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Dynamique du paysage

 | 
Jean-Paul Bravard
, 
Michel Prestreau

Géoarchéologie des grottes

Géoarchéologie des grottes : contexte et sédiments

Évelyne Debard

Texte intégral

1Pendant longtemps, les grottes ont été l’habitat préhistorique par excellence. En effet, on peut y observer des stratigraphies discontinues mais parfois très longues qui ont joué un rôle important dans l’établissement de la chronologie de base de la Préhistoire. Depuis plusieurs années, ces sites ont été délaissés pour d’autres contextes « plus porteurs » qui ont mis en évidence les défauts et les limites des stratigraphies en grottes. Toutefois, le développement de l’archéologie spatiale a montré que ces sites appartenaient bien au patrimoine archéologique et que leur étude s’intégrait dans une analyse globale du milieu de vie des populations préhistoriques.

2Les habitats en grottes sont des milieux particuliers, à extension limitée par l’encaissant rocheux. Le contexte, souvent calcaire, détermine plusieurs types de sites et influe fortement sur la nature et l’évolution des remplissages.

Le milieu « grotte »

3L’appellation générique « grottes » recouvre en réalité plusieurs catégories de cavités rencontrées dans des contextes géomorphologiques de versants ou de plateaux, et soumises en conséquence à des conditions de milieux diverses.

Les types de sites

4Les grottes sensu stricto sont des cavités souterraines se développant en réseaux plus ou moins complexes. La plupart sont creusées dans des calcaires et dépendent donc des processus de karstification. Il existe des exceptions comme par exemple les galeries connues dans les grès du Trias en Ardèche ou la grotte de Rouffignac (Vézère) située dans l’argile à silex. L’essentiel du creusement des réseaux s’est fait pendant les périodes chaudes et humides de la fin du Tertiaire et s’est poursuivi en partie au cours du Quaternaire.

5Les grottes débouchent à l’extérieur au niveau d’un porche d’entrée qui correspond au recoupement des réseaux souterrains par l’évolution des versants. Elle peuvent également communiquer avec la surface du massif calcaire par un puits ou aven.

6Les porches d’entrée constituent un milieu particulier, intermédiaire entre un domaine typiquement karstique et un domaine externe, et les remplissages qu’on y observe reflètent fréquemment cette dualité. A la base, on trouve généralement des dépôts issus des réseaux karstiques (fig. 1 A) : argiles, limons, sables, brun rouge mais aussi versicolores, associés parfois à des éléments plus grossiers roulés (fragments calcaires des parois, concrétions et planchers stalagmitiques). Ces sédiments, résultant d’une phase d’activité du karst profond, sont recouverts par des dépôts provenant de la gélivation des parois du porche et/ou de processus géodynamiques externes variés : déplacements de formations superficielles sur les pentes par le ruissellement ou la gravité, alluvionnement fluviatile, sédimentation éolienne,... (fig. 1 Β)

1- Evolution d’un remplissage (ensembles sédimentaires 1, 2,...6) sous un porche d’entrée de grotte en fonction du recul de celui-ci et des différents types d’apports (karst, paroi, versant, vent)

1- Evolution d’un remplissage (ensembles sédimentaires 1, 2,...6) sous un porche d’entrée de grotte en fonction du recul de celui-ci et des différents types d’apports (karst, paroi, versant, vent)

A : début de la sédimentation :
Β : phases de sédimentation principales ;
C : phase finale. L’épaisseur des flèches souligne la prédominance de tel ou tel type d’apports

7Lorsque ces porches sont totalement colmatés (fig. 1 C), ils peuvent être confondus avec des abris sous roche ; leur relation avec un réseau profond n’apparaîtra que lorsque leur remplissage sera en partie fouillé. C’est le cas de l’abri des Pêcheurs et de l’abri Moula en Ardèche, petites cavités peu marquées au départ et dont la fouille a montré leur appartenance à des réseaux karstiques développés.

