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Les alluvions anciennes de la Loire en orléanais (France, Loiret), une relecture à l’aune de travaux d’archéologie préventive et d’un programme de datations ESR.

A new understanding of the old Loire alluviums from the Orléanais (France, Loiret): contributions from preventive archaeological surveys and ESR dating programme.
Morgane Liard, Hélène Tissoux et Sandrine Deschamps
p. 105-128

Résumés

Dans le secteur d’Orléans, plusieurs diagnostics archéologiques en contexte d’alluvions anciennes de Loire ont été menés entre 2012 et 2015 dans le cadre de l’activité d’archéologie préventive et de celle du groupe de travail « Le Pléistocène de la région Centre : élaboration d’un cadre chronostratigraphique ». Les séquences alluviales anciennes correspondant aux terrasses cartographiées Fv, Fw et Fx, révélées par les sondages profonds, ont fait l’objet de relevés stratigraphiques incluant une approche macroscopique fine des caractéristiques paléopédologiques et sédimentaires. Les alluvions ont par ailleurs été échantillonnées et datées par Résonance de Spin Electronique (ESR), sept résultats ont été obtenus sur trois sites prélevés dans Fx et Fw. Cette double approche, ainsi que la découverte de matériels lithiques taillés sur le site de Saint-Cyr-en-Val, ont permis de renouveler la connaissance des formations alluviales et de réinterroger leurs attributions chronologiques. Ainsi, les datations ESR permettent de proposer un âge MIS 12 (Elstérien) pour Fw et MIS 7-8 (Saalien) pour Fx. Si les datations ESR sont à l’origine de la définition d’un nouveau cadre géochronologique pour Fw et Fx tout particulièrement, les relevés et observations de terrain réinterrogent également l’apport de la paléopédologie et de l’étude de la morphologie et géométrie des ensembles sédimentaires à la définition de marqueurs chronostratigraphiques régionaux fiables.

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Texte intégral

1 - Introduction

1Des recherches récentes, effectuées entre les années 2012 et 2015, associant à la fois le BRGM (Bureau des Recherches Géologiques et Minières) et l’Inrap (Institut national de recherches archéologiques préventives), se sont déroulées dans le cadre de la pratique de diagnostics archéologiques, sur des espaces recouverts par des alluvions anciennes de la Loire. Des sondages profonds ont été réalisés dans les terrasses notées Fv, Fw et Fx, en rives gauche et droite de la Loire à proximité d’Orléans. Ces derniers ont permis, grâce à une analyse fine des séquences observées, incluant la paléopédologie et une approche géomorphologique locale, de renouveler la connaissance de ces formations fluviatiles et de les dater grâce à la méthode de Résonance de Spin Electronique (ESR). En région Centre, les travaux de J. Despriée (Despriée et al., 2011, 2012) abordant les alluvions anciennes des vallées du Loir, de la Creuse et du Cher, ont montré l’importance de leur étude pour la découverte de vestiges préhistoriques et la connaissance du comportement des populations humaines au Pléistocène. Chacune de ces formations présente une succession des dépôts alluviaux identique et en relation avec un cycle climatique, ainsi que la conservation d’au moins deux niveaux d’occupations humaines. Les hommes s’installaient une première fois après la phase d’incision de début de période glaciaire (Antoine 1993, Despriée et al., 2012, 2003 et 2004), sur le plancher recouvert de dépôts de versant riches en matériaux siliceux. Si ce niveau est parfois cryoturbé (durant le Pléniglaciaire), il a aussi pu rester en place archéologiquement et a été recouvert des sables alluviaux déposés pendant l’interglaciaire. Enfin, le deuxième niveau d’occupation est associé ou consécutif à cette période d’interglaciaire de fin de cycle, et présent au sommet de la formation. Ces résultats encouragent une approche similaire en vallée de la Loire, de manière à identifier les cycles climatiques et le positionnement stratigraphique des occupations humaines potentielles. L’objectif de cet article est donc à la fois de rappeler les acquis des années 1960 ainsi que leur relecture à la fin des années 1990, au regard des relevés récents, tout en proposant une vision actualisée dans certains secteurs et notamment pour le glacis polygénique d’Olivet à la Ferté-Saint-Aubin, ou encore la terrasse de Tigy (fig. 1A & 1B). Ainsi, les relevés macroscopiques effectués, les datations ESR et la prospective archéologique permettent de renouveler la lecture des formations alluviales anciennes de l’Orléanais.

2 - Contexte géographique et géologique

2Les séquences d’alluvions anciennes étudiées se positionnent de part et d’autre du lit majeur actuel de la Loire, environ à 50 kilomètres en amont et en aval d’Orléans (fig. 1A & 1B). Elles sont cartographiées sur la carte géologique de France à 1/50 000 (Gigout, 1970 & 1971, feuilles de la Ferté-Saint-Aubin n°398 et de Châteauneuf-sur-Loire n°399) sous l’appellation Fv, Fw, Fx et Fy-z, en fonction d’une chronologie relative établie principalement à partir de leur étagement topographique (0-40 m, altitudes relatives du sommet des formations alluviales par rapport à l’étiage actuel) et pour une moindre part de la chronologie culturelle définie par les types d’industries lithiques qu’elles contiennent (Giot, 2002). Outre ces appellations, M. Gigout a utilisé la toponymie locale pour nommer les terrasses (Gigout et al., 1972), ces dénominations pourront également être employées dans le texte (fig. 1A & 1B). Ces formations sont traditionnellement décrites comme formant des glacis en rive gauche (Gigout et al., 1972 ; Debrand-Passart et al., 1998) et des nappes isolées en rive droite. Ainsi, le dispositif alluvial (fig. 1A) est constitué du niveau Fz dans le lit majeur actuel, qui comprend également les « montilles » du niveau Fy, 2 ou 3 mètres au-dessus de la plaine, puis du niveau Fx de la terrasse de Tigy (6-8 m au-dessus de la plaine), vient ensuite le niveau Fw constitué des terrasses de Châteauneuf (14-17 m) et des Nées (ainsi que des Muids, 11-13 m), puis le niveau Fv de la terrasse de Dampierre et du plateau de Marcilly (30 m). Enfin, des « Cailloutis culminants » ou « préligériens » ont été décrits 45 à 50 m au-dessus du lit actuel en rive droite de la Loire (Denizot, 1927).

3Les alluvions anciennes reposent soit sur le Calcaire de Beauce (Aquitanien, Miocène inférieur) et ses matériaux d’altération marneux, soit sur les Sables et Marnes de l’Orléanais (Burdigalien, Miocène inférieur), soit sur les faciès de la formation de Sologne (Miocène-Pliocène ; fig. 1A). Ces dernières ont une origine fluviatile et se caractérisent généralement en rive droite par les Sables de l’Orléanais et en rive gauche par des argiles sableuses ou des faciès marno-calcaires sableux nommés Sables et Argiles de Sologne. Elles ont été décrites à plusieurs reprises dans la littérature (entre autres auteurs : Denizot, 1927 ; Gigout et al., 1972 ; Yvard, 1978 ; Debrand-Passard, 1995, Debrand-Passard et al., 1998), et font également l’objet d’études récentes (Tissoux et al., 2012, 2013 ; Despriée et al., 2014). La principale différence retenue entre le faciès alluvial pléistocène et ceux du Miocène-Pliocène est l’absence d’éléments grossiers, et notamment de silex, dans les alluvions tertiaires alors que les alluvions du Pléistocène présentent une alternance de dépôts sableux et sablo-gravelo-caillouteux à stratifications entrecroisées. Néanmoins, il est souvent difficile sur le terrain de différencier ces faciès, comme l’ensemble des auteurs précédemment cités ont pu le constater. Un dépôt sableux épais d’alluvions pléistocènes exempt d’éléments grossiers peut être très similaire à un dépôt issu d’un des faciès de la formation de Sologne. L’utilisation de moyens d’investigation mécaniques dans le cadre de diagnostics archéologique a permis d’accéder à des coupes parfois profondes qui ont permis la différenciation des faciès.

3 - Matériels et méthodes

4Les séquences étudiées ont fait l’objet d’une représentation synthétique sous la forme deux logs résumant l’ensemble des caractéristiques observées pour chaque point d’observation, les surfaces couvertes restant globalement petites (en moyenne 15 000 m2). Ce choix permet de faciliter la discussion et les comparaisons entre sites, le terme de séquence étant associé à un log synthétique pour chacun d’eux et traduisant l’ensemble de la succession des unités pédo-stratigraphiques observées. En revanche, celui de Saint-Cyr-en-Val (fig. 1A & 1B) a fait l’objet d’une étude sur une plus grande surface (1,5 km de long et 450 000 m2) en raison de l’intérêt des coupes observées. On se reportera aux figures pour l’observation des épaisseurs des unités alluviales. Un tableau récapitulatif (tab. 1) présente les noms des sites de diagnostic, les coordonnées des points d’observation (en Lambert 93), les altitudes (dont l’altitude relative du contact alluvions/substrat des formations alluviales par rapport au lit majeur actuel), la formation alluviale concernée (d’après la nomination des feuilles n°399 et n°398 - Châteauneuf-sur-Loire et la Ferté-Saint-Aubin - de la carte géologique de France à 1/50 000) et la position ainsi que les résultats des prélèvements ESR. Chaque séquence sera détaillée avant d’évoquer les résultats des datations et de proposer une chronostratigraphie des dépôts. Les séquences de Saint-Cyr-en-Val SP19 « La Saussaye tranche 1 » et de Saint-Cyr-en-Val SP39 « La Saussaye tranche 2 » ainsi que celles de Neuvy-en-Suillas « Les Terres des Cassines » ont fait l’objet de prélèvements pour des datations ESR (tab. 1). Cette méthode de datation paléodosimétrique a été appliquée aux grains de quartz optiquement blanchis prélevés dans les séquences. Les mesures ont été effectuées au laboratoire de géochronologie du département de Préhistoire Muséum national d’Histoire naturelle de Paris en suivant le protocole proposé par Voinchet et al., (2004) et détaillé dans Garon et al., ce volume.

Fig. 1 : Localisation de la région d’étude.

Fig. 1 : Localisation de la région d’étude.

A/ Carte géologique du Val de Loire dans l’Orléanais (source : fond géologique harmonisé à 1/50 000 du Loiret, BRGM). B/ Carte topographique du Val de Loire dans l’Orléanais (source : BDAlti, IGN).

Tab. 1 :Tableau des sites étudiés, de leurs coordonnées et des âges ESR obtenus

Tab. 1 :Tableau des sites étudiés, de leurs coordonnées et des âges ESR obtenus

4 - Résultats

4.1 - Des témoins du réseau hydrographique préligérien, les sables et argiles de Sologne

5Les Sables et Argiles de Sologne ont fait l’objet de prélèvements et de datations ESR par le BRGM dans le cadre d’un travail régional sur la chronologie de dépôts alluviaux d’âge néogène et quaternaire, dont les résultats ont été publiés en 2012 (Tissoux et al., 2012). Les auteurs attribuent cette formation au Pléistocène inférieur, sinon au Plio-Pléistocène au plus tard, alors qu’antérieurement, son âge était considéré miocène ou pliocène (Tissoux et al., 2012 et 2013). Outre le fait que les matériaux datés pourraient correspondre à une dernière séquence de remplissage alluvial des Sables et Argiles de Sologne, le rajeunissement de ces dépôts pourrait également s’expliquer par un remaniement lié à une reprise par des cours d’eau secondaires des sédiments d’âge pliocène (séquence de remaniement datée de 699 ± 99 ka (Tissoux et al., 2012 et 2013). Rappelons que les Sables et Argiles de Sologne sont souvent minéralogiquement très proches des alluvions d’âge quaternaires mais s’en différencient macroscopiquement par la moindre abondance, sinon l’absence, d’éléments grossiers (Gigout et al., 1972), leur nature principalement quartzeuse et une stratification peu marquée comparée à celles des alluvions et des Sables de l’Orléanais (Horemans, 1962).

