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Séquences sédimentaires du Pléistocène supérieur et de l’Holocène : données récentes dans la partie alsacienne du fossé rhénan supérieur (France)

Upper Pleistocene and Holocene sedimentary sequences: recent data in the alsatian part of the upper Rhine graben (France)
Damien Ertlen et Nathalie Schneider
p. 149-167

Résumés

Depuis les années 1990 de nombreuses données stratigraphiques pour le Pléistocène en Alsace sont restées inédites en grande partie en raison de leur caractère épars et de leur contexte d’acquisition. Les coupes levées à l’occasion de diagnostics et de fouilles archéologiques et les datations radiocarbone associées sont regroupées dans cet article. Ceci permet de mettre en évidence l’existence de lambeaux de sols développés à la fin du Pléistocène qui complètent les données livrées par les grandes séquences stratigraphiques de référence sur le Quaternaire du Rift rhénan supérieur. Pour le Tardiglaciaire, la disposition du réseau hydrographique et en particulier l’activité des rivières vosgiennes est précisée. Enfin pour l’Holocène, les changements antérieurs à la Néolithisation sont abordés et permettent de fixer un cadre avant les grandes mutations liées à l’anthropisation.

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Texte intégral

Le manuscrit a été grandement amélioré grâce aux remarques de deux relecteurs anonymes. Nous tenons à remercier S. Griselin (INRAP, Strasbourg) qui nous a fortement incités à publier ces données qui menaçaient de tomber dans l’oubli.

1 - Introduction

1L’essor de l’archéologie préventive a permis de compléter de grands pans de l’histoire régionale, de la dynamique d’implantation des sociétés entre le massif montagneux des Vosges et la Plaine rhénane (fig. 1). Si les schémas d’occupation semblent se dessiner depuis le Néolithique jusqu’aux périodes historiques (Mäckel et al., 2003 ; Boës et al., 2007 ; Goepp 2007 ; Ertlen et al., 2014 ; Schneider et al., 2014 ; Gebhardt et al., 2015 ; Froehlicher et al., 2016), pour les époques antérieures, du Mésolithique et du Paléolithique, les diagnostics archéologiques n’ont pas permis de repérer de gisements faute de prescriptions ciblées et les données demeurent très lacunaires à l’exception de fouilles anciennes du xixe et du début du xxe siècle (voir la compilation de Wuscher et al., 2015), de rares fouilles programmées (Koehler et al., 2013 ; 2016 ; Griselin, 2017) et des travaux du Contournement Ouest de Strasbourg (COS), en cours et à venir. Pourtant, l’approche extensive liée à de grands chantiers a permis, dans le Nord de la France, de repérer des séquences propices à la préservation de tels gisements archéologiques (Locht et al., 2003 ; Locht, 2005 ; Goval & Hérisson, 2012 ; Antoine et al., 2014). Ces découvertes sont fortement dépendantes d’une connaissance pointue des formations superficielles du Quaternaire. Or, en Alsace, ces formations sont très diversifiées, relativement hétérogènes et encore insuffisamment documentées. La littérature qui fait actuellement l’objet d’une large revue (Wuscher et al., 2016) est ancienne et se concentre principalement sur quelques sites emblématiques comme les loessières d’Achenheim (Wernert, 1957 ; Sommé et al., 1986 ; Rousseau et al., 1998). Même si elles sont encore dispersées et lacunaires, nous proposons ici de regrouper et passer en revue les données pédo-sédimentaires et chronologiques inédites découvertes au cours des trois dernières décennies.

2Dans le Fossé rhénan et ses marges, les formations superficielles datées du Pléistocène supérieur sont de natures diverses (Ménillet, 1995 ; Vogt, 1992).

3Le Fossé, dans sa partie alsacienne est limité à l’ouest par la faille vosgienne. Il est comblé par d’importantes masses d’alluvions dominées par des dépôts grossiers à matrice carbonatée apportées par le fleuve depuis la chaîne alpine, le Jura et la Plaine molassique suisse, principalement durant les phases froides (Geissert et al., 1976 ; Erkens et al., 2009). D’après Lämmermann-Barthel et al. (2009), l’apport de sédiments allochtones cesse autour de 16 000 ans BP avec la formation des lacs périalpins. Après cette date, le Rhin ne fait que remanier des sédiments déjà présents dans le Fossé rhénan supérieur. La stratification de ces dépôts est complexe en raison d’un fonctionnement presque toujours caractérisé par des chenaux multiples et divaguant sur de vastes surfaces.

4Les rivières vosgiennes du versant alsacien ont formé de larges cônes alluviaux qui viennent recouvrir les alluvions rhénanes. Ils contrastent avec les alluvions du Fossé par leur pétrographie et leur matrice acide (Maire, 1967).

5Au pied du Massif vosgien, sur le versant alsacien, s’étend un secteur de piedmont de quelques kilomètres de large entre la faille rhénane et la faille vosgienne. A hauteur de Strasbourg, ce piedmont s’élargit et forme une zone de colline appelée Kochersberg. Ce secteur de collines est couvert par d’importantes épaisseurs de lœss, déposées lors des phases froides du Quaternaire. L’origine géographique de ces sédiments qui est de mieux en mieux connue à l’échelle continentale (Rousseau et al., 2014) est encore peu étudiée dans le corridor que constitue le Rhin supérieur. En revanche, plusieurs grandes coupes ont été abondamment décrites au cours du xxe siècle, en particulier à Achenheim (Wernert, 1957 ; Heim et al., 1982 ; Lautridou et al., 1985 ; Sommé et al., 1986 ; Rousseau et al., 1998). Cependant, la topographie irrégulière qui a servi de réceptacle à ces sédiments éoliens engendre une variabilité latérale importante des accumulations et de nombreux processus de remaniement. Ainsi, un schéma régional ou micro-régional, tel qu’il en existe dans le nord-ouest de la France (p. ex. Locht, 2005), est plus difficile à dégager.

6Dans le Massif vosgien, sur le versant alsacien, les glaciers ont formé des cirques en contrebas de la crête principale et, lors des phases les plus froides, ont généré des glaciers de vallée (Séret, 1967 ; Andreoli et al., 2006). Au débouché des vallées, des cônes alluviaux se sont formés au cours des périodes froides du Quaternaire et ont été progressivement incisés au début de l’Holocène (Vigreux et al., 2011)

7Les formations glaciaires sont moins étendues et très rarement concernées par les opérations d’archéologie préventive. Les données présentées ci-dessous sont donc uniquement issues des formations lœssiques et alluviales. Elles n’ont pas été acquises dans le cadre d’un projet de recherche défini a priori. Elles sont le fruit de découvertes dans le cadre de diagnostics et de fouilles archéologiques préventives ciblées sur l’Holocène et plus particulièrement sur les périodes néolithiques et postérieures. Dans certains cas, les datations ont été effectuées sur des matériaux supposés plus récents, ceci explique leur caractère hétérogène. Néanmoins, il nous a paru essentiel de les soumettre à la communauté des paléolithiciens et paléoenvironnementalistes et d’esquisser quelques interprétations. Ces observations permettront également d’aborder de nouvelles opérations avec en mémoire, la présence de sols anciens à de faibles profondeurs (< 2 m), ne contenant pas systématiquement d’indices archéologiques.

8Plusieurs fenêtres d’études ont été particulièrement surveillées : la région des collines lœssiques du Kochersberg à l’ouest de Strasbourg (avec notamment le suivi de la ligne à grande vitesse Est Européenne, LGVEE), l’emprise de la ville de Strasbourg (les travaux du tramway 1re phase) et le secteur autour de Colmar au débouché de la vallée de la Fecht (fig. 1).