8Les avens sont des cavités naturelles souterraines, pénétrables, s’ouvrant en surface par un conduit proche de la verticale. Ils correspondent au recoupement par l’érosion dorsale de réseaux verticaux simples, ou bien à l’effondrement de la voûte au droit d’un réseau horizontal. Les sites de Baume-Ronze et d’Orgnac III représentent deux stades d’évolution des avens : le premier se présente comme une vaste cavité large d’une soixantaine de mètres, aux parois verticales sur une hauteur de 10 à 25 m, donnant accès à une galerie descendante tapissée d’un éboulis de blocs anguleux. L’aven d’Orgnac III correspond à une ancienne galerie dont l’effondrement de la voûte a permis le piégeage de sédiments qui l’ont entièrement comblé : à travers l’évolution de leurs caractéristiques au sein du remplissage, on peut suivre l’ouverture progressive de la cavité et l’influence de plus en plus grande des apports extérieurs (Debard 1988).

9Les abris sous roche correspondent à des cavités naturelles de faible profondeur, souvent largement ouvertes dans une paroi rocheuse. Ce sont des formes superficielles, rarement en relation avec d’anciens réseaux souterrains. Leur amorce s’effectue au niveau d’une discontinuité de la roche : joint de stratification, changement de faciès ou de lithologie. Ces discontinuités servent de drains naturels et donne de multiples suintements humidifiant la paroi. Par le jeu de la dissolution et de la gélivation, ces drains s’élargissent progressivement. Une fois l’abri amorcé, son évolution se fait par une succession d’approfondissements par gélivation et d’effondrements des surplombs, d’autant mieux marqués que la roche est fissurée. L’alignement des baumes ou des abris souligne les niveaux de drainage préférentiels dans les parois rocheuses.

Le contexte : le karst

10La répartition des grottes habitées dans la région Rhône-Alpes est calquée sur les zones calcaires soumises à la karstification (fig. 2). Dans l’Ardèche, les habitats se situent dans les secteurs où affleurent les calcaires du Jurassique supérieur (Kimméridgien supérieur, Tithonique) et ceux du Crétacé inférieur (Barrémo-Bédoulien à faciès urgonien). Dans la Drôme, les cavités se trouvent soit dans des calcaires néocomiens (Haute vallée de la Drôme), soit barrémo-bédouliens à faciès urgonien (massifs en bordure de la vallée du Rhône et Vercors). En Isère, ce sont les massifs calcaires urgoniens du Vercors et de la Chartreuse qui abritent l’essentiel des habitats en grottes et on trouve le même contexte géologique pour ceux de Savoie et de Haute-Savoie. Dans l’Ain, les grottes se situent dans des formations d’âge plus varié : Bajocien, Kimméridjien - Portlandien, Néocomien inférieur, Barrémo-Bédoulien.

2- Répartition des habitats en grottes dans la région Rhône-Alpes

2- Répartition des habitats en grottes dans la région Rhône-Alpes

Localisation des sites d’après la base de données de la carte archéologique, mise à jour 1996

11Cette répartition reflète l’aptitude à la karstification des diverses assises calcaires jurassiques ou crétacées. Celle-ci se produit lorsque certaines conditions géologiques, climatiques et biologiques sont réunies :

  • série calcaire au chimisme pur, épaisse, intensément fracturée, ce qui favorise l’infiltration des eaux et l’organisation d’un important drainage souterrain ;

  • eaux chargées en CO 2 contenu dans l’atmosphère mais surtout dans la couverture bio-pédologique ;

  • précipitations abondantes ;

  • eaux froides plus chargées en CO 2.

Un milieu en constante évolution

12Si la répartition des cavités est tributaire de la géologie (aptitude des roches à la dissolution et à la karstification), d’autres facteurs sont à prendre en compte, comme les contextes géomorphologique et climatique qui ont varié au cours des temps et ont pu être très différents de l’actuel. L’évolution des cavités karstiques et de leurs remplissages est en effet liée (fig. 3) :

  • à celle des versants, responsable du recul des surplombs, des remaniements des sédiments accumulés en position externe,

  • à celle des plateaux, qui entraine une ablation en surface,

  • à celle des drainages karstiques, qui peuvent induire un effet de soutirage vers des galeries inférieures.

13Le climat joue un rôle essentiel en activant ou en ralentissant les phénomènes d’érosion. Ainsi en est-il de la dissolution des reliefs calcaires.