6Les Sables et Argiles de Sologne a été rencontrés dans plusieurs sondages le long de l’axe du transect effectué à Saint-Cyr-en-Val lors du diagnostic de « La Saussaye » tranches 1 et 2 (tab. 1 fig. 2A & 2B). Leurs faciès ont pu être détaillés sur une longueur d’1,5 km du sud au nord, à partir d’observations ponctuelles dans des sondages profonds (fig. 2A & B). Au sud, ils se présentent sous la forme d’argiles (fig. 3A & 3B), fréquemment grises, de sables grossiers argileux orange vif et gris/blanc (fig. 3C & 3D), de sables fins à moyens peu argileux de mêmes teintes ou de sables très fins argileux gris-bleu. Ils apparaissent également au niveau de l’interfluve séparant deux chenaux, au niveau des sondages 2014-8 et 2014-9 (fig. 2A) où ils sont constitués d’argiles et d’argiles sableuses (fig. 3E). L’ensemble de ces faciès est dénommé AR. Enfin, à l’extrémité nord les Sables et Argiles de Sologne semblent se présenter sous la forme d’une marne gris-vert. Néanmoins, l’identification des marnes au nord du transect comme l’un des faciès de la formation de Sologne peut être discuté, puisqu’il pourrait s’agir de marnes issues de la formation de Beauce telles qu’elles ont été identifiées et décrites par Gigout pour le « coteau » de rive gauche du Val à hauteur de Saint-Cyr-en-Val (Gigout et al., 1972). Ces marnes seront nommées MA. Elles sont surmontées d’un sable moyen à grossier trié et lavé à dragées de quartz blanc éparses, unité sédimentaire nommée FS (fig. 2A & 3F). Initialement, ce faciès, également observé quelques centaines de mètres plus à l’ouest à l’occasion du diagnostic de la « Rue des Genêts » (fig.1A & tab. 1 ; cf. Liard in Noël, 2012a), avait été attribué de manière hypothétique aux alluvions anciennes Fw. Sur le diagnostic de « La Saussaye, tranche 1 » (fig. 1A, 2A & 2B), ces sables à dragées s’inscrivent en creux dans les marnes gris/vert MA (sondages profonds 2 et 4 de la fig. 2A) et dans les faciès de la formation de Sologne de type AR (sondage profond 16 nord, fig.2A). En raison de leur granulométrie et de la nature des dragées, ainsi que du contact net avec les alluvions sablo-gravelo-caillouteuse supérieures, l’unité sédimentaire FS est désormais attribuée à une reprise probable des Sables et Argiles de Sologne, telle qu’identifiée par Tissoux et al. (2012).

7En termes de morphodynamique alluviale, les axes d’écoulements des faciès sableux de la formation de Sologne, et notamment FS, pourraient avoir été réempruntés par le fleuve au Pléistocène, ainsi que le laisse penser la géométrie de l’ensemble des dépôts reconstitués sur la coupe de Saint-Cyr-en-Val (fig.2A). Un large chenal de 400 m incise les sables de la formation de Sologne (AR et FS) entre les sondages 1 et 8, alors qu’un nouveau chenal s’installe ultérieurement au sein même des alluvions anciennes, à l’emplacement des sondages 3 et surtout 5 et 6. La persistance de ces axes d’écoulement est remarquable et interroge également sur la relation existante entre la morphologie initiale des Sables et Argiles de la formation de Sologne et celle des écoulements du Pléistocène inférieur et moyen. En effet, les résultats des datations ESR pourrait évoquer un rajeunissement de certains faciès de la formation de Sologne par leur reprise alluviale au Pléistocène inférieur (Tissoux et al., 2012 et 2013), constat qui pourrait s’illustrer par l’unité dite FS, constituant des chenaux bien différenciés, inscrits dans les argiles AR de la formation de Sologne.

4.2 - les alluvions anciennes de la Loire orléanaise cartographiées Fv et Fw

8Cinq séquences alluviales anciennes Fv et Fw ont été observées. Elles sont localisées en rive droite sur la terrasse de Châteauneuf, et en rive gauche à la base du glacis d’Olivet, ainsi que sur la partie basse de ce glacis correspondant à la terrasse des Muids (fig. 1A & 1B). La terrasse de Châteauneuf est documentée par les sites de Saint-Martin-d’Abbat, Châteauneuf sur Loire et Mardié, présents en rive droite. Les observations effectuées à Saint-Cyr-en-Val concernent le glacis polygénique d’Olivet. En rive gauche également, la base du glacis d’Olivet a été décrite à Mareau-aux-Prés. Seules les séquences de Saint-Cyr-en-Val ont été prélevées pour datation ESR.

Fig. 2 : Le transect de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val (45).

Fig. 2 : Le transect de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val (45).

A. Coupe des formations superficielles présentes sur l’axe nord-sud du transect de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val, illustrant la base du glacis polygénique d’Olivet à la Ferté-Saint-Aubin. B. Emprise des diagnostics des tranches 1 et 2 de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val, position du transect ainsi que des sondages profonds. Le passage des alluvions Fw au nord aux alluvions Fv au sud s’observe nettement entre les deux emprises, tel qu’il a été cartographié sur la carte géologique de la Ferté-Saint-Aubin.

4.2.1 - La terrasse de Châteauneuf, attribuée à Fw

4.2.1.1 - La séquence de Saint-Martin-d’Abbat, « Le Clos des Brosses » (Capron et Vacassy, 2010)

9Ce point d’observation se trouve en rive droite de Loire, sur le rebord de plateau en limite du coteau de rive nord du fleuve (tab. 1 & fig. 1B).

10Les alluvions anciennes reposent sur le substrat tertiaire de la formation de Sologne (AR et FS) (fig. 4A & 4B). Ce dernier est représenté par des argiles vert-clair à slickensides (fig. 3G), à débit polyédrique ou feuilleté, ainsi que par des sables fins contenant des lentilles de matière organique noire visqueuse (fig. 5A). Les alluvions se caractérisent par des dépôts grossiers, de 4,5 mètres d’épaisseur maximale, selon une alternance de lits horizontaux ou obliques entrecroisés constitués de sables moyens à grossiers triés et de graviers et cailloux (Ia), alors que des blocs siliceux de plus de 20 cm apparaissent au contact du substrat tertiaire. Les alluvions ont enregistré dans leur partie supérieure des traits pédologiques anciens, soit des horizons Eg et Bt bien marqués (cf. § 5.1.2 ; fig. 4A, 5B & 5C). Par ailleurs, un réseau de coins de sable (fig. 5D & 5E) a été observé en plan et en coupe au sommet des alluvions. Les coins s’ouvrent sur un mètre de large et présentent des remplissages fins constitués de sables limono-argileux, affectés secondairement par l’altération pédologique associée à l’horizon Eg. Enfin, une dernière phase de dépôt (III), constituée de sables limono-argileux, est conservée sur une faible épaisseur, qui scelle la surface des alluvions grossières.

4.2.1.2 - La séquence de Châteauneuf sur Loire, « Haut de la justice » (Soressi, 2009)

11Ce point d’observation se trouve en rive droite de Loire, sur le rebord de plateau en limite du « coteau » de rive nord du fleuve et du versant orienté au S-E du vallon du ruisseau de Lenche, à une altitude de 112,50 mètres NGF (tab. 1, fig. 1A & 1B).

12La séquence alluviale atteint un total de six à sept mètres maxima d’épaisseur, au-dessus du substrat marneux ou calcaire (fig.4A & B). La 1ère unité (Ia) correspond à des éléments très grossiers, cailloux, pierres et blocs, compris dans des sables grossiers à graviers déposés sous forme de lits horizontaux ou de lits obliques entrecroisés. Les blocs ne sont plus présents en partie supérieure de Ia. Cette unité atteste d’un milieu de dépôt de haute énergie. La deuxième unité (IIa ou Ia2) comprend majoritairement des sables lités, au sein desquels s’ouvre un réseau discontinu de coins de sable, d’un mètre de profondeur, aux remplissages sableux (Soressi, 2009). En discordance sur ces matériaux se développe un corps sablo-graveleux non lité, contenant quelques cailloux et surmonté de sables moyens éolisés. Ces sables éolisés sont affectés par une pédogenèse tardiglaciaire ou holocène de type luvisol (horizons A et E, S est plus difficilement lisible). Les alluvions grossières à très grossières du début de la séquence présentent un enrichissement en argile et une coloration orange héritées de pédogenèses anciennes et illustrant le développement d’horizons Bt.

Fig. 3 : Photographies des faciès de la formation de Sologne (AR) et des alluvions Fw à Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye ».

Fig. 3 : Photographies des faciès de la formation de Sologne (AR) et des alluvions Fw à Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye ».

a/ Faciès argileux gris à gris-vert (SP18 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). b/ Vue générale du contact des argiles de la formation de Sologne (AR), au fond à droite du sondage, avec les formations alluviales anciennes Fv, à gauche (SP21 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 2). Echelle de 1 mètre. c/ Faciès de sables grossiers argileux orange vif (SP18 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). d/ Faciès de sables grossiers argileux gris/blanc (SP16 sud Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). Sondage de 2 mètres de profondeur. e/ Faciès d’argiles et d’argiles sableuses (SP11 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). Échelle de 1 mètre. f/ Pseudomorphose de coin de glace dans les alluvions de Saint-Cyr-en-Val (SP1,Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). Le coin de glace, déformé et raviné (pseudo-karst ?), est inscrit dans un horizon BT et associé à une forte altération en relation avec l’approfondissement de l’horizon Eg. Notez les litages graveleux obliques à verticaux dans le remplissage. A la base du profil, observation des sables blancs triés et lavés à dragées quartzeuses du faciès FS de la formation de Sologne qui repose sur les marnes gris-vert de la formation de Beauce MA. Sondage de 3 mètres de profondeur. g/ La formation de Sologne à Saint-Martin d’Abbat : des argiles à slickensides (faces de glissement brillantes) et une agrégation polyédrique à feuilletée selon les faciès des marnes.

Fig. 4 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fw et légendes des figurés

Fig. 4 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fw et légendes des figurés

A/ Logs synthétiques des séquences alluviales de Mardié, Mareau-aux-Prés, Châteauneuf-sur-Loire et Saint-Martin d’Abbat. B/ Légende des figurés utilisés. Les logs synthétiques incluent les teintes majeures des matériaux, leurs textures et les horizons pédologiques surimposés. La colonne de droite détaille les numéros des unités sédimentaires et leurs relations, auxquels s’ajoute une description

Fig. 5 : Photographies de faciès de la formation de Sologne, d’horizons Eg et de traits périglaciaires, au sein des alluvions Fw.

