ci, quatre séquences représentatives ont été retenues pour cette étude et ont fait l’objet d’un échantillonnage micromorphologique. Plusieurs autres séquences comparables ont été reconnues dans la région mais n’ont pas été analysées en micromorphologie dans le cadre de ce travail. Elles sont néanmoins mentionnées ici afin de documenter l’extension régionale de ces paléosols et la diversité des contextes géomorphologiques et hydrosédimentaires dans lesquels ils sont observés (tab. 1, figs. 2 & 3 & 4).
Fig. 2 : Cartographie schématique de la diffusion de la retombée distale CF1a-CF1b en Grande Limagne d’Auvergne (Massif Central).
Fig. 2: Schematic map of the distribution of the CF1a-CF1b distal fallout in Grande Limagne d’Auvergne (Massif Central).
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18Le schéma synthétique de la séquence pédo-téphrosédimentaire des Gargailles montre, de haut en bas, les unités sédimentaires (US) suivantes (figs. 3c & 4b) :
. US 1 - Colluvions argilo-limoneuses beiges à grises portant la pédogenèse actuelle. Elle caractérise une dynamique colluviale et la mise en place du sol actuel.
. US 2 - Colluvions limono-argileuses brunes à grises, plus ou moins riches en sables et graviers et mises en place au début de notre ère.
. US 3 - Limons carbonatés localement indurés. Sa base présente des irrégularités importantes de type langues (ou glosses) qui pénètrent largement les US sous-jacentes. Il s’agit de colluvions carbonatées.
. US 4 - Sables plus ou moins chargés en limons carbonatés et/ou en graviers (fragments de marne et de pépérite). Cette unité sédimentaire est caractérisée par un dynamisme de ruissellement (parfois intense) sur le versant avec une réactivation d’un écoulement (ravines et rigoles). Ces dépôts correspondent au remaniement du dépôt téphrique sous-jacent.
. US 5 - Sables noirs à violacés. Il s’agit d’un dépôt pyroclastique de type retombée (téphra) en position primaire. Deux sous-unités ont été distinguées : US 5.1 (au sommet) et US 5.2 (à la base). Localement, un niveau (US 5.0), constitué de scories bleutées, est présent sur l’US 5.1.
. US 6 - Limons argileux beiges à traces racinaires présentant une limite inférieure diffuse de type glossique ou lobée. La limite supérieure de cette US est nette et présente de nombreuses racines (ou souches) calcitées et bioturbations colmatées par le téphra sus-jacent. Son épaisseur peut atteindre les 0,45 m. Il s’agit d’un horizon pédologique (colluviosol calcaire). Les artefacts (silex et faune) paléolithiques sont toujours au sommet de l’US 6.
. US 7 - Argiles plus ou moins limoneuses jaunâtres à beiges, compactes, à carbonatations blanches et fragments anguleux de marne, calcaire et pépérite (clastes cryoclastiques). On note des lentilles plus riches en clastes qui évoquent les cailloutis cryoclastiques signalés sur la carte géologique. La présence de ces éléments caractérise les dépôts dits périglaciaires, signalés par Rudel (1949, 1953) et Rudel & Lemée (1955).
. US 8 - Sables noirs à gris au sommet, non lités. Il s’agit d’un dépôt pyroclastique de type retombée (téphra) en position primaire pour sa partie inférieure et légèrement remanié pour son sommet. Ce téphra fossilise une paléosurface marquée par des traces racinaires et des bioturbations (petits terriers).
. US 9 - Argiles limoneuses blanchâtres, compactes, fragments anguleux de marne, calcaire et pépérite (clastes cryoclastiques). Il s’agit de formations dérivées de l’Oligocène et qui possèdent une origine périglaciaire vraisemblable.
. US 10 - Marnes et argiles marneuses verdâtres. Ce niveau représente le sommet plus ou moins altéré du substratum oligocène.
. US 11 - Calcaires marneux, marnes et argiles marneuses verdâtres en bancs. On note la présence de stromatolithes en position de vie.
19Tab. 1 : Tableau récapitulatif des sites étudiés ou mentionnés dans l’étude et des types de pédogenèses associées aux paléosols de l’Allerød en Grande Limagne d’Auvergne. Les sites et profils étudiés dans cet article sont surlignés en gris. Tab. 1: Summary table of the sites studied or mentioned in the study and the types of soil formation associated with Allerød paleosols in the Grande Limagne region of Auvergne. The sites and profiles studied in this article are highlighted in gray.
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20À l’exception du fond du talweg, la surface du paléosol est exceptionnellement bien conservée, fossilisée sous les pyroclastites de l’US 5.2 (téphra des Gargailles). Une telle conservation est rare, la partie sommitale des paléosols étant généralement érodée avant sédimentation. Plusieurs artefacts reposent directement sur cette surface, moulés par la base du dépôt volcanique. Celle-ci est également perforée de milliers d’alvéoles (Ø ≈ 1,8 cm ; profondeur ≈ 2,5 cm), colmatées par les cendres au moment du dépôt. Ces structures, interprétées comme des nids d’Hyménoptères fouisseurs (Sphecidae) ou de Cicindèles (F. Fournier, comm. pers.), indiquent un sol nu ou peu végétalisé au moment de l’éruption. Ce contexte a permis la fossilisation remarquable d’une surface pédologique datée de l’Allerød.
21Le niveau archéologique, attribué à une occupation de plein air, s’inscrit à la fin de l’Allerød, incluant la phase de péjoration climatique de l’Intra Allerød Cold Period (13 342-12 863 cal. BP). L’assemblage faunique témoigne d’une exploitation diversifiée de la ressource animale : Cerf (taxon dominant), Cheval, Chevreuil, Sanglier, Aurochs, mais aussi carnivores (Loup, Renard, Blaireau) et oiseaux (notamment Perdrix grise et Effraie des clochers). L’industrie lithique, représentative de l’Azilien final, repose principalement sur l’usage de silex locaux (silex oligocène de La Sauvetat), avec un outillage dominé par les pointes à dos courbe et les grattoirs courts sur éclat (Pasty, 2020).