Fig. 1 : Carte de localisation de l’ensemble des sites présentés.

Fig. 1 : Carte de localisation de l’ensemble des sites présentés.

2 - Méthodologie

9Les études liées aux fouilles préventives, notamment de l’INRAP, consistent en une description systématique des sols et des sédiments observés (texture, structure, couleur, test d’effervescence à l’acide chlorhydrique…) et en une interprétation des sites en termes de processus de mise en place. Les prélèvements les plus fréquents concernent l’analyse texturale des échantillons ainsi que les datations (radiocarbone et OSL).

10Les coupes présentées ici résultent du suivi de tranchées de diagnostic pour les sites 1, 3a, 4, 5, 6 et 12 de fouilles archéologiques pour les sites 2, 3b, 7, 8, 9, 10 et 11 (fig. 1). Dans le cadre des fouilles, lorsqu’un paléo-chenal a été repéré, une tranchée perpendiculaire au sens de l’écoulement a été systématiquement ouverte.

11Les courbes granulométriques ont été obtenues par granulométrie laser (Beckman-Coulter, LS230). Les échantillons ont subi préalablement les traitements suivants : destruction de la matière organique par attaque à l’H2O2, lavage au KCl, à l’eau distillée et à l’héxamétaphosphate de sodium pour disperser les agrégats. Les teneurs en matière organique ont été estimées par perte au feu à 375° pendant 16h. Dans le cas de nos échantillons de paléosols anciens, souvent carbonatés et très pauvres en matière organique, la teneur de celle-ci est souvent surestimée ; nous utilisons alors les variations corrélées à la profondeur plutôt que les valeurs absolues.

12Certaines datations radiocarbone mesurées dans les années 1990 ont été obtenues par mesure de l’activité spécifique, tandis que les dates obtenues récemment sont mesurées par spectrométrie de masse. Les dates radiocarbone ont été calibrées à l’aide du logiciel OxCal en utilisant la courbe de calibration IntCal13 (Reimer et al., 2013). L’âge radiocarbone mesuré sur de la matière organique totale de paléosols est égal au temps moyen de résidence (TMR) au moment de l’enfouissement, plus le temps écoulé depuis l’enfouissement (Gerasimov, 1971 ; Guillet, 1979). En mesurant l’âge 14C des horizons superficiels, dont le TMR au moment de l’enfouissement est sub-contemporain, il est possible d’approcher l’âge de l’enfouissement. Pour le Pléistocène, cette approximation de quelques décennies, tout comme l’approximation de quelques siècles liée à une éventuelle troncature sont largement acceptables. En revanche, si le matériau de recouvrement n’est pas totalement imperméable aux transferts de matières organiques, le paléosol peut être pollué par des matières organiques plus récentes, ce qui entraîne un rajeunissement de l’âge mesuré. Cette méthode est applicable pour tous les paléosols contenant de la matière organique. Les datations obtenues sur la matière organique des paléosols ne peuvent pas être calibrées en raison du caractère hétérochrone des constituants organiques du sol (Vysloužilovà et al., 2015). Mais, pour les dates les plus anciennes dont les marges d’erreur et les décalages entre âges mesurés et âges calibrés sont importants (plusieurs milliers d’années), nous proposons tout de même un âge calibré. Les mesures de luminescence ont été obtenues par la méthode SAR (Murray & Wintle 2000) sur quartz (63-200 µm) au Geographisches Institut de Berlin (Allemagne) d’une part et sur la fraction polyminérale (4-11 µm) au laboratoire de Freibourg-im Breisgau (Allemagne) d’autre part.

3 - Résultats

3.1 - Les séquences loessiques du Kochers-Berg

13Trois séquences lœssiques ont été décrites dans cette région de collines couvertes de lœss à l’ouest de Strasbourg (fig. 1). C’est sur le rebord ouest et sud de ce secteur, où se trouvent les affleurements d’Achenheim et Hangenbieten, que l’on trouve les dépôts de lœss les plus puissants, le long de la Faille rhénane. Les séquences présentées ci-dessous sont localisées au cœur du secteur où les puissances des dépôts de lœss sont cependant plus faibles et moins remarquables.

3.1.1 - Gimbrett : Vorderenberg, LGVEE, Secteur 10

14Le site de Gimbrett (1) a été découvert dans les collines lœssiques de la région du Kochersberg, lors du diagnostic du secteur 9 de la LGVEE (Schneider & Ertlen, 2017). Le sondage étudié s’ouvre à mi-pente d’un versant exposé à l’est, en amont de l’escarpement lié au passage de la Faille Rhénane (fig. 2 et 3). L’épaisseur des lœss est estimée entre 5 et 9 m d’après les sondages géotechniques (SETEC).

15– Unité Stratigraphique 1 (US1). La base de la coupe est caractérisée par un limon argileux orange avec des blocs de calcaire. Il s’agit du substrat altéré.

16– L’US2 limon argileux, marron grisâtre qui devient progressivement rougeâtre au sommet avec une structuration en agrégats, il est ponctué de petits nodules de manganèse. Une datation radiocarbone sur matière organique au sommet de l’US indique un âge autour de 41 757 - 40 217 ans cal. BP

17– L’US3 correspond à un limon argileux (25 % d’argile), brun clair. Une datation radiocarbone sur matière organique au sommet de l’US révèle un âge autour de 33 662 à 32 578 ans cal. BP. Les US3 à 5 dessinent au milieu du sondage (fig. 3) une microtopographie de type talus, perpendiculaire au sens de la pente.

18– L’US4 est un limon argileux brun avec des lentilles de limon jaune. La limite inférieure de l’US est nette. Cette US vient masquer la topographie sous-jacente et s’apparente à des colluvions.

19– L’US5 est un limon argileux à structure lamellaire nette qui correspond sans doute aux colluvions récentes.

20Les US3 et 4 ont été interprétées comme des paléosols en raison de leur structuration pédologique et de leur coloration. Dans un premier temps, la forme de talus et l’absence de recouvrement de lœss, nous a fait penser à une forme de modelé agraire mais les datations, inattendues, ont remis en cause cette hypothèse.

Fig. 2 : Coupe géologique du secteur de Gimbrett (67, France) réalisée d’après les sondages géotechniques (SETEC).

Fig. 2 : Coupe géologique du secteur de Gimbrett (67, France) réalisée d’après les sondages géotechniques (SETEC).

Fig. 3 : Coupe stratigraphique du Vorderenberg à Gimbrett (site 1).

Fig. 3 : Coupe stratigraphique du Vorderenberg à Gimbrett (site 1).

3.1.2 - Wiwersheim : rue des Vignes et ZAC

21Le village de Wiwersheim se trouve également dans les collines du Kochersberg, à 7 km au sud de la précédente station. Il est établi sur une colline très ample aux pentes faibles. Deux opérations archéologiques ont permis d’observer la partie supérieure des unités lœssiques : l’une dans le cadre d’une surveillance de travaux d’excavation, 11 rue des Vignes (fig. 1, fig. 4, site 3a), l’autre lors du diagnostic puis de la fouille préalable à la création d’une ZAC à l’ouest du village (fig. 4, site 3b).

22Le site du 11 rue des Vignes est situé sur le sommet qui domine le ruisseau du Plaetzerbach, au sud de la localité. La séquence stratigraphique observée entre les cotes 175 et 173 m NGF est épaisse de 2 m (fig. 4, site 3a). Trois unités forment cette séquence de la base au sommet.

