3.1. Éléments pour une occupation de la grotte par les troupeaux : analyses sédimentaires (J. L. B.)

3.1.1. Introduction

1L’opération de fouille conduite en 1994 par J. Vital, limitée à environ un mètre carré de la zone témoin EF7-8 (fig. 17), a permis de détailler le cadre chronostratigraphique et de mieux qualifier l’histoire du remplissage et de l’occupation humaine (§ 1.2.3. et § 2.1.3.2.). Elle a révélé une séquence sédimentaire particulièrement intéressante, objet principal de cette contribution. En dehors des blocs et cailloutis provenant des parois ou de l’entrée de la cavité, le sédiment limoneux qui constitue la matrice fine des couches présente une grande variabilité tant de couleur que de structure. Il en résulte une grande complexité stratigraphique, et dans certains secteurs une microstratigraphie à l’échelle millimétrique, voire inframillimétrique. Puissante d’un peu plus d’un mètre, cette séquence couvre les périodes allant du début du Néolithique final au Bronze ancien compris, la sédimentation du Bronze final étant très lacunaire dans ce témoin.

2Dès la fouille, une origine naturelle des sédiments fins était exclue et l’hypothèse anthropique privilégiée. Il était alors nécessaire de préciser l’origine des particules directement liée aux modalités d’occupation du site, objet d’une première caractérisation relative in situ (§ 2.1.3.2.). Le choix a été fait de travailler au microscope polarisant sur des grandes lames minces de 8 x 13 cm (Courty, Goldberg, Macphail 1989). Les prélèvements sous forme de blocs plâtrés assez volumineux prennent en compte la complexité de la stratigraphie (fig. 34). La présence de cailloutis a rendu très difficile cet échantillonnage, qui n’a pas toujours pu être réalisé aux emplacements prévus.

3.1.2. Faciès sédimentaires : analyse macroscopique et microscopique

3La caractérisation des sédiments est effectuée à l’échelle macroscopique puis microscopique. Les résultats en sont présentés, couche par couche, dans les figures 35 et 36. À l’échelle macroscopique, la texture, la couleur et la structure présentent des faciès sédimentaires dont l’identification repose essentiellement sur la matrice de poussières de la taille des silts (2 à 63 microns) qui dominent largement la fraction fine et confèrent à ces dépôts un aspect poudreux. Des sables, graviers et cailloux de toutes tailles viennent rythmer de façon relativement aléatoire la constitution de la stratigraphie. Ils ne constituent pas un des critères de base de la différenciation sédimentaire. La couleur surtout montre une extrême variabilité : brun-noir, gris foncé, ocre plus ou moins rouge à rose, ou encore vert (fig. 35). À l’œil nu, la structure peut apparaître poudreuse, microlaminée, ou « nougatée » (structure en boulettes compactes plus ou moins coalescentes à sédiment interstitiel plus meuble) (fig. 35).