22Le schéma synthétique de la séquence pédo-téphrosédimentaire de Pont-du-Château montre les unités sédimentaires suivantes avec, de haut en bas (figs. 3b & 4c) :
. US 1 - Colluvions limono-argileuses (brun) portant la pédogenèse actuelle. Localement, on distingue l’US 1.1 = horizon organo-minéral actuel et l’US 1.2 = colluvions argilo-limoneuses (brun foncé).
. US 2 - Colluvions limono-argileuses (brun foncé) (US 2.1) puis colluvions limoneuses (brun) (US 2.2) et colluvions limono-sableuses (brun clair).
. US 3 - Limons sableux (brun orangé à blanchâtre). Dans l’un des sondages, on observe des indices de mise en place en climat froid (cryergie) et d’évolution vers un faciès de coulée de solifluxion.
. US 4 - Il s’agit de limons sableux (gris brun) au sommet (US 4.1) et de sables (gris) à la base (US 4.2). Cette US remanie le téphra sous-jacent (US 5). L’unité pourrait correspondre au développement d’une pédogenèse sur limons de crue (?).
. US 5 - Sables fins homogènes (noir à noir bleuté). Il s’agit d’un dépôt distal de type pyroclastites de projection (c’est-à-dire une retombée volcanique ou téphra). Dans le sondage 17, il existe un second niveau de pyroclastites (US 5s) sur l’US 5 ; il est constitué par des scories (noir bleuté) très vésiculées.
. US 6 - Colluvions limono-sableuses (brun clair) présentant des traces de bioturbations. Son sommet est affecté d’innombrables nids d’hyménoptères, abeilles solitaires, Sphecidae (ou bien de nids de cicindèles) colmatés par le téphra sus-jacent (US 5). Il s’agit d’un paléosol qui par sa position (sous le Téphra CF1a) et son faciès peut correspondre au paléosol de l’Allerød dans les caractéristiques sont celles d’un colluviosol alluvio-colluvial. Notons localement la présence d’un mince niveau de limons (US 6a) entre le téphra (US 5) et le paléosol (US 6).
. US 7 - Limons sableux (beige à brun clair). Il s’agit de limons de crue (alluvions) plus ou moins remaniés par colluvionnement.
Fig. 3 : Clichés des séquences sédimentaires de Grande Limagne d’Auvergne dans lesquelles a été découvert un paléosol contemporain de l’Allerød. Fig. 3: Pictures of the sedimentary sequences at Grande Limagne in Auvergne, where a paleosol dating from the Allerød stage was discovered.
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Fig. 4 : Logs stratigraphiques des séquences sédimentaires étudiées (a, b, c, d) et mentionnées à titre d’exemples au sein de ce travail et position des blocs micromorphologiques (MM). Fig. 4: Stratigraphic logs of the sedimentary sequences studied (a, b, c, d) and cited as examples in this study, along with the locations of the micromorphological blocks (MM).
a) Clermont-Ferrand « rue Jeanne d’Arc » (CF-RJA). b) Lempdes « Gargailles » (LP-GAR). c) Pont-du-Château « chemin de Paulhat » (PDC-CP). d) Clermont-Ferrand « Pontcharaud » (CF-PCH). e) Saint-Bauzire « La Montille » (SB-LM). f) Cournon-d’Auvergne « Sarlièves » (CDA-SAR). g) Lempdes « Petite Rochette » (LP-PR). h) Cournon-d’Auvergne « Avenue de Lempdes » (CDA-AL).
a) Clermont-Ferrand « rue Jeanne d’Arc » (CF-RJA). b) Lempdes « Gargailles » (LP-GAR). c) Pont-du-Château « Chemin de Paulhat » (PDC-CP). d) Clermont-Ferrand « Pontcharaud » (CF-PCH). e) Saint-Bauzire « La Montille » (SB-LM). f) Cournon-d’Auvergne « Sarlièves » (CDA-SAR). g) Lempdes « Petite Rochette » (LP-PR). h) Cournon-d’Auvergne « Avenue de Lempdes » (CDA-AL).
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23Sur le site de rue Jeanne d’Arc, le paléosol est enfoui sous une succession de dépôts éoliens (téphras) et colluviaux (fig. 3a & 4a). La séquence sédimentaire enregistre, de haut en bas, les unités suivantes : :
. US 1 et US 2 - Remblais contemporains hétérogènes.
. US 3 - Horizon limono-argileux brun sombre à structure massive localement grumeleuse. La porosité est réduite à quelques cavités qui constellent la matrice. La fraction grossière incorpore des gravillons calcaires et des sables hétérométriques. Colluvions.
. US 4a - Horizon limono-argileux gris clair avec auréoles blanchâtres diffuses (carbonates secondaires). Structure grumeleuse et porosité cavitaire réduite (porosité biologique).
. US 4b - Horizon limono-argileux gris clair avec une teinte plus foncée que l’US 5a. Horizon carbonaté (pseudomyceliums) avec inclusions de nodules carbonatés indurés (millimétriques et centimétriques) pris dans la matrice. L’ensemble 4a et 4b témoigne d’une pédogénèse polycyclique entrecoupée de phases colluviales (troncatures) : colluviosol calcaire.
. US 5 - Horizon limono-argileux brun moyen à structure grumeleuse. Paléosol. Porosité cavitaire et chenaux biologiques. Des sables trachytiques (téphras CF7) sont incorporés et lités dans la partie supérieure de l’unité. Colluvions faiblement pédogénéisés.
US 6 - Horizon limono-sableux brun gris. Structure friable, granulaire et peu agrégée. Porosité bien développée (fentes et cavités) et incorporation d’un cailloutis millimétrique (minéraux et sables grossiers). Dépôt alluvio-colluvial.
. US 7 - Téphras CF4 carbonatés et induré : retombée distale.
. US 8a - Téphras CF1a remobilisé par une activité fluviale. Succession de dépôts cendreux noirs homogènes et de strates sablo-cendreuses noires-jaunes : alluvions mélanocrates litées. Les sables sont hétérométriques, mais triés.
