Je remercie Laurent Bruxelles (INRAP), Bertrand Kervazo (CNP), Stéphane Konik (INRAP) et Jean-Noël Salomon (LGPA) pour leurs conseils. De plus, je témoigne ma reconnaissance à ce dernier pour m'avoir aussi reçue dans son laboratoire durant les 11 ans d'étude du site. J'adresse toute ma gratitude à Jacques-Elie Brochier (LAMPEA) et Jean-François Pastre (LGP, Meudon) pour la relecture de cet article et leurs recommandations, et à Sylvie Postel pour la correction des textes en anglais.
1Dans le cadre régional des Grands Causses, le site du Puech de Mus témoigne de la phase d'érosion intense et bien connue de l'Âge des Métaux. Cette dernière a été repérée sur de nombreux sites de ce territoire, tels Montpellier-Le-Vieux (Le Fillâtre & Poujol, 1997), Les Truels (Crubezy et al., 2004), le Sot de la Lavogne (Courtaud et al., 1996 ; Vernet 2006), ou le Rocher de l'Aigle (Le Fillâtre & Perrier, 2002), ou encore la Pomière (Bruxelles, 2001), et est étroitement liée à l'activité anthropique de cette époque (Vernet, 1995). La séquence stratigraphique imposante du site du Puech de Mus est un exemple remarquable de cet épisode. Elle présente la particularité d'avoir enregistré plusieurs systèmes d'érosion complets traduisant l'évolution du versant en fonction de différents facteurs, non seulement pendant l'Âge du Fer, mais aussi avant et après cette période. De nombreux indices ont permis d'établir que le processus principal de sédimentation mis en œuvre sur le site du Puech de Mus était le ruissellement : accumulation des sédiments en bas de versant, troncature des niveaux d'habitat, lacunes de sédimentation, pavages résiduels, granulat nappant le versant, faciès lenticulaires à graviers, granules et/ou cailloux, lentilles planes de graviers et granules, mélange et parfois roulage (céramiques) de matériel archéologique de diverses époques (Néolithique, Chalcolithique, Âge du fer, Gallo-romain), et une tendance à un très bon classement des courbes granulométriques. De plus, le cadre géomorphologique et climatique, ainsi que les héritages géologiques sont des paramètres favorisant largement l'érosion.
2L'"oppidum" du Puech de Mus (fig. 1 & 2) est situé en Aveyron, sur le Causse du Larzac, au sud de Millau. Il se trouve à 842 m d’altitude, soit 242 m au-dessus du confluent des gorges du Théron et du Cernon, affluent du Tarn. Il forme ainsi une sorte de petit éperon orienté vers le nord-est directement soumis aux intempéries. Les précipitations y sont relativement abondantes (779 mm à Millau, Météo-France & Ministère de l’aménagement et du territoire, 2001) et inégalement réparties sur l’année. Les étés sont chauds et secs. En raison de l'influence méditerranéenne, un tiers des précipitations annuelles est concentré en automne (28 % à Millau, Météo-France & Ministère de l’aménagement et du territoire, 2001) sous forme d'orages. Les hivers sont pluvieux et neigeux. Le nombre moyen de jours de gelée dans le Larzac est de 40 (Poupet, 1995).
3Ce promontoire se finit au sud, à l’ouest et au nord par des falaises constituant la barre des calcaires à chailles du Bajocien inférieur et de l’Aalénien au pied de laquelle s’étale un éboulis et se dressent les pans effondrés de la falaise. En regardant vers la vallée du Théron, on aperçoit en dessous de l’Aalénien, les schistes carton du Toarcien déterminant un replat noir dans le glacis des marnes liasiques constituant le fond de la vallée.
4Le site est érigé sur les dolomies, le calcaire oolithique dolomitisé et les cargneules du Bajocien supérieur (fig. 3) et non directement sur les calcaires à chailles du Bajocien inférieur comme l’indique la carte géologique de Millau (Mennessieur, 1984). De nombreuses dépressions karstiques (conduits de grottes décapités, avens, dolines, etc.…) et diaclases de direction N0 et N140 traversent le plateau, et guident encore aujourd'hui le ruissellement. Certaines sont toujours visibles dans le paysage, notamment la grande dépression karstique remplie d'argiles à chailles orientée N140 présentée sur les figures 3 et 4. Le rôle de cette dépression est majeur puisqu'elle a permis la conservation d'une séquence stratigraphique plus épaisse et d'un plus grand nombre de niveaux d'occupation que la partie haute du versant. De plus, la plupart des sédiments du site a transité par cette cuvette lors des différentes phases d'érosion.
Fig. 1 : Les Grands Causses, redessiné d’après Rouire & Rousset (1980).
Fig. 2 : Vue aérienne du Puech de Mus. Cliché I.G.N. de 1997.
Fig. 3 : Relation entre les structures anthropiques et la géologie.
Fig. 4 : Coupe longitudinale de l’amorce de la dépression karstique jusqu’au bord du canyon du Théron sur 24 m (travée 14).
5Avant d'aborder le ruissellement, il importe de rappeler l'histoire du site, car les structures anthropiques sont en interaction permanente avec la sédimentation. Ainsi, certaines, comme le rempart, vont limiter l'effet du ruissellement tandis que d’autres, comme les sols en terre battue, seront érodés facilement lors des phases d'abandon du site.
6Le Puech de Mus fût en partie fouillé par Soutou en 1962-1963 qui identifia de la céramique et des ossements humains, essentiellement de l’Âge du Fer, et des vestiges du Néolithique, du Chalcolithique, du Bronze final et de La Tène III (Soutou, 1985). Gruat reprit l’étude du site entre 1995 et 2007, et y distingua plusieurs phases d’occupations.
7Une première phase dont il ne reste plus que les vestiges remaniés par le ruissellement s'étale du Néolithique à l'Âge du Fer (Gruat et al., 2003). Vers le bas du versant, une seconde phase est attestée par un niveau d’habitat en place sans fortification, ni structure en pierre, daté de 550 à 450 av. J.-C. par 14C à partir d'un foyer (Gruat et al., 2003). La présence de constructions pouvant interférer avec la sédimentation est attestée par des trous de poteaux et par un foyer contenant des pierres brûlées. Ces deux épisodes appartiennent à l'ensemble stratigraphique 1007.
8La principale période d’occupation du site commence entre 486 av. J.-C. et 450 av. J.-C. (datation par dendrochronologie du poutrage interne du rempart (Szepertyski, 1999)) avec l'édification du rempart et le creusement de fossés (Gruat et al., 2003). Pendant cette période, les habitants du Puech de Mus construisirent des habitations, forges, greniers et tourelles aux murs de pierre ou de torchis et aux sols en terre battue. A cette époque, le bois est très souvent utilisé dans diverses structures. Or, il est putrescible et donc plus facilement détruit que la pierre lors des différentes périodes d'abandon du site. Seul l'incendie du rempart a permis de conserver des poutres et poteaux calcinés. Ces niveaux d'occupations et édifices appartiennent à un ensemble sédimentaire nommé 1005. Le ruissellement a en partie détruit certains de ces sols d'habitat malgré l'existence de constructions imposantes.
9La dernière phase (fin Vème / début IVème siècle av. J.-C.) correspond à l'effondrement des fortifications (couche 1003) (Gruat, et al., 2003) et à l'abandon du site marqué par un dépôt important de colluvions (ensemble 1002) contenant des fragments de céramiques et de l'industrie lithique de diverses périodes.
10Au Puech de Mus, la nature du sédiment des différents ensembles stratigraphiques dépend entièrement du substratum et de la sédimentation antérieure à l'occupation du site. Ainsi observe-t-on des conduits karstiques décapités remplis d'argiles rouges ou jaunes endokarstiques, de spéléothèmes en place ou démantelés, ou encore de sédiments parautochtones comme les argiles rouges à chailles décrites par Bruxelles (2001). Toutes ces couches sont recoupées par une surface d'érosion responsable de la décapitation du karst, et sont remaniées lors des différentes phases de ruissellement.