Fig. 5 : Photographies de faciès de la formation de Sologne, d’horizons Eg et de traits périglaciaires, au sein des alluvions Fw.

a/ La formation de Sologne à Saint-Martin d’Abbat : des sables fins à poches de matières organiques noires visqueuses. Échelle de 5 cm. b/ Horizon Eg, en « gouttes », développé en surface des alluvions anciennes « Fw » de Saint-Martin d’Abbat. Échelle horizontale de 1 m. c/ Horizon Eg développé dans les sables graveleux des alluvions anciennes « Fw » de Saint-Martin d’Abbat. Sondage en puits de 5 mètres de profondeur. d/ Coin de sable au sommet des alluvions anciennes de Saint-Martin d’Abbat. Échelle de 1 m. e/ Vue en plan du réseau polygonal formé par les coins de sable au sommet des alluvions anciennes de Saint-Martin d’Abbat. Échelle de 50 cm. f/ Alluvions anciennes « Fw » à Mareau-aux-prés, sables éolisés nettement visibles en partie supérieure du profil, autrement nommé « sables morts » localement (SP14 Mareau-aux-Prés). Échelle de 1 m.

4.2.1.3 - La séquence de Mareau-aux-Prés, « Clos des Garennes » (Noël, 2012b)

13Ce point d’observation se trouve en rive gauche de Loire, sur le rebord de plateau en limite du « coteau » de rive sud, à 98,5 mètres NGF. Il se positionne à la base du glacis d’Olivet, à l’extrémité ouest du chenal d’Olivet au Bréau, également nommé « les Muids » (Gigout et al., 1972), correspondant aux alluvions Fw (tab. 1, fig. 1A & 1B). La première unité (Ia) correspond à des alluvions grossières (fig. 4A & 1B), constituées de galets quartzeux et siliceux, englobés dans un sable argileux contenant des passées sablo-argileuses orange. Ce dépôt grossier est surmonté de matériaux sablo-argileux, de teinte orange à rouge. Une deuxième unité constituée d’alluvions grossières semble enregistrée au sommet des sables argileux, mais n’a été observée que dans un seul sondage profond. Enfin, la dernière unité (III) se caractérise par des dépôts de sables, très peu argileux, parcourus de bandes d’accumulation argilo-ferriques d’origine illuviale (Duchaufour, 2001) et sont probablement holocènes. Ces sables sont éolisés (Gigout, 1971) et leur partie supérieure est nommée « sablon » ou « sables à asperges » localement (fig. 5F), P. Horemans (1962) en avait cartographié l’étendue en partie basse du glacis d’Olivet. Des lits de graviers localisés y ont été observés qui pourraient constituer des pavages de déflation.

4.2.1.4 - La séquence de Mardié, « L’étang » (Rivoire, 2012)

14Ce point d’observation se trouve en rive droite de Loire, sur le rebord de plateau en limite du coteau de rive nord, à  113 mètres d’altitude NGF (tab. 1, fig. 1A & B).

15Les alluvions anciennes de Loire, dites Fw (Ia ; fig.4A & 4B) se développent à la surface des Marnes de l’Orléanais (unité ARb). Ces dernières sont constituées d’une argile verte plastique et d’une marne de teinte blanc cassé et ont été observées régulièrement sur le site. Les alluvions Fw sont de nature sablo-graveleuses à sablo-argilo-graveleuses selon une succession de lits à stratifications obliques (Ia), et atteignent au maximum 3 mètres d’épaisseur. À leur surface se développent des coins de sol (fig. 4A) ou fentes en coin d’orientations linéaires à profils en V, dont le plan de répartition général évoque un réseau polygonal. De petites dépressions ont également été observées au même niveau que les fentes.

16Les alluvions anciennes de Loire Fw sont entaillées par un vallon d’axe E-W présentant une séquence sédimentaire de comblement originale. Dans le talweg de ce paléo-vallon, la stratigraphie des alluvions se modifie notablement : au-dessus d’un lambeau de matériaux graveleux (peu épais ; 20 cm) les alluvions, de texture plus fine, sont sableuses à sablo-argileuses et présentent une stratification complexe de lits sédimentaires de textures variables (unité IIc). Ils sont constitués de sables gris lités, d’argiles sableuses et de sables roux peu argileux. Plusieurs de ces couches sont déformées et forment des involutions, sinon des injections, qui sont apparentées à des figures de cryoturbations, développées en contexte de pergélisol (fig. 6A & 6B). De telles formes sédimentaires sont héritées du gonflement différentiel au gel de deux unités sédimentaires superposées, en relation avec l’état hydrique du sol lors de l’engel automnal (AFES, 2009). Par ailleurs, la partie supérieure du lit de sables roux peu argileux présente un horizon gris et des glosses et/ou fentes de gel de petites tailles, blanchies, dont la mise en place est postérieure au remaniement par la cryoturbation des couches inférieures. Enfin, la partie supérieure de l’unité IIc présente une teinte claire, un caractère blanchi, est indurée et comprend des taches FeMn sous forme de ponctuations (horizon Eg?). Une dernière unité, de teinte grise à brun jaune, plus sableuse (IId) et comprenant quelques éléments grossiers, recoupe parfois les unités inférieures.

4.2.1.5 - Conclusions sur la terrasse de Châteauneuf

17Ces quatre points d’observation illustrent la terrasse dite de Châteauneuf et le bas du « glacis » d’Olivet (Gigout et al., 1972), caractérisés par une même séquence sédimentaire d’alluvions grossières litées, l’unité Ia. Le contexte de dépôt de ces matériaux est vraisemblablement un milieu de moyenne énergie qui correspond à une plaine alluviale à chenaux divagants en tresses (dépôts sableux ou gravelo-sableux de barres de chenal), de plusieurs décamètres à mètres (Macaire, 1981) se développant en contexte climatique de type périglaciaire. Ces alluvions sont pédogénéisées (BT enregistré) et leur surface enregistre localement des réseaux de fentes en coin, à l’origine de réseaux polygonaux décrits par P. Horemans dès 1960 (Horemans, 1960). Néanmoins, des variations ont pu être mises en évidence entre les secteurs étudiés, dans la partie supérieure de la séquence principalement et en fonction des conditions géomorphologiques locales ainsi que des conditions climatiques associées à la période de dépôt. Il en est ainsi des sables argileux rouges de Mareau-aux-Prés, des sables éolisés ou encore des séquences de fond de paléovallons cryoturbées, sans compter de possibles paléosols. Fait exceptionnel, la séquence du paléo-vallon de Mardié enregistre des indices de dégradation d’un pergélisol et la présence d’une couche active, illustrés par des sols cryoturbés, des horizons gris, des glosses et un horizon Eg sinon un fragipan possible. Cet enregistrement est lié aux conditions climatologiques et topographiques locales, impliquant l’accumulation des eaux de fonte dans un point bas, sur substrat imperméable. Outre ces premières observations, la séquence de Saint-Cyr-en-Val, par l’étendue spatiale de l’étude et les moyens alloués aux relevés et à leur traitement, complètent considérablement la connaissance du bas du glacis d’Olivet, équivalent de la terrasse dite des Nées à hauteur de Sully-sur-Loire et de celle de Châteauneuf (fig. 1A).

Fig. 6 : Photographies de la séquence du paléo-vallon de Mardié et des alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val.

Fig. 6 : Photographies de la séquence du paléo-vallon de Mardié et des alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val.

a/ Paléovallon de Mardié, de la base au sommet : argiles des Marnes de l’Orléanais, sables gris-blanc à roux cryoturbés de l’unité IIc affectés par un horizon à glosses, recouvert par les sables de l’unité IIe (SP20 à Mardié). Échelle de 2,3 m. b/ Paléovallon de Mardié, de la base au sommet : argiles des Marnes de l’Orléanais, sables de l’unité IIC cryoturbés, dont la partie supérieure présente un horizon gris et un horizon Eg immédiatement sous l’horizon de labour actuel (SP22 à Mardié). Échelle de 2,5 m. c/Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val. De la base vers le sommet, on observe : 1) des sables lités à graviers contenant un outil en silex taillé en bon état de conservation (Ia1) 2) des sables fins à moyens à lits obliques à pendage alternant gris à gris-noir (Ia1) 3) des alluvions litées plus grossières, sableuses à graviers et cailloux (Ia2) présentant les traits pédologiques d’un BT et d’un horizon Eg blanc/gris à leur sommet (SP19, Saint-Cyr-en-Val 2014). Échelle de 1 m. d/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, au nord du transect, horizon Eg entaillé et recouvert par les sables à éléments grossiers de l’unité Ib (SP19, Saint-Cyr-en-Val 2014). Échelle de 1 m. e/ Alluvion Fw de Saint-Cyr-en-Val, au milieu du transect, de la base au sommet du profil : sables de l’unité Ia2, affectés par un horizon Eg ou BTgd, recouverts par les sables à éléments grossiers de l’unité I (SP9 sous forêt, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 1 m. f/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, de bas en haut : 1) sables très fins argileux de la formation de Sologne 2) sables de l’unité Ia1 affectés par des horizons BT et Eg (ou BTgd) en partie supérieure (SP31, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 2 2015). Sondage de 2,7 m de profondeur..

4.2.2 - Le glacis polygénique d’Olivet à la Ferté-Saint-Aubin, attribué à Fv et Fw. L’apport du transect de Saint-Cyr-en-Val, « la Saussaye » (Mercey et al., 2014 & 2015)

4.2.2.1 - Description et analyse

18Ce transect se positionne en rive gauche de Loire, en limite sud du Val d’Orléans, à hauteur de Saint-Cyr-en-Val (cf. §3). Le versant est entaillé par des vallons d’orientation S-N ou SE-NW à l’exemple du vallon du ruisseau du Morchêne qui se développe à l’est de l’axe étudié et qui explique la pente générale du versant vers le NE (position de versant de rive gauche du vallon du Morchêne), entre 105 et 115 m NGF (fig. 2B).

19Les alluvions occupent de larges zones d’écoulements concentrés le long du transect. Il s’agit de dépôts majoritairement grossiers, sous la forme d’une alternance de lits horizontaux à stratifications obliques constitués de sables, de sables graveleux ou sables à graviers et galets constitués de quartz et de silex (fig. 7A, faciès Ia1 et Ia2). Les épaisseurs de formations alluviales anciennes conservées sont faibles sur le rebord de plateau - 2 à 3 m-, comparé aux enregistrements du versant au nord - 3 à 5 m - (fig. 2A). Au nord du transect, entre les sondages profonds n°2014-1 et 2014-16, la morphologie du contact avec les Sables et Argiles de Sologne apparait étagée et/ou ondulante, à la faveur d’incisions en larges chenaux. Ces formes ont leur importance puisque certains ensembles sédimentaires ont été préservés, en périphérie des zones d’écoulements concentrés, dans des replats recouverts par l’aggradation postérieure aux épisodes d’incision. C’est le cas des alluvions grossières de l’unité Ia, observées dans le sondage 19 (fig. 7A), et qui contenaient un outil en silex taillé bien conservé à la surface d’une couche sableuse litée à graviers (fig. 8). Cette surface était recouverte par des lits obliques de sables fins à moyens peu graveleux, à pendages alternants, lavés ou brun-gris à noir (fig. 6c). Ces sables ont fait l’objet d’une datation ESR qui donne un résultat de 482 ± 76 ka (tab. 1 & fig. 7A). L’outil est confectionné sur un éclat en silex secondaire par une retouche directe semi-abrupte. Son talon est lisse et les négatifs d’éclats précédents sur la face supérieure n’indiquent pas de débitage de type « Levallois ». Cette pièce, qui peut être qualifiée typologiquement de racloir double convergent déjeté, mesure 79 x 43 x 16 mm pour 71 grammes (fig. 8). Ces états de surface sont bons puisque la pièce ne présente aucune ébréchure ni émoussé, elle se trouverait donc en position primaire. Dans le même sondage et la même couche, un bloc de silex au cortex roulé présente quelques enlèvements tests. Ses dimensions sont de 65 x 38 x 38 mm pour 119 grammes. Des racloirs de ce type ont été découverts sur d’autres sites du Pléistocène moyen, comme à Soucy 1 dans la vallée de l’Yonne, dont la datation le rend contemporain du stade MIS 11 (Lhomme et al., 2000), tandis qu’à Saint-Cyr-en Val la datation proposerait une attribution au stade MIS 12 (Elstérien), mais élargie, en tenant compte des marges d’erreur, à la fin du 13 et au début du 11. Au sein de cet intervalle, le contexte de dépôt de l’unité Ia1 pourrait traduire une période d’interglaciaire avant l’incision de début glaciaire et l’enregistrement de la fin glaciaire dans le dépôt de l’unité Ia2. Une autre datation ESR a été effectuée sur les sables d’une séquence sédimentaire présente à l’ouest de la partie sud du transect (fig. 2A), dans le sondage 39 (fig. 7A). La date de 454 ± 53 ka révèle un âge proche de celui des alluvions présentes 9 mètres plus bas dans le versant, à 2,5 km de distance. Nous reviendrons sur cet aspect dans le chapitre des réflexions d’ordre chronostratigraphiques.