. US 8b - Téphras CF1a homogène partiellement lité. Structure particulaire friable. Notons des agrégations de téphras indurés voire minéralisés pris dans la matrice.
. US 9 - Horizon argileux carbonaté gris clair à structure prismatique et à faible porosité (quelques cavités et biotubules isolées). Inclusions de graviers. Il s’agit du paléosol Allerød dont les caractéristiques sont celles d’un colluviosol rédoxisol argileux de bas de versant.
. US 10 - Colluvions argilo-calcaires à clastes et cailloutis cryoclastiques (formation RCg dérivé de l’Oligocène) et dont la mise en place pourrait être contemporaine du dernier maximum glaciaire voire du début du Tardiglaciaire.
24Le site de Pontcharaud s’inscrit dans l’Unité Brézet-Pontcharaud (UBP), située à la bordure occidentale du fossé d’effondrement tertiaire de la Grande Limagne. Le substratum, composé de formations oligocènes lacustres détritiques puis carbonatées (marnes, calcaires marneux), est reconnu à 5-6 m de profondeur. Les dépôts de l’UBP, connus depuis 1997, ont fait l’objet d’une fouille en 2000, révélant une séquence sédimentaire marécageuse fonctionnelle depuis le Tardiglaciaire jusqu’à l’époque moderne (Vernet et al., 2005). Ce caractère humide est confirmé par les spectres polliniques, du Boréal au Subatlantique.Au Tardiglaciaire et au début de l’Holocène, plusieurs retombées pyroclastiques ont affecté le secteur, notamment les téphras CF1a (13 031 ± 44 cal. BP, Allerød) et CF3 (vers 12 000 cal. BP, Dryas récent) (Vernet, 2011, 2013). Ces dépôts ont favorisé la formation de niveaux sableux perturbant le drainage et maintenant un contexte hydromorphe.
25Sur le plan géomorphologique, l’UBP constitue une dépression humide, relativement fermée au sud, à l’est et à l’ouest, mais ouverte vers le nord/nord-est en direction des marais de la Grande Limagne d’Auvergne. Un sondage profond réalisé en 2019-2020 a mis en évidence le téphra CF1a à la base de la séquence, reposant directement sur le paléosol CF-PCH.
La séquence sédimentaire retenue comprend, de haut en bas, les unités sédimentaires suivantes (fig. 3d & 4d) :
. US 1 à 9 - Correspondent aux colluvions contenant les niveaux archéologiques (de l’âge du Fer au Néolithique). La surface supérieure du log présenté est la surface de décapage correspondant au niveau d’occupation du Néolithique ancien.
. US 10 - Paléosol holocène contenant des artéfacts néolithiques. On note la présence de rares fragments anguleux de trachyte matérialisant le niveau du téphra CF7 (8 500 ans).
. US 11 - Alternances de dépôts argileux palustres et de passées sableuses (alluvions).
. US 12 - Dépôt argilo-limoneux gris à noir à traces racinaires et bioturbations. Il s’agit d’un mince paléosol.
. US 13 - Sables mélanocrates. Il s’agit du téphra CF4 (11 400 ans).
. US 14 - Argiles limoneuses palustres.
. US 15 - Lapilli noirs bleutés altérés. Il s’agit du téphra CF3 (12 500 ans) altéré et remanié en milieu aqueux.
. US 16 - Alternances de niveaux argileux et de niveaux limoneux. Il s’agit de dépôts de débordement (de type « limons de crue ») de l’Artière.
. US 17 - Sables limoneux finement lités (on note quelques stratigraphies entrecroisées). Ces alluvions fines de l’Artière remanient les dépôts téphrique sous-jacent (US 18) ce qui explique que l’on note un gradient colorimétrique : au sommet dépôts beiges clairs à la base dépôts gris foncés à noirs.
. US 18 - Sables mélanocrates. Il s’agit du téphra CF1a (13 100 ans).
. US 19 - Horizon limono-argileux noir à structure grumeleuse à subangulaire et à texture homogène malgré l’incorporation de lentilles sableuses éparses (sables très fins). La teinte adoptée est conséquente d’un processus de mélanisation actif à un moment donné, conduisant à la formation d’un horizon Ach chernique épais d’environ 20 cm. Il s’agit du paléosol allerød de Pontcharaud (Chernosol leptique).
. US 20 - Argile sableuse carbonatée. Il s’agit de dépôts hydromorphes tardiglaciaires impactés par des bioturbations issues de l’US 19 sus-jacente.
. US 21 - Sable à graviers et rares galets. Il s’agit d’alluvions de l’Artière.
26Malgré l’homogénéité apparente des profils, la micromorphologie révèle des distinctions structurales, pédologiques et post-dépositionnelles plus ou moins marquées selon les profils (tab. 2). Les principales différences sont d’ordre structurel (microstructure, porosité), mais elles se manifestent également à travers l’expression et l’abondance des traits pédosédimentaires respectifs, voire la brunification des horizons concernés. La brunification est estimée de façon semi-quantitative sur la base de l’intensité colorimétrique du plasma, de l’abondance et de la distribution des pigments humiques amorphes redistribués par l’activité biologique, ainsi que du degré de structuration biomacrostructurée de la matrice. Ces critères permettent de distinguer une brunification faible (plasma peu coloré, pigments rares et dispersés), intermédiaire (plasma brunâtre, pigments modérément abondants) et forte (plasma brun sombre, pigments abondants et bien distribués dans la masse basale). Ces degrés traduisent avant tout l’intensité du processus de mélanisation et d’incorporation de la matière organique plutôt que strictement la durée de la pédogenèse, les conditions locales (régime hydrique, couverture végétale et nature du matériau parental) jouant un rôle tout aussi déterminant que le temps dans l’expression de ces traits.
L’objectif est d’estimer le potentiel de préservation des traits sédimentaires et pédologiques, et d’offrir des premières pistes interprétatives, notamment paléoclimatiques et paléopédologiques, miroir des transformations environnementales induites par l’interstade de l’Allerød.