3.1.2.1. Les descripteurs microscopiques

4À l’échelle microscopique, la structure est prise en compte (fig. 35), mais c’est surtout la composition de la fraction granulométrique de la taille des limons qui va nous permettre de caractériser les sédiments et de préciser leur origine. Dix descripteurs sédimentaires sont recherchés puis estimés en cinq classes d’abondance : 0 (absent), 1 (un peu), 2 (un peu plus), 3 (beaucoup), 4 (en grande quantité) (fig. 37). Les sphérolites (fig. 36d, 36e, 36g) sont des cristallisations calcitiques d’une à deux dizaines de micromètres se formant dans le système digestif de certains ruminants (Brochier J. E. 1991a, 2002). Ils sont donc d’origine excrémentielle. Les caprinés, et plus particulièrement les moutons, en produisent en quantité. Les sphérolites dénommés « brûlés » (fig. 36f) sont opaques, encrassés par une couche carbonée. Nous les considérons comme provenant d’excréments ayant subi une combustion. Les phytolithes de silice, dont la taille peut atteindre quelques micromètres à une centaine de micromètres, sont d’origine végétale. Rarement très nombreux, et accompagnant les sphérolites, ils sont interprétés ici comme le résultat de la nourriture des herbivores et donc d’origine excrémentielle (Brochier J. E. 1991a, 2002). Dans certains cas, l’apport de litière végétale peut être discuté. Comme ces apports volontaires ne sont pas démontrés nous utiliserons le terme de « fumier » par facilité lexicale, mais entre guillemets pour signifier qu’il ne s’agit pas forcément de fumier au sens actuel du terme (Brochier et al. 1999). Des fragments de matière organique, en voie de minéralisation, plus ou moins mélanisés, de couleur brun orangé à brun sombre, sont conservés. De petite taille, quelques dizaines de micromètres, ou plus gros de quelques centaines de micromètres à 1 mm, ils constituent souvent une part importante du sédiment. Ce sont des fragments végétaux de feuilles, tiges, ou ligneux. Dans quelques très rares cas il pourrait s’agir de chitine d’insectes. La matière organique fine à colloïdale, amorphe, provient des excréments, ou/et de végétaux décomposés. Les cendres carbonatées sont essentiellement représentées par des cristaux de carbonates secondaires issus de la transformation des oxalates de chaux présents dans les végétaux. Les POCC, ou pseudomorphoses d’oxalate de calcium en calcite (Brochier, Thinon 2003), cristaux oxaliques présents dans les organes végétaux, transformés sous l’effet de la chaleur en carbonate de calcium et gardant les caractères morphologiques du cristal d’origine, ont été décomptés avec l’ensemble des cristaux carbonatés d’origine cendreuse. Elles sont peu fréquentes. Les cendres ne constituent jamais, dans le sondage 1994, de véritables couches. Les charbons proviennent de la combustion de végétaux. Les macrocharbons, de quelques centaines de micromètres à plusieurs millimètres, sont issus de matières ligneuses. Par contre les charbons microscopiques d’une à quelques dizaines de micromètres pourraient également provenir de feux de végétaux non ligneux, voire de « fumier ». Le descripteur détritisme terrigène prend en compte les apports minéraux allochtones, de la taille des silts (2 à 63 microns) dans un cas, et plus grossiers de la taille des sables (63 microns à 2 mm) dans l’autre. Il s’agit de particules de roches (restes dolomitiques du Trias), de grains de quartz, provenant de la paroi ou des dépôts terreux de l’entrée de la Balme, voire plus lointains.

3.1.2.2. Ensembles sédimentaires et origine des faciès du témoin 1994

5Quatre grands ensembles sédimentaires peuvent être individualisés d’après les descripteurs géoarchéologiques (fig. 34-37). Ce sont, de bas en haut de la coupe :

Décapage d14, Néolithique final inférieur 1

6La base de la séquence est constituée d’une couche relativement uniforme, gris foncé noirâtre, d’une épaisseur de 40 cm, riche en matière organique et débris végétaux grossiers. Elle est également caractérisée par un détritisme terrigène important, fin et grossier, une faible présence des sphérolites, mais par contre d’assez nombreux phytolithes. Charbons et cendres n’y sont pas spécialement abondants.

7L’aspect gris foncé, noirâtre de cette couche, finalement peu charbonneuse, est essentiellement dû à une forte accumulation de matière organique, à laquelle viennent se mélanger des apports terreux arrivant de l’extérieur. Une part de cette matière organique est d’origine ligneuse, mélanisée, de couleur brun sombre. On rencontre quelques agglomérats micritiques provenant vraisemblablement d’accumulations cendreuses démantelées. La présence de sphérolites, plus ou moins bien conservés, montre que le parcage dans la grotte, et l’accumulation d’excréments de caprinés a déjà débuté. Soit il y a encore peu de bêtes et le dépôt animal n’arrive pas à diluer l’apport terrigène extérieur (déplacement par les pieds), soit le troupeau est parqué plus près de l’entrée. On se trouverait, à l’endroit du sondage 1994, en périphérie du parcage, ou/et dans une zone de réserve de fourrage, ou/et de fagots pour la feuillée, qui expliquerait l’abondance de matière organique et la présence de phytolithes. Cependant, ces derniers ne sont pas si nombreux, et la matière organique d’origine ligneuse nous orienterait plutôt vers une accumulation de branches et brindilles. Cela expliquerait l’aspect très microagrégé du sédiment en petites boulettes et en particules du fait du démantèlement provoqué par le treillis de branchages, et à la suite également de sa disparition lors de la dégradation biologique. L’hypothèse d’une épaisse litière destinée à aménager le sol de la grotte peut également être avancée. Les gros blocs de l’effondrement, avant d’être totalement recouverts par l’accumulation sédimentaire rendaient l’endroit très chaotique. Stockage de nourriture et utilisation des branches après que les feuilles en aient été mangées ne sont pas non plus incompatibles.

8Le sédiment à la fois très poudreux et très caillouteux du décapage d13 n’avait pu être correctement échantillonné. À la description visuelle c’est un limon gris clair cendro-charbonneux, voisin d’aspect du sédiment du décapage d14 plus noirâtre. L’analyse microscopique de ce dernier montre clairement que d13 est à ranger avec d14 dans la même dynamique de sédimentation, beaucoup plus organique que cendro-charbonneuse. La flexure remarquable que cette couche présente contre la paroi de la grotte signe une perte de volume très importante lors de la minéralisation de l’ensemble très organique d14 + d13.