20Les caractères d’un ou plusieurs horizons pédologiques Bt sont présents dans les alluvions de l’unité Ia sous la forme d’un enrichissement en argile, d’une coloration orange soutenue (gamme des 4,5 YR du code Munsell) et/ou d’une illuviation en bandes. Un horizon particulièrement argileux a été relevé au sud du transect au sommet de Ia1 (fig. 2A & fig. 7A, SP39), il peut être hérité de pédogenèses anciennes, polycycliques, affectant la surface des alluvions et s’illustrant par une argillisation et une ferruginisation importante (Horemans, 1962, p.119 ; Giot, 2002, p.14). Il faut relever que la distinction cartographique des alluvions Fv et Fw initiale (Gigout et al., 1971) a pu être influencée par la présence de ce corps argiluvié : en effet, une concordance spatiale existe entre son apparition lors des études de terrain et le trait de séparation Fw/Fv proposé sur la carte géologique du BRGM (cartographie probable par P. Horemans, cité dans Gigout, 1970, p.4). C’était initialement l’état d’évolution du paléosol sur les alluvions anciennes qui avait guidé cette cartographie. Par ailleurs, un horizon Eg est bien développé au sommet des alluvions et de l’unité Ia, comme en témoignent les sondages nord du transect, le SP19 par exemple (fig. 6D), ou encore le SP9 (fig. 6E). Il s’illustre également par de grandes poches de sables altérés de tailles variables, parfois décamétriques (cf. SP1, fig. 3F). Au sud du transect, il affecte également la partie supérieure de l’horizon argilluvié mais dans ce cas, il s’agit plus vraisemblablement d’un horizon BTtgd, soit un horizon BT rédoxique et présentant une dégradation morphologique (fig. 6F & 7A). La surface des alluvions et l’horizon Eg sont recoupés par une formation sablo-graveleuse de surface (faciès Ib, fig. 7A) qui se surimpose nettement aux alluvions anciennes selon une discontinuité érosive. Elle se caractérise par sa texture nettement grossière, ses lits triés obliques de gravillons et de sables grossiers et son caractère brunifié ou gris au sud du transect (faciès Ib). Des coins de sol ou pseudomorphoses de coins de glace, emplis de sables et gravillons issus de la formation grossière supérieure, s’ouvrent dans les alluvions sableuses sous-jacentes, dans les sondages 9 et 10 notamment (fig. 9A & 9B).

21Enfin, plusieurs chenaux se surimposent à une période plus tardive au corps des alluvions quaternaires précédemment décrites (fig. 2A). Ces chenaux les recoupent nettement et présentent une succession complexe de dépôts sableux ou sablo-limoneux, sinon parfois limoneux (faciès IIc et d, fig. 7A). Le paléochenal nord est l’un des plus développés, il présente un remplissage de 4 mètres d’épaisseur. En son sein, les formations superficielles observées ont été déposées par plusieurs types de processus : 1 : fluviatile pour la majorité d’entre eux pour les dépôts localisés dans un ou plusieurs chenaux, 2 : gravitaire ; la solifluxion est probable pour l’unité 2012c (fig. 10A, 10B & 11) et 3 : éoliens ; les limons jaunes et les sables fins des unités 2011 et 2007 pourraient être d’origine éolienne, mais cette hypothèse repose uniquement sur les observations macroscopiques de texture et demande à être vérifiée. Enfin, des pièces lithiques ont été retrouvées dans les unités 2012a et 2012b’. Dans l’unité 2012b, la présence de lits argileux orange et noir, surmontés de fins lits limoneux gris qui alternent et se répètent, a été observée, l’ensemble présente des figures de cryoturbation (fig. 9C, 9D, 10A, 10B & 11). Il pourrait s’agir d’horizons humifères de surface, saisonniers. Le sommet de cette unité contient deux éclats taillés en « silex secondaire » dont les bords sont ébréchés et les arêtes émoussées, évoquant une remobilisation post-dépôt (cf. Deschamps in Mercey et al., 2015). L’unité supérieure 2012b, observée uniquement dans le sondage 27 à l’occasion de l’ouverture d’une fenêtre, correspond à des sables moyens bien triés, peu argileux et brun rouge (fig. 10B & 11). Elle contient sept éclats en silex taillé (cf. Deschamps in Mercey et al., 2015) dont les états de surface sont bons et semblent témoigner de l’absence de processus postérieurs aux dépôts. Le caractère ubiquiste de l’ensemble de ces éclats empêche une caractérisation chrono-culturelle de l’assemblage lithique du paléochenal.

Fig. 8 : Outil confectionné sur un éclat en silex secondaire et issu du sondage profond 19 de la tranche 1 de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye »

Fig. 8 : Outil confectionné sur un éclat en silex secondaire et issu du sondage profond 19 de la tranche 1 de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye »

dessin E. Boitard‑Bidaut

Fig. 7 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fw/Fv de Saint-Cyr-en-Val.

Fig. 7 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fw/Fv de Saint-Cyr-en-Val.

A/ et B/ « La Saussaye ». C/ « Rue des Genêts »

4.2.2.2 - Implications d’ordre chronostratigraphique concernant le glacis d’Olivet

22Le transect de Saint-Cyr-en-Val, selon la cartographie établie pour la carte géologique de la Ferté-Saint-Aubin (Gigout, 1971), recoupe à la fois Fv et Fw. L’observation de la géométrie des formations superficielles, telle que représentée sur la coupe (fig. 2A), ne contredit pas cette définition puisque les alluvions anciennes du rebord de plateau, peu épaisses et vraisemblablement très érodées (entre 2 et 3 mètres d’épaisseur, z de surface à 114 m NGF), cèdent la place à des corps en chenaux qui se développent 10 mètres plus bas sur le versant (4 mètres et plus d’épaisseur, z de surface à 105 m NGF). Par ailleurs, l’argillisation importante de la surface des alluvions cartographiées en tant que Fv participe à la différenciation de Fv par rapport à Fw. Le « glacis » est donc bien visible, mais quelle réalité géomorphologique recouvre t’il ?

23En effet, à la fois les datations ESR obtenues dans les alluvions sableuses du plateau et du bas de versant et les observations macroscopiques des corps alluviaux anciens questionnent l’interprétation des alluvions anciennes Fv et Fw. Rappelons que les dates obtenues, au nombre de 5 dans différents corps (tab.1, fig.7A, 7B & 7C), placent les alluvions anciennes Fv et Fw de Saint-Cyr-en-Val dans une même gamme temporelle (stades isotopiques 13 à 11). Par ailleurs, la lecture des niveaux d’apparition du substrat calcaire pour le glacis d’Olivet, après consultation de la Banque de Données du Sous-Sol (BSS) du BRGM, ne laisse pas apparaître de décrochements particuliers, pouvant évoquer l’influence de la tectonique sur la géométrie des formations alluviales. D’autres explications peuvent être envisagées, dont la présence de larges chenaux du Pléistocène inférieur qui pourraient avoir été réempruntés au Pléistocène moyen, notamment dans l’axe SW /NE entre le sondage 39-2015 et le 19-2014 (fig. 2B). La mise en place d’un large chenal dans cet axe pourrait être simultanée ou immédiatement postérieure à une phase d’érosion affectant l’unité Ia, telle que représentée sur le schéma interprétatif (fig. 12) et expliquer l’absence de l’horizon argilluvié sur le versant (fig 2A, 2B, 7A, & 7B) Dans cette hypothèse, la limite Fv/Fw (fig. 1A & 2B) ne représente pas le passage de l’enregistrement d’un cycle au suivant, mais plutôt une limite érosive possible au sein d’un même cycle climatique, donnant lieu à l’enregistrement de deux formations alluviales, Ia1 et Ia2 (fig. 12). Ces dernières continuent à évoluer par la suite, puisqu’elles sont affectées par des pédogenèses et enregistrent également des figures de gel (fig. 12), interprétées comme des pseudomorphoses de coins de glace, plus ou moins exprimées selon la position topographique et les conditions de drainage. Enfin, une nouvelle discontinuité érosive affecte leurs surfaces sur l’ensemble du plateau et du versant, suivie d’un épisode de sédimentation représenté par l’unité Ib. Cet épisode a fréquemment été observé par les auteurs anciens mais également sur le terrain ces dernières années, quel que soit l’âge présumé des formations alluviales. Il a été attribué à un enregistrement d’âge weichsélien généralement, en raison de sa proximité de la surface actuelle et de ses caractéristiques sédimentaires. Mais la datation de cet ensemble dans la même gamme temporelle que les alluvions sous-jacentes en modifie l’interprétation chronostratigraphique et permet également de dater indirectement les pseudomorphoses de coin de glace enregistrées dans les alluvions de Saint-Cyr-en-Val.

24Enfin, une persévérance de la morphologie chenalisée s’illustre par l’enregistrement plus récent de l’unité IIc/IId (fig. 2A, 7A & 12) qui contient des vestiges lithiques. La mise en place de ce dernier chenal d’écoulement concentré et des formations sédimentaires associées (IIc/IId) n’est pas datée, tout comme le matériel lithique. Il pourrait s’agir d’une remobilisation très localisée de matériel lithique contenu dans les alluvions entaillées par l’érosion (industries acheuléennes ?) La séquence sédimentaire de ce paléochenal suscite plusieurs réflexions. Tout d’abord, les dépôts éoliens observés requièrent des conditions sèches et très froides, reconnues dans le nord de la France durant le Weichsélien au Pléniglaciaire inférieur et moyen mais surtout au Pléniglaciaire supérieur, durant le stade isotopique 2 (Antoine et al., 2014). Cependant, en l’absence des datations pour l’instant, cet enregistrement pourrait également être plus ancien, stades 6, 8 ou 10 (Saalien). Outre les dépôts éoliens, des figures de cryoturbation affectent les sables argileux sous-jacents au niveau contenant le matériel lithique. Ces figures témoignent de la présence d’un pergélisol saisonnier sinon d’un gel saisonnier profond, antérieur à la mise en place des dépôts éoliens. Durant le Weichsélien, de tels épisodes de froid sont enregistrés au Pléniglaciaire principalement, mais également dans une moindre mesure au Tardiglaciaire, durant les Dryas ancien et récent surtout. Enfin, des horizons gris/noirs, affectés par les cryoturbations précédemment évoquées, pourraient témoigner de conditions plus tempérées, favorables au développement de pédogenèses de surface. De telles conditions sont connues au Weichsélien durant les interstades du Bölling et de l’Alleröd au Tardiglaciaire, mais ces horizons pourraient également être hérités des interstades du Pléniglaciaire moyen (MIS 3), sinon du début glaciaire (MIS 5). Dans ce contexte, il est difficile de proposer un cadre chronostratigraphique définitif à la séquence enregistrée dans le paléochenal contenant les unités IIc/IId, elle pourrait être weichsélienne, ou bien saalienne, les datations préciseront cet aspect.