23– La base de la coupe (US1a) est caractérisée par un limon orangé, légèrement argileux, non carbonaté, où se concentrent des oxydes de fer et de manganèse. L’unité lœssique est compacte, soulignée par des racines verticales anciennes jusqu’à la base, dans lesquelles sont accumulées des argiles grisâtres (cote 172,5 m NGF). Elle est surmontée par un limon légèrement argileux (US1b), gris brun, à structure angulaire fine (0,5 cm) avec une légère organisation horizontale. Il inclut des reprécipitations de carbonates sous forme de pseudomycellium, cependant le sédiment est non carbonaté à la base et n’est que légèrement carbonaté au sommet (cote 172 m NGF). La transition entre l’US1a et l’US1b est progressive.

24– L’US2 épaisse de 60 cm (entre les cotes 172,5 et 173,2 m NGF) est formée de limon brun, plus organique, compact, à micro-structuration fine. Ce sédiment est assez massif et carbonaté. Il contient à sa base des poches circulaires blanchâtres (crotovines). La limite inférieure avec le sommet de l’US1 est nette ; elle met en évidence une surface d’érosion ancienne ayant démantelé partiellement l’US1b.

25– L‘US3 correspond à un limon gris jaune clair, très carbonaté, pulvérulent, meuble de 1,8 m d’épaisseur (cote 173,2 m à 175 m NGF). Cette unité est parcourue de racines actuelles organiques, visibles sur environ 1 m d’épaisseur. Le sédiment contient quelques poupées de lœss dispersées dans toute l’US ainsi qu’un niveau de poupées (entre 6 et 10 cm de grand axe) alignées à la base de l‘unité (profondeur de 190 cm) et de terriers de 10 cm de diamètre à remplissage plus sombre. La limite inférieure nette et horizontale pourrait correspondre à une nouvelle phase d’érosion.

26Les analyses granulométriques signalent que le sédiment est formé à 70 % de limon, à 20 % d’argile et à 10 % de sable. L’ensemble des courbes est regroupé dans un même faisceau, traduisant une famille de processus identiques dans la mise en place des lœss. Cependant, l’US1, bien structurée au sommet et très légèrement enrichie en argile évoque la transformation par des processus pédogénétiques. Il s’agit probablement d’un sol brun (cambisol d’après la classification FAO, IUSS working group WRB, 2015) La matière organique de l’échantillon prélevée au sommet de l’US1 a été datée par radiocarbone autour de 29 555 - 28 658 ans cal. BP.

27Lors de la construction de la ZAC, à l’ouest du village, le long de la route RD41, le diagnostic puis la fouille ont permis d’observer un lœss sur le versant de rive gauche du ruisseau du Plaetzerbach, entre les cotes 163 et 161 m NGF (Latron et al., 2008). Une coupe, en bas de pente complète la compréhension des formations superficielles du village de Wiwersheim.

28L’épaisseur de la séquence étudiée est ici aussi limitée à 2,5 m. La fouille dont l’emprise s’étendait jusqu’au sommet du versant a montré, au nord (hors coupe), des limons, jaune clair, pulvérulents, épais d’environ 2 m, avec de petites poupées. À la base du versant, la coupe le long du cours d’eau présente quatre unités aux faciès variés (fig. 4, site 3b).

29– Une première unité (US1) est constituée de sédiments fins limono-argileux, à microlitage de couleur orangé, variant d’une couleur beige à la base, à brun rouille au sommet. Ce niveau contient des nodules carbonatés et de manganèse. Le sommet de cette unité est structuré en gros agrégats anguleux. Il correspond à un premier paléosol, développé sur des lœss ruisselés. La surface sommitale de ce niveau est ondulée et nette, témoignant d’une surface d’érosion.

30– Des lits horizontaux forment l’US2. À la base (US2a), un limon argileux gris clair, orangé, carbonaté, très compact, présente une forte oxydation ferro-manganique. Des poupées et des blocs de calcite y sont alignés. Au sommet, deux fins niveaux de lœss pulvérulents jaune clair, carbonatés, légèrement oxydés, dont la base est soulignée par un alignement de poupées (5 à 8 cm), sont interstratifiés dans des limons lœssiques gris beige, compacts. Ces limons sont argileux, carbonatés au sommet, puis décarbonatés à la base, compacts, avec un micro-litage, incluant quelques fragments de charbon de bois et de petites concrétions de manganèse, associées à de nombreuses concrétions carbonatées. La limite supérieure est ondulée et nette.

31– Une surface d’érosion a tronqué les US1 et 2 qui se terminent en biseau sur la pente. Elles ont ensuite été recouvertes par deux séquences de colluvions contenant des artefacts de l’Âge du Bronze (US3) et de l’Antiquité (US4).

32La comparaison des analyses granulométriques a permis de montrer une forte ressemblance entre la texture du lambeau de paléosol observé in situ rue des Vignes (US1) et les colluvions de bas de pente le long du Plaetzerbach, datées de l’âge du Bronze (US3). L’hypothèse serait donc que les colluvions retrouvées dans le fond de vallon du Plaetzerbach soient issues du démantèlement des lœss, puis du paléosol partiellement retrouvé sur le plateau rue des Vignes. Leur démantèlement dans la zone supérieure de la ZAC serait contemporain ou postérieur à l’Âge du Bronze et antérieur à l’Antiquité.

Fig. 4 : Coupe stratigraphique des dépôts rue des Vignes et en rive gauche du ruisseau du Plaetzerbach à Wiwersheim (site 3a et b).

Fig. 4 : Coupe stratigraphique des dépôts rue des Vignes et en rive gauche du ruisseau du Plaetzerbach à Wiwersheim (site 3a et b).

3.1.3 - La séquence de Gougenheim

33Cette séquence a été décrite lors des diagnostics de la LGV EE, secteur 8, dans les collines de lœss du Kochersberg, à hauteur de Gougenheim (fig. 1, site 4). La colline du Heidenberg présente un long versant exposé à l’ouest, en rive droite du Rohrbach (fig. 2). Ce versant culmine à la cote 235 m. Deux sondages (F347 et F294) ont permis de suivre un horizon sombre, organique, limono argileux dans les lœss. Le sondage F294 (fig. 5) présente les unités suivantes.

34– L’US1 est formée d’un limon légèrement argileux jaune, carbonaté avec des poupées de lœss pouvant atteindre 10 cm. Des traces de galeries brun foncé connectées avec l’unité supérieure le parcourent. La transition vers l’US2 est diffuse.

35– L’US2 correspond à un limon argileux (30 %) brun foncé à structure polyédrique, avec taches circulaires plus claires (crotovines). Il comprend des nodules millimétriques de manganèse et des petites poupées de lœss. Cette unité d’une épaisseur de 70 cm est très organique (MO > 4%) et devient moins carbonatée à partir de 170 cm. Deux échantillons de cet horizon ont été datés par radiocarbone autour de 23 522-22 956 et 24 448–23 912 ans cal. BP, à des profondeurs de 1,6 et 2 m (tab. 1).

36– Un limon légèrement argileux brun ocre, légèrement carbonaté forme l’US3. Il est souligné par un réseau de pseudomycelium et de petites poupées de lœss, ainsi que quelques racines.

37– L’US4 termine la séquence par un limon légèrement argileux brun ocre, légèrement carbonaté, avec du pseudomycelium, de petites poupées de lœss et quelques racines. Le sédiment est compact et pulvérulent.