Décapages d12 à d6, Néolithique final inférieur 2 et Néolithique final supérieur

9Cette séquence où se succèdent une grande diversité de faciès sédimentaires visibles à l’échelle macroscopique – limons ocre, bruns, gris, verts, roses, microstratifiés ou nougatés – présente en fait une grande homogénéité dans sa constitution en poussières microscopiques. Tous ces sédiments sont des faciès à sphérolites largement dominants. Les phytolithes sont toujours plus ou moins présents, jamais très abondants, excepté dans certains lits des couches microlaminées. La matière organique fine reste bien représentée. Les débris végétaux plus grossiers sont abondants dans les microlites sombres des décapages d10 et d11 ; ils sont plus dispersés dans les couches des décapages d8 à d6.

10Deux niveaux particuliers sont à isoler, marqués par une quantité moindre de sphérolites, et une présence plus affirmée du détritisme terrigène : un premier regroupe le décapage d8 et la base de d7, le second correspond à la partie moyenne du décapage d7 (l. g. mix.). Le décapage d8 se démarque par ailleurs par ses quantités importantes de sphérolites brûlés, de cendres et macrocharbons.

11On distinguera encore un ensemble inférieur, d12-d10, assez régulièrement microstratifié, montrant de grandes plages de sédimentation peu démantelées, et un ensemble supérieur, d8-d6, où la structure est nettement plus microagrégée.

12Cette séquence est sans conteste à ranger dans les accumulations coprogènes rapides : les bêtes, parquées, serrées, et en nombre, produisent des déjections en quantité, capables de diluer fortement, voire d’annuler, les apports terrigènes. Ces faciès à sphérolites caractérisent des « fumiers » de caprinés (Brochier J. E. 1991a). Les quantités parfois très faibles de phytolithes pourraient signifier que la chèvre tient parfois une place plus prépondérante dans le troupeau. Le régime alimentaire caprin est en effet plus varié, moins orienté vers les herbacées qui produisent des phytolithes en grand nombre. Des moutons qui ne sortiraient pas brouter, nourris par la feuillée par exemple, pourraient également donner des faciès à sphérolites très dominants.

13On observe relativement peu de rejets cendreux ; ils sont noyés dans la production excrémentielle, souvent repris dans les agrégats roulés. Il n’est pas toujours facile de distinguer la calcite qui en est issue de la micrite sphérolitique qui constitue le fond des sédiments. Des niveaux d’excréments ont été brûlés (décapage d8) pour des raisons sanitaires ou/et de réduction de volume, ou/et comme combustible. Les deux niveaux d7 (l. g. mix.) et d8 marquent un ralentissement, voire un arrêt dans l’accumulation des « fumiers », avec plus de passages entraînant des fractions terrigènes depuis l’extérieur.

14Les structures microlaminées et nougatées des décapages d12 à d10 correspondent à une sédimentation excrémentielle plus régulière et plus continue que celle des décapages d8 à d6, ce qui a permis une fossilisation rapide des évènements sous forme de microlites inframillimétriques. La structure nougatée provient du tassement et de l’effondrement dus à l’énorme perte de volume résultant de la disparition de la matière organique des couches sous-jacentes (d14 et d13). Déstructuration et fissuration des couches supérieures en « gros blocs » donnent un aspect de nougat à ces sédiments. La structure beaucoup plus microagrégée, des décapages d8 à d6, résulte d’une sédimentation plus discontinue. Les agglomérats de morphologie souvent arrondie et de compositions diverses, micrite cendreuse, microsparite sphérolitique plus ou moins organique, révèlent un démantèlement, fréquemment reproduit, de couches déjà un peu indurées et certainement asséchées. Le moteur de cet émiettement serait le piétinement du troupeau. Il nécessite une interruption de plus ou moins longue durée permettant aux surfaces de « fumiers » de se dessécher et de se consolider.

15Les séquences microlaminées, en d12 et d11, sont le résultat de deux cycles qui se superposent ou/et entrent en alternance : un cycle fait se succéder des microlites riches en débris végétaux organiques (lits sombres) dans une sédimentation de micrite sphérolitique (lits clairs), un autre cycle se fait sans sphérolites sur des microlites clairs de phytolithes nombreux en connexion, et des microlites plus sombres de débris végétaux. L’organisation microlitée des débris végétaux démontre qu’ils proviennent d’apports et n’appartiennent pas à des excréments dans lesquels ils auraient été plus ou moins digérés. Ces apports posent la question des deux origines possibles entre lesquelles il n’est pour l’instant pas possible de statuer : constitution de litières (dans le cas de « pailles » riches en phytolithes) ou/et fourrage tombé au sol lors du nourrissage.