Fig. 9 : Photographies des alluvions de Fw (Saint-Cyr-en-Val) et Fx (Neuvy-en-Suillas).

Fig. 9 : Photographies des alluvions de Fw (Saint-Cyr-en-Val) et Fx (Neuvy-en-Suillas).

a/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, exemple de pseudomorphose de coin de glace conservée en surface des alluvions anciennes (SP10, Saint-Cyr-en‑Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 1 m. b/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, vue en plan du petit réseau polygonal associé à la pseudomorphose de coin de glace (SP1 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 1 m. c/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, observation de bas en haut de 1) US 2012b, bandes alternées de sables lavés blancs, de sables gris/noir et de sables argileux brun rouge 2) US 2012b’, sables moyens bien classés brun-rouge, contenant du matériel lithique 3) US 2012a, sables moyens argileux brun-rouge à graviers 4) US 2010, sable moyen limono-argileux rouge. Position des prélèvements OSL et ESR. Coupe est du sondage 27, extrémité sud de la coupe, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014. Échelle de 50 cm. d/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, observation sur coupe oblique des involutions des bandes alternées de l’unité 2012b (coupe sud oblique du sondage 27, partie Est, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 50 cm. e/ Alluvions anciennes Fx, unités IIa et IIb, dont on perçoit les lits obliques de gravillons et graviers classés alternant avec des lits sableux (SP4 RDC Neuvy-en-Sullias 2014). Sondage de 5 m de profondeur. f/ Alluvions anciennes Fx, succession de lits obliques gravelo-sableux ou de gravillons classés -II b -, en discordance sur les sables graveleux sousjacents - II a - (SP6 TDC Neuvy-en-Sullias 2014). Sondage d’un mètre de haut. N.B. : la lentille sableuse centrale a fait l’objet du prélèvement ESR 2.

Fig. 10 : Coupes du paléo-talweg nord de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1.

Fig. 10 : Coupes du paléo-talweg nord de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1.

A/ Axe perpendiculaire nord-sud. B/ Axe longitudinal ouest-est. Position des sondages sur la figure 2B et légende dans la figure 11

Fig. 11 : Détail des logs n° 22 à 20 de la coupe ouest-est du paléo-talweg nord de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 et légende associée.

Fig. 11 : Détail des logs n° 22 à 20 de la coupe ouest-est du paléo-talweg nord de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 et légende associée.

Fig. 12 : Schéma interprétatif des enregistrements paléopédologiques sur le transect de Saint-Cyr-en-Val, depuis le rebord de plateau, au sud jusqu’au versant, au nord.

Fig. 12 : Schéma interprétatif des enregistrements paléopédologiques sur le transect de Saint-Cyr-en-Val, depuis le rebord de plateau, au sud jusqu’au versant, au nord.

4.3 - Les alluvions anciennes de la Loire orléanaise cartographiées Fx

4.3.1 - La terrasse de Tigy

25Seuls deux sites ont été étudiés et ont fait l’objet de datations ESR, « les Terres des Cassines » à Neuvy-en-Suillas et « Les Terres de Saint-Germain » à Vienne-en-Val. Ils sont positionnés sur la terrasse de Tigy (fig. 1A et B), entre 107 et 112,7 mètres d’altitude de surface, et 4 à 7 mètres d’altitude relative ; ils présentent en moyenne quatre à cinq mètres d’alluvions anciennes, sans que le substrat ait été atteint. Ce dernier correspond à la marne de la formation de Beauce, exploitée dans les marnières encore présentes dans le paysage à proximité des sites et reconnue dans les sondages de la BSS présents dans l’aire d’étude.

4.3.1.1 - La séquence de Neuvy-en-Suillas, « les Terres des Cassines » (Vanderhaegen, 2014)

26Ce point d’observation se positionne à l’extrémité est du Val d’Orléans, en rive gauche de Loire, sur le rebord de plateau limitant le coteau sud du Val, à une altitude de 112,7 mètres NGF et une altitude relative de 7 mètres (tab. 1, fig. 1A & 7B). Deux vallons, les écoulements permanents du Mothois et du Massy, se développent de part et d’autre des « Terres des Cassines » (fig. 13A).

27La première unité (fig. 13B) est constituée de lits gravelo-caillouteux, de lits de sables moyens à grossiers et de lits sablo-graveleux (IIa), aux teintes variant du brun-gris au noir, du jaune au brun-clair et au brun-rouge (fig. 9E). Ils traduisent la présence d’un horizon BT en bandes et une certaine ferruginisation. La deuxième unité (IIb) constitue des remplissages de chenaux qui s’inscrivent dans les alluvions de l’unité IIa. Ils présentent des litages obliques marqués, comprenant des lits gravelo-sableux et des lits de gravillons classés et lavés, ainsi qu’une teinte brune (fig. 13B). Les chenaux sont de direction ouest-est et recoupent nettement les alluvions grossières de l’unité IIa sous-jacentes (fig. 9F). La dernière unité (III) est constituée de sables fins à moyens triés (fig.13B), contenant parfois de minces lits de graviers (fig. 13B). Ils recouvrent les sables graveleux des unités IIb ou IIa. Ces sables ne sont présents que sur le versant orienté au SE de l’emprise de diagnostic, le long de la courbe de niveau des 112,5 m NGF qui souligne l’extrémité de l’une des têtes de vallon du ruisseau du Mothois (fig. 13A). Cette formation évoque un corps connu dans la littérature ; soit des sables d’origine alluviale mais éolisés (Gigout, 1971). Les unités IIa et IIb ont fait l’objet de datations ESR (tab. 1 & fig. 13B) dont les résultats sont des âges respectifs de 222 ± 29 ka et 269 ± 31 ka.

4.3.1.2 - La séquence de Vienne-en-Val, « Les Terres de Saint-Germain » (Larde, 2016)

28Ce point d’observation se positionne en partie basse du versant de rive gauche du Val de Loire, à Vienne-en-Val, entre 110 et 105 mètres NGF, à une altitude de surface moyenne de 106,5 m et une altitude relative de 4 à 5 mètres, sur un replat large de 500 m (tab. 1, fig. 1A & 1B). À cet emplacement, les alluvions anciennes Fx atteignent 8 mètres d’épaisseur, selon les sondages de la BSS présents à proximité, et reposent sur la formation de Sologne. Néanmoins, le substrat n’a pas été atteint lors de l’intervention archéologique. Un petit vallon à l’écoulement intermittent, orienté SW-NE, entaille le versant immédiatement à l’est du point d’observation.

29Les alluvions affleurent sous le labour actuel et se présentent sous la forme d’une alternance de lits de sables moyens à grossiers faiblement argileux de teinte orange, de lits de graviers et de lits sableux obliques entrecroisés (IIa ; fig. 13C). Les alluvions anciennes sont cryoturbées dans leur partie supérieure, comme en témoignent des déformations des matériaux sédimentaires ainsi que la présence régulière de graviers et cailloux triés et redressés régulièrement en surface de la couche graveleuse supérieure (processus de cryoexpulsion). À la différence de la séquence de Neuvy-en-Suillas l’unité IIb n’est, a priori, pas enregistrée à Vienne-en-Val

Fig. 13 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fx de Neuvy-en-Suillas et Vienne-en-Val.

Fig. 13 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fx de Neuvy-en-Suillas et Vienne-en-Val.

A/ Contexte topographique de la séquence de Neuvy-en-Suillas. B/ Log synthétique de la séquence alluviale de Neuvy-en-Suillas. C/ Logs synthétique de la séquence de Vienne-en-Val.

4.3.1.3 – Conclusions sur la terrasse de Tigy

30Sur ces deux sites, les alluvions Fx se caractérisent par des séquences grossières, litées horizontalement, sans gradient granulométrique apparent et qui correspondent à des dépôts de chenaux et de barres. Les caractères pédologiques de ces alluvions anciennes s’illustrent par un horizon BT en bandes, qui présente des variations importantes de teintes, verticalement et latéralement. Le nuancier de couleur est toujours dans la gamme de 2,5 à 4,5 YR, décrit classiquement pour les alluvions Fx (Horemans, 1962). Aucun horizon E n’a été relevé en surface des alluvions. Une dernière phase de dépôt sablo-graveleux à lits obliques caractérise cependant la séquence de Neuvy-en-Suillas, scellée par des sables alluviaux éolisés. Contrairement aux travaux anciens qui attribuent les alluvions grossières de la terrasse de Tigy au Riss récent ou Würm ancien (Gigout et al., 1972), les datations ESR effectuées à Neuvy-en Suillas permettent de proposer des âges correspondant aux MIS 8 et 7 (Saalien). La dernière phase de dépôt, soit l’éolisation des sables de la surface des alluvions anciennes, pourrait être attribuée au Pléniglaciaire supérieur. Elle rappelle en cela les sables superficiels de la séquence de Mareau-aux-Prés ou Châteauneuf-sur-Loire (fig. 4A).

5 - Discussion

5.1 - Géométrie des dépôts, enregistrements paléopédologiques et périglaciaires

5.1.1 - Les traits périglaciaires

31Des réseaux de polygones de toundra, par ailleurs décrits dans la légende de la carte géologique et par certains géologues locaux, sont présents en surface des alluvions anciennes. Ainsi P. Horemans en 1960 est l’un des premiers à décrire des sols polygonaux sur les terrasses de la Loire en Orléanais, M. Gigout résumait ces observations en 1972 en précisant que des polygones de toundra étaient bien visibles sur les terrasses anciennes (hautes terrasses du plateau de Marcilly, de Dampierre) mais également en surface des alluvions de la terrasse de Tigy, même si elles sont plus rares dans ce cas (Gigout et al., 1972). Ces observations ont été confirmées par des travaux récents, dont ceux d’un programme national de collecte des données relatives aux figures de gel (Bertran et al., 2014 ; Andrieux et al., 2015, 2016).