11Dans la suite de cet article, les pourcentages de fractions sédimentologiques (x % de grossiers, y % de fines) correspondent à la moyenne de la masse des particules dont la dimension est comprise entre 2,5 mm et 40 µm pour les grossiers et inférieur à 40 µm pour les fines, sauf lorsqu'il est indiqué la taille des grains (x % de sables…). Il s'agit d'exemples parmi les 9 échantillons analysés pour l’ensemble 1007, les 15 pour l’ensemble 1005 et les 4 pour l’ensemble 1002. Par ailleurs, pour reconnaître certains processus de sédimentation (ruissellement, solifluxion,…), l'orientation des cailloux est nécessaire (Bertran et al., 1995). Or, au Puech de Mus, les dolomies du substratum ont une forme sphérique et non en plaquette et le pendage et l’orientation de la fabrique ne peuvent donc pas être mesurés.
12Les argiles jaunes plastiques du paléokarst sont peu épaisses au Puech de Mus. D'une quinzaine de centimètres d'épaisseur, elles sont composées d’une matrice argilo-sableuse jaune plastique sans caillou (19 % de sables dolomitiques, 81 % de fines).
13En général, une argile rouge plastique (15 % de sables dolomitiques, 85 % de fines) comble le fond des dépressions karstiques du plateau. Ce sédiment contient quelques granules de dolomie, et des débris de spéléothèmes de la taille du bloc.
14A l'intérieur de la grande dépression karstique, la base des argiles à chailles repose sur les argiles rouges du paléokarst. Leur structure est fermée à support matriciel à la base, et clastique vers le sommet. Leur matrice brun rouge est argilo-sableuse (14 % de cailloux, 26 % de sables de chaille et dolomie, 60 % de fines). Elle contient des fragments de chailles anguleux roses ou blancs de 1 mm à 8 cm dont la taille moyenne se situe entre 1 et 2 cm. Au Puech de Mus, l'épaisseur de ces argiles n'est pas connue. Un niveau de galets de 4 m de large incorporé au sommet des argiles à chailles traverse la dépression karstique et débouche sur le canyon du Théron.
15Les différents faciès de l'ensemble 1007 varient longitudinalement et verticalement. En haut du versant, l'ensemble 1007 est absent et s'épaissit vers le bas du versant (30 cm dans la travée A/B, 50 cm dans la dépression karstique). Il se biseaute en s'éloignant du rempart. Ses limites sont parfois nettes et parfois progressives avec les niveaux supérieurs et inférieurs. Les matériaux issus de l'érosion des argiles à chailles, du paléokarst et du substratum composent les sédiments de 1007.
16En haut de versant, sur 30 m, au-dessus de la travée A/B, l’ensemble 1007 est homogène et constitué de granules dolomitiques triés, mais non granoclassés, emballés dans une argile plastique rouge à structure semi-ouverte ou fermée à support clastique. Cette dernière passe longitudinalement à une argile rouge plastique riche en granules dolomitiques non jointifs au niveau de la travée A/B, soit 24 m au-dessus de la dépression karstique. Vers le haut du profil, ce faciès laisse place à des argiles rouges dans lesquelles des lits riches en granules à granoclassement positif alternent avec des lits pauvres en granules. Ce "granulat" épais de 30 cm recouvre la surface du versant. La matrice est peu différente de l'argile rouge du paléokarst (18-28 % de granules et graviers, 14-20 % de grossiers, 59-62 % de fines). L’ensemble 1007 est faiblement bioturbé.
17A l'amorce de la dépression (travée M, fig. 5), les argiles rouges à granules évoluent longitudinalement vers un sédiment épais d'une dizaine de centimètres, composé de cailloux (≤ 10 cm), de fragments de chailles (1-2 cm) et de granules dolomitiques souvent inorganisés dans une matrice argilo-sableuse brun rouge. La structure de l’unité stratigraphique est fermée, souvent à support matriciel vers le haut de la couche et à support clastique vers le bas.
18A l'intérieur de la dépression karstique, les argiles à chailles et le niveau de galets passent progressivement à des lentilles décimétriques de fragments anguleux de chaille (~1 cm) emballées dans une matrice argilo-sableuse brun rouge (travée 14, N, O). Au centre de la cuvette karstique, elles convergent en grandes lentilles de galets et de cailloux de chaille (travée P) qui laissent place uniquement à un niveau de galets au bas de la pente (travée R/S). Cette transition est nommée 1007-3. A la base, le sédiment est enrichi en éléments grossiers (cailloux de dolomie, fragments de chaille, galets de dolomie et de chaille) par rapport aux argiles à chailles. Ainsi, dans la travée R/S, le dépôt est-il composé de 43 % de cailloux et galets, 26 % de grossiers, 32 % de fines et la structure est-elle fermée à support clastique.
191007-2 correspond à un lambeau de sol d'habitat d'une soixantaine de mètres carrés, épargné par l'érosion. Il repose horizontalement par discordance sur 1007-3. D'un point de vue sédimentologique, il correspond à un dépôt argilo-sableux rouge clair, assez plastique, contenant de rares cailloux dolomitiques (14 % de cailloux, 29 % de grossiers, 57 % de fines), épais d'une dizaine de centimètres.
201007-1 n'est présent qu'au milieu de la dépression karstique et recouvre 1007-2. Ce niveau contient beaucoup de cailloux (moyenne 1-2 cm, rares à 10 cm), de fragments de chaille et de granules de dolomie, souvent inorganisés et parfois en lentilles dans une matrice argilo-sableuse rouge (20 % de cailloux, 28 % de grossiers, 52 % de fines). La structure est fermée à support souvent clastique, et l'on rencontre parfois quelques niveaux lenticulaires de galets de chaille et de dolomie (6 à 8 cm).
Fig. 5 : Coupes stratigraphiques frontales du haut vers le bas du versant.
Bâti : Franqueville ; géologie : Le Fillâtre (2005) ; travée AB: Maniscalco (1996) et Le Fillâtre (1999).
211005 est un ensemble de couleur brun gris foncé, riche en matière organique et charbons, dont la limite inférieure est diffuse et la limite supérieure nette. Le sommet de 1005 est en effet tronqué, témoignant d'une érosion postérieure à son dépôt. Cet ensemble s'amincit en s'éloignant du rempart. Les éléments grossiers le composant sont issus de diverses structures, de l'activité anthropique, du substratum, et des argiles à chailles. Comme 1007, l'ensemble 1005 évolue tout au long de la pente. Il est absent en haut du versant. Aux trois quarts de la pente, son épaisseur est très faible (5 à 10 cm) et atteint 60 cm au bas du versant.
22Au-dessus de la dépression karstique, sur 17 m (de la travée A/B à la travée G/H, fig. 3), cet ensemble est homogène et contient des petits cailloux (< 3 cm) dispersés sans organisation particulière. Sa pente est comprise entre 2° et 4°. La matrice est sablo-argileuse avec une forte dominance des sables dolomitiques (78 % de grossiers, 22 % de fines). Cette partie de l'ensemble 1005 correspond à la phase d'occupation nommée habitat inférieur par Gruat et al. (2003) dans laquelle ont été trouvées des sépultures d'enfants périnataux en connexion anatomique (Dedet et al., 2001).
23A l'amorce de la dépression karstique (bordure ouest, travée K), la pente de l'ensemble passe, sur 8 à 9 m de distance, de 2° à 10°. Les niveaux d'occupations argilo-sableux (35 % de grossiers, 65 % de fines) horizontaux sont recoupés par des lentilles décimétriques et parfois métriques de cailloux dont la taille augmente entre 6 et 10 cm.
24Vers le milieu de la dépression (bordure est, travée M/N) et sur 10 m de long, les lentilles deviennent métriques et des petits niveaux de cailloux discontinus (24 % de cailloux, 25 % de grossiers, 51 % de fines) séparent les deux phases d'occupation principales identifiées par Gruat. La pente est variable passant de 2 à 5°.
25Le niveau d'occupation supérieur horizontal est marqué par des petits grains de terre brûlée qui se dispersent en s’éloignant d'une sole épaisse.
26Le niveau d’occupation inférieur horizontal est constitué de petits grains de terre brûlée, de charbons, de sédiments amalgamés type "terre à godasses" et de quelques granules de dolomie blanche pulvérulente. Sa matrice est argilo-sableuse (18 % de cailloux, 27 % de grossiers et 55 % de fines).