16C’est dans cette séquence que les couleurs des sédiments sont les plus variées (ocre, rose, brun, vert). Une recherche spécifique a été effectuée pour déterminer quelle relation pouvait exister entre couleur et composition. Aucun lien effectif et systématique n’apparaît (fig. 37), plusieurs origines à la couleur pouvant se superposer. Cependant, les limons de teinte rosée ou ocrée sont certainement colorés par la matière organique non minéralisée. Les limons brun-vert semblent liés à l’absence de débris organiques grossiers, de détritisme terrigène fin et de cendres. Les teintes grises naissent au mélange de composants différents, et surtout à l’arrivée de fractions minérales terrigènes. La notion de seuil apparaît très sensible ; une infime teneur d’un composant en plus et la couleur change. La variabilité colorée (qui n’est presque plus lisible sur les lames minces) trouve également son origine dans la pigmentation des restes organiques fossilisés, qui dépend de plusieurs facteurs : espèces végétales d’origine, jus organiques, mélanges avec les urines, évolution, épigenèse et minéralisation lors de la fossilisation.

Décapages s5 et d5, Bronze ancien

17Les sphérolites marquent une chute nette dans la composition des poussières, les phytolithes deviennent alors plus présents (dans s5 = bas du décapage d5). La matière organique conservée est le composant essentiel : en débris végétaux informes et sous forme colloïdale en flocons. Elle est souvent très évoluée, mélanisée. La dynamique sédimentaire est celle d’une accumulation organique qui diffère de celle du décapage d14, par la fréquence plus faible des débris ligneux et des sphérolites, et celle plus forte des phytolithes et de rejets charbonneux.

18La chute des sphérolites, et la bonne représentation des phytolithes déterminent clairement que l’on est dans un nouveau mode de sédimentation. La composition du troupeau a pu changer ; ce nouvel équilibre a été rapporté à la présence de bovinés (Brochier, Claustre 2000 ; Sordoillet 1999, 2009) toujours ici accompagnés de quelques caprinés. On peut également admettre que la zone de parcage des caprinés s’est déplacée et que l’on se trouve à l’endroit du sondage 1994, dans une zone de stockage de fourrage par exemple, ou de rejet de litière. Aucun microlitage n’est perceptible. La structure microagrégée très développée, ainsi que les apports terrigènes dénotent de fréquents déplacements depuis l’entrée, ainsi qu’un démantèlement par piétinement de surfaces asséchées. Cela indiquerait des séjours moins fréquents et plus espacés d’un troupeau peut-être également moins important en nombre de bêtes.

Décapages d5 supérieur et s3-4, Bronze ancien

19Les sphérolites finissent par ne plus, ou presque plus, participer à la sédimentation. De ce fait, les phytolithes apparaissent plus présents, en s3-4 seulement. Les restes organiques nombreux signalent que l’on reste dans un type d’accumulation où ce matériel prévaut, tout en tenant une place qui se réduit, le détritisme terrigène devenant de plus en plus important.

20Le principe d’accumulation excrémentiel, fort et rapide, cesse. Quelques bêtes peuvent encore être parquées non loin de là, mais en petit nombre et moins longtemps. Les déplacements sont fréquents entraînant vers le fond de la grotte les formations terrigènes de l’entrée, et participant à la formation d’agrégats divers arrondis. Les sphérolites présents pourraient être dus au remaniement de « fumiers » plus anciens.

3.1.2.3. Analyses complémentaires d’échantillons isolés

Les couches du Néolithique moyen NM2 (NF)

21Deux prélèvements effectués, en vrac, sur une coupe en limite des anciennes fouilles (fig. 15) ont fait l’objet d’une analyse microscopique, non pas en lame mince mais sur les poudres, après sédimentation et observation entre lame et lamelle (Brochier J. E. 1991a, 2002).

