De plus amples informations sur le diagramme MAPP (ou PADM en anglais) sont disponibles en libre accès et en anglais dans l’article suivant : Salomon et al. 2016.

Nos remerciements vont à la Soprintendenza Speciale per i Beni archéologici di Roma, M. Angelo Pellegrino et à la famille Sforza Cesarini pour les autorisations de carottages. Ces travaux n’auraient pas été possibles sans le soutien financier l’Ecole française de Rome, la British School at Rome, l’ANR-Poltevere (ANR-11-JSH3-0002) et du European Research Council - en particulier le programme Seventh Framework de l’Union Européenne (FP7/2007-2013) / ERC grant agreement n° 339123 (ERC-RoMP/PortusLimen).

1 - Introduction

1Le « Modèle Âge-Profondeur Paléoenvironnemental » (diagramme MAPP ou PADM chart - « Palaeoenvironmental Age-Depth Model » en anglais) est un diagramme interprétatif combinant de multiples indicateurs chronologiques et/ou altitudinaux considérés comme pertinents pour une étude transdisciplinaire donnée (Salomon et al., 2016). Il a été développé dans le cadre du projet RoMP-PortusLimen financé par le Conseil européen de la recherche (ERC). En s’appuyant sur des études historiques, archéologiques et géoarchéologiques, l’objectif général de ce projet est de proposer un point de vue renouvelé et holistique sur les systèmes portuaires méditerranéens au cours de l’Antiquité romaine. Appliqué dans ce contexte, le diagramme MAPP permet d’évaluer la potentialité portuaire d’un plan d’eau et son évolution au cours du temps. Le diagramme intègre les données relatives au degré de protection et au degré d’artificialisation issues des analyses paléoenvironnementales (Morhange et al., 2015), un intérêt particulier étant porté à la reconstruction diachronique de la colonne d’eau disponible. Des données archéologiques (datations de structures portuaires, reconstitution du tirant d’eau des bateaux à une période donnée) et historiques (date de construction du port, dragages attestés par les textes) peuvent être ajoutées au diagramme MAPP pour renseigner la zone portuaire étudiée dans sa verticalité, son usage et sa chronologie.

2La diversité des informations qui peuvent être ajoutées à ce diagramme fait du MAPP un outil efficace pour permettre l’interdisciplinarité entre géosciences et sciences archéologiques/historiques. Le MAPP tente de faire apparaitre (autant que les moyens graphiques le permettent) les incertitudes et l’ensemble des données sur lesquelles la potentialité portuaire est évaluée, gage d’un dialogue transdisciplinaire fécond et de solides interprétations. Le principe d’un MAPP est finalement comparable à une carte thématique, mais avec des référentiels différents (pour la carte : x - longitude, et
y - latitude / espace isotrope ; pour le MAPP : z - altitude/profondeur, et t - temps / lecture normée du graphique due à la variable temps).

2 - Contexte d’étude : Portus, port impérial maritime de Rome

3Ce diagramme MAPP est appliqué ici à une carotte sédimentaire provenant de Portus, port maritime de Rome à l’époque impériale (fig. 1). La construction de Portus fut initiée par l’empereur Claude vers 42 ap. J.-C. et fut complétée par le creusement d’un bassin de 200 ha. Un peu plus d’un demi-siècle plus tard, au début du ii^e s. ap. J.-C. suite à des problèmes dans la conception de ce premier bassin (Goiran et al., 2010), l’empereur Trajan réorganise Portus et ajoute un bassin de 40 ha mieux protégé de la houle. Depuis une quinzaine d’années ce port est étudié par plusieurs équipes de recherche en archéologie (Paroli, 2004 ; Keay et al., 2005 ; Bukowiecki et al., 2011 ; Keay & Paroli, 2011) et en géoarchéologie (Bellotti et al., 2009 ; Goiran et al., 2010 ; Sadori et al., 2010 ; Morelli et al., 2011), ce qui en fait aujourd’hui un des ports les mieux connus de Méditerranée.