27Le paléosol de la rue Jeanne d’Arc est fossilisé sous la retombée volcanique CF1a en position primaire (fig. 5a).
28La matrice est constituée d’un plasma argileux carbonaté faiblement stratifié, enrichi en matière organique finement fragmentée. Celle-ci s’organise localement en bandes subhorizontales infra-millimétriques continues à discontinues formant des microlitages réguliers (fig. 5d). La fraction grossière représente environ 15 % du volume total et se compose principalement de grains calcaires et quartziques émoussés, de taille micrométrique à millimétrique. La matrice présente également des enveloppes argileuses poussiéreuses, des figures de retriage des fractions fines ainsi que des intercalations limono-argileuses diffuses témoignant d’apports latéraux répétés (fig. 5b). Des croûtes de battance sont observées et confirment le caractère progressif de l’accrétion sédimentaire (fig. 5c).
Des traits biologiques sont également présents sous forme de galeries attribuables à la pédofaune et de structures racinaires peu abondantes. Le plasma contient en outre des phytolithes ainsi que des pseudomorphoses calcitiques associées à des restes végétaux. Des zones de redistribution carbonatée ainsi que de faibles imprégnations ferrugineuses diffuses sont observées localement dans la matrice (figs. 5g & 5h). Enfin, une porosité spongieuse post-dépositionnelle est localement développée.
29L’organisation micromorphologique observée traduit une pédogenèse développée dans un contexte cumulique marqué par des apports latéraux diffus et répétés (ruissellements diffus, colluvions humides), compatibles avec une position de bas de versant faiblement drainée. La préservation de traits spécifiques, parmi lesquels les enveloppes argileuses poussiéreuses, les figures de retriage des fines et les intercalations poussiéreuses qui constellent la masse basale confortent l’hypothèse de colluvions (Mücher et al., 2010).
La faible densité de structures racinaires suggère le développement d’une couverture végétale rase et peu dense (fig. 5e). Les microlitages organiques subhorizontaux correspondent probablement à des accumulations progressives de matière organique incorporée dans la matrice fine au cours de phases successives d’accrétion pédosédimentaire.
Les traits de redistribution carbonatée associés aux imprégnations ferrugineuses diffuses traduisent des circulations hydriques temporaires compatibles avec des conditions hydromorphes intermittentes (Deloze et al., 1994).
Ainsi, le paléosol CF-RJA illustre une pédogenèse polycyclique, marquée par une hydromorphie notable liée à une nappe phréatique perchée et à des apports latéraux humides réguliers. En outre, l’unité présente les caractéristiques d’un profil cumulique dont l’accrétion est temporairement interrompue par des phases de stabilité au cours desquelles se développent des paléosurfaces colonisées par une strate végétale rase. La présence d’une porosité spongieuse post-dépositionnelle confirme une évolution dans des conditions temporaires d’engorgement, indiquant que le sol s’est développé dans un contexte humide en position de bas de versant (fig. 5f).
30Le paléosol LP-GAR, fossilisé sous le téphra CF1a, se développe dans des matériaux argilo-calcaires enrichis en éléments volcaniques (pépérites) issus de l’érosion progressive du versant. Il supporte une occupation azilienne, offrant ainsi un cadre chronologique renforcé (Pasty, 2020).
31La matrice présente une fabrique limono-argileuse brun-gris carbonatée. La microstructure est globalement grumeleuse à biomacrostructurée, associée à une porosité biologique abondante constituée de cavités fines, de chenaux et de biotubules. Le squelette minéral représente environ 20 à 25 % du volume total et se compose de grains calcaires, quartzo-feldspathiques et volcaniques de taille fine à moyenne. Des lentilles micro-agrégées organo-minérales sont régulièrement observées dans la matrice et correspondent à des pédoreliques transportées par des processus gravitaires humides (ruissellements de surface ; figs. 6a & 6b). Des plages organo-minérales enrichies en matière organique sont ponctuellement présentes dans la partie supérieure du profil.
Les traits biologiques sont particulièrement abondants et se manifestent sous forme de cavités racinaires, de pseudomyceliums, de plages excrémentaires et de biotubules. Les accumulations carbonatées secondaires sont fréquentes et se présentent sous forme d’hyporevêtements le long de la porosité racinaire ainsi que d’imprégnations matricielles localisées (figs. 6e & f). Enfin, des concentrations phosphatées néoformées associées à des restes végétaux sont observées localement dans la matrice.
32L’organisation micromorphologique observée traduit une pédogenèse active dans un contexte colluvial actif, marqué par des apports latéraux diffus en position de versant. Les lentilles micro-agrégées organo-minérales indiquent des phases successives d’accrétion liées à des épisodes de remobilisation superficielle des matériaux du versant.
La présence continue de traits biologiques (cavités racinaires, pseudomyceliums, pseudomorphoses) et carbonatés dans tout le profil témoigne d’une paléosurface structurée par une végétation rase (figs. 6d, 6e & 6f). Les plages excrémentaires et biotubules confirment le rôle actif de la faune du sol dans la formation du profil (fig. 6c).
Les plages enrichies en matière organique sont compatibles avec le développement d’horizons organo-minéraux superficiels progressivement incorporés à la matrice du sol. Les accumulations carbonatées secondaires observées sous forme d’hyporevêtements et d’imprégnations matricielles traduisent des processus de redistribution pédogénétique liés à des circulations hydriques saisonnières (Kowalska et al., 2020). La découverte de plages phosphatiques néoformées autour de restes végétaux renforce cette interprétation (figs. 6g & 6h).
L’ensemble de ces observations est compatible avec une pédogenèse polyphasée développée dans un contexte colluvial actif et affecté par des alternances de phases de stabilité relative et d’apports sédimentaires diffus.
33Le paléosol de Pontcharaud se développe dans un contexte de basse plaine humide et est alimenté par des apports sédimentaires issus des piémonts voisins.
34Le paléosol CF-PCH présente une microstructure subangulaire agrégée constituée d’un assemblage plus ou moins dense de micro-agrégats d’origine biologique.