3- Evolution géomorphologique des remplissages de porches de grotte (A) et d'avens (B)

3- Evolution géomorphologique des remplissages de porches de grotte (A) et d'avens (B)

D'après Campy 1982

14Tout plateau calcaire est soumis à une dissolution qui est sous la dépendance de plusieurs facteurs liés les uns aux autres par des relations complexes : climat, eau, fissuration, formations résiduelles, sol, végétation,... Cette ablation du relief s’effectue à deux niveaux : en surface, c’est l’érosion dorsale, sur la tranche, c’est l’érosion frontale (Aubert 1967).

15L’érosion dorsale se fait d’une façon relativement uniforme à l’échelle de l’unité géographique. Elle intéresse également les sols et les formations superficielles qui couvrent les plateaux et ce d’autant plus qu’ils sont chargés en squelette calcaire (Aubert 1969). L’ablation superficielle moyenne a été estimée pour de nombreux massifs calcaires français (Jura, Vercors, Languedoc, Quercy) et étrangers. Elle dépend beaucoup des facteurs climatiques comme les précipitations qui conditionnent la présence d’eau et son renouvellement. La température qui contrôle le CO2 dissous dans l’eau. Ainsi, pour les plateaux ardéchois situés en zone méditerranéenne, en se basant sur la composition chimique des eaux, on peut proposer un taux d’ablation karstique compris entre 12 et 25 mm/millénaire (Fabre 1980). Si on utilise la valeur moyenne de 20 mm/millénaire, on peut estimer à 6 m l’épaisseur de calcaire ayant disparu sur le plateau urgonien d’Orgnac-Saint-Remèze depuis le dépôt de la couche dl du gisement d’Orgnac III, datée de 300 000 ans (Debard 1988). Si on retient qu’au cours de cette période de 300 000 ans, le Bas-Vivarais a connu des conditions climatiques plus humides et plus froides que celles régnant aujourd’hui, il est certain que ces valeurs sont sous-estimées. En admettant que, pendant les périodes froides du Pléistocène, le climat de cette région était comparable à celui régnant actuellement sur le karst Slovène, région montagneuse humide de la zone méditerranéenne où la dissolution est de l’ordre de 60 mm/millénaire (Corbel 1956, 1959), ce ne sont plus 6 m, mais plus de 15 m de calcaire qui auraient disparu depuis le dépôt de la dernière couche archéologique d’Orgnac III. C’est une approximation grossière, la valeur d’ablation réelle se situant sans doute autour de 10 m. Dans le massif du Vercors, l’ablation moyenne atteint 100 à 120 mm/millénaire, voire 170 mm dans certains secteurs (Delannoy 1981, 1995). Ces fortes valeurs s’expliquent par le climat humide et frais de cette région (fortes précipitations, températures moyennes basses), par l’étendue de l’étage forestier et des sols bien développés. Pour le Jura, les valeurs seraient sensiblement les mêmes (Aubert 1967, 1969). Dans le secteur de l’aven de Vergranne, M. Campy (1990) propose une érosion superficielle de l’ordre de 5 à 8 m en 400 000 ans environ. Ces quelques exemples montrent que, quelle que soit sa valeur estimée, les conséquences de l’érosion dorsale sur les sites de plateau et leurs dépôts sont importantes : elle a pu modifier la composition de certains remplissages, les faire disparaître partiellement et même totalement.

16Pour les porches de grottes ou les abris, c’est l’érosion frontale qui fait disparaître les dépôts. Elle est plus active que l’érosion dorsale : dans le Jura, elle atteindrait des valeurs 5 à 6 fois plus forte (Aubert 1969). En Ardèche, on peut estimer que l’évolution des versants au cours du Quaternaire a fait reculer l’émergence de la grotte de Saint-Marcel d’environ 150 m. L’érosion frontale dépend de la somme de plusieurs facteurs : climatiques (possibilité de gélivation principalement), géologiques (nature de la roche, présence de diaclases, épaisseur des bancs, pendage des couches,...), biologiques (développement de racines, de lichens,...). Elle varie beaucoup d’une falaise à l’autre et sur la même paroi. La présence de blocs d’effondrement volumineux dans les remplissages, comme ceux du Maras (Debard 1988) ou de Payre (Moncel 1993), dénote bien une ablation des surplombs au cours du temps et il est vraisemblable qu’un certain nombre de sites, plus particulièrement d’abris, et de remplissages ont ainsi partiellement ou totalement disparu. Et ce d’autant plus que le recul des surplombs entraine une érosion gravitaire plus forte.