38L’US2 a été interprétée comme un horizon de sol isohumique en raison de sa structure et de sa teneur en matière organique imprégnée sur une épaisseur importante. La conservation imparfaite de la matière organique ne permet pas de conclure s’il s’agit plutôt d’un horizon chernic ou mollic (IUSS working group WRB, 2015) Les unités supérieures (US3 et 4) sont des colluvions qui, compte tenu de leur imprégnation en matière organique, résultent sans doute du remaniement d’horizons pédologiques.

39L’étude de ces trois petites séquences (Gimbrett, Wiwersheim et Gougenheim) des lœss du Kochersberg a permis de dégager plusieurs horizons de sols « atypiques » sans équivalent dans les grandes séries lœssiques décrites pour la région.

Fig. 5 : Coupe stratigraphique du sondage de diagnostic F294 de la LGV EE, secteur 9 à Gougenheim (site 4)

Fig. 5 : Coupe stratigraphique du sondage de diagnostic F294 de la LGV EE, secteur 9 à Gougenheim (site 4)

3.2. - Les séquences alluviales du fossé rhénan supérieur

3.2.1 - Paléochenal de la Bruche à Entzheim sur la terrasse de Lingolsheim

40La Bruche est une rivière vosgienne qui, après un parcours montagneux, s’engage dans la plaine à Mutzig et rejoint l’Ill, aujourd’hui, en amont de Strasbourg (fig. 1, site 2). A l’Holocène, la Bruche coulait dans une vallée encadrée par deux lambeaux d’une terrasse rhénane recouverte de lœss (Castela & Tricart, 1958). Le paléochenal repéré sur le lambeau sud constitue un témoignage du réseau hydrographique pléistocène. Son fonctionnement a été étudié lors de deux campagnes de fouilles sur les sites de Geispolsheim Schwobenfeld (Landolt, 2013).

41Cette paléovallée de la Bruche se traduit par une incision variable de 5 à 7 m sous le niveau de la Terrasse de Lingolsheim (fig. 6). La Bruche dessine une série de méandres bien développés en aval du village d’Entzheim, sur un trajet de 7 km de long avant de rejoindre le niveau rhénan holocène. Il est à noter que la plaine actuelle de la Bruche s’écoule aujourd’hui à 2,5 km au nord, à la cote 145 m. La coupe relevée lors des fouilles de 2008 mesure 55 m de long, elle recoupe d’est en ouest la berge de rive droite (fig. 6). Six grandes séquences ont été définies à partir de l’analyse de la coupe, dont la chronologie s’étend du Weichselien, pour la mise en place des lœss (Castela & Tricart, 1958 ; Vogt, 1992), à la Tène finale pour les dernières alluvions fines.

42– La séquence 1 est matérialisée par des alluvions grossières qui correspondent probablement aux alluvions de la terrasse de Lingolsheim. Elles ont été observées uniquement à la base du paléochenal.

43– La séquence 2 est composée de dépôts lœssiques d’environ 1 m d’épaisseur qui recouvrent l’ensemble de la terrasse de Lingolsheim.

44– La séquence 3 correspond aux premières alluvions de comblement du paléochenal. Elles sont situées entre les cotes 146,2 et 144,2 m NGF et sont limono-sableuses, moyennement triées, témoignant d’un contexte à faible énergie, avec une forte hydromorphie et une évolution pédologique soulignant une période de stabilité. Deux cycles de dépôts ont été définis dans cette séquence. Á la base, des alluvions litées (séquence 3a) sont marquées par une forte teneur en matière organique (4 %). Des traces verticales d’un réseau racinaire témoignent d’une phase de pédogénèse très certainement en contexte d’hydro-morphie.

45– Observés seulement en limite occidentale de la coupe (séquence 3b), des limons rouges compacts de débordement terminent la séquence. De longues traînées verticales, remplies d’une argile blanche strient le sédiment de couleur rouille, très oxydé. Ces traces de lessivage correspondent à un deuxième paléosol de type luvisol, dont l’horizon de surface a disparu. Une datation OSL, à la base de cette séquence date le début du second cycle autour de 20 300 ± 2 900 ans (tab. 1).

46– Les séquences 4 à 7 marquent une succession de phases d’érosion et d’accumulation holocènes qui se terminent à la Tène finale par l’abandon du chenal qui se fixe définitivement, plus au nord, dans la vallée encore fonctionnelle aujourd’hui.

47Cette séquence témoigne du fonctionnement contrasté d’un paléochenal de la Bruche au Pléniglaciaire supérieur puis à l’Holocène.

Fig. 6 : Coupe stratigraphique dans un paléochenal de la Bruche à Entzheim sur la terrasse de Lingolsheim (site 2).

Fig. 6 : Coupe stratigraphique dans un paléochenal de la Bruche à Entzheim sur la terrasse de Lingolsheim (site 2).

Tab. 1 : Résultats des datations par radiocarbone et luminescence

Tab. 1 : Résultats des datations par radiocarbone et luminescence

3.2.2 - Alluvionnement rhénan à Sierentz, rue de La Tuilerie (68, France)

48Le village de Sierentz se situe à l’extrémité sud de la plaine d’Alsace (fig. 1, site 5). La plaine, particulièrement étroite, est bordée à l’ouest par les collines lœssiques du Sundgau situées sur le Horst de Mulhouse (fig. 7). Le contact entre les deux unités tectoniques s’effectue par un talus de 40 m de dénivellation. Les alluvions anciennes, relativement altérées, de la Haute Terrasse Rhénane (Vogt, 1992 ; Rentzel et al., 2009) apparaissent à l’affleurement dans le talus bordier. Il est essentiellement composé de lœss, d’une épaisseur localement importante : 8 m à Hésingue d’après Jodry et Schneider (2007) ou 14 m à Reiningue d’après Steiner et al. (2012). Ces limons éoliens sont érodés par un réseau assez dense de petits cours d’eau qui s’écoulent du sud-ouest au nord-est parmi lesquels le Sauruntz qui débouche dans la plaine à hauteur de Sierentz et un second cours d’eau, plus au sud, qui s’écoule à hauteur du site étudié, rue de la Tuilerie (fig. 7). Ce site est dominé par les formations alluviales de la Plaine Rhénane mais il enregistre également des dépôts de lœss et d’alluvions anciennes remaniées localement.

49Six séquences ont été observées lors du diagnostic (Griselin, 2015 ; fig. 8).

50– Des alluvions, parfois très grossières à la base, prises dans une matrice sableuse composent la séquence 1a. Elles forment la structure de la Basse Terrasse Rhénane. Sur la coupe étudiée, les ondulations de leur toit dessinent trois concavités ayant joué le rôle de piège à sédiments pour les dépôts postérieurs. Un prélèvement dans une lentille sableuse a été daté par OSL de 17 300 ± 1 400 ans. L’unité 1b est composée d’alluvions grossières très hétérométriques qui pourraient provenir de remaniements des alluvions de la Haute Terrasse.

51– Les alluvions fines argilo-organiques de la séquence 2 recouvrent les alluvions de la séquence 1 avec lesquelles elles sont partiellement imbriquées. Elles correspondent à une phase de décantation, dans un contexte hydrodynamique calme. Un sol hydromorphe se développe dans ces alluvions (S2b). De rares structures archéologiques protohistoriques y ont été découvertes. Un charbon de bois prélevé dans le sédiment est daté de 3 321-2 908 ans cal. BC (Griselin, 2015).

52– Après un bref épisode de dépôts alluviaux sableux, des apports colluviaux recouvrent le site en deux séquences médiévales ou postérieures (S3 et 4).