27Au niveau de la travée R/S (intérieur de la dépression karstique, pente de l'ensemble = 5°), quelques niveaux d’occupation sont bien conservés. Ils sont généralement pauvres en cailloux peu affectés par le ruissellement (19 % de cailloux, 31 % de grossiers, 50 % de fines). Des lentilles planes de cailloux (≤ 2 cm), de granules et de graviers d'une dizaine de centimètres à plusieurs mètres de long recoupent les niveaux d’habitat.
28Au bord de la falaise, dans la dépression karstique (travée R/S, fig. 4 & 5) sur 10 m de long, 1'ensemble 1005 contient quelques lentilles de granules et/ou petits cailloux dispersées au sein de la matrice. La taille des lentilles augmente vers le bas du versant. Dans la partie ouest de la dépression karstique, elles se transforment parfois en nappes de petits cailloux de 3 cm (fig. 5). Le sommet de 1005 est toujours plus riche en cailloux (lentille de cailloux : travée R/S : 40 % de cailloux, 23 % de grossiers et 37 % de fines, travée V : 51 % de cailloux, 18 % de grossiers et 31 % de fines), que la base, mieux conservée (sédiment sans lentille : travée R/S : 19 % de cailloux, 31 % de grossiers, 50 % de fines, travée V : 15 % de cailloux, 37 % de grossiers et 19 % de fines).
29La couche 1003 n'est pas le résultat d'un processus géologique, mais est liée à l'effondrement du rempart. Étant présente sur tout le site, le long de cette construction, il nous a semblé utile de la signaler, car ce niveau a joué un rôle par la suite dans la fixation du sédiment lors de l'abandon du site. En effet, l'épaisseur des dépôts diminue lorsque l’on s’éloigne de la fortification.
30L'ensemble 1002 repose par discordance sur 1005. L'épaisseur de l'ensemble dépend de la morphologie du substratum puisqu'en haut de pente (pendage 6°), et au niveau d'un replat (pendage 4°, travées H et 19), elle est faible (20-30 cm maximum) et atteint 70 cm (maximum) dans la dépression karstique (pendage 23°) au bas du versant.
31L’ensemble 1002 apparaît pour la première fois non remanié par les labours, au niveau de la travée AB (14 m avant la dépression). A cet endroit, la matrice est argilo-sableuse brun noir (24 % de grossiers et 76 % de fines) et la fabrique représentée par de rares cailloux de 3 à 14 cm n'est pas organisée. Puis, aux abords de la dépression karstique, elle se regroupe en lentilles de graviers, granules et/ou petits cailloux (2-3 cm) au sein d'un sédiment sablo-limoneux contenant ou non des cailloux dispersés (31 % de grossiers, 69 % de fines). Vers l'intérieur de la cuvette karstique, les lentilles sont de plus en plus nombreuses, de plus grandes dimensions et contiennent des cailloux de plus grandes tailles (3-10 cm). Le centre de la dépression est occupé par un chenal prolongé par une ravine de 3 m de large et environ 1 m de profondeur (travée R/S, fig. 5) comblée d'un sédiment argilo-sableux contenant des éléments de la taille du gravier au bloc, sans organisation particulière. Sur la bordure ouest de la dépression, des nappes décamétriques (longueur ~12 m, largeur ~6 m, épaisseur ~25-30 cm) contenant des cailloux, galets et blocs mal organisés (structure fermée à support matriciel) alternent avec des niveaux riches en matrice contenant ou non des lentilles de cailloux. Elles sont orientées en direction de la ravine et leur limite inférieure est nette et tabulaire. Le sédiment de leur matrice est argilo-sableux brun rouge (21 % de grossiers, 79 % de fines). La fabrique a la même composition que celle de l'ensemble 1005, mais contient en plus des galets de calcaire oolithique et de dolomie (5 cm). En général, les cailloux sont plus "roulés" ou émoussés et leur taille est plus importante surtout dans les nappes (3-10 cm pour les cailloux issus du rempart et 3-20 cm pour les cailloux provenant du substratum).
32L'épaisseur de colluvions labourées (couche 1001) est comprise entre 20 et 30 cm. La composition de ce niveau varie en fonction des éléments de 1002 remontés par la charrue. La matrice est argilo-sableuse organique (28 % de grossiers, 72 % de fines).
Fig. 6 : Granulométrie des échantillons témoins
33Le but recherché lors de l'étude granulométrique était de repérer les effets du ruissellement sur la fraction comprise entre 40 µm et 2,5 cm et son évolution tout le long du versant. L'origine des sédiments pouvant masquer l'effet du ruissellement, des échantillons témoins ont été prélevés dans le niveau à galets traversant la grande dépression karstique, les argiles à chailles et les argiles rouges du paléokarst en haut et en bas de pente (fig. 6). De plus, il faut souligner que la dolomie s'altère en donnant un sable magnésien toujours très bien classé nommé localement grésou (Burger, 1992 ; Le Fillâtre, 2000, 2001). Ses courbes granulométriques très redressées présentent donc une sorte "d’artefact" simulant les effets du ruissellement, c'est-à-dire un mode granulométrique situé entre 80 et 100 µm au Puech de Mus.
34Les courbes granulométriques de sédiments issus de niveaux d'occupation non remaniés par le ruissellement de façon certaine (présence de structures évidentes, soles foyères, etc..), et celles des lentilles et nappes de cailloux seront ensuite comparées.
Fig. 6 : Granulométrie des échantillons témoins
35En haut de versant, la matrice des argiles rouges à granules évolue de la travée A/B à la travée H (au-dessus de la dépression karstique) même si la taille des granules reste identique. Elle passe d'un sédiment mal classé montrant essentiellement l'origine du sédiment (sables dolomitiques et argiles du paléokarst) à un sédiment bien classé pouvant traduire l'effet d'un ruissellement de faible énergie (mode à 125-160 µm), les sables fins étant transportés vers le bas du versant.
36A l'intérieur de la dépression karstique (fig. 7), la morphologie de la courbe 1007-3-R10 présente les mêmes modes granulométriques que le niveau à galets qui traverse la dépression. Les courbes 1007-1-O, 1007-1-Q11, et 1007-1-R11 ont la forme générale de celles obtenues pour les argiles rouges à chailles. Le mode des sables dolomitiques est présent sur toutes ces courbes. Dans l'ensemble, le sédiment des différents niveaux de 1007 est assez mal classé, témoignant de ces diverses origines.
37L'influence du ruissellement n'est visible sur les courbes granulométriques qu'à partir de 10 mm voire 20 mm, taille à partir de laquelle les courbes sont très redressées contrairement à celles des niveaux en place (1007-2 en blanc), traduisant uniquement l'origine du sédiment : les argiles à chailles.
38En haut de versant, les courbes granulométriques indiquent surtout l'origine du sédiment c'est-à-dire le sable dolomitique, avec un mode à 125 µm au lieu de 80 à 100 µm comme partout ailleurs sur le site. Le déplacement du mode peut provenir de l'altération d'une dolomie possédant des cristaux magnésiens plus grands comme c'est le cas des dolomies du Causse Noir (Le Fillâtre, 2000) ou d'un léger effet du ruissellement. Un second mode dans les graviers, à 1,6 mm, peut être dû à un ruissellement peu important.
39Sur la figure 8, sont représentées les lentilles de granules et/ou petits cailloux recoupant des niveaux d'occupation et une lentille caillouteuse isolée R14. Ainsi, la granulométrie révèle-t-elle bien l'effet du ruissellement à travers des courbes très redressées à 20 mm. Leur forme entre 40 µm et 2 cm est plutôt liée à l'origine du sédiment (sables dolomitiques, argiles à chailles et/ou niveau à galets).
40La figure 9 correspond à des niveaux de décapage appartenant à des sols d'habitat. Le sédiment les constituant est mal classé, l'origine du sédiment influençant la forme générale des courbes (grésou, argiles à chailles ou niveau à galets pour la plupart). Ces dernières démontrent l'absence d'un ruissellement à très haute énergie. Il y a donc une bonne concordance entre les résultats de l'archéologie et de la sédimentologie qui identifient les décapages de la figure 9 à des niveaux d'occupation en place.