32Les figures de gel conservées sont dans la majorité des cas des réseaux de pseudomorphoses de coins de glace, à Saint-Cyr-en-Val par exemple, et plus rarement des coins de sable, à Saint-Martin-d’Abbat notamment. Sur ce site, le profil des coins est en « V» (ouverture : 1 m, et profondeur : 1,50 m ; fig. 5D) et filant, parfois en « bulbe » (fig. 14A), le remplissage en général sableux à sablo-limoneux, soit nettement plus fins que les alluvions sablo-argileuses constituant l’encaissant. Les coins s’observent en plan sur plus de 5 m de long (fig. 5E). Les fentes en coin fossiles ou les pseudomorphoses de coin de glace de Saint-Cyr-en-Val s’ouvrent sur 1 m de large ou plus dans les alluvions et dans l’horizon BT sous-jacent. Elles sont le plus fréquemment remplies par les matériaux constitutifs des alluvions encaissantes (sables et/ou graviers), sans structure ou organisation visible, et sont affectées par l’horizon Eg (fig. 9A et fig. 9B). Une caractéristique qui fait écho aux enregistrements d’horizons gley, déferrifiés, associés aux pseudomorphoses de coin de glace en contexte limoneux (Andrieux et al., 2015). Des coins de sable au comblement argilluvié ont également été observés ponctuellement à Saint-Cyr-en-Val (fig. 14B). Enfin, certaines pseudomorphoses de coins de glace semblent déformées et affectées par une dégradation thermokarstique, comme observé à Saint-Cyr-en-Val (fig. 3F). Elles sont scellées par un épisode de colluvionnement/alluvionnement correspondant au corps grossier à lits obliques supérieur, précédemment évoqué et par ailleurs daté de 465 ± 96 ka à Saint-Cyr-en-Val. L’âge de ces figures de gel est donc estimé pour Saint-Cyr-en-Val, mais reste incertains sur d’autres sites, comme à Saint-Martin-d’Abbat.

33Enfin, des cryoturbations ont également été observées sur deux sites, à Saint-Cyr-en-Val et à Mardié. Dans les deux cas, la position dans ou en fond de talweg peut être notée, ainsi que la présence d’horizons noirs et lités pour Saint-Cyr-en-Val et d’un horizon gris à Mardié. Les cryoturbations s’illustrent par une déformation des horizons ou couches, due à la progression d’un front de gel au sein de matériaux saturés en eaux. Ces enregistrements ne sont pas encore datés, mais pourraient s’être développé durant le Saalien ou le Weichsélien, Fw étant datée du stade MIS12.

Fig. 14 : Photographies des alluvions éolisées en sommet de Fx et de coins de sol à Saint-Cyr-en-Val et Saint-Martin d’Abbat

Fig. 14 : Photographies des alluvions éolisées en sommet de Fx et de coins de sol à Saint-Cyr-en-Val et Saint-Martin d’Abbat

a/ Coin de sable en « bulbe » au sommet des alluvions anciennes de Saint-Martin ’Abbat. b/ Alluvions « Fw » de Saint-Cyr-en-Val, observation d’un coin de sol sableux argilluvié au centre de la coupe, recouvert par un lit gravelo-sableux. Argile gris-verte de la formation de Sologne à la base, soulignée par de gros blocs (jusqu’à 20 cm de diamètre). SP15 2015, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 2 2015. Échelle de 1m.

5.1.2 - Les horizons E ou Eg

34Les horizons E ou Eg constituent des horizons de type albique et/ou glossique, appelés autrefois A2. Leur développement est traditionnellement associé à un climat frais et humide de début de cycle glaciaire (Campy & Macaire, 1989, p.86). A ce titre, ils pourraient constituer des marqueurs climatiques et chronologiques, cependant les paléosols abordés dans cette étude sont polyphasés dans leur grande majorité, ce qui implique une superposition des héritages pédologiques et sans doute une certaine jeunesse des horizons Eg. Leur contexte de formation peut être lié à celui d’une pédogenèse de type lessivante impliquant le développement d’horizons d’éluviation et d’illuviation, sous couverture végétale et conditions climatiques favorables, mais également à l’impact des processus de gel-dégel en contexte périglaciaire, favorisant la formation d’horizons de dégradation, tel que le BT gd, le fragipan ou l’agradation fragique. Cependant, deux situations pourraient avoir été enregistrées dans les séquences étudiées : un horizon Eg correspondant à un cycle ancien, développé dans l’unité I observé à Saint-Cyr-en-Val et Saint-Martin-d’Abbat (fig. 4A & fig. 7A) et un autre à une dynamique pédologique plus récente, héritée du Pléniglaciaire supérieur ou du Tardiglaciaire très probablement, à Châteauneuf-sur-Loire et Mardié notamment, développée dans l’unité II (fig. 4A). À Mardié, l’horizon Eg pourrait s’apparenter à un fragipan ou une agradation fragique, horizon qui, d’après les travaux de B. Van Vliet-Lanoë (Van Vliet-Lanoë et al., 1992) notamment, se développent au début du Pléniglaciaire supérieur et surtout ensuite durant le Tardiglaciaire, au Dryas ancien notamment. Rappelons enfin que les cinq datations ESR obtenues à Saint-Cyr-en-Val permettent d’associer l’horizon Eg enregistré ou la dégradation du BT illustré par un BT gd, au même cycle climatique que l’ensemble de la séquence alluviale ancienne de l’unité I, puisqu’ils sont nettement recoupés par le corps grossier à lits obliques Ib (fig. 7A, 7B & 12).

5.1.3 - Le corps grossier supérieur à lits obliques

35Sur les derniers diagnostics de 2014 et 2015 à Saint Cyr-en-Val, la surface des alluvions dite Fw et l’horizon Eg, sont recoupés par une unité sablo-graveleuse de surface, le faciès Ib (fig. 7A, B & 12). Elle se caractérise par sa texture nettement grossière, ses lits obliques de gravillons et de sables grossiers bien classés et son caractère brunifié. Si cette formation avait déjà été observée à Saint-Cyr-en-Val (Frénée, 2009 et Noël, 2012a ; fig. 7C), une unité aux caractéristiques similaires a été identifiée à 15 km en amont, en rive gauche, sur les alluvions dites Fx cette fois, à Neuvy-en-Suillas (faciès IIb, fig. 13B) (Vanderhaegen, 2014). Enfin, elle a également été décrite à Châteauneuf-sur-Loire, en rive droite (faciès IIb, fig. 4A).

36La présence de lits obliques de matériaux bien classés évoque un mode de dépôt d’origine alluvial, ce que confirme la présence de chenaux d’écoulements concentrés, à Neuvy-en-Suillas notamment, ainsi que le contact net de type discontinuité érosive avec les formations sous-jacentes pour chacun des points d’observation. La coloration brune de l’unité est récurrente et ne peut être mise en relation avec l’impact de pédogenèses récentes, les unités Ib et IIb étant fréquemment scellées par des sables d’origine alluviale éolisés (à Neuvy-en-Suillas et Châteauneuf-sur-Loire, et plus ponctuellement à Saint-Cyr-en-Val). En revanche, ce caractère peut être hérité de l’érosion d’horizons pédogénéisés développés en surface des alluvions anciennes.

37La mise en place de cette unité pourrait être associée à une dernière phase de réactivation et d’érosion généralisée de l’ensemble de la surface des alluvions du fond de vallée, avant la phase d’incision suivante et ce pour chaque cycle. Ce qui expliquerait la répétition d’une telle observation pour des formations alluviales d’âges différents (465 ± 96 ka à Saint-Cyr-en-Val et 222 ± 29 ka à Neuvy-en-Suillas par exemple). Si une mise en place alluviale est évoquée, elle n’exclut pas l’existence localisée d’une mobilisation secondaire de matériaux par ruissellement et peut-être solifluxion, notamment sur versant, expliquant l’emploi de la terminologie colluvion/alluvion pour ce dépôt dans les logs synthétiques. Cet aspect fait écho aux observations publiées par Gigout et al. en 1972 à propos « d’une pellicule superficielle plus ou moins caillouteuse » présente sur les terrasses et plateaux. Si un âge weichsélien, sinon plus récent, a été fréquemment proposé pour cette formation affleurant souvent en surface (Gigout et al.,1972 par exemple), à la fois les dates et les observations récentes ne permettent plus de généraliser cette proposition. Rappelons qu’à Saint-Cyr-en-Val des chenaux d’écoulement qui pourraient s’être mis en place durant le Weichsélien, recoupent cette formation (cf. supra, paragraphe 4.2.2.1).

5.1.4 - Les sables éolisés

38Ils ont été observés au sommet des séquences alluviales de Neuvy-en-Suillas (faciès III, fig. 13B), de Mareau-aux-Prés et de Châteauneuf-sur-Loire (faciès III, fig. 4A). Leurs caractéristiques sont similaires à celles décrites dans les travaux de thèse de Horemans (1962). Il s’agit de sables éolisés d’une épaisseur de 50 à 75 cm, constitués de grains « ronds mats », non stratifiés et de texture globalement plus fine que celle des alluvions encaissantes. Leur mise en place requière des conditions sèches et très froides (vents balayant une surface peu végétalisée), reconnues dans le nord de la France ponctuellement durant le Weichsélien au Pléniglaciaire inférieur et moyen et particulièrement au Pléniglaciaire supérieur durant le stade isotopique 2, épisode le plus froid du Weichsélien (Antoine et al., 2014). De tels dépôts éoliens, ou fluvio-éoliens, ont été identifiés dans le Val d’Orléans par Cyril Castanet (2008) qu’il attribue à la toute fin du Pléniglaciaire supérieur. Enfin, rappelons qu’à Châteauneuf-sur-Loire, ces sables avaient été prélevés dans « la butte de Gabereau » et étudiés par L. Rasplus qui les interprétait comme des sables d’origine alluviale ayant subi un léger remaniement éolien (Gigout et al., 1972). Il s’agit d’une dune de sables soufflés, formant nettement une barkhane (dune en croissant) sur la carte géologique de Gigout et al., (1970 ; 1972). Ce dernier la définissait comme une « accumulation locale, en dune, des sables soufflés par le vent au cours de la dernière phase froide du Quaternaire ». Outre les dépôts éoliens sableux de surface (faciès III, fig. 4A et fig. 13B), des sables limoneux brun-jaune, présents dans le remplissage stratigraphique du chenal nord de Saint-Cyr-en-Val (fig.10 et 11, unités 2007 et 2011), ont également été attribués à des dépôts d’origine éolienne, intercalés dans une séquence principalement alluvio-colluviale (faciès IIc et IId ; fig. 7A).

5.2 - Vers une chronostratigraphie des alluvions anciennes en Orléanais

  • 1 Ce groupe de travail a vu le jour dans le cadre des Axes de Recherches Collectives créés par l’Inra (...)

39Identifier des marqueurs chronologiques fiables constituait l’un des objectifs définis initialement dans le cadre de l’activité d’archéologie préventive et de celle du groupe de travail « Le Pléistocène de la région Centre : élaboration d’un cadre chronostratigraphique »1 (Liard et al., 2012). De nombreux enregistrements ne peuvent jouer ce rôle s’ils ne sont pas considérés comme des ensembles morpho-sédimentaires, replacés dans leur contexte géomorphologique local et par ailleurs datés par des méthodes de datations absolues. Prenons l’exemple des lits supérieurs à stratifications obliques, dont la présence a été attestée au sommet de quasi chacune des formations alluviales anciennes. Ils ont été datés à la fois sur la terrasse de Tigy et dans la partie basse du glacis d’Olivet, permettant de les associer à la fin de chaque cycle climatique sinon au début du suivant. Il peut représenter une dernière phase de réactivation et d’érosion généralisée de l’ensemble de la surface des alluvions du fond de vallée, contemporaine ou immédiatement antérieure à la phase d’incision qui suit. Ces événements pourraient donc se répéter à la fin de chaque cycle, ce qui expliquerait leur enregistrement à la base du glacis d’Olivet et sur la terrasse de Tigy. A la fois similaires et distincts, ils illustrent bien l’intérêt d’une approche géomorphologique globale de l’ensemble des formations alluviales de l’Orléanais.