La matrice montre une fabrique limono-argileuse poussiéreuse brun moyen décarbonatée. Des revêtements argileux poussiéreux sont observés localement le long de la porosité (figs. 7g & 7h). Le plasma intègre une quantité importante de matière organique sous forme de pigments amorphes altérés par oxydoréduction (Verrechia & Trombino, 2021). Des phytolithes abondants sont également présents dans la masse basale.
Une interface centimétrique est conservée au sommet du paléosol immédiatement sous la retombée CF1a. Cette unité présente un plasma faiblement argileux enrichi en concentrations phosphatées, associé à des phytolithes abondants, des nodules phosphatés, des pigments humiques et des fibres végétales altérées. Des croûtes sédimentaires microlitées et poussiéreuses sont observées localement dans le profil. Elles sont associées à des intercalations limoneuses et à des micro-accumulations sableuses remobilisées. Une porosité d’origine biologique est bien développée dans l’ensemble de la matrice.
Tab. 2 : Tableau récapitulatif des caractéristiques sédimentaires et pédologiques des paléosols de l’Allerød étudiés. Tab. 2: Summary table of the sedimentary and pedological characteristics of the studied Allerød paleosols.
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Fig. 5 : Détails de certains traits sédimentaires et pédologiques présents dans le paléosol CF-RJA. Fig. 5: Details of certain sedimentary and pedological features found in the CF-RJA paleosol.
a) interface entre le paléosol (en bas) et le dépôt téphrique sus-jacent (CF1) (LPNA). b) claste roulé (flèche) résiduel indicatif d’apports latéraux (LPNA). c) croûte de battance poussiéreuse (Cb; LPNA). d) fibres végétales altérées in situ (paléosurface) (LPNA). e) porosité cavitaire fine d’ori-gine biologique (racinaire) (LPNA). f) porosité spongieuse post-dépositionnelle (LPNA). g) imprégnation ferrugineuses diffuses dans le masse basale (LPNA). h) idem à g), notons le caractère carbonaté du plasma (LPA).
a) interface between the paleosol (bottom) and the over-lying tephra deposit (CF1) (LPNA). b) residual rounded clast (arrow) indicative of lateral input (LPNA). c) dusty panning crust (Cb; LPNA). d) plant fibers altered in situ (paleosurface) (LPNA). e) fine cavitary porosity of biological origin (root-related) (LPNA). f) post-depositional spongy porosity (LPNA). g) diffuse ferruginous impregnations in the basal mass (LPNA). h) same as g), note the carbonate nature of the matrix (LPA).
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Fig. 6 : Détails de certains traits sédimentaires et pédologiques présents dans le paléosol LP-GAR. Fig. 6: Details of certain sedimentary and pedological features present in the LP-GAR paleosol.
a) fabrique colluviale microagrégée remobilisant des dépôts éoliens (téphras) et des clastes sédimentaires (LPNA). b) fabrique colluviale, apports laté-raux humides (LPNA). c) biotubule (Bio) avec plages excrémentaires (enchytréïdes) et tissus végétaux altérés (LPNA). d) porosité fissurale sinueuse subverticale - cavités racinaires (LPNA). e) auréole de décarbonatation (flèche) autour d’une cavité racinaire (LPNA). f) idem à e) mais en lumière polarisée (LPA). g) interface entre une plage phosphatique jaune pâle enrichie en phytolithes (Ph) formée autour d’une pseudomorphose végétale (Ps) et un agrégat argileux carbonaté (à droite) (LPNA). h) idem à g) mais en lumière polarisée (LPA).
a) microaggregated colluvial fabric remobilizing eolian deposits (tephra) and sedimentary clasts (LPNA). b) colluvial fabric, wet lateral inputs (LPNA). c) biotube (Bio) with excrementary patches (enchytraeids) and altered plant tissue (LPNA). d) subvertical sinuous fissural porosity-root cavities (LPNA). e) decarbonation halo (arrow) around a root cavity (LPNA). f) same as e) but under polarized light (LPA). g) interface between a pale yellow phosphatic zone enriched in phytoliths (Ph) formed around a plant pseudomorph (Ps) and a carbonated clay aggregate (on the right) (LPNA). h) same as g) but under polarized light (LPA).
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35L’organisation et les traits pédologiques sont compatibles avec le développement d’un horizon Ach chernique biomacrostructuré (fig. 7e). La biomacrostructuration et l’empoussièrement de l’horizon témoignent d’une activité biologique soutenue au cours sa formation.
D’abondants phytolithes constellent la masse basale et témoignent de la présence d’une végétation rase en surface. À ce titre, une interface centimétrique (environ 1 cm) est conservée sur le sommet du paléosol, directement sous la retombée CF1a. Cette interface possède un plasma phosphaté faiblement argileux de couleur jaune pâle, dans lequel se reconnaissent d’abondants phytolithes, des nodules phosphatés, des pigments humiques et d’autres fibres végétales altérées ou en voie de dégradation. Cette unité représenterait une litière végétale initiale dégradée in situ. En outre, une telle fabrique suggère une remontée du niveau de la nappe phréatique, voire une submersion du profil, entraînant la transformation des végétaux dans des conditions anaérobiques, conditions favorisées par l’enfouissement sous le dépôt éolien sus-jacent. Il convient également de noter que l’évolution hydromorphe post-dépositionnelle du profil est envisagée à travers l’apparition d’une porosité vertique (fig. 7f). De telles conditions (hausse de l’humidité, engorgement) sont propices à la formation de complexes organo-ferriques à l’origine d’un processus de mélanisation du plasma.
L’accrétion sédimentaire est progressive et confère au profil un caractère cumulique. Cette dynamique est attestée par l’intercalation de croûtes sédimentaires, parfois microlitées et poussiéreuses, complétées par des intercalations boueuses convolutées typiques des apports engorgés (fig. 7e). Des agrégats limoneux lessivés et des micro-accumulations sableuses lavées complètent les observations et renforcent l’hypothèse d’un tel processus (figs. 7a & 7b).