Fig. 8 : Granulométrie des lentilles caillouteuses de l’ensemble 1005. Niveaux perturbés par le ruissellement
Fig. 9 : Granulométrie des niveaux d’habitat de l’ensemble 1005.
41L'origine du sédiment de l'ensemble 1002 est cachée par l'effet du ruissellement. Les courbes granulométriques (fig. 10) montrent un sédiment très bien classé résultant du ruissellement qui enrichit la fraction grossière en éléments de taille supérieure à 2 cm et cela, aussi bien dans les nappes et lentilles de cailloux que dans le sédiment inorganisé.
Fig. 10 : Granulométrie de l’ensemble 1002.
42L'histoire du ruissellement sur le site du Puech de Mus n'a pas commencé à l'Âge du Fer, mais bien avant, avec la décapitation des conduits karstiques, et le transit des argiles à chailles dans ce secteur des Grands Causses. Le transport de ces argiles issues de l'altération par crypto-corrosion des calcaires à chailles du Bajocien aurait pu commencer dès le Crétacé supérieur (Bruxelles, 2001). Certes, le ruissellement n'était alors pas le seul processus mis en jeu, puisque Bruxelles évoque aussi une "circulation" par l'endokarst (paléokarst de la Vayssière contenant des argiles à chailles et des galets de chaille), mais il fut aussi important. Ainsi, cet auteur parle d’un dépôt d'argiles à chailles par colluvionnement au Chalcolithique au lieu-dit la Pomière situé à environ 2 km au nord-ouest du Puech de Mus. Sur notre site, la grande dépression karstique s'ouvrant sur le Théron est, elle-aussi, remplie de ces argiles dont le sommet contient du matériel archéologique d'âges paléolithique à néolithique.
43Les galets de chaille de cette dépression pourraient provenir de l'ancienne circulation endokarstique à laquelle fait référence Bruxelles (2001), car ils ne peuvent être roulés sur 200 m, distance séparant le canyon du Théron et du Cernon. Ces deux cours d'eau auraient alors recoupé le paléokarst. Une partie de ces galets constituent le pavage résiduel surmontant les argiles à chailles. Ils ont été repris par le ruissellement lors des différentes phases d'érosion et se retrouvent au-dessus de leur altitude d'origine dans les ensembles 1002 et 1007 (fig. 4 & 11).
44Ensuite, l'érosion se poursuit aboutissant à l'ablation de la partie supérieure des argiles à chailles, à leur décapage en haut du versant et au dépôt de l'ensemble 1007. A partir de ce moment, les différents ensembles stratigraphiques du Puech de Mus vont se ressembler et traduiront un ruissellement plus ou moins marqué : érosion en haut du versant, alternance de niveaux d'occupation et de niveaux de cailloux, lentilles de ruissellement et accumulation des sédiments dans la dépression karstique (argiles rouges du paléokarst, argiles à chailles…). La phase d'érosion responsable du dépôt de l’ensemble 1007 (fig. 11) a commencé au Néolithique (ou postérieurement à cette époque) et s'est terminée avant la construction du rempart datant de La Tène. Vers le haut de la pente, aucun niveau d'occupation n'a été conservé. Par contre, la dépression a permis de protéger un lambeau de sol d'habitat datant de l'Âge du Fer : 1007-2. Puis, l'érosion s'est poursuivie et 1007-2 a été en partie détruite et recouverte par 1007-3. A ce moment-là, un chenal secondaire à la circulation principale des eaux (fig. 11) s'est ouvert et a emporté une partie de l’ensemble 1007. Les sédiments ont été évacués vers le Théron et il ne reste que de rares traces des différentes périodes d'occupations s'étalant du Néolithique à l'Âge du Fer.
45Lorsque les hommes de La Tène arrivent vers 486 av. J.-C., le Puech de Mus ne ressemble pas à ce qu'il est aujourd'hui. Le rocher sur lequel est construit le rempart et le haut du versant sont dénudés. Les argiles à chailles et le paléokarst sont visibles. En effet, aucun sol pédologique ne se développe à partir de l'ensemble 1007. Il est donc probable que la végétation n'a pas eu le temps de coloniser le versant entre la dernière phase d'érosion et la construction du rempart. Les structures anthropiques construites durant La Tène fixent les sédiments de l'ensemble 1007 et empêchent leur évacuation totale. L'ensemble 1005 témoigne des périodes d'occupation et d'abandon de cette époque. Ces dernières sont marquées par des phases de ruissellement qui érodent partiellement les niveaux d'habitats sub-horizontaux et/ou transportent et déposent des sédiments qui les recouvrent (fig. 11). Une partie des vestiges archéologiques et du sédiment est entraînée vers le bas de la pente. Le ruissellement se concentre vers l'intérieur de la dépression karstique abandonnant des matériaux par perte de compétence grâce à un système de "rigoles" de mieux en mieux organisé vers le centre de la dépression, sans toutefois converger en chenal. La dépression karstique a ainsi protégé une partie de la sédimentation contemporaine des habitats inférieurs et supérieurs, alors que seuls les vestiges de l'habitat inférieur ont été épargnés en haut de pente.
46Quand les hommes de La Tène quittent le site (fig. 11), l'érosion reprend et ampute la partie supérieure de l'ensemble 1005. Le versant n'est plus alors protégé ni par les constructions, ni par la végétation qui n'a pas eu le temps de le coloniser. Seul le rempart en pierre et la dépression retiennent les sédiments.
47L'ensemble 1002 traduit une phase d'érosion durant laquelle les phénomènes liés au ruissellement sont de plus grande ampleur : développement de rigoles plus haut sur le versant, convergeant en chenal unique vers une ravine alimentée épisodiquement par des coulées boueuses.
48La phase d'érosion actuelle se termine par le comblement de la dépression karstique et de la ravine, et le redressement du profil de la pente limitant l'évacuation des matériaux qui se poursuit plus lentement.
49Au Puech de Mus, la morphologie du versant (pente de 1° à 10° dans l'axe d'allongement de la dépression karstique) permet d'observer presque tous les faciès, du ruissellement diffus au ruissellement hyperconcentré (fig. 11), et le passage progressif de l'un à l'autre.
50Le ruissellement diffus se produit lors d'une averse sur de faibles pentes (1°-2°) et concerne tout le versant. Il déplace des brindilles et des éléments de la taille des limons et des sables (fraction inférieure à 2 cm) par saltation (Avenard, 1963 ; Lenoble, 2003), mais aussi des cailloux (1-5 cm) par reptation sur une faible distance (Kirby & Kirby, 1974 ; Kwaad, 1977 ; Poesen, 1987 ; Sala, 1988 ; Bertran et al., 2004). Le ruissellement diffus se traduit par des pavages résiduels et des traces de ruisselets. Au Puech de Mus, il affecte l'ensemble 1005 (habitat inférieur horizontal) jusqu'à l'amorce de la dépression karstique sur une pente de 2°. Il se traduit par le dépôt de rares petits cailloux de taille inférieure à 3 cm dispersés dans une matrice sablo-argileuse sans structure ni organisation particulière. La granulométrie de la fraction comprise entre 40 µm et 2 mm indique surtout l'origine du sédiment. Le léger mode à 1,6 mm est compatible avec le ruissellement diffus. Les niveaux d'occupations de l'habitat inférieur sont peu touchés par le ruissellement (sépultures d'enfants périnataux en connexion anatomique (Dedet et al., 2001), et céramiques éclatées sur place).
51Lors d'averses importantes ou d'abandon du site, le ruissellement diffus peut devenir intense ce qui peut expliquer les concentrations de cailloux plus importantes à certains endroits (travée A/B et M, fig. 5) et une légère érosion des niveaux d'occupation. La microtopographie (buttes, creux, blocs de pierre issus du substratum ou de structures anthropiques…) est aussi extrêmement importante en ce qui concerne la conservation ou la destruction des vestiges archéologiques lors du ruissellement diffus (travée AB, fig. 6).
52Le ruissellement en nappe débute lorsque "l'épaisseur de la lame d'eau qui ruisselle recouvre une grande partie de la surface" (Bertran et al., 2004) d'un sol dénudé (Ellison, 1944 ; Roose, 1994). Au Puech de Mus, il se déclenche d'autant plus facilement que la sédimentation antérieure à l’ensemble 1007 est argileuse (Lelong et al., 1993), la pente de 2° à 4°, favorable, et la surface du versant après la décapitation du karst, régulière.