40Les coins de sable ou les pseudomorphoses de coin de glace constituent des marqueurs d’épisodes froids, mais en l’absence de datations absolues de leur comblement primaire ou des alluvions encaissantes, ils ne peuvent être utilisés en tant que marqueurs chronostratigraphiques. Notons cependant qu’une chronologie relative des réseaux polygonaux avait été proposée par P. Horemans (1962), qui avait travaillé notamment sur la distinction de différents degrés d’altération des remplissages sédimentaires des coins de sol. Il avait également identifié des « fentes » à remplissage sableux d’origine éolienne traversant les niveaux de sables éolisés présents sur les formations alluviales anciennes (Horemans, 1962, p.67). Elles n’ont pas été observées sur les séquences étudiées, notamment à Mareau-aux-Prés, Châteauneuf-sur-Loire et Neuvy-en-Suillas, où les sables soufflés étaient présents. Seul le réseau polygonal de coins de sable de Saint-Martin-d’Abbat pourrait en témoigner, le remplissage des coins étant finement sableux. Les datations ESR obtenues sur les alluvions de Saint-Cyr-en-Val, entre autres, constituent une nouveauté et permettent d’évaluer indirectement l’âge des réseaux polygonaux observés à Saint-Cyr-en-Val, sinon celui des réseaux du plateau de Marcilly notamment, documentés dans la base de données des figures périglaciaires pléistocènes de France (Andrieux et al, 2016). Le réseau de Saint-Cyr-en-Val est intégré au cycle concerné par les datations obtenues, soit vraisemblablement l’Elstérien pour Saint-Cyr-en-Val (stade MIS 12) et n’illustre a priori pas de figures de gel héritées du Last Permafrost Maximum, période la plus froide du dernier maximum glaciaire. À l’exemple des réseaux de Saint-Cyr-en-Val, et donc potentiellement de l’ensemble de la terrasse des Nées et de Châteauneuf, les réseaux polygonaux de Saint-Martin-d’Abbat, de Mardié et de Châteauneuf en rive droite pourraient être bien antérieurs au Weichsélien. Cependant, d’autres dates devront être effectuées sur les remplissages de coins ou les matériaux supérieurs les recouvrant tout particulièrement, pour confirmer cette analyse qui repose sur le seul site de Saint Cyr, aucune figure de gel n’ayant été observée à Neuvy-en-Suillas où des datations ESR ont également été effectuées. Ainsi, les réseaux polygonaux peuvent présenter des âges variés, comme le rappelait M. Gigout (1972) en évoquant la question de leur fréquence également, en fonction des terrasses concernées. Les réseaux du plateau de Marcilly, pour l’évoquer à nouveau, devront être datés plus précisément et il n’est pas encore possible de les rapprocher des enregistrements du « glacis » de Saint-Cyr-en-Val par exemple.

41Quant au dernier maximum glaciaire (LGM) et au Tardiglaciaire, il est possible qu’ils soient enregistrés sous forme de paléosols et de figures de cryoturbation dans les vallons ou chenaux d’écoulements concentrés formés au dépend des surfaces d’alluvions anciennes, tels qu’observés à Mardié ou à Saint-Cyr-en-Val. Si des datations OSL et ESR ont été engagées sur la séquence de Saint-Cyr-en-Val, C. Castanet et al. (2008) identifient dans le Val un paléosol dont le faciès suggère un âge alleröd. Par ailleurs, une séquence stratigraphique mise au jour récemment, entre Blaisois et Orléanais, à Muides-sur-Loire (Irribarria, 2016), présentait une séquence pédo-sédimentaire développée à la surface des alluvions anciennes dont l’âge pourrait être Weichsélien.

42Reste un aspect difficile à expliquer, qui est la conservation de séquences de cycles anciens, alors même que ces enregistrements sont proches de la surface et ont inévitablement connu des phases d’érosions consécutives aux cycles ultérieurs. Les horizons Eg, de par leurs caractéristiques pédologiques, sont d’autant plus sujets au démantèlement par exemple, mais pourraient être également protégés par le dépôt de l’unité d’origine colluvio-alluviale supérieure. D’autres datations devront être effectuées sur des séquences complètes, tant est qu’elles le soient, à l’image de celle de Saint-Cyr-en-Val, pour poursuivre cette réflexion.

6 - Conclusion et perspectives

43Cette première synthèse de relevés récents soulève certaines questions, dont l’une relative notamment à l’impact de la tectonique locale sur la géométrie des formations alluviales anciennes, non attestée au regard de la morphologie du toit du substratum. Cette situation incite à interpréter le glacis d’Olivet autrement que sous la forme initiale d’une imbrication des terrasses Fw et Fv sur versant. En cela le transect continu de Saint-Cyr-en-Val apporte des éléments de compréhension relatifs à la morphologie de surfaces d’érosion et de paléo-axes d’écoulement. Ces derniers pourraient constituer des formes héritées, hypothèses qu’il est possible de tester à l’avenir en datant à la fois les unités sédimentaires FS et AR, toutes deux issues de la formation de Sologne ; FS est constituée de sables moyens à grossiers à dragées de quartz blanc éparses et AR de sables argileux, d’argiles sableuses et d’argiles. L’unité FS pourrait dater du Pléistocène inférieur et constituer de premiers axes d’écoulement inscrits dans la formation AR issue du Miocène/Pliocène. Ces axes seraient réempruntés lors de la mise en place des alluvions anciennes de la Loire Fw plus particulièrement. La question relative à la différenciation historique de Fw et Fv sur le glacis pourrait également être approfondie par une analyse micromorphologique des sols reliques et polycycliques qui apporterait une argumentation complémentaire à celle reposant actuellement sur les traits macroscopiques enregistrés, la géométrie des corps sédimentaires et les datations. Les datations acquises permettent d’observer pour l’Orléanais l’existence d’au moins deux cycles enregistrés, datés probablement du stade 12 pour Fw et des stades 7 et 8 pour Fx. L’enregistrement

44de cycles climatiques de 100 000 ans, par ailleurs connus pour le Pléistocène moyen et datés dans d’autres secteurs que l’Orléanais (Tissoux et al. 2012 et 2013), se confirme. La présence d’un outil taillé bien conservé au sein de Fw, dans la séquence de Saint-Cyr-en-Val, constitue une découverte tout à la fois exceptionnelle et fortuite. Néanmoins, elle encourage les efforts d’investigation menés lors des travaux de diagnostics archéologiques et illustre le potentiel archéologique des alluvions anciennes, d’ores et déjà démontré par les travaux de J. Despriée (Despriée et al., 2011, 2012 et 2014).

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Bibliographie

Nous tenons à remercier Jackie Despriée, qui nous a conseillé et encouragé dans notre approche prospective initiale, ainsi que Marie Soressi, Sophie Clément et Jean Airvaux pour nos échanges et leurs commentaires avisés quant à l’outil lithique du sondage 19. Nous remercions également vivement nos relecteurs qui ont contribués à l’amélioration de cet article. Enfin, merci à Romain Liard et Michael Fay pour leur aide à la traduction.

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Macaire J.J. 1981 ‑ Contribution à l’étude géologique et paléopédologiue du quaternaire dans le Sud-Ouest du bassin de Paris (Touraine et ses abords). Thèse de doctorat d’Etat, Université François Rabelais, Tours, 2 volumes, 304 p. et 146 p.

MERCEY F., LIARD M. & DESCHAMPS S., 2014 ‑ Rapport complémentaire de diagnostic archéologique, Centre, Loiret, Saint-Cyr-en-Val, « La Saussaye », tranche 1. Inrap Centre Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 80 p.

MERCEY F., DESCHAMPS S., FABIEN L., LETHROSNE H. & LIARD M., 2015 ‑ Rapport de diagnostic archéologique, Centre, Loiret, Saint-Cyr-en-Val, « La Saussaye », tranche 2. Inrap Centre Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 149 p.

NOËL M., 2012a ‑ Rapport de diagnostic, Saint-Cyr-en-Val, Loiret, « Rue des Genêts ». Inrap Centre-Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 55 p.

NOËL M., 2012b ‑ Rapport de diagnostic, Mareau-aux-Prés, Loiret « Clos des Garennes ». Inrap Centre Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 70 p.

RIVOIRE E. & HAVET M., 2012 ‑ Rapport de diagnostic, Mardié, Loiret, « L’étang ». Inrap Centre Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 256 p.

SORESSI M., 2009 ‑ Rapport de diagnostic archéologique sur une extension de carrière, Châteauneuf-sur-Cher, Loiret, « Haut de la Justice ». Inrap Centre Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 72 p.

TISSOUX H., PROGNON F., LACQUEMENT F., VOINCHET P., BAHAIN J.J., FLEURY R., avec la collaboration de TOURLIERE B., DEPARIS J., MARTELET G., PERRIN J., FALGUERES C., 2012 ‑ Datation par ESR de sédiments alluviaux en région Centre. Rapport final. BRGM, Orléans, 65 p.

TISSOUX H., PROGNON F., VOINCHET, LACQUEMENT F., TOURLIERE B. & BAHAIN J.J., 2013 ‑ Apports des datations ESR à la connaissance des dépôts sableux plio-pléistocènes en Sologne, premiers résultats. Quaternaire, 24, (2), 141-153.

VANDERHAEGEN B., 2014 ‑ Rapport de diagnostic, Loiret, Neuvy-en-Suillas, Rue de la Lande, « Les Terres des Cassines ». Inrap Centre Ile de France, SRA Orléans, rapport d’opération de diagnostic archéologique, 60 p.

VAN VLIET-LANOË B., FAGNART J.P., LANGOHR R. & MUNAUT A., 1992 ‑ Importance de la succession des phases écologiques anciennes et actuelles dans la différenciation des sols lessivés de la couverture loessique d’Europe occidentale : argumentation stratigraphique et archéologique. Science du Sol, 30 (2), 75-93.

VOINCHET P., BAHAIN J.-J., FALGUÈRES C., LAURENT M., DOLO J.-M., DESPRIÉE J., GAGEONNET R. & CHAUSSÉ C., 2004 ‑ ESR dating of quartz extracted from Quaternary sediments: Application to fluvial terraces system of Northern France. Quaternaire, 15 (1-2), 135-141.

YVARD J.C., 1978 ‑ Géomorphologie du sud-ouest du Bassin de Paris, Thèse d’Etat de Géographie de l’Université de Paris IV, Paris, 1174 p.