53Les graviers sableux de la Basse Terrasse Rhénane sont ici datés du Pléniglaciaire supérieur, ce que sous-entendaient leurs dimensions grossières. Leur recouvrement par des niveaux argilo-organiques, beaucoup plus tardif, daterait du Néolithique, avec formation d’un paléosol de type gleysol, témoin d’un arrêt de la sédimentation alluviale.

Fig. 7 : Carte géomorphologique de Sierentz (site 5).

Fig. 7 : Carte géomorphologique de Sierentz (site 5).

Fig. 8 : Coupes stratigraphiques de la rue de la Tuilerie à Sierentz (site 5).

Fig. 8 : Coupes stratigraphiques de la rue de la Tuilerie à Sierentz (site 5).

3.2.3 - Alluvionnement de l’Ill et du Rhin à Horbourg-Wihr

54Situés à l’est de Colmar (68), en rive droite de l’Ill, deux chantiers, rue de Bretagne (Féliu, comm. pers, site 6) et rue des Antonins (Schneikert et al., 2010, site 7) de la localité de Horbourg Wihr ont recoupé un large paléochenal (15 m de largeur, 2 m de profondeur, fig. 9). Les mêmes séquences de sédimentation alluviale se retrouvent, à quelques nuances près, sur les deux sites (fig. 9 et 10).

55– Des alluvions grossières du Rhin (S1) forment la base.

56– S2 : sur ces dernières, on trouve, uniquement sur le site de la rue des Antonins, 30 cm de matière organique mal décomposée, dans une matrice sableuse.

57– S3 60 à 100 cm de sable clair, bien trié.

58– 30 à 60 cm de limon argileux, organique, pédogénétisés recouvrent les sables (S4). Un paléosol comparable, de type gleysol, a souvent été décrit autour de Colmar, associé à des occupations antiques (Campaner et al., 2013). 80 à 100 cm de limon jaune orangé contenant quelques fragments de céramique roulés ont été observés au-dessus de l’unité 4 dans les sondages S80 et S81 (US6). Dans les autres sondages, l’unité 4 est recouverte le plus souvent par l’unité 7, ce qui met en évidence une interruption de la sédimentation. Ainsi, rue de Bretagne (fig. 10), des vestiges archéologiques correspondant à plusieurs occupations de l’époque antique jalonnent cette surface d’érosion notée (5). Rue des Antonins (fig. 9), la séquence 4 est incisée par un chenal de l’Ill qui est comblé par des sables (S6) puis l’ensemble du site est recouvert par des limons de débordement (S7 et S8), datés du Haut Moyen Âge.

59La présence de matière organique à la base du comblement de ce chenal suggère qu’après son incision dans le substrat graveleux ancien, le cours d’eau a perdu de son énergie favorisant un colmatage lent, en milieu stagnant. Les dates obtenues sur les fragments de bois et de matière organique de la séquence 4 placent cet épisode de calme hydrologique autour de 13 000 ans cal. BP (respectivement 13 080-12 819 ans cal. BP, rue de Bretagne et 14 100-13 766 ans cal. BP rue des Antonins).

60Puis une reprise alluviale a scellé ces dépôts organiques sous des sables bien triés, dont la courbe granulométrique est proche de celle des sables rhénans. Localement un paléosol holocène s’est développé directement dans ces matériaux alluviaux.

Fig. 9 : Coupes stratigraphiques de la rue des Antonins, Horbourg-Wihr, (site 7)

Fig. 9 : Coupes stratigraphiques de la rue des Antonins, Horbourg-Wihr, (site 7)

Fig. 10 : Coupes stratigraphiques de la rue de Bretagne, Horbourg-Wihr, (site 6)

Fig. 10 : Coupes stratigraphiques de la rue de Bretagne, Horbourg-Wihr, (site 6)

3.2.4 - Alluvionnement à Strasbourg 

61Située à la limite d’une terrasse rhénane couverte par des lœss, la ville de Strasbourg se développe essentiellement sur les alluvions rhénanes et dans une petite proportion sur celles de ses affluents. La topographie des formations quaternaires marque peu d’amplitude, excepté dans les paléochenaux que les fouilles du tramway ont permis de recouper (Schwien et al., 1998).

62Un chenal rhénan a été recoupé sous la place de l’Homme de Fer (fig. 11, site 8), au cœur de l’ellipse insulaire, encadré entre les cotes altimétriques 136 et 132 m NGF (Schwien et al., 1998). Il est caractérisé par un ensemble de grandes lentilles d’alluvions grossières (longueur 2 à 6 m, épaisseur entre 1 et 2 m, fig. 11). A noter, que ces observations sont assez succinctes car menées lors des travaux d’excavation des granulats sur le site. Des bois flottés ont permis des datations radiocarbone dans ces matériaux.

63Les nuances sédimentaires dans cette épaisse formation d’alluvions grossières sont minimes : le cortège pétrographique est rhénan ; les unités renferment des galets de diamètre moyen de 5 à 7 cm, toujours inférieurs à 15 cm, ainsi qu’une matrice carbonatée de sable gris blanc, bien trié. Les différenciations relevées sur le terrain sont liées à des variations dans les proportions de la matrice sableuse, ainsi qu’à des organisations lenticulaires variables (fig. 11, US1 à 10).

64– À la base, l’US1, est composée des galets les plus grossiers, autour de 7 à 10 cm sans litage apparent, dans une matrice sableuse peu abondante.

65– Deux unités dominées par des alluvions sableuses se superposent ensuite (US2 et 3). L’US3 se distingue par la présence de fins lits organiques.

66– L’US4 correspond à un épais dépôt (> 2 m) dominé par des alluvions grossières (galets et granules) marquées par des stratifications internes dessinant un pendage vers l’est.

67– Les US5, 6, 7 et 8 correspondent à des lentilles à base concave, inclinées vers l’est, de taille comparable (longueur 10 m, épaisseur 1,5 m)

68– La dernière unité de cette séquence (US9) est composée d’alluvions grossières dans une matrice de sable gris jaune soulignée par des traces d’oxydation, liées à des niveaux de battement de nappe phréatique.

69– L’US10 comble une entaille dans les alluvions rhénanes. Elle définit l’installation d’un chenal à l’Holocène, daté de 3 150 ans cal. BP (Schwien et al., 1998). Il est comblé avec des alluvions grossières et des sables, dans une matrice limoneuse intégrant une importante fraction de matière organique.

70Les essences des bois flottés trouvés dans ces unités sont du pin (3 échantillons US1, 6 et 8) et du sapin (1 échantillon, US3). Les quatre datations radiocarbone convergent entre 11 700 et 13 200 ans cal. BP (tab. 1).

71Située en rive gauche du fossé du Faux-Rempart, la place des Halles est établie sur des alluvions à dominante vosgienne, qui recouvrent des alluvions rhénanes plus anciennes (fig. 11, site 9, fig. 12). Dans le tunnel où s’engage le tramway devant la place, un paléochenal de la Bruche, d’environ 6 m de large et 2 m de profondeur, entre les cotes 136 et 134 m NGF a été recoupé. Il incise des alluvions grossières rhénanes, repérées dans des sondages adjacents à cette coupe.

72– La base de la coupe n’a pas atteint les graviers rhénans à la cote 133,7 m NGF. Seuls des sables d’origine vosgienne ont été observés (US1).

73– Une épaisse lentille de sable, argileux (US2), imprégnée de matière organique mal décomposée constitue une seconde entité. Le dépôt, dessine vers l’est une berge que recouvrent toutes les accumulations postérieures. Un prélèvement de bois flotté (du pin) à la base de cette US a été daté de 13 001-12 706 cal. BP.