53Ce type de ruissellement est représenté ici, dans l'ensemble 1007, par un faciès à granules dolomitiques triés à structure semi-ouverte ou, fermée à support clastique et matrice argilo-sableuse. La constance de ce faciès sur 30 m et sa répartition à la surface du versant et non à l'intérieur d'une rigole plaident plutôt en faveur d'un ruissellement en nappe que d'un ruissellement concentré. Cependant, celui-ci est assez important pour avoir érodé des argiles, trié la fraction grossière et roulé des tessons. Aux trois quarts de la pente, cette sédimentation homogène est remplacée par une alternance de niveaux pauvres en granules ou riches en granules à granoclassement positif. Le granoclassement peut s'expliquer par le passage d'une pente de 4 à 5° à une pente de 2° et par l'existence d'un replat de plusieurs mètres carrés, induisant une sorte de décharge, ou par l'existence de flaques. L'enrichissement en matrice de ces faciès (structure fermée à support matriciel) pourrait être lié à cette morphologie du versant et l'entraînement des sables et particules fines vers le bas d'une pente plutôt longue (Kinnel, 2009). Il est possible que les changements d'intensité de la pluie soient responsables de ces alternances, déplaçant les niveaux riches en granules plus ou moins bas sur le versant. A partir de cet endroit, la matrice évolue jusqu'à l'amorce de la dépression karstique, passant d'un sédiment mal classé à un sédiment bien classé dans les sables fins. Ce phénomène serait dû à la longueur notable de la pente (108 m) provoquant l'augmentation de l'énergie du ruissellement (Kinnel, 2009 ; pente 0-3° et 3°). D'une façon générale, les pertes en sol dues au ruissellement en nappe s'accroissent avec la longueur de la pente (Meyer et al., 1976). Ce granulat n'est en aucun cas le résultat d'une résidualisation de type "grains de sel" (Guichard, 1976) qui implique qu'une partie du matériel sédimentaire soit restée sur place et le reste soit transporté. En effet, au Puech de Mus, les granules de dolomie et la fraction fine ont subit un déplacement vers le bas du versant, comme l'attestent le roulage des grains de dolomie et des tessons et leur dépôt direct sur le substratum ou les argiles du paléokarst sans transition progressive.
54Le ruissellement concentré est caractérisé par des rigoles et ravines formant un chevelu dense, hiérarchisé découpant le versant avec amorce de talweg. Il "utilise au maximum les inégalités préexistantes : fentes de dessiccation, ravineaux antérieurs, sillons de labours" (Avenard, 1963), ou encore des dépressions karstiques comme au Puech de Mus. Les rigoles apparaissent à partir de 3° pour des matériaux limoneux (Savat & De Ploey, 1982). Dans les rigoles, la taille des cailloux peut atteindre 10 cm et leur déplacement plusieurs mètres (Poesen, 1987 ; Lenoble, 2003) ce qui est aussi le cas au Puech de Mus (fig. 5 et fig. 6). Sur notre site, les rigoles se manifestent surtout par des lentilles de granules et/ou cailloux décimétriques à métriques à structure fermée à support matriciel, parfois clastique.
55Dans l'ensemble 1007, les rigoles n'apparaissent qu'à l'intérieur de la dépression karstique aussi bien à sa base qu'à son sommet. Dans 1007-3, elles sont figurées par de petites lentilles décimétriques de fragments de chaille (~1 cm) dans une matrice argilo-sableuse. Vers le centre de la dépression, ces petites rigoles convergent en rigoles plus larges laissant comme empreintes de grandes lentilles de fragments de chailles et de galets attestant d'une tendance à l'hyperconcentration. Cet ensemble de faciès relaie progressivement un pavage de fragments de chaille (1-8 cm) et galets (2 à 6 cm) vers la base du profil (travées R/S et 14, fig. 6) sur 4 m de large. Ce phénomène est attribué au lavage, lors d'épisodes de ruissellement répétés, du niveau à galets piégé dans les argiles à chailles (partie 6.1). L'efficacité du ruissellement est d'autant plus importante que la teneur en fines de ces dernières est forte. La pente de 10° coïncidant avec le sens d'écoulement général des eaux est propice à ce phénomène. En outre, la présence de très nombreux cailloux dans les argiles à chailles nécessite une force érosive importante pour la formation de rigoles (Poesen et al., 2003).
56Dans 1007-1, le ruissellement concentré plus faible, est marqué par des cailloux de 1 à 2 cm et des granules souvent inorganisés, parfois en lentilles décimétriques à métriques, dans une matrice argilo-sableuse, et des courbes granulométriques très redressées à partir de 1 cm. Sur des pentes supérieures à 4°, on observe un sédiment argilo-sableux à lentilles de fragments de chaille (~1 cm), granules dolomitiques, et graviers rappelant les limons sableux massifs à lentilles de graviers de Lenoble (2001). A partir de 1007-1, le matériel de La Tène est mélangé à des pointes de flèches chalcolithiques dans toutes les rigoles traversant les niveaux d'occupation de la bordure est du site.
57Dans l'ensemble 1005, le ruissellement concentré évolue différemment selon qu'il touche les niveaux d'occupation de l'habitat inférieur ou ceux de l'habitat supérieur. La base de l'ensemble est toujours mieux conservée que son sommet, à tel point que les rigoles ne recoupent les niveaux d'occupation inférieurs qu'en bas de versant (travée O et R/S) et dans l'axe de la dépression. A ces endroits, le ruissellement se traduit par des lentilles de cailloux (≤ 2 cm), de granules et/ou de graviers d'une dizaine de centimètres à plusieurs mètres. L'épaisseur, la forme et la position des lentilles sur le versant sont liées à sa morphologie. En effet, le courant s'accélère plus rapidement dans l'axe de la dépression en raison de la collecte des eaux en ce lieu et de l'existence de plusieurs ruptures de pente successives (9°, 14°, 2°, 6°, fig. 11). Les lentilles ont ainsi une forme plus incurvée (rigoles plus profondes) et sont plus épaisses (6 à 10 cm) qu'en bas de versant. La forme en bassin de la dépression karstique en bas de pente, provoque la décharge des matériaux transportés par le ruissellement qui s'étalent en lentilles presque planes de 5 cm d'épaisseur (travée R/S, fig. 5). Ceci évoque les résultats de l'expérience de résidualisation de Lenoble et Bordes (2001), c'est à dire le dépôt à l'intérieur d'une fosse, de lits lenticulaires de gravillons de 5 cm dans des sables massifs lors d'averses. Ceux-ci sont attribués à un front de progradation de micro-deltas au débouché d'une rigole. Le transport de lames de silex de 2 cm de large à l'intérieur des petits éventails colluviaux de l’expérience de Lenoble et Bordes (2001) est représenté ici par celui des cailloux de dolomie de même dimension. De plus, la conformation en cuvette de la dépression karstique du Puech de Mus, était aussi idoine pour l'installation de sols d'habitat horizontaux diminuant la pente et favorisant la formation de lentilles planes. Cette interaction entre structures et ruissellement inexistante dans l'excavation de Lenoble et Bordes pourrait expliquer l'absence de ce type de lentilles à certains endroits de leur fosse.