3 - De la carotte TR-14 au diagramme MAPP

4La carotte sédimentaire TR-14 a été extraite au cœur de Portus, dans le chenal portuaire entre le bassin de Claude, le bassin de Trajan et le Canale Traverso. L’étude de cette carotte a été publiée précédemment et en détail dans Delile et al. (2014) et en regard avec d’autres carottes dans Goiran et al. (2010, 2011) et Salomon et al. (2012).

5Les dépôts de l’unité basale A correspondent à des sables stériles très bien triés. Il s’agit de dépôts littoraux pré-portuaires. La discontinuité entre les unités A et B correspond à la base de la séquence portuaire. Les sous-unités B1 et B3 sont caractérisées par des vases coquillières. Elles sont séparées par une couche sablo-limoneuse (B2). Les ostracodes identifiés dans cette unité B révèlent un environnement saumâtre marqué par des influences fluviales provenant du Canale Traverso mais surtout de fortes influences marines provenant du bassin de Claude. Ces vases coquillières se retrouvent dans l’unité C mais les ostracodes et les analyses chimiques suggèrent un environnement saumâtre avec moins d’influence fluviale. Finalement, la partie sommitale de la carotte TR-14, composée essentiellement de limons et d’argiles, correspond à une zone humide à l’intérieur du port déconnectée de la mer et du fleuve.

6Dix datations radiocarbone ont été réalisées sur différents supports issus de cette carotte (charbon, bois, matière végétale et fibres de posidonies) et calibrées avec les courbes continentale ou marine (Reimer et al., 2013). Grâce au logiciel OxCal (https://c14.arch.ox.ac.uk/​oxcal/​OxCal.html), les dates calibrées sont positionnées en fonction des profondeurs sur le graphique. La courbe âge-profondeur a été ici dessinée manuellement (fig. 2 et 3). Sur l’axe X de la chronologie ont été ajoutées les dates de la construction de Portus sous Claude et de la reconfiguration du système portuaire sous Trajan. Ces dates permettent de donner un terminus post quem et un cadre chronologique au début du port.

7Certaines normes ont été fixées pour standardiser la lecture d’un diagramme MAPP (fig. 2 et 3). Les informations issues des analyses sont reportées sur l’axe des ordonnées et les interprétations sont indiquées sur l’axe des abscisses. Il est ainsi possible pour le lecteur de contrôler les étapes d’analyse successives menant à l’interprétation de la carotte. Plus précisément, l’axe des Y présente les profondeurs de la carotte, les unités stratigraphiques délimitées et une description des environnements en termes paléoécologiques. Les données principales présentées sont l’intensité de l’hydrodynamique, renseigné par la granulométrie et le taux de matière organique, et l’influence eau douce/eau marine, estimée par les bioindicateurs (ici les ostracodes) et la géochimie (voir Delile et al., 2014). Les unités sédimentaires sont ensuite projetées sur la courbe âge-profondeur et transposées sur l’axe des abscisses. La chronologie relative, irrégulière et discontinue de la carotte est marquée par deux types de processus : érosion/dragage et sédimentation (axe Y). Elle est transposée sur une chronologie absolue, linéaire et continue sujette à discussion selon le nombre de datations provenant de la carotte, l’identification des discontinuités/hiatus chronologiques, et le choix de construction de la courbe âge-profondeur (manuel, mathématique ; axe X). En regard de cette chronologie, sont indiquées les interprétations paléogéographiques et géoarchéologiques (unités paysagères associées, phase d’occupation du port).

8Le niveau marin étant une donnée essentielle à toute analyse d’un carottage réalisé en milieu littoral, nous avons donc ajouté une courbe locale relative du niveau marin au MAPP de la carotte TR-14. Cette courbe proposée pour ces deux derniers millénaires fut établie en prenant en considération le niveau marin biologique actuel et un niveau marin biologique daté du iii^e - v^e s. ap. J.-C. retrouvé sur les quais de Portus (Goiran et al., 2009).