74–  L’US3 est formée d’une alternance de fines lentilles de limon et de sable, où se retrouvent encore individualisés des fragments de végétaux non décomposés.

75– Les dépôts sableux suivants se singularisent par des alternances sédimentaires « rythmées » de fines lentilles de 2 à 3 cm d’épaisseur, observées sur la largeur visible de la coupe : 2,5 m de long pour l’US4, 3 à 6 m pour l’US5, toujours dominés par des sables d’origine vosgienne (gréseuse).

76– L’US6, composée de sable, grossier clôt la séquence.

77Ce chenal est un témoin de l’emprise de la Bruche sur la partie occidentale de la ville. Il matérialise l’extension maximale de son cône de déjection en fin de période glaciaire.

78Au Tardiglaciaire, le Rhin s’écoule dans ce qui deviendra le centre de la ville de Strasbourg. Les dépôts de la place de l’Homme de Fer, dans l’actuelle ellipse insulaire, où se concentrent des graviers et des sables d’origine alpine, témoignent de cette activité. Quelques centaines de mètres vers l’ouest, la Bruche apporte ses alluvions gréseuses, dont l’extension vers l’est a été stoppée par le fleuve.

Fig. 11 : Coupe stratigraphique de la place de l’Homme de Fer (Strasbourg, site 8).

Fig. 11 : Coupe stratigraphique de la place de l’Homme de Fer (Strasbourg, site 8).

Fig. 12 : Coupe stratigraphique de la place des Halles (Strasbourg, 67, site 9).

Fig. 12 : Coupe stratigraphique de la place des Halles (Strasbourg, 67, site 9).

3.2.5 - Cône alluvial de la Fecht : Colmar Aérodrome

79Le site se trouve au débouché des vallées de la Fecht et de la Weiss sur un vaste cône d’épandage alluvial (fig. 1, site 10). Les fluctuations des tracés de ces cours d’eau vers l’est ont été en partie repérées lors de diagnostics (Burg-Mischler et al., 2007). La fouille (Lefranc et al., 2010) a permis de compléter la connaissance d’un paléochenal large de 6 m au moins et profond de 1,3 m (fig. 13, US5-11). L’incision de la rive gauche entaille un dépôt lœssique (US2 à 4) de manière abrupte. Les formes de remplissage de ce chenal s’organisent en plusieurs strates interrompues par des phases de pédogénèse.

80– Des sables argileux composent le premier colmatage alluvial de ce chenal (US5). Ils ont une couleur sombre, une teneur élevée en matière organique (2,9 %) et de nombreuses taches d’oxydation témoignant d’un fonctionnement hydromorphe typique des gleysols. Ils contiennent de nombreux fragments de charbons de bois dispersés. Une datation radiocarbone sur un charbon indique un âge de 11 261-11 106 ans cal. BP.

81– Dans un deuxième temps, une reprise alluviale (US6 et 7) apporte de nouvelles alluvions sablo-limoneuses, sur lesquelles s’est développé un second gleysol (US7). Ce sol contient également de nombreux fragments de charbons de bois, datés autour de 11 058-10 516 ans cal. BP.

82– Le comblement s’est poursuivi dans une alternance de limon sableux (US9), de lentilles de sable grossier (US10) et de limon fin (US11).

83Ce chenal était fonctionnel sur le cône alluvial de la Fecht et de la Weiss au Tardiglaciaire et s’est comblé rapidement au début de l’Holocène. L’épaisseur d’accumulation est de 0,7 m. Il semblerait qu’à cette époque une interruption des écoulements ait favorisé la formation d’un sol (US5) au sommet de ces alluvions.

Fig. 13 : Coupe stratigraphique du paléochenal de Houssen Aérodrome (site 10).

Fig. 13 : Coupe stratigraphique du paléochenal de Houssen Aérodrome (site 10).

3.2.6 - Vallée fossile dans les lœss : Eckbolsheim Zénith

84Trois opérations archéologiques dans le secteur d’Eckbolsheim, 10 km à l’ouest de Strasbourg, ont permis de recouper des vallées fossiles dans les lœss, reliées au réseau hydrographique de la Bruche , notamment lors des fouilles du Zénith (Bataille et al., 2012 ; fig. 1, site 11), de la ZAC Eckbolsheim 3e phase (Chatelet, 2001), et du site « Géothermie profonde » (Griselin, 2016). Différentes phases de colmatage ont été observées et datées, en particulier pour le site 11.

85Cette paléovallée recoupée par la fouille atteint 90 m de largeur, pour une profondeur maximale de 2 m (fig. 14). Les accumulations sont marquées par une grande homogénéité et une homométrie texturale dans la gamme des limons. Les analyses granulométriques et chimiques (matière organique, carbonate) permettent d’identifier cinq unités.

86– La phase de sédimentation la plus ancienne dans laquelle s’incise le paléovallon correspond à la mise en place des lœss, supposés fini-weichseliens (S1).

87– L‘unité 2 est un limon argileux riche en matière organique et présente des traces de lessivage. Elle correspond à un paléosol de type luvisol dont le sommet est tronqué. La matière organique a été datée par radiocarbone autour de 9 750 ± 60 BP.

88– Les unités 3 et 4 contiennent respectivement du matériel archéologique plus récent de l’Âge du Bronze et de l’Âge du Fer tandis que l’unité 5 est très certainement constituée de colluvions modernes ou subactuelles.

89Ce paléovallon témoigne de l’activité d’un affluent de la Bruche dans ce secteur lœssique au début de l’Holocène. L’abandon du chenal est suivi rapidement d’une phase de pédogénèse.

Fig. 14 : Coupe stratigraphique du paléochenal d’Eckbolsheim, Zenith (site 11).

Fig. 14 : Coupe stratigraphique du paléochenal d’Eckbolsheim, Zenith (site 11).

3.2.7 - Comblement d’un paléochenal à Ingenheim

90La parcelle fouillée se situe au sud-ouest de la commune d’Ingenheim, dans le Bas-Kochersberg (fig. 1, site 12). Le site s’étend au pied du versant du Sprogelberg (sommet à 190 m d’altitude), sur un interfluve légèrement bombé culminant à la cote 175 m bordé par deux ruisseaux : le Morenthalgraben et le Koenigsgraben (fig. 15). En rive droite de la vallée, la topographie marque des gradins successifs, jusqu’au sommet du Weingartenberg (altitude 240 m).

91Le vallon du Koenigsgraben est marqué par une asymétrie entre un versant de rive droite, abrupt formé dans les marnes du Lias (fig. 16, US1) et un versant de rive gauche en pente douce, formé dans les lœss (US2).

92– US3 : Au-dessus, sont accumulées des argiles, grises, de type gley. Ces alluvions fines indiquent une phase de colmatage lent du chenal, et a priori une certaine stabilité de l’environnement. Des bois prélevés à la base de cette unité à 2,5 m de profondeur dans cette accumulation alluviale, ont été datés de 8 582-8 402 cal. BP.

93– US4 : En rive gauche, des colluvions contenant des blocs terminent la séquence.

94– Une unité argilo-organique, de type dépôt de berge est datée par la présence de nombreux tessons médiévaux (bas Moyen-Âge) apparus dans le sondage à 1,1 m de profondeur (US5).

95– US 6 : Des colluvions se superposent ensuite à ce colmatage. Elles ont des granulométries fines en rive droite.