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Notes

1 Ce groupe de travail a vu le jour dans le cadre des Axes de Recherches Collectives créés par l’Inrap. Des jours de recherche ont pu être attribués aux participants, ainsi que le financement d’analyses. Des chercheurs extérieurs à l’Inrap (services d’archéologie préventive des collectivités territoriales et BRGM) ont par ailleurs intégré le groupe.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Localisation de la région d’étude.
Légende A/ Carte géologique du Val de Loire dans l’Orléanais (source : fond géologique harmonisé à 1/50 000 du Loiret, BRGM). B/ Carte topographique du Val de Loire dans l’Orléanais (source : BDAlti, IGN).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-1.png
Fichier image/png, 766k
Titre Tab. 1 :Tableau des sites étudiés, de leurs coordonnées et des âges ESR obtenus
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-2.png
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Titre Fig. 2 : Le transect de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val (45).
Légende A. Coupe des formations superficielles présentes sur l’axe nord-sud du transect de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val, illustrant la base du glacis polygénique d’Olivet à la Ferté-Saint-Aubin. B. Emprise des diagnostics des tranches 1 et 2 de « La Saussaye » à Saint-Cyr-en-Val, position du transect ainsi que des sondages profonds. Le passage des alluvions Fw au nord aux alluvions Fv au sud s’observe nettement entre les deux emprises, tel qu’il a été cartographié sur la carte géologique de la Ferté-Saint-Aubin.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-3.png
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Titre Fig. 3 : Photographies des faciès de la formation de Sologne (AR) et des alluvions Fw à Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye ».
Légende a/ Faciès argileux gris à gris-vert (SP18 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). b/ Vue générale du contact des argiles de la formation de Sologne (AR), au fond à droite du sondage, avec les formations alluviales anciennes Fv, à gauche (SP21 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 2). Echelle de 1 mètre. c/ Faciès de sables grossiers argileux orange vif (SP18 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). d/ Faciès de sables grossiers argileux gris/blanc (SP16 sud Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). Sondage de 2 mètres de profondeur. e/ Faciès d’argiles et d’argiles sableuses (SP11 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). Échelle de 1 mètre. f/ Pseudomorphose de coin de glace dans les alluvions de Saint-Cyr-en-Val (SP1,Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1). Le coin de glace, déformé et raviné (pseudo-karst ?), est inscrit dans un horizon BT et associé à une forte altération en relation avec l’approfondissement de l’horizon Eg. Notez les litages graveleux obliques à verticaux dans le remplissage. A la base du profil, observation des sables blancs triés et lavés à dragées quartzeuses du faciès FS de la formation de Sologne qui repose sur les marnes gris-vert de la formation de Beauce MA. Sondage de 3 mètres de profondeur. g/ La formation de Sologne à Saint-Martin d’Abbat : des argiles à slickensides (faces de glissement brillantes) et une agrégation polyédrique à feuilletée selon les faciès des marnes.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-4.png
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Titre Fig. 4 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fw et légendes des figurés
Légende A/ Logs synthétiques des séquences alluviales de Mardié, Mareau-aux-Prés, Châteauneuf-sur-Loire et Saint-Martin d’Abbat. B/ Légende des figurés utilisés. Les logs synthétiques incluent les teintes majeures des matériaux, leurs textures et les horizons pédologiques surimposés. La colonne de droite détaille les numéros des unités sédimentaires et leurs relations, auxquels s’ajoute une description
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-5.png
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Titre Fig. 5 : Photographies de faciès de la formation de Sologne, d’horizons Eg et de traits périglaciaires, au sein des alluvions Fw.
Légende a/ La formation de Sologne à Saint-Martin d’Abbat : des sables fins à poches de matières organiques noires visqueuses. Échelle de 5 cm. b/ Horizon Eg, en « gouttes », développé en surface des alluvions anciennes « Fw » de Saint-Martin d’Abbat. Échelle horizontale de 1 m. c/ Horizon Eg développé dans les sables graveleux des alluvions anciennes « Fw » de Saint-Martin d’Abbat. Sondage en puits de 5 mètres de profondeur. d/ Coin de sable au sommet des alluvions anciennes de Saint-Martin d’Abbat. Échelle de 1 m. e/ Vue en plan du réseau polygonal formé par les coins de sable au sommet des alluvions anciennes de Saint-Martin d’Abbat. Échelle de 50 cm. f/ Alluvions anciennes « Fw » à Mareau-aux-prés, sables éolisés nettement visibles en partie supérieure du profil, autrement nommé « sables morts » localement (SP14 Mareau-aux-Prés). Échelle de 1 m.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-6.png
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Titre Fig. 6 : Photographies de la séquence du paléo-vallon de Mardié et des alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val.
Légende a/ Paléovallon de Mardié, de la base au sommet : argiles des Marnes de l’Orléanais, sables gris-blanc à roux cryoturbés de l’unité IIc affectés par un horizon à glosses, recouvert par les sables de l’unité IIe (SP20 à Mardié). Échelle de 2,3 m. b/ Paléovallon de Mardié, de la base au sommet : argiles des Marnes de l’Orléanais, sables de l’unité IIC cryoturbés, dont la partie supérieure présente un horizon gris et un horizon Eg immédiatement sous l’horizon de labour actuel (SP22 à Mardié). Échelle de 2,5 m. c/Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val. De la base vers le sommet, on observe : 1) des sables lités à graviers contenant un outil en silex taillé en bon état de conservation (Ia1) 2) des sables fins à moyens à lits obliques à pendage alternant gris à gris-noir (Ia1) 3) des alluvions litées plus grossières, sableuses à graviers et cailloux (Ia2) présentant les traits pédologiques d’un BT et d’un horizon Eg blanc/gris à leur sommet (SP19, Saint-Cyr-en-Val 2014). Échelle de 1 m. d/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, au nord du transect, horizon Eg entaillé et recouvert par les sables à éléments grossiers de l’unité Ib (SP19, Saint-Cyr-en-Val 2014). Échelle de 1 m. e/ Alluvion Fw de Saint-Cyr-en-Val, au milieu du transect, de la base au sommet du profil : sables de l’unité Ia2, affectés par un horizon Eg ou BTgd, recouverts par les sables à éléments grossiers de l’unité I (SP9 sous forêt, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 1 m. f/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, de bas en haut : 1) sables très fins argileux de la formation de Sologne 2) sables de l’unité Ia1 affectés par des horizons BT et Eg (ou BTgd) en partie supérieure (SP31, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 2 2015). Sondage de 2,7 m de profondeur..
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-7.png
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Titre Fig. 8 : Outil confectionné sur un éclat en silex secondaire et issu du sondage profond 19 de la tranche 1 de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye »
Crédits dessin E. Boitard‑Bidaut
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-8.png
Fichier image/png, 3,2M
Titre Fig. 7 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fw/Fv de Saint-Cyr-en-Val.
Légende A/ et B/ « La Saussaye ». C/ « Rue des Genêts »
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-9.png
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Titre Fig. 9 : Photographies des alluvions de Fw (Saint-Cyr-en-Val) et Fx (Neuvy-en-Suillas).
Légende a/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, exemple de pseudomorphose de coin de glace conservée en surface des alluvions anciennes (SP10, Saint-Cyr-en‑Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 1 m. b/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, vue en plan du petit réseau polygonal associé à la pseudomorphose de coin de glace (SP1 Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 1 m. c/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, observation de bas en haut de 1) US 2012b, bandes alternées de sables lavés blancs, de sables gris/noir et de sables argileux brun rouge 2) US 2012b’, sables moyens bien classés brun-rouge, contenant du matériel lithique 3) US 2012a, sables moyens argileux brun-rouge à graviers 4) US 2010, sable moyen limono-argileux rouge. Position des prélèvements OSL et ESR. Coupe est du sondage 27, extrémité sud de la coupe, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014. Échelle de 50 cm. d/ Alluvions Fw de Saint-Cyr-en-Val, observation sur coupe oblique des involutions des bandes alternées de l’unité 2012b (coupe sud oblique du sondage 27, partie Est, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 2014). Échelle de 50 cm. e/ Alluvions anciennes Fx, unités IIa et IIb, dont on perçoit les lits obliques de gravillons et graviers classés alternant avec des lits sableux (SP4 RDC Neuvy-en-Sullias 2014). Sondage de 5 m de profondeur. f/ Alluvions anciennes Fx, succession de lits obliques gravelo-sableux ou de gravillons classés -II b -, en discordance sur les sables graveleux sousjacents - II a - (SP6 TDC Neuvy-en-Sullias 2014). Sondage d’un mètre de haut. N.B. : la lentille sableuse centrale a fait l’objet du prélèvement ESR 2.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-10.png
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Titre Fig. 10 : Coupes du paléo-talweg nord de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1.
Légende A/ Axe perpendiculaire nord-sud. B/ Axe longitudinal ouest-est. Position des sondages sur la figure 2B et légende dans la figure 11
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-11.png
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Titre Fig. 11 : Détail des logs n° 22 à 20 de la coupe ouest-est du paléo-talweg nord de Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 1 et légende associée.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-12.png
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Titre Fig. 12 : Schéma interprétatif des enregistrements paléopédologiques sur le transect de Saint-Cyr-en-Val, depuis le rebord de plateau, au sud jusqu’au versant, au nord.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-13.png
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Titre Fig. 13 : Logs synthétiques des séquences alluviales Fx de Neuvy-en-Suillas et Vienne-en-Val.
Légende A/ Contexte topographique de la séquence de Neuvy-en-Suillas. B/ Log synthétique de la séquence alluviale de Neuvy-en-Suillas. C/ Logs synthétique de la séquence de Vienne-en-Val.
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Titre Fig. 14 : Photographies des alluvions éolisées en sommet de Fx et de coins de sol à Saint-Cyr-en-Val et Saint-Martin d’Abbat
Légende a/ Coin de sable en « bulbe » au sommet des alluvions anciennes de Saint-Martin ’Abbat. b/ Alluvions « Fw » de Saint-Cyr-en-Val, observation d’un coin de sol sableux argilluvié au centre de la coupe, recouvert par un lit gravelo-sableux. Argile gris-verte de la formation de Sologne à la base, soulignée par de gros blocs (jusqu’à 20 cm de diamètre). SP15 2015, Saint-Cyr-en-Val « La Saussaye » tranche 2 2015. Échelle de 1m.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/7914/img-15.png
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Pour citer cet article

Référence papier

Morgane Liard, Hélène Tissoux et Sandrine Deschamps, « Les alluvions anciennes de la Loire en orléanais (France, Loiret), une relecture à l’aune de travaux d’archéologie préventive et d’un programme de datations ESR. », Quaternaire, vol. 28/1 | 2017, 105-128.

Référence électronique

Morgane Liard, Hélène Tissoux et Sandrine Deschamps, « Les alluvions anciennes de la Loire en orléanais (France, Loiret), une relecture à l’aune de travaux d’archéologie préventive et d’un programme de datations ESR. », Quaternaire [En ligne], vol. 28/1 | 2017, mis en ligne le 01 mars 2019, consulté le 21 septembre 2019. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/7914 ; DOI : 10.4000/quaternaire.7914

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Auteurs

Morgane Liard

Centre Inrap de Saint-Cyr-en-Val, 525 avenue de la Pomme de Pin, FR-45590 SAINT‑CYR‑EN-VAL. Courriel : morgane.liard@inrap.fr.  UMR 6042, GEOLAB, MSH, 4 rue Ledru, FR-63057 CLERMONT FERRAND.

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Hélène Tissoux

BRGM, 3 avenue Claude-Guillemin, BP36009, FR-45060 ORLEANS cedex 2. Courriel : h.tissoux@brgm.fr

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Sandrine Deschamps

Centre Inrap de Saint-Cyr-en-Val, 525 avenue de la Pomme de Pin, FR‑45590 SAINT-CYR-EN-VAL; UMR 7041, ArScAn, équipe Ethnologie Préhistorique, Université Paris Ouest Nanterre La Défense, Maison René Ginouvès, 21 allée de l’Université, FR-92023 NANTERRE cedex. Courriel : sandrine.deschamps@inrap.fr

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