Le sédiment noir de la couche 6 contenant les graines et le récipient d’écorce

22Ce sédiment est composé à 90 % de débris organiques d’origine végétale. Les fragments, d’une dizaine de microns, sont plutôt anguleux, de conservation et de couleurs diverses : brun sombre à noir, mélanisés ; brun clair, orangé, moins altérés. La matière organique fine, amorphe, reste peu développée, en tout cas beaucoup moins que dans les autres couches organiques du site. Les phytolithes, quand on peut les percevoir dans la matière organique, sont nombreux, le plus souvent allongés, dendriformes, de grande taille. Ce matériel est accompagné de quelques rares grains de quartz et de quelques cristaux de calcite qui pourraient être des cendres recristallisées, ou des fragments de sphérolites par ailleurs très rares. Il n’y a aucun charbon, ni aucune pseudomorphose d’oxalate de calcium en calcite. Ce dépôt représente une accumulation de matériel végétal où les tiges de poacées et vraisemblablement de céréales ont été nombreuses.

Le limon ocre rosé (sous le sédiment noir du récipient d’écorce, à l’interface des couches 6 et 7)

23Le détritisme terrigène, limoneux et sableux, représente une part importante du sédiment. Mais une autre part est occupée par des débris organiques, des flocons de matière organique dégradée colloïdale, et quelques sphérolites. Un dépôt coprogène peu développé, au moins à l’endroit de l’échantillon, participe également à l’origine de cette couche. Il est beaucoup moins actif que ce que l’on peut observer pour les couches plus récentes, du Néolithique final, dans le sondage 1994. Il s’accompagne de forts apports détritiques extérieurs, lors de déplacements ou de ruissellements. On observe très peu de charbon et de cendres.

Les sédiments du Bronze final

24Un échantillon prélevé dans un lambeau de sol noir de la salle II a pu être analysé, daté du Bronze final 2b-3a par la céramique. Il montre une composition où les débris organiques grossiers sont largement dominants. Les plus gros sont brun noirâtre, et il est parfois difficile de faire la différence entre mélanisation et carbonisation. Cependant, les débris plus petits, de coloration brun orangé, et la matière organique fine jaune, indiquent que la carbonisation est toute relative et qu’il s’agit principalement d’une accumulation d’origine végétale en voie de minéralisation. Ce matériel est accompagné de quelques sphérolites et phytolithes, et de peu de débris terrigènes. Il n’est pas sans rappeler les niveaux organiques du décapage d5 du sondage 1994.

25Par ailleurs, les photographies de décapages ou de stratigraphies permettent de suivre certains faciès sédimentaires caractéristiques. Les limons ocre, les limons beige, et les limons brun, visibles sur la coupe photographiée en limite des carrés EFG4-5 (fig. 25, G4, N2, G6) sont très voisins de certains faciès identifiés comme d’origine excrémentielle sur le sondage 1994. Les lentilles blanches pourraient, elles, être des rejets cendreux volumineux (fig. 20, B3 ; fig. 25).

26Le stockage dans la salle II et le parcage dans la salle I peuvent donc être fortement soupçonnés au milieu du Bronze final (BF2b-3a). Ce dernier est confirmé par l’identification récente de coprolithes par Lucie Martin lors de l’analyse carpologique. Ils sont au nombre de 58 dans l’échantillon S82, E6, z =-110 cm et de 102 dans l’échantillon S82, G5, z =-118 à-120 cm, et leur position stratigraphique, postérieure au Bronze final 1 est en conformité avec celle des mobiliers du Bronze final 2b-3a. Ces coprolithes avaient été antérieurement classés dans les restes de fèves. Ils sont conservés par carbonisation du matériel organique contenu. De 7 à 13 mm de longueur, et 4 à 7 mm de largeur, leur forme est ovoïde à subcylindrique et ils présentent fréquemment un rétrécissement à une extrémité (fig. 38). On peut les rapporter sans conteste à des crottes de moutons ou de chèvres (Beeching, Moulin 1983). Leur conservation puis leur fossilisation, ici une carbonisation accidentelle, sont trop tributaires de causes évènementielles pour pouvoir conduire à des implications à l’échelle du troupeau. On est assuré qu’il y avait bien des moutons ou/et chèvres dans ce dernier, mais la présence voire la dominance de bovinés n’en est pas pour autant annulée.

3.1.3. Évolution du parcage et des modalités d’occupation de la grotte des Balmes d’après la sédimentation anthropique

27La sédimentation de cette séquence, du Néolithique inférieur 1 au Bronze ancien, résulte de quatre facteurs essentiels qui se combinent :

• 1 : une production excrémentielle due à des herbivores ;

• 2 : des apports de matière organique pour des litières, du fourrage (foin et branches feuillues), ou leur stockage ;

• 3 : du transport de débris terrigènes depuis l’entrée par les déplacements ;

• 4 : le fonctionnement de feux, dont on ne retrouve ici que les rejets en position plus ou moins démantelée et jamais en quantités importantes.