96La coupe du Koenigsgraben dans le Kochersberg témoigne d’une baisse d’énergie du cours d’eau à partir de 8 500 BP et d’un fonctionnement plus calme jusqu’à la période actuelle dans un chenal plus étroit.

Fig. 15 : Coupe géologique du secteur d’Ingenheim (67, France) réalisée d’après les sondages géotechniques (SETEC).

Fig. 15 : Coupe géologique du secteur d’Ingenheim (67, France) réalisée d’après les sondages géotechniques (SETEC).

97

Fig. 16 : Coupe stratigraphique du paléochenal d’Ingenheim, Koenigsgraben LGVEE secteur 7 (site 12).

Fig. 16 : Coupe stratigraphique du paléochenal d’Ingenheim, Koenigsgraben LGVEE secteur 7 (site 12).

4 - Discussion

4.1 - Chronologie des loess du kochers-berg

4.1.1 - Les paléosols du Pléniglaciaire moyen

98Quatre paléosols développés dans les lœss ont été découverts. Ils ne s’insèrent pas dans de grandes coupes mais proviennent de sondages à faible profondeur (< 2 m). Ainsi, il était peu évident de proposer des datations relatives et les paléosols ont été supposés relativement récents lors de leur observation. Bien que faibles, les quantités de matière organique préservées dans ces paléosols ont permis de réaliser des datations radiocarbone sur la matière organique totale. Les lambeaux les plus anciens, datés autour de 40 000 et 33 000 ans cal. BP à Gimbrett et autour de 29 000 ans cal. BP à Wiwersheim, s’inscrivent dans le stade isotopique marin 3 (MIS 3).

99Dans la région, deux paléosols de type cambisol ont été décrits à Achenheim et datés par thermoluminescence de 34 100 ± 4 300 et 42 700 ± 7 700 ans (Heim et al., 1982 ; Rousseau et al., 1998 ; Antoine et al., 2001). Plus au nord, à Nussloch, à hauteur de Heidelberg (Allemagne), trois horizons de sols bruns (cambisol, IUSS working group WRB, 2015) ont été datés au radiocarbone, et par luminescence pour le plus ancien : le sol de Lohne (~34 500-41 000 ans cal. BP), le sol de Gräselberg supérieur (~43 000-50 000 ans cal. BP) et le sol de Gräselberg inférieur (~50 000-58 000 ans) (Moine et al. 2017). A Havrincourt (France) deux horizons de sols bruns ont été datés par luminescence et au radiocarbone : l’unité 6a (~30 850 et 44 900 ans) et l’unité 7 (~48 300 et 60 600 ans) (Antoine et al. ; 2014). La description de l’unité 6a correspond fortement à la description de l’horizon de Wiwersheim de par sa texture limono-argileuse, sa coloration gris brun et sa structure lamellaire.

100Nos observations confirment que le Pléniglaciaire moyen est favorable, dans le Fossé rhénan comme dans le reste de l’Europe, aux processus pédogénétiques qui, sur lœss, se traduisent par le développement de cambisols. En poussant un peu plus la comparaison, on peut remarquer la correspondance chronologique entre le sol de Wiwersheim et le sol de Lohne en admettant que la datation sur MO est rajeunie comme discuté par (Moine et al. 2017). De la même manière on peut proposer une corrélation entre les horizons de Gimbrett et le sol de Gräselberg supérieur.

4.1.2 - Le Pléniglaciaire supérieur

101Les deux dernières dates obtenues sur un même horizon isohumique à Gougenheim sont plus problématiques puisqu’elles se placent pendant le Pléniglaciaire supérieur, au stade MIS 2, entre 23 000 et 24 500 ans cal. BP. A Sierentz, à Achenheim, à Nussloch, les accumulations importantes de lœss à cette période ne sont interrompues que par des petits horizons de gley (Haesaert, 1985 ; Antoine et al., 2001 ; 2009 ; Rentzel et al., 2009) ou par l’Horizon à Langues de Nagelbeek (Van Vliet-Lanoë, B.,1992). Tous les grands gisements de lœss présentent des taux d’accumulation importants au Pléniglaciaire supérieur. Même en prenant en compte le contexte différent du site de Gougenheim qui ne se situe pas dans une zone privilégiée de piège à sédiments éoliens et qui n’a conservé que quelques mètres de lœss sur l’ensemble du Quaternaire (environ 3,5 m, fig. 2) il est difficile de proposer une corrélation régionale pour cet horizon. La pédogénèse observée a pu se développer sur une période bien plus longue que sur les grands sites d’accumulation. La datation sur matière organique qui n’est pas spécialement remise en question pour les premiers sites est d’autant plus difficile à rejeter que les deux dates obtenues à Gougenheim sur le même horizon sont concordantes. Une éventuelle pollution par de la matière organique plus récente provenant de la surface aurait pu affecter le sommet de l’horizon (Poz-28451) mais beaucoup plus difficilement la base de cet horizon (Poz-28450). Malgré tous ces éléments, il est difficile de retenir cette datation pour un horizon isohumique et nous retiendrons à minima que les conditions climatiques en Alsace ont permis la formation d’un sol isohumique à Gougenheim.

4.2 - Chronologie des alluvions du fossé rhénan

4.2.1 - Les alluvions du Pléniglaciaire supérieur

102Les deux âges obtenus par datation OSL dans des systèmes fluviaux concernent le Pléniglaciaire supérieur (MIS 2). A Entzheim, dans le comblement d’un paléochenal de la Bruche, une phase d’alluvionnement encadrée par deux phases de pédogénèse est datée d’environ 20 300 ± 2 900 ans. Ceci ne permet pas de dater plus en détail les phases de pédogénèse. En revanche, de façon plus générale, ceci confirme que la terrasse de Lingolsheim est antérieure au Pléniglaciaire supérieur puisqu’elle est déjà largement incisée (5 à 7 m).

103Á Sierentz, c’est le toit des alluvions rhénanes pléistocènes qui a été daté de 17 300 ± 1 400 ans. Nous sommes ici sur le sommet d’un vaste cône alluvial dans le sud du Fossé rhénan qui aurait fonctionné entre 60 000 et 30 000 ans d’après Lämmermann-Barthel et al. (2009). Ce cône, aussi appelé terrasse inférieure, aurait plutôt été déposée entre 30 000 et 15 000 ans d’après Kock et al. (2009). Après 16 000 ans, la source de sédiment se tarit en raison du piégeage par les lacs périalpins (Hinderer, 2003 ; Heiri et al. 2014), le premier cône est incisé, et un cône secondaire se développe plus au nord d’après Lämmermann-Barthel et al. (2009). Pour Kock et al. (2009) l’incision de la terrasse ne démarre qu’au Dryas récent. La date obtenue à Sierentz est plutôt cohérente avec les résultats de Kock et al. (2009) et elle correspondrait à un fonctionnement dans une phase d’avancée glaciaire. Dans la vallée de la Moselle, Naton et al. (2009) ont également décrit une phase d’alluvionnement entre 21 000 et 17 000 ans.