36Sur le site « Chemin de Paulhat », le sol Allerød se développe sur une ancienne terrasse alluviale de l’Allier, à partir de matériaux limoneux et sableux dont la mise en place relève d’une dynamique alluvio-colluviale mixte. La retombée CF1a a fossilisé cet horizon dont la surface se matérialise par des terriers d’hyménoptères comblés (fig. 8h).
37La microstructure observée est globalement peu développée, à tendance grumeleuse à subangulaire, localement affectée par une organisation lenticulaire liée à la superposition de micro-apports sédimentaires successifs (ruissellements superficiels ; fig. 8a). La porosité est principalement constituée de biopores et des vides d’entassement irrégulièrement répartis.
La matrice présente une texture limoneuse associée à la présence de pédoreliques carbonatées et argileuses remobilisées. Des accumulations carbonatées secondaires sont observées sous forme de revêtements et d’imprégnations micritiques, notamment le long des biopores. Le plasma limoneux présente une coloration brunâtre liée à l’incorporation de matière organique amorphe. Des phytolithes abondants ainsi que des pseudomorphoses calcitiques associées à des restes végétaux sont observés dans la matrice.
Des traits biologiques abondants sont également présents sous forme de galeries attribuables à la pédofaune et de structures racinaires fossilisées (figs. 8b & 8g).
38L’organisation micromorphologique observée traduit une pédogenèse développée dans un contexte alluvio-colluvial caractérisé par des apports sédimentaires successifs et une dynamique d’accrétion progressive en position de bas de pente.
La présence de pédoreliques remobilisées et la structuration lenticulaire de la matrice indiquent un fonctionnement polyphasé du profil, marqué par l’alternance de phases de stabilité relative et d’épisodes de remaniement superficiel liés au ruissellement.
Les carbonates secondaires observés sous forme de revêtements cutaniques (figs. 8e & 8f) et d’imprégnations localisées traduisent des processus pédogénétiques synsédimentaires liés à des circulations hydriques saisonnières.
Les nombreux biopores et la porosité racinaire fossilisées témoignent d’une activité biologique significative et indiquent la proximité d’une surface active lors de la formation du sol.
Enfin, la brunification du plasma associée à l’abondance de phytolithes et de pseudomorphoses calcitiques suggère l’incorporation de matière organique d’origine végétale compatible avec la formation d’un horizon organo-minéral superficiel (figs. 8c & 8d).
39En Grande Limagne d’Auvergne, les paléosols étudiés bénéficient d’un état de conservation relativement exceptionnel que favorise une rapide et soudaine fossilisation par le complexe téphrique CF1a/CF1b. Le téphra s’érige comme un marqueur chronostratigraphique commun à l’ensemble des séquences et corrèle la formation du paléosol à une pédogénèse contemporaine de l’Allerød.
Fig. 7 : Détails de certains traits sédimentaires et pédologiques présents dans le paléosol CF-PCH. Fig. 7: Details of certain sedimentary and pedological features present in the CF-PCH paleosol.
a) structure agrégée colluviale (LPNA). b) interface entre un agrégats brunifié biomacrostructuré (en bas) et un agrégat sableux lessivé colluvial (partie supérieure) (LPNA). c) idem à b) mais en lumière polarisée (LPA). d) croûte sédimentaire microlitée (LPNA). e) structure microagrégée biomacros-tructurée (LPNA). f) porosité vertique post-dépositionnelle (LPNA). g) revêtement argileux poussiéreux dans un vide (LPNA). h) idem à g) mais en lumière polarisée (LPA).
a) colluvial aggregate structure (LPNA). b) interface between a brownish, biomacrostructured aggregate (bottom) and a sandy, leached colluvial aggregate (top) (LPNA). c) same as b) but under polarized light (LPA). d) microlithic sedimentary crust (LPNA). e) biomacrostructured microaggregate structure (LPNA). f) post-depositional vertical porosity (LPNA). g) dusty clay coating in a void (LPNA). h) same as g) but under polarized light (LPA).
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40Les paléosols sont datés de façon indirecte par leur position stratigraphique sous le dépôt pyroclastique CF1a issu de l’éruption du volcan de la Nugère. Ce téphra est issu de la phase explosive initiale du volcan de la Nugère, situé à une vingtaine de kilomètres à l’ouest de la Grande Limagne. Cette datation est corroborée sur le site des Gargailles (Lempdes) par la présence d’une occupation azilienne datée de 13 291 à 12 812 cal. BP directement à la surface du paléosol (Pasty et al., 2015 ; Pasty, 2020). Cette dernière fournit ainsi un terminus ante quem pour la pédogénèse. De plus, la datation radiocarbone d’ossements de deux rongeurs (Arvicola terrestris), victimes directes de l’éruption, fournit un âge de 13 031 ± 44 cal. BP (Vernet, 2013), plaçant cet événement dans la seconde moitié de l’Allerød, au début de la péjoration climatique de l’Intra Allerød Cold Period (IACP). Ce dépôt fossilise parfaitement la surface du paléosol, suggérant un recouvrement rapide après l’abandon du site par les groupes humains.
Bien que ce travail ne repose pas sur des datations absolues directement obtenues sur les horizons pédologiques, la cohérence des corrélations téphrostratigraphiques et archéologiques constitue un argument solide pour attribuer ces paléosols à la phase tempérée de l’Allerød.
41Malgré l’homogénéité apparente des profils à l’échelle macroscopique, la micromorphologie révèle des distinctions structurales, pédologiques et post-dépositionnelles plus ou moins marquées selon les profils (tab. 2). Les principales différences sont d’ordre structural (microstructure, porosité), mais elles se manifestent également à travers l’expression des traits pédosédimentaires.