4 - Interprétation de la carotte TR-14 grâce au MAPP

9Le diagramme MAPP permet d’interpréter la carotte TR-14 dans son contexte portuaire. Il est aujourd’hui admis que deux indices géoarchéologiques permettent de caractériser un environnement portuaire : (1) le degré de fermeture, dépendant de la granulométrie mais aussi du taux de matière organique ; et (2) le degré d’artificialisation, faisant appel aux connaissances archéologiques et historiques pour un site donné, et aux informations contenues dans la séquence sédimentaires (pollen, artefacts, etc.) (Morhange et al., 2015).

10Le diagramme MAPP permet d’aller plus loin dans l’interprétation. Il permet d’estimer la navigabilité à partir d’une carotte en termes de colonne d’eau disponible. Cette colonne d’eau disponible évolue au cours du temps et apparaît entre la courbe de sédimentation et la courbe du niveau marin relatif local (aussi appelé espace d’accommodation en sédimentologie ; fig. 2 et 3). L’estimation de l’accessibilité dépend des données archéologiques disponibles (configuration du port), mais aussi de la réalisation et de l’analyse d’une série de carottes sur un tracé donné et de la combinaison de plusieurs diagrammes MAPP (Salomon et al., 2016).

11La maintenance des bassins portuaires par dragage est attestée pendant la période antique. L’enjeu majeur en géoarchéologie est de les identifier dans une séquence sédimentaire portuaire. Il est possible de les observer aisément si le bassin portuaire est fouillé archéologiquement de manière extensive comme cela a été possible à Naples (Marriner & Morhange, 2007). Mais un tel travail de fouille en milieu littoral étant coûteux et complexe à mettre en place, la plupart des ports comblés de Méditerranée sont connus uniquement par carottage. Les inversions de dates et les hiatus chronologiques, ainsi que certaines discontinuités stratigraphiques ont été interprétés comme de possibles dragages (Marriner & Morhange, 2006). Les possibles niveaux de dragages en prenant en compte les dates et la stratigraphie sont présentés sur la figure 3.

12Enfin, nous proposons pour le diagramme MAPP appliqué en milieu portuaire la prise en compte des données issues des études en archéologie navale. Sur la figure 3, nous avons reporté les tirants d’eau des bateaux en charge qui existaient à l’époque de Portus en Méditerranée (période impériale romaine : 27 av. J.-C. à 476 ap. J.-C. ; Boetto, 2010). Il est ainsi possible de visualiser sur un même diagramme l’évolution de la colonne d’eau disponible au cours du temps, et le type de bateaux qui pouvaient potentiellement naviguer dans la partie du port renseignée par la carotte. Les plus gros bateaux de la période antique romaine ont ainsi pu naviguer au cœur de Portus, potentiellement jusqu’au iii^e - iv^e s. ap. J.-C. Cette donnée est évidemment à discuter avec d’autres carottages (accessibilité) et avec la configuration des bassins (manœuvrabilité) (Salomon et al., 2016).

13Le diagramme MAPP permet aussi de mettre en regard les tirants d’eau avec les niveaux de dragage. Il est possible d’identifier un dragage profond vers le iii^e - iv^e s. ap. J.-C. mais d’envisager aussi de possibles dragages moins profonds après cette période. Des bateaux avec un tirant d’eau plus faible ont pu continuer de naviguer dans Portus avant l’abandon et le comblement définitif du port.

5 - Conclusion

14Le diagramme MAPP est construit sur un modèle âge-profondeur classique auquel est adjointe la stratigraphie ainsi que tous les paramètres pertinents à l’interprétation d’un milieu donné. Pour un carottage littoral dont on souhaite connaître la potentialité portuaire à une période donnée, les données suivantes sont intégrées dans le MAPP : (1) une courbe d’évolution du niveau marin relatif local ; (2) les niveaux de dragage potentiels ; et (3) le tirant d’eau des bateaux en charge pour une époque donnée. Le MAPP est particulièrement bien adapté à l’analyse géoarchéologique des bassins portuaires anciens, pour lesquels il est possible de retracer l’évolution des potentialités de navigation à travers le temps.