4.2.2 - Les alluvions du Tardiglaciaire

104C’est aux marges ouest et nord du second cône, construit à partir d’alluvions remaniées entre 16 000 et 10 000 ans (Lämmermann-Barthel et al. 2009) que se sont développés les paléochenaux datés à Horbourg et à Strasbourg, Place des Halles. Les phases de comblements de paléochenaux témoignent plutôt d’une faible dynamique fluviale avec la présence d’accumulations organiques. Ils sont datés de la fin de l’Allerød. Dans le bassin de la Somme, Antoine et al. (2003) observent également une phase de stabilisation des cours d’eau durant cette période plus chaude du Tardiglaciaire. Les autres remplissages datés à Strasbourg, Place de l’Homme de Fer, présentent une dynamique plus importante, avec des alluvions grossières accumulées sur une épaisseur importante dans un laps de temps court durant le Dryas récent. Il s’agit de la dernière phase froide avant le réchauffement holocène. Sur la rive droite du Rhin, à Knobel, Lämmermann-Barthel et al. (2009) ont également daté les derniers dépôts grossiers du Rhin de la fin du Dryas récent. Ailleurs en Europe, une reprise d’un alluvionnement plus grossier est aussi observée (Andres et al., 2001)

4.2.3 - Les comblements de chenaux au début de l’Holocène

105Le paléochenal de Houssen se comble au début de l’Holocène, au cours du Préboréal. Cependant, la position de ce chenal, sur un cône alluvial et son gabarit suggère qu’il a très certainement été activé au cours du Dryas récent lors de la dernière avancée des glaciers vosgiens (Andreoli et al. 2006). Suite au comblement de ce chenal, la Fecht se déplace vers le nord et se fixe dans sa position actuelle. De même, le paléochenal du Koenigsgraben qui se comble au cours du Boréal présente un gabarit très supérieur à l’actuel, peut-être aussi hérité du Tardiglaciaire. Vigreux et al. (2011) ont également décrit, dans le Fossé rhénan, un paléochenal du Giessen incisé dans des alluvions tardiglaciaires et comblé au cours du Boréal.

5 – Conclusion

106Le Pléniglaciaire moyen et supérieur se caractérise par un alluvionnement important dans le Fossé rhénan et par des dépôts de lœss sur ses marges. Sur les bordures du Fossé et dans des contextes géomorphologiques spécifiques, des lambeaux de paléosols ont été préservés. Ces conditions particulières, sur des petits interfluves, en pied de versant et dans des comblements de chenaux, peuvent expliquer la préservation de ces lambeaux.

107Pour la période du Tardiglaciaire, les faits les plus marquants sont relevés aux débouchés des vallées vosgiennes au moment où le Rhin, privé de sa source de sédiments alpins, ne fait que remanier ses propres alluvions. La géométrie du réseau hydrographique était très différente de l’actuelle avec des rivières vosgiennes qui s’étalaient vers l’est. Les épandages qui en résultent sont vastes, jusqu’au cœur de la ville actuelle de Strasbourg et au-delà de l’agglomération actuelle de Colmar. Le tracé de l’Ill est encore mal connu et la question de son individualisation entre les Vosges et le Rhin est encore mal comprise et difficile à dater (Schmitt et al., 2016).

108Au début de l’Holocène, les chenaux multiples des rivières vosgiennes se comblent et se déplacent pour adopter des tracés et des gabarits plus proches de l’actuel. Dans le Kochersberg, certains vallons élémentaires commencent à se remblayer. Les principaux colmatages des secteurs lœssiques s’amplifient plus tard avec la Néolithisation et se généralisent à l’Âge des Métaux (Schneider et al., 2014).

109Le caractère spatialement dispersé des données présentées et les doutes sur certaines datations ne permettent pas d’élaborer, pour le moment une réelle synthèse régionale. Cependant, ces informations, rassemblées ici chronologiquement, trouvent un sens et vont permettre d’aborder de nouvelles opérations d’archéologie préventive avec en mémoire, la présence de sols anciens à de faibles profondeurs (< 2 m), mais ne livrant pas systématiquement des indices archéologiques. Le fonctionnement du réseau hydrographique alsacien, déjà décrit dans ses grandes lignes, est précisé ici pour le Tardiglaciaire avec la mise en exergue du rôle des rivières vosgiennes dans le bilan des accumulations sédimentaires du Fossé rhénan.

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Bibliographie

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Carte de localisation de l’ensemble des sites présentés.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-1.jpg
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Titre Fig. 2 : Coupe géologique du secteur de Gimbrett (67, France) réalisée d’après les sondages géotechniques (SETEC).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-2.jpg
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Titre Fig. 3 : Coupe stratigraphique du Vorderenberg à Gimbrett (site 1).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-3.jpg
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Titre Fig. 4 : Coupe stratigraphique des dépôts rue des Vignes et en rive gauche du ruisseau du Plaetzerbach à Wiwersheim (site 3a et b).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-4.jpg
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Titre Fig. 5 : Coupe stratigraphique du sondage de diagnostic F294 de la LGV EE, secteur 9 à Gougenheim (site 4)
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-5.jpg
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Titre Fig. 6 : Coupe stratigraphique dans un paléochenal de la Bruche à Entzheim sur la terrasse de Lingolsheim (site 2).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-6.jpg
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Titre Tab. 1 : Résultats des datations par radiocarbone et luminescence
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-7.jpg
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Titre Fig. 7 : Carte géomorphologique de Sierentz (site 5).
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Titre Fig. 8 : Coupes stratigraphiques de la rue de la Tuilerie à Sierentz (site 5).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-9.jpg
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Titre Fig. 9 : Coupes stratigraphiques de la rue des Antonins, Horbourg-Wihr, (site 7)
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Titre Fig. 10 : Coupes stratigraphiques de la rue de Bretagne, Horbourg-Wihr, (site 6)
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Titre Fig. 11 : Coupe stratigraphique de la place de l’Homme de Fer (Strasbourg, site 8).
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Fichier image/jpeg, 72k
Titre Fig. 12 : Coupe stratigraphique de la place des Halles (Strasbourg, 67, site 9).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-13.jpg
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Titre Fig. 13 : Coupe stratigraphique du paléochenal de Houssen Aérodrome (site 10).
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Titre Fig. 14 : Coupe stratigraphique du paléochenal d’Eckbolsheim, Zenith (site 11).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-15.jpg
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Titre Fig. 15 : Coupe géologique du secteur d’Ingenheim (67, France) réalisée d’après les sondages géotechniques (SETEC).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-16.jpg
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Titre Fig. 16 : Coupe stratigraphique du paléochenal d’Ingenheim, Koenigsgraben LGVEE secteur 7 (site 12).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/8903/img-17.jpg
Fichier image/jpeg, 31k
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Pour citer cet article

Référence papier

Damien Ertlen et Nathalie Schneider, « Séquences sédimentaires du Pléistocène supérieur et de l’Holocène : données récentes dans la partie alsacienne du fossé rhénan supérieur (France) »Quaternaire, vol. 29/2 | 2018, 149-167.

Référence électronique

Damien Ertlen et Nathalie Schneider, « Séquences sédimentaires du Pléistocène supérieur et de l’Holocène : données récentes dans la partie alsacienne du fossé rhénan supérieur (France) »Quaternaire [En ligne], vol. 29/2 | 2018, mis en ligne le 01 janvier 2021, consulté le 13 février 2025. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/8903 ; DOI : https://doi.org/10.4000/quaternaire.8903

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Auteurs

Damien Ertlen

Image, Ville, Environnement, UMR 7362 - Université de Strasbourg / CNRS, 3 rue de l’Argonne, FR-67083 STRASBOURG.
Courriel : damien.ertlen@live-cnrs.unistra.fr

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Nathalie Schneider

 Image, Ville, Environnement, UMR 7362 - Université de Strasbourg / CNRS, 3 rue de l’Argonne, FR-67083 STRASBOURG.Courriel : damien.ertlen@live-cnrs.unistra.fr; Centre archéologique de Strasbourg, INRAP Grand Est Nord, 10 rue d’Altkirch, FR-67100 STRASBOURG

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