En effet, les traits sédimentaires et pédologiques reflètent des dynamiques pédogénétiques contrastées selon les contextes topographiques, hydrologiques et sédimentaires. Les séquences de Pontcharaud (CF-PCH) et, dans une moindre mesure, de Pont-du-Château (PDC-CP), attestent de sols fortement agrégés présentant des accumulations d’humus et une bioturbation abondante. Le profil CF-PCH est à ce titre représentatif d’un horizon mélanisé riche en pigments humiques et en phytolithes associé à une structure biomacrostructurée caractéristique d’un horizon à caractère chernique. À l’inverse, les profils LP-GAR, PDC-CP et CF-RJA se caractérisent par la présence de traits carbonatés secondaires, de croûtes de battance et de structures détritiques témoignant de l’influence d’une dynamique cumulique dans leur formation.
Ces contrastes peuvent être synthétisés en trois grands types d’expression pédologique. Les profils développés en position basse de plaine ou de dépression présentent des traits d’hydromorphie liés à l’influence d’une nappe phréatique fluctuante et à des apports latéraux diffus. Dans le cas de CF-RJA, ces processus conduisent à la formation d’un colluviosol argileux à caractère rédoxique de bas de versant. Dans un contexte de basse plaine, le profil de Pontcharaud (CF-PCH) se distingue par la présence d’un horizon humifère mélanisé, riche en matière organique et en phytolithes, dont les traits témoignent d’une activité biologique intense. Ces caractéristiques sont celles d’un horizon organo-minéral de type chernique, compatible avec un chernosol formé sous couvert végétal herbacé.
42À l’inverse, les profils LP-GAR et PDC-CP se développent dans des contextes de versant ou de bas de pente marqués par apports détritiques récurrents. Les traits micromorphologiques observés (fabrique colluviale lenticulaire, structures d’entassement, pédoreliques remaniées) traduisent une dynamique d’accrétion progressive conférant à ces profils un caractère cumulique certain. Dans la terminologie du référentiel pédologique (Baize & Girard, 2009), ces sols peuvent être rapprochés d’un colluviosol calcaire cumulique développé sur matériaux carbonatés (LP-GAR) et d’un colluviosol alluvio-colluvial (PDC-CP).
La nature des matériaux parentaux constitue un facteur complémentaire pour expliquer cette diversité. Les colluvions fines argilo-calcaires à CF-RJA conditionnent la nature argileuse et le caractère rédoxique du paléosol ; les marnes et limons calcaires à LP-GAR favorisent les processus de carbonatation secondaire ; les dépôts palustres fins à CF-PCH offrent un substrat propice au développement d’un horizon organo-minéral de type chernique ; tandis que les limons sableux carbonatés à PDC-CP, d’origine alluvio-colluviale, expliquent la dynamique cumulique et les traits de brunification intermédiaire observés dans ce profil.
Dans l’ensemble, ces variations témoignent de conditions géomorphologiques et topographiques différenciées, mais également de contextes hydriques, biologiques et sédimentaires contrastés (fig. 9). La diversité des trajectoires pédogénétiques ainsi mise en évidence constitue le point de départ d’une réflexion sur les implications paléoclimatiques et paléoenvironnementales de ces pédogenèses, développée dans la section suivante.
43La pédogénèse active au cours de l’Allerød se caractérise par des processus d’accumulation de matière organique et d’altération des carbonates. Ces traits sont compatibles avec un climat frais, humide mais néanmoins contrasté. L’engorgement temporaire observé dans les profils de plaine (CF-RJA, CF-PCH) traduit probablement l’influence d’une nappe phréatique fluctuante et témoigne d’un contexte hydrologique marqué par des phases d’humectation saisonnière. À l’inverse, les profils calcaires des séquences LP-GAR et PDC-CP suggèrent une évapotranspiration saisonnière suffisante pour favoriser la dissolution et la recristallisation pédogénétique des carbonates.
Fig. 8 : Détails de certains traits sédimentaires et pédologiques présents dans le paléosol PDC-CP. Fig. 8: Details of certain sedimentary and pedological features present in the PDC-CP paleosol.
a) assemblage lenticulaire, mélange de fabriques hétérogènes issu de colluvions humides (LPNA). b) cavité(s) racinaire(s) dans l’horizon (flèche ; LPNA). c) pseudomorphoses végétales dans l’horizon (Ps ; LPNA). d) idem à c) mais en lumière polarisée (LPA). e) hyporevêtement carbonaté (flèche) en bordure de cavité biologique (LPNA). f) idem à h) mais en lumière polarisée (LPA). g) biotubule (Bio ; LPNA). h) interface entre le paléosol (en bas) et un terrier de coléoptère (Te) comblé par le téphra CF1a (LPNA).
a) Lenticular assemblage, a mixture of heterogeneous fabric derived from wet colluvium (LPNA). b) Root cavity(ies) in the horizon (arrow; LPNA). c) Plant pseudomorphs in the horizon (Ps; LPNA). d) Same as c) but under polarized light (LPA). e) Carbonate hypocoating (arrow) at the edge of a biological cavity (LPNA). f) Same as h) but under polarized light (LPA). g) Biotubule (Bio; LPNA). h) Interface between the paleosol (bottom) and a beetle burrow (Te) filled with CF1a tephra (LPNA).
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44L’ensemble de ces observations confirme le rôle majeur des fluctuations hydriques dans la structuration des horizons pédologiques.
Les indices biologiques observés en micromorphologie, notamment la biomacrostructuration des horizons, suggèrent le développement de profils pédologiques structurés sous une couverture végétale dominée par une strate herbacée basse. Cette interprétation est cohérente avec les données anthracologiques du site des Gargailles, qui attestent l’utilisation de bois de nerprun purgatif (Rhamnus cathartica) et de prunellier (Prunus spinosa) comme combustibles (Pasty et al., 2015). Ces taxons, typiquement héliophiles, indiquent la présence de bosquets localisés au sein d’un paysage majoritairement ouvert.
Les rares données polliniques acquises directement en Grande Limagne d’Auvergne apportent un éclairage complémentaire sur l’évolution de la végétation locale au cours du Tardiglaciaire. Sur le site du Brézet, à proximité immédiate de Pontcharaud, un spectre pollinique a été obtenu sur un niveau d’argiles palustres positionné sous la base du paléosol (Vernet et al., 2005). Les assemblages, dominés par Pinus et Juniperus avec une présence sporadique de Betula, ainsi que des taxons de prairies sèches, indiquent un contexte de pinèdes ouvertes caractéristique d’un climat froid et relativement sec, attribuable à la fin de la chronozone du Bølling.