58Au sommet de 1005, les premières rigoles commencent à apparaître en bordure de la dépression karstique (travée 14), sur une pente de 2° à 5°, où elles se manifestent par des lentilles décimétriques à métriques de petits cailloux (≤ 6 cm) et granules. Leur taille devient métrique vers l'intérieur de la dépression karstique lorsque la pente atteint 10° dans son grand axe, et 5 à 6° sur sa bordure ouest. La dimension des cailloux peut alors atteindre 10 cm. Vers le bas du versant, sur la bordure ouest de la dépression (travée 14, fig. 4), les lentilles se transforment en nappes de petits cailloux bien calibrés (~ 3 cm) organisés en diamicton. Au milieu de la dépression karstique, le ruissellement concentré à tendance à évoluer vers un flux hyperconcentré (lentilles métriques de cailloux de 2 à 10 cm sur une pente de 10° et diamicton contenant des cailloux de 1 à 15 cm sur une pente de 14°) en raison de la forte pente de l'ensemble 1005 à cet endroit. Ce phénomène est amplifié par la présence de niveaux d'occupation en terre battue au pendage nul, mais probablement étagés sur le versant favorisant l'accélération du courant sur une pente déjà longue (Poesen & Bryan, 1990), ici plus de 200 m. Dans tout l'ensemble 1005, la granulométrie ne témoigne de la présence du ruissellement dans les rigoles qu'à partir de 2 cm. La fraction comprise entre 40 µm et 1,6 cm reflète uniquement l'origine du sédiment aussi bien dans les niveaux d'habitat que dans les rigoles. Les matériaux transportés par l'homme et le ruissellement sont en effet les mêmes. De plus, il est probable que le ruissellement ait emporté le stock complet du sédiment d'origine entre ces fractions granulométriques, sans les trier à l'intérieur des rigoles. Slattery et Burt (1993) ont aussi remarqué que la matrice n'était pas triée à l'intérieur de larges rigoles dans lesquelles circulait un courant à forte vitesse. De plus, le ruissellement inter-rigoles concernant essentiellement la matrice, n'a déplacé que de rares cailloux dans tout l'ensemble 1005 (cf. granulométrie et stratigraphie), sauf dans l'axe de la dépression (pente 9° et passage de 9° à 2°). Le fait que le ruissellement inter-rigole varie en fonction de la pente en même temps que le ruissellement dans les rigoles (Morgan, 1996) pourrait expliquer ces données. Si la pourcentage de particules fines (< 40 µm) a tendance à augmenter vers le bas du versant entre les rigoles et les niveaux d'habitat, elle diminue à l'intérieur des lentilles et nappes caillouteuses au profit des silts, sables et cailloux (40 µm-2,5 cm). Le ruissellement dépose donc les particules fines vers le bas de pente entre les rigoles, tandis qu'il continue à les évacuer à l'intérieur des rigoles.
59Dans l'ensemble 1002, les rigoles commencent à s'organiser en réseau hiérarchisé plus haut sur le versant sur une pente de 2° à 4° (travée M, fig. 5, et fig. 4) et se concentrent en chenal, puis en une petite ravine (fig. 11, planche I) au bout de la dépression karstique, tandis que celles de l'ensemble 1005 ne convergent jamais. Le ruissellement concentré est si important dans 1002 qu'il se traduit dés son arrivée à l'intérieur de la cuvette karstique par des lentilles décimétriques de granules et petits cailloux bien calibrés (2-3 cm) presque coalescentes (travée M, fig. 5) qui se transforment en grandes lentilles de petits cailloux et granules, mal organisées, 2 m plus bas, au-dessus d'un niveau d'habitat horizontal. Cette structure de la fabrique marque probablement le regroupement des petites rigoles en plus grandes, et leur étalement sur une surface plane. Sur la bordure ouest de la dépression karstique, les faciès attestant de la présence de rigoles sont plus classiques. Les lentilles de petits cailloux, granules et/ou graviers sont plus distantes et évoluent en lentilles métriques de cailloux de 3 à 10 cm. Le ruissellement inter-rigole variant en fonction de l'angle et de la longueur de la pente (Morgan, 1996) se traduit par le passage progressif entre trois faciès. Ainsi, en haut de versant, sur une pente de 2 à 6°, il n'a déposé qu'une argile sableuse rouge. Puis, à l'entrée de la dépression (passage de la pente de 2° à 9°), des granules sont dispersés au sein de la matrice, tandis que des petits cailloux s'organisent (1-7 cm) en diamicton en bas de versant (pente de 6° et passage de la pente de 9 à 2°). Le mélange du matériel archéologique de diverses époques confirme le déplacement des éléments grossiers même à l'extérieur des rigoles. Un contexte général de ruissellement à plus forte énergie pourrait expliquer le transit de la fabrique inter-rigole observé dans l’ensemble 1002, alors qu'il est pratiquement absent dans 1005. Le ruissellement a très bien classé le sédiment de 1002 entre 40 µm et 2,5 cm, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur des rigoles, à tel point qu'il n'est plus possible de lire l'origine de la matrice sur les courbes granulométriques (à l’exception du grésou) contrairement au sédiment de l’ensemble 1005. Or l'observation minéralogique montre que le sédiment provient des argiles du paléokarst, des argiles à chailles et de l'altération des dolomies. Il s'est donc appauvri en graviers, sables grossiers et moyens au profit des silts (63 µm-40 µm). Comme Miller et Baharuddin (1987), nous attribuons ce phénomène aux capacités de transport du ruissellement, probablement plus importantes dans 1002 que dans 1005. Ces auteurs ainsi que Dunford et King (1993) observent un tel tri pendant les orages, et Stone et Walling (1996), en fonction de la durée de ces épisodes de pluie intense. Cette sélection des particules pourrait être accentuée par l'absence de couvert végétal, l'orientation du Puech de Mus au Nord et la disparition des structures anthropiques lors de l'abandon du site.
60Le ruissellement hyperconcentré quant à lui, est attesté au Puech de Mus, à l'intérieur de la ravine alimentée par le système de rigoles de l'ensemble 1002 (travée R/S, fig. 5). Il s'est déclenché à partir d'un sédiment argilo-sableux (39 % de sables, 59 % de fines), sur une pente de 5° à 10° au bout de la dépression karstique. Cette pente est compatible avec les travaux de Lenoble (2003), pour qui ce type de ruissellement apparaît sur une pente de 11° pour des matériaux non-cohésifs, mais peut aussi se manifester à partir de pentes d'environ 4° à 5°. Sur notre site, il est caractérisé par des cailloux et blocs sans organisation particulière dans une matrice argilo-sableuse rappelant les queues de laves torrentielles définies par Remaitre (2006). Ceci n'est pas étonnant, puisque ces dernières prennent souvent naissance dans des ravines abondamment alimentées par les eaux de ruissellement. Le fond de la ravine est plat et incisé en forme de "V" dans son centre. Ceci indique qu'elle aurait pu se former principalement sous l'action de la fonte des neiges hivernales qui ont tendance à aplanir le fond des ravines (Rodzik et al., 2009). Un gel profond peut aussi avoir le même résultat (Poesen et al., 2003 ; Rodzik et al., 2009). Cependant le climat du Puech de Mus bien que situé en altitude, ne se prête pas à des gels aussi forts (~1 m sur notre site) que ceux observés en Pologne par Rodzik et al. (2009). Ces mêmes auteurs signalent que cette morphologie peut également être obtenue en présence d'un niveau induré en profondeur. Sur la travée R/S (fig. 5), une telle situation n'est pas visible, mais nous attirons l'attention sur l'existence de nombreuses soles foyères à l'arrière de la coupe. De plus, les conditions climatiques particulièrement pluvieuses du Puech de Mus ne permettent pas le maintien de cette forme plate. Le creusement en "V" pourrait ainsi correspondre à une reprise de l'action des eaux pluviales après la fonte des neiges ou l'attaque d'une couche compacte.
Fig. 12 : Schématisation d’un flot de débris.
1 : Géomorphologie d’un système de flot de débris (Le Fillâtre). 2: Mise en place d’un flot de débris d’après un exemple Alpin
d’après Van Steijn et al., 1995
Fig. 13 : Les différentes phases de formation d’une coulée boueuse.
61L'existence de nappes plurimétriques de blocs et cailloux (3-20 cm) inorganisés, non ou faiblement granoclassés et mal stratifiés dans l'ensemble 1002 (travée 14, fig. 5, et travée Q, fig. 6, planche I) ne peut cependant s'expliquer par la seule action du ruissellement. La relation entre le chenal d'écoulement et les nappes n'est pas claire car le sommet de la coupe R/S n’a pu être observé en raison d’un décapage à la pelle mécanique (fig. 6). Cependant, la reconstitution de leurs morphologies à partir des relevés de 3 travées (R/S, Q et 14) a permis de mieux comprendre le mode de dépôt. Il pourrait s'agir de coulées boueuses alimentant en matériaux le chenal principal en même temps que le ruissellement. En effet, l'association de plusieurs processus de dépôt est courant dans la formation des ravines (Triback, 1998 ; Poesen et al., 2003).