17L’érosion gravitaire, phénomène d’appel au vide exercé par le versant, entraine le tronquage des remplissages vers l’extérieur, voire leur destruction totale. Elle est d’autant plus active que le recul des surplombs expose les sédiments en situation externe aux phénomènes d’érosion. Les sédiments entraînés sur les versants vont alors alimenter des colluvions ou des cônes d’éboulis.

18Des remaniements et des destructions de remplissages peuvent également se produire par soutirage karstique des sédiments vers les galeries à pente descendante ou vers des galeries inférieures. De tels phénomènes ont été observés dans les niveaux inférieurs des sites d’Orgnac III (Debard 1988), de l’abri des Pêcheurs (Gmira 1989), de l’abri Moula (Chennaoui 1992).

19Inversement, de nombreux sites restent à découvrir. En effet, de puissants éboulis, nourris par l’érosion gravitaire se développant sur les versants, masquent des entrées de grottes ou comblent de nombreuses cavités. De nombreux exemples illustrent ce phénomène : ainsi la grotte de SaintMarcel découverte en 1838 par un chasseur dont le chien, à la poursuite d’un lapin, s’était faufilé entre la voûte du plafond et l’éboulis qui cachait entièrement le porche d’entrée (fig. 1 C), ou bien la grotte des Ours de la Balme à Collomb révélée en 1988 par un courant d’air s’échappant d’une diaclase bouchée par une trémie (Papet et al. 1991), ou encore la grotte Chauvet dont l’entrée naturelle est totalement colmatée par un éboulis (Clottes et al. 1995). Dans les réseaux souterrains, ce sont des cônes d’argile entraînée à travers les fissures du karst ou des cônes d’éboulis liés à des phénomènes de décompression des parois qui peuvent colmater certaines galeries. La découverte de ces sites « cachés » est souvent liée à des travaux de repérage et de désobstruction de la part de spéléologues, d’où l’importance des suivis spéléologiques par les services archéologiques.

Les sédiments

20Les remplissages de porche, d’abri sous roche ou d’aven résultent de divers processus de sédimentation et de transformations post-dépositionnelles qui selon les sites vont être différents. La mise en place des sédiments et leurs caractéristiques dépendent en effet de nombreux facteurs comme le climat, les caractéristiques de l’encaissant, le contexte géomorphologique, l’action de l’homme.

21D’une façon schématique, on peut décomposer l’histoire de tout sédiment archéologique en trois phases :

  • une phase précédant l’occupation humaine contrôlée par des processus naturels, sédimentaires ( = mise en place des dépôts) et pédologiques ( = transformations secondaires de ces dépôts) ;

  • une phase contemporaine de l’occupation humaine intégrant l’ensemble des modifications anthropiques ;

  • enfin une dernière phase postérieure à l’occupation humaine, relevant à nouveau de phénomènes naturels.

22Selon les sites, la part de ces trois phases dans l’édification du sédiment diffère. Dans le cas d’un sédiment faiblement anthropisé (par exemple dans un site paléolithique), aucune modification sensible des caractères du sédiment n’est enregistrée au cours de la 2ème phase et l’étude de tels sédiments peut alors se résumer à une reconstitution paléoenvironnementale. Par contre, à partir de l’Holocène, les phénomènes anthropiques deviennent tellement importants qu’ils oblitèrent et remplacent dans leur quasi-totalité la signature des processus naturels.

23Dans toute étude des remplissages karstiques, il convient donc de faire la part des processus de sédimentation, c’est-à-dire constructeurs, qu’ils soient d’origine naturelle ou d’origine anthropique, et la part des processus de remaniement, de transformation, c’est-à-dire destructeurs, dus à l’action des agents géodynamiques ou à celle de l’homme.

Les processus de sédimentation

Sédimentation naturelle

24Deux types de sédimentation se rencontrent : la sédimentation détritique et la sédimentation carbonatée.