28L’analyse microscopique, qui ne concerne que le secteur du sondage 1994 et non la totalité de la grotte, permet de relever au sein de cette sédimentation trois grandes coupures correspondant à différentes modalités d’occupation et de parcage :

• Entre les décapages d14-13 et d12-11, du Néolithique final inférieur 1 au Néolithique final inférieur 2, on passe d’un dépôt où dominent les restes végétaux, peu marqué par la sédimentation excrémentielle, à des dépôts essentiellement coprogènes. Si le premier résulte d’un aménagement de l’espace entre les blocs, il se peut qu’il cesse dès que ces derniers sont recouverts. Cette coupure ne serait alors que fonctionnelle et ne relèverait pas d’un changement majeur dans les habitudes pastorales.

• Entre les décapages d6 et s5-d5 inférieur, du terme du Néolithique final supérieur au Bronze ancien, on passe de dépôts coprogènes rapides et abondants de caprinés, où les sphérolites dominent largement, à des dépôts organiques où les phytolithes tiennent une place plus importante, marquant un changement dans la composition du troupeau ou/et les pratiques pastorales. Rappelons que l’amas de sédiments de la surface s5 (inter d6-d5) n’est pas précisément daté.

• Dans la partie supérieure du décapage d5, au cours du Bronze ancien, l’accumulation excrémentielle due au parcage, et plus largement la sédimentation anthropique, sont considérablement ralenties. Les dépôts sont alors dus essentiellement à des déplacements entraînant du matériel terrigène depuis l’entrée, ainsi qu’à un parcage résiduel. L’épaisseur importante acquise par les « fumiers » qui pouvaient alors toucher le plafond de la grotte a pu également contribuer à l’abandon de ce secteur, sans qu’il s’agisse d’une remise en cause des pratiques pastorales. Cependant, les 500 ans d’abandon du Néolithique final supérieur au Bronze ancien auraient dû permettre une réduction des « fumiers » précédents par minéralisation, dégageant un espace de parcage suffisant.

29L’ensemble des observations sédimentaires réalisées sur le sondage 1994, et malheureusement bien trop ponctuellement ailleurs, permet de dégager plusieurs points sur l’utilisation de la grotte.

30Le parcage d’un troupeau dans la cavité peut être envisagé dès le Néolithique moyen 2, si l’on accepte les datations anciennes de la couche 6. Certes, les dépôts coprogènes seraient alors bien loin d’atteindre l’ampleur de ceux du Néolithique final et ces dépôts mal connus pourraient être rapportés à des herbivores sauvages. Cependant, les traces d’activités humaines et l’accumulation de tiges végétales qui lui sont liée, nous laissent plutôt envisager la présence de quelques caprinés domestiques. Le parcage se ferait dans la salle principale, mais l’extension limitée de la fouille (fig. 224) ne permet pas de dire s’il atteint le secteur du sondage 1994. Les deux seuls échantillons analysés nous montrent une couche d’accumulation coprogène à forts apports détritiques et peu d’activité domestique, le limon ocre rosé, et une couche d’accumulation de végétaux qui pourraient bien être des tiges de céréales. Ces dernières sont d’ailleurs accompagnées d’un pot en écorce contenant des graines de céréales (§ 4.3.). Rappelons que dans plusieurs grottes-bergeries, notamment celle d’Antonnaire à Montmaur-en-Diois (Drôme), des céréales sont liées aux couches de « fumier », alors que les vestiges domestiques d’habitat sont quasi inexistants et qu’une telle fonction de cette galerie profonde est peu probable. L’hypothèse d’un nourrissage du troupeau, et particulièrement des mères lors de l’agnelage, comme cela se pratique encore, a été formulée (Brochier et al. 1999 ; Brochier, Beeching 2006), hypothèse qui ne doit pas être oubliée ici. Un stockage de tiges, d’épis, et de graines de céréales pourrait également être proposé.

31Au Néolithique final inférieur 1, l’apport de restes végétaux souvent ligneux pose la question de l’aménagement de l’espace chaotique entre les blocs par des litières de branchages, mais aussi du stockage de ces mêmes branchages (avec leurs feuilles) comme complément de nourriture (la feuillée). Les deux hypothèses restent possibles de façon concomitante. La seconde suggère que l’occupation de la cavité par le troupeau ait pu se poursuivre pendant la mauvaise saison.