62Les coulées boueuses appartiennent à un ensemble de dépôts sédimentaires nommés colluvions qui regroupent les glissements en masse, les coulées de solifluxion, les grèzes litées, les flots de débris, les coulées boueuses, les laves torrentielles, etc… Les coulées boueuses et les flots de débris laissent des signatures sédimentologiques très proches. Certains auteurs ne les différencient d'ailleurs pas comme le remarque Decaulne (2001). Cependant nous utiliserons ici la définition des géomorphologues qui les dissocient (Avenard & Tricard 1960 ; Francou & Hétu, 1989 ; Decaulne, 2001 ; Hungr et al., 2001).
63Au Puech de Mus, les conditions favorables au déclenchement des flots de débris et des coulées boueuses sont réunies à l'endroit où la pente atteint 10° : pente, matériaux argilo-sableux, dépression karstique, alimentation en eau par le ruissellement et fonte de la neige...
64Dans le détail, les flots de débris sont des écoulements rapides (Bertran et al., 1995 ; Pech & Jomelli, 2001 ; Bertran & Coussot, 2004) qui se déclenchent sur des pentes de 8 à 35° lors d'orages ou lors de la fonte de neige ou de glace. Ils édifient souvent des cônes au débouché de ravins ou de couloirs rocheux et façonnent des chenaux et levées qui se déplacent en fonction de la pente. Ils donnent naissance à plusieurs types de faciès : les dépôts liés aux flots de débris sont constitués "d'un matériel mal trié dont les cailloux sont dispersés dans une masse de sédiments fins…" (Bertran & Coussot, 2004) traversé par des lentilles caillouteuses métriques à plurimétriques dont la fabrique est mal triée et mal orientée. Les faciès du flot de débris varient tout au long de la pente. En haut de versant, les chenaux sont constitués de lentilles caillouteuses ouvertes (faciès proximaux). Les cailloux sont poussés par l'eau à l'intérieur du chenal et lavés des particules fines qui se déposent au niveau du lobe. Dans le modèle de Bertran et Texier (1997) (fig. 12), la morphologie de la pente est différente de celle du Puech de Mus. Le flot de débris se développe à partir d'une forte pente (30°) pour se terminer sur une pente de 9°. Sur notre site, ce phénomène ne pourrait s’être déclenché qu'au niveau de la dépression où la pente atteint un maximum de 10° rendant les lavages moins faciles et favorisant le colmatage des lentilles caillouteuses. De plus, l'ensemble 1002 montre des nappes de cailloux et galets plutôt que des lentilles correspondant à des chenaux ou des levées.
65Les coulées de boue (fig. 13) se déclenchent sous l'effet d'un apport important d'eau lors des pluies exceptionnelles, de la fonte des neiges ou d'un glacier (Avenard & Tricard 1960 ; Hétu, 1991). Contrairement aux flots de débris, elles passent par un état visqueux pendant lequel elles glissent en masse le long du versant (Remaître, 2006) en façonnant une niche d'arrachement (Avenard & Tricard, 1960). Lorsque l'apport en eau est suffisant et que la limite de liquidité est franchie, un mélange d'eau, de sédiments, de cailloux et de blocs, parfois de grandes tailles, dévalent le versant à grande vitesse à l'intérieur d'un chenal unique où s'étale une langue boueuse. La coulée boueuse est donc divisée en trois zones principales : la niche de décollement, la zone de transit et un lobe terminal correspondant à la langue boueuse (Avenard & Tricard, 1960 ; Hétu,1991).
66Au Puech de Mus, la niche d'arrachement n'est actuellement pas visible, mais les phénomènes de ruissellement (lentilles métriques de cailloux et graviers) continus ont pu remanier cette partie de la coulée. La zone de transfert entre la niche de décollement et la langue serait courte. Le lobe terminal est présent (travées R/S, Q, et 14, fig. 4 & 5) , mais a été en partie détruit par le décapage à la pelle mécanique. Les coulées boueuses du Puech de Mus forment une langue de 12 m de long, et 6 m de large se dirigeant vers le chenal principal (ravine) de l'ensemble 1002. Ces nappes de 25 à 30 cm d'épaisseur sont empilées les unes sur les autres. Leurs dimensions sont proches de celles des coulées boueuses se produisant entre des cônes d'éboulis étudiées par Hétu en 1991 (longueur = 5 à 8 m, largeur = 2 à 4 m, épaisseur des coulées = 15 à 30 cm).
67Sur notre site, la superposition des nappes au même endroit, et la limite inférieure nette et tabulaire (travée Q, fig. 6), laissent penser que ces dépôts seraient dus à des coulées boueuses plutôt qu'à des flots de débris qui creusent des chenaux. Le franchissement de la limite de liquidité n'a pu être vérifié par la micromorphologie en raison de la forte porosité racinaire. La plupart des auteurs (Avenard & Tricard, 1960 ; Temple & Rapp, 1972 ; Hétu, 1991 ;…) s'accorde sur la définition sédimentologique suivante : le cône boueux est constitué d'un matériel très hétérométrique allant du gravier au bloc emballé dans une matrice argilo-sableuse ou sablo-argileuse (structure fermée à support matriciel). Il semble que les lentilles caillouteuses ouvertes des flots de débris résultant du lavage des particules fines ne soient pas signalées dans les coulées boueuses. Ceci pourrait s'expliquer par leur mode de formation différent : le passage de l'état visqueux à la liquéfaction du sédiment sans lavage.
68Au Puech de Mus, les nappes riches en matrice s'intercalant entre les nappes de cailloux et blocs pourraient pour certaines provenir de coulées boueuses moins riches en cailloux et pour d'autres d’une reprise du ruissellement (lentilles décimétriques à métriques de cailloux) entre différentes phases de coulées. Le déclenchement des coulées boueuses dans les ravines lors de pluies exceptionnelles est bien connu de différents auteurs (Temple & Rapp, 1972).
69Pendant toute la phase de dépôt de l'ensemble 1002, le ruissellement ne cesse d'éroder le versant. Le réseau de rigoles et la ravine fonctionnent, alors que de temps en temps se déclenchent de petites coulées boueuses dans la partie ouest de la dépression karstique (fig. 11, système d'érosion n°3).
70Le ruissellement n'est pas un phénomène constant ni dans le temps ni dans l'espace. Il détruit pendant longtemps et petit à petit, mais très efficacement, des niveaux argileux et très difficiles à éroder (5000 ans pour l'ensemble 1007, et dépôt de sédiments de 30 à 50 cm d'épaisseur); ou très rapidement à des endroits très localisés, sans toucher intégralement les niveaux d'occupation (50 ans pour l'ensemble 1005) situés dans un ensemble sédimentaire majoritairement sableux facile à éroder. Il peut aussi décaper une grande surface (plus d'un hectare sur notre site) et se traduire par le dépôt de colluvions (2500 ans de sédimentation et destruction du sommet de l'ensemble 1005 au Puech de Mus) sans conservation des niveaux archéologiques.
71Comme il a été observé sur le site du Puech de Mus, l'efficacité érosive du ruissellement dépend de la pente (angle et longueur), de la morphologie du versant (régularité du versant, existence de replats, de ruptures de pente ou de formes karstiques), et des matériaux (cohésifs ou non) soumis au ruissellement, mais aussi du climat (général, régional et local), de la colonisation du versant par les végétaux, et des constructions anthropiques.
72Dans les Grands Causses, il est peu prudent de relier les phases d'érosion de l'Âge des Métaux au climat, car à cette époque le couvert forestier a intensément été exploité pour les forges et les habitations (Vernet, 1995). La déforestation fut responsable d'une des premières catastrophes écologiques et d'une érosion intense qui peuvent être confondues avec des événements paléo-climatiques, comme le passage du Subboréal au Subatlantique. De plus, l'orientation du versant au nord-est, le climat de moyenne altitude et l'influence méditerranéenne favorisent l'érosion. En effet, les orages d'automne produisent des quantités d'eau si importantes (nombreux épisodes à plus de 100 mm.j-1, Météo-France & Ministère de l’aménagement et du territoire, 2001) que le ruissellement a des effets effroyables pour la région (inondations, coulées boueuses, etc…).