La sédimentation détritique

25Grossière, elle a généralement une origine locale : elle est le plus souvent le résultat de la gélifraction ou de l’effondrement des parois du site. Dans de nombreux gisements karstiques, on peut suivre à la fois le recul des surplombs par éboulement de blocs et l’effritement des autres parois en petits fragments gélifs (fig. 1). Selon les gisements, parfois dans le même, on observe que le délitage des parois ne s’effectue pas de la même manière. Ce phénomène, bien que contrôlé par l’intensité et la durée de la gélivation traduit des différences faciologiques et structurales de la roche. Ainsi au niveau du porche de la grotte de Saint-Marcel existent deux faciès de l’Urgonien superposés qui produisent des fragments gélifs totalement différents (Debard 1988). On voit ici une des limites de l’interprétation climato-sédimentaire qui associe le type de sédiments, en particulier la taille des cailloux calcaires, à l’intensité du froid.

26Parfois le matériel grossier provient d’éboulis situés au-dessus du gisement, non stabilisés par la végétation et se déplaçant sur les pentes soit par simple gravité, soit en coulées de boue, soit sous l’action des eaux de ruissellement. Ce type de mise en place est fréquent pour les grottes à pente rentrante : par exemple, l’abri Moula se présente comme une cavité en cheminée, largement ouverte sur l’extérieur, qui a recueilli plusieurs coulées (Chennaoui 1992). Ces mises en place entraînent des taux de sédimentation élevés (20 cm de dépôts par siècle au Dryas II dans l’abri de la Cure - Bintz et Girard 1995) et peuvent se faire en un laps de temps très court comme le montrent des observations actuelles (dépôt d’un cône de cailloutis « cryoclastiques » de 1 m de hauteur à l’entrée de la grotte de Saint-Marcel lors d’un orage à la fin de l’été 1976). Ces phénomènes sont amplifiés par l’anthropisation du milieu. Cela indique que la mise en place des fractions grossières n’est pas toujours sous le contrôle général du climat.

27Dans d’autres sites, les éléments grossiers proviennent du remaniement de formations situées soit à l’intérieur du karst (cailloux karstiques roulés et émoussés, morceaux de concrétions stalagmitiques, vieux remplissages de galets fluviatiles ou fluvio-glaciaires piégés dans la partie amont des réseaux), soit à l’extérieur sur le plateau et ayant transité par les fissures et les conduits du karst avant d’être piégés. Ce type de sédimentation se produit principalement avant l’installation des hommes.

28La fraction détritique fine est souvent en position primaire et résulte de l’évolution de l’encaissant soit par fragmentation ultime sous l’action du gel, soit par dissolution.

29En position secondaire, elle peut être originaire de formations diverses observées sur le plateau (sols, paléosols, terrasses, formations résiduelles anciennes,...). Sa mise en place se fait après un transit plus ou moins long par les fissures du karst ou sur les pentes dominant le site. Là encore, l’emprise anthropique au travers des défrichements peut expliquer une accélération de la sédimentation fine dans les grottes. Elle peut provenir également des formations piégées dans les galeries profondes du karst et, comme pour les fractions grossières, sa mise en place liée à des phases de décolmatage des galeries s’effectue généralement avant les premiers habitats.

30Les fractions fines des remplissages peuvent enfin provenir de formations beaucoup plus lointaines transportées par des rivières en crue et déposées dans les cavités proches des cours d’eau. C’est le cas dans certaines cavités du Jura méridional au Tardiglaciaire (Loebell 1979) ou en Ardèche comme à la grotte Chabot où des sables de débordement sont interstratifiés avec des niveaux solutréens (Combier 1967). Les cavités sont également des milieux favorables au piégeage de particules transportées par voie aérienne. Ce type de sédimentation, soit d’origine éolienne, soit d’origine volcanique, a été mise en évidence dans plusieurs sites d’Ardèche. Les apports éoliens observés dans les gisements d’Orgnac III, de Saint-Marcel, du Maras (Debard 1987) se manifestent par des associations minéralogiques argileuses allochtones, le façonnement éolien des quartz, la granulométrie des fractions fines proche de celle des loess. Cette sédimentation éolienne est le marqueur des phases pléniglaciaires, les phases interglaciaires et de transition se traduisant par une sédimentation autochtone à partir des formations meubles de l’environnement proche. Des retombées volcaniques ont été mises en évidence dans l’aven d’Orgnac III où un téphra originaire du Sancy date le sommet du remplissage de 300 000 ans (Debard et Pastre 1988 ; Khatib 1994) et dans le remplissage supérieur de l’abri Moula où une retombée phréatomagmatique issue d’un maar du Haut-Vivarais s’est trouvée piégée, il y a environ 40 000 ans (Pastre et al. 1994). Dans la Drôme. un téphra en provenance du Mont Dore a également été découvert dans le gisement plio-pléistocène de Saint-Vallier (Pastre et al. 1996).