32Du Néolithique final inférieur 2 à la fin du Néolithique final supérieur, un troupeau important, moutons, et probablement beaucoup de chèvres, est parqué dans la grotte. On peut estimer à 20-30 m² la surface occupée par le bétail. Les différentes figures de la sédimentation coprogène laissent imaginer des bêtes serrées les unes aux autres, 2 à 3 par m², ce qui donne une taille du cheptel de l’ordre d’une cinquantaine de têtes au moins. L’épaisseur des fumiers a été importante comme le montre de façon caractéristique la flexure des couches contre la paroi après la perte de volume due à la minéralisation. La variété des faciès sédimentaires illustre pour nous les nombreuses variables dans les modalités d’occupation : la saison (hiver/été), les types de nourriture selon les zones pâturées, les conditions météorologiques (herbe sèche ou mouillée), ainsi que l’apport de nourriture dans la grotte (feuillée, fourrage), le fonctionnement de feux à proximité et le brûlis de « fumiers ». L’apport possible de litière (microlaminations) intervient encore en liaison avec la durée du parcage, long ou court, et avec le rôle des urines dans l’homogénéisation des excréments. Ces différents facteurs se recoupent, avec des temporalités différentes et conduisent pour l’instant à l’impossibilité d’extraire de cette séquence bien conservée des rythmes d’occupation précis à l’échelle du système pastoral. Il ne s’agit assurément pas de quelques bêtes parquées de temps en temps. La présence constante de débris végétaux, parfois en microlites successifs laisse supposer un apport de nourriture, feuillée ou/et fourrage, ainsi que l’occupation de la cavité par le troupeau durant une partie au moins de la mauvaise saison.

33La première moitié de cette séquence correspondant au Néolithique final inférieur 2 évoque des temps plus longs et plus réguliers dédiés au parcage. La seconde moitié, attribuée au Néolithique final supérieur, laisse supposer une fréquentation plus irrégulière avec des moments d’abandon d’assez longue durée (plusieurs jours, semaines, ou saison ?).

34Cette sédimentation du Néolithique final, inférieur 2 et supérieur, révèle une forte activité pastorale qui a certainement eu une influence sur l’environnement immédiat et plus lointain de la grotte comme le suggèrent des traces encore disparates mais bien réelles en divers endroits des Alpes (Brochier et al. 1999 ; Brochier, Beeching 2006 ; Vital 2008a).

35Avec le Bronze ancien, des modalités différentes d’occupation de la grotte par l’homme et son troupeau se mettent en place. La composition de celui-ci change avec peut-être moins de caprinés et plus de bovinés. Le parcage apparaît plus diversifié avec des temps d’occupation du troupeau plus courts et des passages plus fréquents. Si une partie de l’abondante matière organique n’est pas due à des excréments de bovinés, on pourrait avoir une zone de stockage de nourriture (fourrage et feuillée), ou de paille, à l’endroit du sondage 1994. Ailleurs, la sédimentation dans la grotte ne révèle pas d’accumulation coprogène.

36Au passage à l’âge du Bronze, on retrouve dans la grotte des Balmes cette bascule dans la composition des « fumiers » déjà observée sur d’autres sites, pour certains dès la fin du Néolithique : la Tune de la Varaime et Baume Courtinasse dans les Préalpes du Sud (Brochier et al. 1999), l’abri de la Grande Rivoire en Vercors (Nicod et al. 2010), la grotte du Gardon dans l’Ain (Sordoillet 1999, 2009), la Combe Obscure et la grotte de Saint-Marcel en Ardèche (Brochier 1991b, 2005), la Caune de Bélesta près de Perpignan (Brochier, Claustre 2000). Les dépôts coprogènes deviennent plus riches en phytolithes, alors que ceux du Néolithique sont généralement à sphérolites dominants. Confrontés au nombre réduit des sites étudiés, on se gardera encore de généraliser l’interprétation de cette évolution dans les sédiments qui peut indiquer soit une présence plus importante des bovins dans le troupeau, soit un apport de litière paillée qui constituerait un vrai fumier (sans guillemets cette fois), éventuellement destiné aux exploitations agricoles. On peut d’ailleurs se demander si les faciès à agrégats plus ou moins roulés et très aérés ne pourraient pas être interprétés comme des traces d’exploitation de « fumier ». Nos expérimentations de déstockage de vieux fumiers subactuels ont montré qu’il était très difficile de creuser ces dépôts à la verticale et qu’il fallait les dégager par couches horizontales. Cette façon de faire ne laisse aucune marque archéologiquement décelable, si ce n’est des dépôts émiettés sur le lieu de l’excavation.

37Vers la fin du Bronze ancien (d5 supérieur), l’activité de parcage devient très réduite, voire inexistante à l’endroit du sondage 1994. Il y a moins de bêtes, elles sont parquées moins longtemps, et les passages semblent plus espacés dans le temps.