45Ces données constituent ainsi un terme de comparaison antérieur à la pédogenèse allerød étudiée ici.
Pour l’Allerød proprement dit, des cortèges sporopolliques ont été obtenus sur un paléosol positionné sous le téphra CF1a sur la commune de Gerzat (Y. Miras, comm. pers.). Les assemblages polliniques sont principalement dominés par le pin (Pinus) et, très secondairement, par le bouleau (Betula) et le genévrier (Juniperus), indiquant des boisements peu denses dans un paysage largement ouvert. Les fréquences remarquables des Poaceae et la présence substantielle d’herbacées héliophiles (Brassicaceae, Caryophyllaceae, Rubiaceae) et de plantes steppiques (Artemisia, Rumex, Chenopodiaceae) confirment le maintien d’une végétation herbacée et steppique importante à l’échelle régionale. La végétation extra-locale est quant à elle largement dominée par une cariçaie (Cyperaceae), caractéristique des milieux palustres, avec la présence de petites roselières (Typha latifolia, Typha angustifolia) témoignant de l’existence d’une tranche d’eau lente et peu profonde en bordure de bassin.
La dominance de la cariçaie et la présence de roselières sont cohérentes avec les traits d’hydromorphie documentés en micromorphologie pour les profils de plaine, témoignant de conditions hydriques marquées en bordure du bassin marécageux. Par ailleurs, la persistance d’une végétation steppique et herbacée ouverte (Poaceae, Artemisia) est cohérente avec les croûtes de battance et la faible densité racinaire observées dans plusieurs profils, indiquant des surfaces pédologiques localement peu ou pas végétalisées.
Ces données locales s’inscrivent dans un schéma régional cohérent. En Europe du Nord-Ouest et dans le Massif Central, l’interstade Bølling/Allerød correspond à une phase d’amélioration climatique progressive après le Dryas ancien marquée par l’expansion des formations héliophiles. Dans le Cantal, les tourbières de La Taphanel, Brugeroux et du lac du Mont Bélier enregistrent cette amélioration à travers l’expansion du genévrier (Juniperus) et du bouleau (Betula), avant de culminer avec une dominance du pin (Pinus) (Beaulieu et al., 1988). L’ensemble des données converge vers un climat tempéré, frais et humide, caractéristique de cet interstade (Raynal et al., 1998 ; Argant, 1999 ; Vivent & Vernet, 2001 ; Cubizolle et al., 2022). Toutefois, malgré l’expansion des formations ligneuses héliophiles, les spectres polliniques témoignent de la persistance de milieux ouverts, notamment de prairies humides (Cyperaceae, Ranunculaceae) et de prairies sèches (Poaceae, Asteraceae, Rumex, Plantago lanceolata), indiquant le maintien d’une mosaïque paysagère relativement ouverte, cohérente avec les indices biologiques observés en micromorphologie. Ces caractéristiques climatiques sont cohérentes avec les traits pédogénétiques documentés, notamment l’engorgement saisonnier des profils de plaine et la carbonatation secondaire des profils de versant, témoignant d’un régime hydrique contrasté à l’échelle du bassin.
Fig. 9 : Profil ouest-est schématisant la topographie, la géologie et les grands types de formations superficielles rencontrées au sein de la Grande Limagne et localisation des séquences CF-RJA, CF-PCH, LP-PR, PDC-CP. Fig. 9: A west-east cross-section illustrating the topography, geology, and major types of surface formations found within the Grande Limagne, along with the locations of the CF-RJA, CF-PCH, LP-PR, and PDC-CP sequences.
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46L’étude micromorphologique des séquences pédosédimentaires de la plaine de la Grande Limagne d’Auvergne met en évidence la formation de paléosols attribués à l’interstade de l’Allerød, fossilisés sous le téphra CF1a issu de l’éruption du volcan de la Nugère.
Les observations micromorphologiques révèlent l’existence d’une pédogenèse active caractérisée par l’accumulation de matière organique, une bioturbation importante et la redistribution pédogénétique des carbonates. Ces processus traduisent des conditions hydriques contrastées compatibles avec un climat tempéré frais marqué par une saisonnalité hydrologique, caractéristique de l’interstade de l’Allerød.
Malgré une position chronostratigraphique commune, les profils étudiés présentent une diversité pédologique notable. Les paléosols développés en position de plaine montrent des traits d’hydromorphie liés à des conditions temporaires de saturation en eau, tandis que le profil de Pontcharaud présente les caractéristiques d’un horizon organo-minéral de type chernique compatible avec un chernosol leptique. Les profils de versant se caractérisent quant à eux par une dynamique cumulique associée à des apports colluviaux récurrents, correspondant à des colluviosols calcaires développés sur matériaux carbonatés.
Cette variabilité reflète l’importance des facteurs locaux, notamment la position topographique, le régime hydrique, la nature des matériaux parentaux et la dynamique sédimentaire dans l’expression des processus pédogénétiques au cours de l’Allerød. Elle met en évidence l’existence, à l’échelle du bassin de la Grande Limagne, de trajectoires pédogénétiques différenciées au sein d’une même phase climatique. La confrontation des données micromorphologiques avec les données palynologiques et anthracologiques disponibles confirme le développement de ces pédogenèses dans un paysage ouvert, dominé par une strate herbacée basse, sous un climat frais et humide à saisonnalité marquée.
Ces résultats s’inscrivent dans une dynamique plus large d’amélioration climatique à la fin de la dernière glaciation, comparable à celle observée dans d’autres régions européennes marquées par le développement de paléosols tardiglaciaires. En outre, ils soulignent l’intérêt de l’approche micromorphologique pour documenter la diversité des réponses pédologiques aux transformations environnementales rapides du Tardiglaciaire dans les régions méridionales de l’Europe.
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