La sédimentation carbonatée

31Elle résulte de la réaction inverse à celle qui préside à la dissolution. L’étude des spéléothèmes et des tufs dans le Vercors (Delannoy 1995) montre que leur formation est sous la dépendance des conditions extérieures et qu’elle indique des conditions biostasiques et écologiquement stables : les périodes de croissance des concrétions correspondent aux optima climatiques alors que les phases de rémission ou d’arrêt sont liées à des crises rhéxistasiques d’ordre morphoclimatique (refroidissement) ou anthropique (déforestation). Ainsi, la présence de planchers stalagmitiques dans les grottes d’Ardèche (Les Pêcheurs, Saint-Marcel, Ranc Pointu n° 2) (Debard 1988) comme dans celles du cirque de Choranche (Delannoy 1995) soulignent l’optimum climatique éémien. Des concrétionnements plus discrets, mis en évidence dans les gisements des Pêcheurs et du Ranc Pointu n° 2, correspondent à l’interstade wûrmien.

Sédimentation anthropique

32Les sédiments générés par l’occupation humaine peuvent provenir d’apports minéraux ou organiques ou résulter d’activités :

  • apport de matériaux pour la construction, l’aménagement de l’habitat (construction de murs, structuration des foyers) ;

  • apports de sédiments fins pour les torchis ou la confection des céramiques ;

  • apports de végétaux pour les litières ou comme constituant de certains matériaux de construction ;

  • apport de bois pour les feux produisant des charbons et des cendres ;

  • accumulation de fumiers par les animaux domestiques (Brochier J.-E. 1983 ; Brochier, J.-L. 1986). Ces apports permettent d’appréhender des activités saisonnières comme cela a été démontré dans les grottes-bergeries d’Antonnaire (Brochier 1986 ; Argant 1988) ou de la Baume Ronze (Beeching & Crubezy 1991) ;

  • apports par les pieds d’agrégats sablo-limonoargileux ou cônes de dévalement de troupeaux comme dans la Baume Courtinasse (Brochier 1994).

Processus de transformation

33Après leur mise en place, les sédiments sont soumis à des processus de transformations dues à des causes naturelles ou à des causes anthropiques.

Transformations d’origine naturelle

34Ce sont essentiellement :

  • des phénomènes physiques responsables de la gélifraction des blocs tombés à terre (Laville 1975), de la ségrégation des particules argileuses en lits minces ou en revêtement pelliculaire autour de particules plus grossières, de transferts de particules fines par les eaux de percolation ;

  • des phénomènes d’érosion liés aux eaux courantes entraînant le plus souvent la disparition ou la perturbation des sédiments situés au débouché des galeries, à l’aplomb des fissures karstiques ou au-dessus de conduits (fig. 3) ;

  • des phénomènes d’altération biochimique (d’autant plus marqués que les sites sont éloignés des zones englacées) comme la dissolution des débris calcaires, des cendres, des os, des éléments siliceux. Ces transformations entraînent des migrations dans les sols et des réactions avec les autres composants : par exemple dans le dernier niveau archéologique d’Orgnac III, la silice issue de l’altération des silex (Masson 1981) a induit des néogenèses sur les grains de quartz (Debard 1988) ;

  • des phénomènes d’appel au vide sur les versants lorsque les surplombs ne protègent plus les sédiments (fig. 3) ;

  • de la bioturbation due à des terriers de rongeurs, d’annelides ou de larves d’insectes pouvant remanier les sédiments sur plusieurs centimètres voire plusieurs mètres de profondeur (Courty et al. 1989) et produisant des microagrégats caractéristiques. Les racines entraînent la formation de vides permettant des circulations d’eau qui, jusqu’à des profondeurs importantes, vont transformer les sédiments par lessivage ou apports d’éléments détritiques ou solutés qui précipitent sous des formes variées (nodules, pseudo-mycelium, manchons radicellaires).

Transformations d’origine anthropique

35Elles sont liées à l’aménagement du site, aux circulations humaines ou animales, aux activités pratiquées.