73Nous savons que sur ce site les matériaux érodés sont de différentes natures : argiles à chailles, argiles rouges du paléokarst, matériaux argilo-sableux de 1007, ou sablo-argileux de 1005. Pourquoi 4500 ans, de matériaux très argileux, cohésifs et caillouteux (1007) ont-ils pu être en grande partie érodés, alors que 80 ans de matériaux sablo-argileux (1005) ont pu être conservés ?
74La durée de l'érosion, l'absence de couvert végétal liée ou non à la déforestation de l'Âge des Métaux (absence de sol pédologique et faible bioturbation), et l'absence de structures anthropiques importantes (traces de structures en bois uniquement) ont probablement favorisé l'érosion de 1007 pendant 4500 ans. La morphologie du site étant alors sensiblement la même qu’aujourd’hui, elle n’a eu que peu d’influence entre le Néolithique et l'Âge du Fer. Au Puech de Mus, pendant La Tène (ensemble 1005), les hommes ont édifié des constructions en pierres (rempart, tourelles, greniers), et en bois (poteaux des habitations, palissades), des forges qui ont laissé la trace de leurs soles foyères indurées, et des structures abritées. Pendant les phases d'habitation, toutes ces structures ont protégé les niveaux d'occupation en terre battue. Mais, lors des phases d'abandon sporadiques, le ruissellement a repris et détruit en partie les niveaux d'habitat. Tant que les hommes n'ont pas quitté définitivement le site, les constructions ont continué à le protéger, expliquant ainsi la conservation de ces 80 ans d'histoire. L'horizontalité des niveaux d'occupation a pu favoriser leur conservation, mais, pour tous les ensembles du Puech de Mus, le ruissellement tente toujours de rattraper le profil du substratum en tronquant les sols d'habitats horizontaux en raison de leur étagement sur le versant, puis en tentant de rétablir un profil d'équilibre (comblement de la dépression karstique…).
75Lorsque les hommes partent définitivement, les structures en matière putrescible disparaissent et seules les structures construites en pierre permettent de protéger les niveaux d'occupation. L'érosion reprend irrémédiablement en empruntant le sens de circulation des eaux hérité du paléokarst, creusant une ravine et son chevelu de rigoles. Cependant la formation de ce système n'est peut-être pas liée directement à l'abandon du site, car sa datation est incertaine. En effet, certains auteurs signalent que l'association ravine-coulée boueuse (Le Bissonnais et al., 2002 ) ou ravine seule (Poesen et al., 2003) peut survenir dans des champs en culture à la suite de pratiques agricoles particulières. Or, le Puech de Mus est connu comme terre agraire au XVIIIème siècle (Marty et al., 2007) et peut-être avant, l'agriculture étant connue à l'Âge du Fer.
76Aujourd'hui le plateau et le secteur de l'habitat sont occupés par des cultures qui ne retiennent pas aussi bien le sédiment que ne le ferait une forêt. Cependant, le comblement de la ravine et l'absence de coulées boueuses actives actuellement, attestent l'arrêt du fonctionnement de ce système particulièrement érosif. Le rétablissement du profil d'équilibre de la pente et la culture de la luzerne permettent une évolution vers une érosion moins intense, mais toujours présente. La technique de culture a probablement permis de ralentir l'érosion en diminuant la croûte de battance, en produisant des mottes (Metel, 2001) et en nivelant le terrain (Lelong et al., 1993). De plus, le sol était plus compact au moment de l'abandon du site (tassement du sol lié à la circulation, soles foyères, rampe d'accès à la fortification, etc.…) qu'après le labour, favorisant l'infiltration de la pluie. Dans le cas d'une mise en culture du site après son abandon, l'arrêt du fonctionnement pourrait donc être dû à un changement de pratique agricole (Lelong et al., 1993 ; Metel, 2001 ; Le Bissonnais et al., 2002).
77Les paramètres locaux (pente, orientation du site, morphologie du versant, nature des sédiments….) une fois identifiés, permettent de dégager les principaux facteurs d'érosion intervenus au Puech de Mus. La composante anthropique est indéniable, qu'il s'agisse d'habitats en matière putrescible, peu organisés (1ère phase d'érosion datant de La Tène), de constructions en pierre et en bois, bien structurées (2ème phase datant du Vème siècle av. J.-C.) ou de l'impact de l'agriculture au XXème siècle, et peut-être au XVIIIème siècle. Ce versant est en perpétuelle érosion pendant l'Âge des Métaux comme l'ensemble des Grands Causses. Dans cette région, la transition du Subboréal au Subatlantique s'est traduite par la disparition d'une forêt de chênes (Vernet 1995, 2006), tandis que le déboisement amorcé dès le Chalcolithique se poursuivait. Au Puech de Mus, ces événements se sont probablement traduits par un lessivage des couches antérieures à La Tène (1007). Ainsi, ce site est particulièrement important dans une région manquant d'une synthèse pluridisciplinaire concernant les agents responsables des grandes phases d'érosion, tels le climat ou les activités anthropiques (agriculture, élevage, déboisement, constructions…).
78L’étude du Puech de Mus offre aussi une vision détaillée des processus de ruissellement dans un contexte de dépôt général à l'échelle d'un versant, utilisable dans un but de modélisation (angle et longueur de la pente, granulométrie, composition du sédiment et faciès). Or il est souvent difficile de replacer un site ou quelques coupes dans un contexte géomorphologique global connu et de lui associer un système d'érosion particulier.
79Si dans l'ensemble, le ruissellement semble être un phénomène simple, il peut prendre des formes complexes en fonction des grandes causes de l'érosion et de paramètres locaux. Ainsi, l'étude du Puech de Mus a permis de reconstituer trois systèmes d'érosion complets (fig. 11) :
80- le premier a abouti à la formation de l'ensemble 1007 datant de l'Âge du Fer, débutant par un ruissellement en nappe en haut de versant, convergeant tardivement en petites rigoles décimétriques à l'entrée de la dépression karstique, puis en grosses rigoles vers le bas de la dépression ;
81- le deuxième date de La Tène et commence par du ruissellement diffus en haut de pente passant progressivement à un chevelu de rigoles décimétriques à l'amorce (sommet de 1005) ou au milieu (base de 1005) de la dépression karstique, puis à des rigoles et petits chenaux métriques ne convergeant jamais, débouchant directement ou par l'intermédiaire de micro-deltas sur le canyon du Théron ;
82- le dernier système est postérieur à l'abandon du site (1002) et n’a laissé aucune trace de ruissellement diffus, mais un chevelu de rigoles se développant plus haut sur le versant et convergeant en un chenal unique avec début de formation d'une ravine alimentée épisodiquement par des coulées boueuses.
83Ces systèmes témoignent de la différence d'intensité de l'érosion à travers le temps et l'espace, aussi bien d'un point de vue géomorphologique que sédimentologique. En effet, outre les formes précédemment décrites, on observe un tri sélectif des particules (augmentation de la taille des cailloux, et du caractère parabolique des courbes granulométriques) et une évolution en parallèle des faciès à l'intérieur et à l'extérieur des rigoles en fonction de l'intensité du ruissellement (fig. 11). Le dernier système traduit une érosion poussée à son maximum, due à l'abandon du site et/ou à certaines pratiques agricoles, tandis que le second atteste d'un ruissellement moins important, limité par les structures d'un village et rythmé par les abandons sporadiques du site. Le premier est un système intermédiaire dans lequel le ruissellement en nappe s'est déclenché plutôt que le ruissellement diffus en raison de l'existence d'argiles sous-jacentes. Il est surtout tributaire de conditions héritées (érosion liée au passage du Subboréal au Subatlantique et/ou au déboisement de l'Âge des Métaux dégageant une pente argileuse et régulière sans pelouse) et d'une occupation du site moins importante et moins protectrice vis à vis de l'érosion.
84La position des rigoles sur le versant et l'apparition d'un chenal d'écoulement, unique ou non, sont des critères déterminants de l'évolution du versant. Ainsi, pourrait-on surveiller l'évolution de l'érosion des sols en fonction de différents facteurs, en cartographiant les systèmes de ruissellement actuels et passés sur une surface plus grande que celle d'un site archéologique.
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