  • C’est le cas des remaniements de dépôts réalisés pour aménager des sépultures ou des foyers : par exemple, dans l’abri des Pêcheurs, les aurignaciens ont creusé dans les niveaux moustériens une petite fosse, étayée par une murette de blocs et de plaquettes alignés parallèlement à la paroi, parfois placés de chant (Lhomme 1979). Ces remaniements peuvent correspondre aux nivellements des surfaces d’occupations, tels ceux mis en évidence dans les niveaux du Bronze final IIIa de la grotte du Gardon (Sordoillet, ce volume).

  • Les circulations humaines ou animales entrainent le déplacement des sédiments ou des particules par tassement et étalement (Courtin & Villa 1982 ;Brochier 1994).

  • Les foyers entraînent la transformation des sédiments sur lesquels ils reposent par rubéfaction et calcination.

36Toutes ces transformations pèsent sur la notion de sol d’habitat. En effet, quelle valeur accorder à tel ou tel témoin d’activité lorsqu’on prend conscience des évolutions multiples que peuvent subir les sédiments archéologiques ? Un autre élément vient compliquer l’interprétation : c’est l’évalution du temps écoulé entre le moment où s’est élaborée une structure et la fixation de son image telle que nous la voyons aujourd’hui.

Intérêt et limites de l’étude des grottes

37Pendant très longtemps, les grottes ont constitué l’unique terrain de la recherche préhistorique. En effet, presque toutes les cavités d’accès aisé ont été occupées épisodiquement à de nombreuses reprises au cours de la Préhistoire et de l’Histoire jusqu’à l’époque actuelle. Parallèlement, les études sur les sédiments de ces sites se sont développées et les travaux de J.C. Miskovsky (1974) et H. Laville (1975) ont servi de référence pour de nombreuses interprétations paléoclimatologiques. Mais depuis quelques années, on s’est rendu compte de l’intérêt limité de tels gisements aussi bien dans la connaissance de la culture des groupes humains qui les ont fréquentés que dans les reconstitutions paléoenvironnementales. En effet, ces sites ne représentent bien souvent que des abris temporaires ou de complément à des villages de plaine. La recherche archéologique s’est alors reportée sur la fouille des sites de plein air correspondant aux structures d’habitat principales. Par ailleurs, leurs séquences stratigraphiques présentent de nombreuses lacunes (Campy 1985) et reflètent souvent des conditions locales d’évolution du milieu encaissant : par exemple, au sein de la même formation géologique, on constate que le délitage des parois par le gel/dégel est spécifique à chaque site (Debard 1988). Les grottes correspondent à un milieu tamponné n’enregistrant que certains paramètres du climat. A ce titre, les remplissages karstiques ne sont pas de bons enregistreurs du climat général ou même régional (Campy 1990 ; Campy et al 1994). De même, la faune, les charbons de bois ou les pollens recueillis dans ce type d’environnement n’ont bien souvent qu’une valeur locale en raison de l’empreinte anthropique qui les caractérise.

38Cependant, le développement de nouvelles méthodes d’analyse, en particulier celles de l’archéologie spatiale et celles de la géoarchéologie, est venu renouveler l’intérêt des remplissages de grotte, et cela pour plusieurs raisons. Les grottes ont toujours rempli de multiples fonctions et les recherches dans la région ont contribué à bien le démontrer depuis une quinzaine d’années.

  • On connaît la fonction habitat qui a fait la réputation des grottes pendant des décennies. Le développement des fouilles sur de larges surfaces et des observations stratigraphiques à une échelle fine a mis en évidence les difficultés rencontrées pour cerner cet aspect. Toutefois dans de nombreux cas, la géoarchéologie, en particulier au travers de la micromorphologie, apporte des réponses.

  • L’utilisation des grottes comme lieux de sépultures est bien connue.

  • La fonction halte de chasse est démontrée par l’étude de la faune chassée à certaines saisons (Chaix & Bridault 1994).

  • Depuis une quinzaine d’années, l’étude des limons de grottes (Brochier J.-E. 1983 ; Brochier J.-L. 1986 ; Brochier et Beeching 1994) et des pollens associés (Argand 1988) a démontré l’utilisation des grottes comme bergeries, pendant tout le Néolithique et pendant la Protohistoire aussi bien en Ardèche (Baume Ronze, Grotte de SaintMarcel), dans la Drôme (grottes d’Antonnaire, de la Tune de la Varaime, baume Courtinasse), que dans l’Ain (grotte du Gardon).

  • La fonction sanctuaire utilisant les zones profondes des cavités est connue depuis lontemps. On peut y rattacher la fonction paléospéléologique, évoquée pour plusieurs grottes du Vercors (Bintz & Picavet 1992), qui montre que des hommes ont exploré en totalité des réseaux, franchi des obstacles techniques, dans un but purement gratuit ou bien symbolique.

  • La fonction ressources peut être également évoquée dans le cas de la collecte d’eau avec l’aménagement de certaines cavités comme la grotte de Gaude et de Chazelles en Ardèche (Combier 1971 ; Combier & Nikitine 1973), de l’extraction et l’exploitation des silex observées dans les grottes de Pellebit en Haute Drôme (Brochier 1994), de la collecte d’argile pour les poteries ou de concrétions incorporées aux céramiques.

39Toutes ces fonctions montrent la complémentarité des grottes avec d’autres sites. Ainsi en est-il avec les grottes-bergeries, comme à Antonnaire et à Baume Ronze, qui impliquent la transhumance entre les lieux d’habitat en plaine ou en fond de vallée et les zones de pâturage situées en hauteur (Brochier & Beeching 1994). C’est également le cas des grottes sépulcrales qui peuvent être en relation avec des habitats de plein air : on peut citer l’exemple de l’éperon barré du Ranc Pointu en Ardèche où un habitat de plein air du Bronze final IIIb a pu coexister avec une occupation en grotte à fonctions multiples : artisanat, funéraire, habitat temporaire (Durand 1994). Les études de paléoenvironnement ont un rôle essentiel pour percevoir et cerner les diverses utilisations des sites en grotte (Sordoillet ce volume ; Thiebaut & Bintz ce volume)

40D’autre raisons viennent justifier les études sur les remplissages karstiques. Les grottes présentent souvent des stratigraphies développées. Elles servent alors de référence pour des stratigraphies réduites. C’est particulièrement net pour les Alpes du Nord (Thiebaut & Bintz ce volume). En Ardèche, la Baume-Ronze sert d’élément de comparaison à l’échelle de la Moyenne Vallée du Rhône (Brochier & Beeching 1994).

41Les grottes, espaces clos et protégés, permettent la conservation de certains dépôts, non préservés dans d’autres contextes. L’étude de leurs remplissages apporte alors des données irremplaçables sur les processus géodynamiques du milieu quaternaire et post-glaciaire. Nous avons vu en particulier que les grottes ardèchoises ont été des pièges pour les sédiments éoliens et les téphras (Debard 1988). Ces cas illustrent également les apports réciproques entre l’archéologie et la géologie du Quaternaire. Prenons l’exemple des retombées volcaniques : elles permettent de dater de façon précise les gisements comme cela a été fait à Orgnac III (Debard & Pastre 1988), mais inversement, elles apportent des éléments nouveaux sur le volcanisme (précision sur l’âge de l’éruption phréatomagmatique de la Vestide de Pal grâce à l’industrie de l’abri Moula, aire de dispersion du panache), (Pastre et al. 1994). Un exemple tout à fait comparable pourrait être développé avec l’étude du matériel lithique qui fournit à la fois des données purement archéologiques (origine des matériaux, choix des roches selon les outils, échanges) mais aussi des connaissances approfondies sur les formations géologiques utilisées (composition pétrographique, genèse). Les opérations pluri-disciplinaires peuvent être à bénéfice mutuel !

Bibliographie

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Document

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Table des illustrations

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Titre 1- Evolution d’un remplissage (ensembles sédimentaires 1, 2,...6) sous un porche d’entrée de grotte en fonction du recul de celui-ci et des différents types d’apports (karst, paroi, versant, vent)
Légende A : début de la sédimentation :Β : phases de sédimentation principales ;C : phase finale. L’épaisseur des flèches souligne la prédominance de tel ou tel type d’apports
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Titre 2- Répartition des habitats en grottes dans la région Rhône-Alpes
Légende Localisation des sites d’après la base de données de la carte archéologique, mise à jour 1996
URL http://books.openedition.org/alpara/docannexe/image/1470/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 316k
Titre 3- Evolution géomorphologique des remplissages de porches de grotte (A) et d'avens (B)
Légende D'après Campy 1982
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