38Au Bronze final, des formes et analyses de sédiments observés isolément laissent supposer qu’un troupeau encore assez important a pu fréquenter la grotte. Par la découverte des coprolithes de caprinés, on est assuré qu’il y avait bien des moutons ou/et chèvres dans le troupeau, mais la présence voire la dominance de bovinés n’en est pas exclue. Le stockage de végétaux, plus que le parcage, a été pratiqué dans la salle II ce qui peut sous-entendre une occupation de la grotte à la mauvaise saison.

3.2. Analyses archéobotaniques

3.2.1. Résultats de l’analyse anthracologique (S. T.)

39L’analyse anthracologique a permis l’identification de 2365 fragments de charbons de bois. Ils sont issus de deux modes distincts de récolte. Le premier, celui des fouilles anciennes, est limité à un simple ramassage non systématique, selon l’intérêt du niveau archéologique et du mobilier présent. Le second est un prélèvement constitué de 1798 fragments obtenus par flottage (jusqu’à 0,5 mm) avant tamisage des sédiments issus de la fouille des différents niveaux du témoin étudié en 1994. Les catégories du Néolithique (fig. 39) regroupent des essences des deux modes de prélèvement. Les ensembles de l’âge du Bronze proviennent du témoin 1994, à l’exception d’un échantillon récolté lors de la fouille de l’éboulis en 1988, d’une phase moyenne du Bronze ancien. Le Bronze final échantillonné dans le témoin 1994 a été considéré globalement (BF1-2). Les fragments de charbons de bois ont été observés sur cassure manuelle fraîche, au microscope optique à réflexion (grossissements variant de 50 à 500 fois).

40De nos jours, la végétation de la région est principalement constituée de conifères : épicéa, pin sylvestre, pin à crochets, pin cembro, mélèze, sapin. Mais elle comprend également quelques feuillus : bouleaux, frêne, peuplier, sorbiers, saule.

41Les résultats des identifications réalisées sur les charbons de bois issus des niveaux archéologiques viennent conforter les données régionales, palynologiques (David 1997 ; David, Barbero 2001) et pédo-anthracologiques (Talon, Carcaillet, Thinon 1998 ; Muller et al. 2007).

42Onze taxons ont été identifiés (fig. 39, 40). Le diagramme anthracologique (fig. 40) montre que les pins de type sylvestre ou à crochets (les deux espèces n’ont pas pu être discriminées) dominent, dans des proportions supérieures à 74 %, toute la séquence, du Néolithique moyen 2 NM2 (NF) à l’âge du Bronze final. Le bouleau (Betula sp.) est représenté de façon anecdotique jusqu’au Néolithique final, puis en courbe continue et dans des proportions supérieures à 5 % à partir de l’ensemble NFS dans lequel une part du sédiment correspond à des « fumiers » de bergerie (§ 3.1.). L’épicéa/mélèze noté Picea/Larix dans le diagramme (les 2 espèces n’ont pas été différenciées) apparaît dans le Néolithique final inférieur 1 (NFI1), mais semble davantage récolté au cours de l’âge du Bronze. Le sapin (Abies alba), à l’inverse, est présent de façon sporadique au cours du Néolithique et n’est plus ramassé à l’âge du Bronze. Il faut enfin citer la présence de l’érable (Acer sp.), de prunus et de pomoïdées, du saule/peuplier (Salix/Populus), du nerprun des Alpes (Rhamnus alpinum), du raisin d’ours (cf. Arctostaphylos) et du noisetier (Corylus avellana).

43Les ligneux récoltés par les occupants de la grotte des Balmes témoignent d’une végétation qui n’est pas très différente de celle rencontrée aujourd’hui et de celle mise en évidence par la palynologie et la pédo-anthracologie. À une époque contemporaine de l’occupation de la cavité, les lacs du Plan des Mains (situé sur le bord est de la montagne de Cherferie, Champagny-en-Vanoise, Savoie, 2050 m d’altitude) et de Pré-Bérard (moyenne vallée de la Maurienne, Savoie, 2020 m d’altitude) proposent de très fortes concentrations de pollens de pin, accompagnés de quelques sapins, bouleau, saule chêne, érable, noisetier, épicéa… (David 1997 ; David, Barbero 2001). Les résultats des analyses réalisées sur des profils pédo-anthracologiques situés dans la région de Saint-Michel-de-Maurienne, entre 1700 et 2700 m d’altitude, montrent eux aussi la présence du pin cembro (espèce d’altitude), du bouleau, du sapin, de Picea ou Larix et de l’aulne (Alnus sp.) espèce que nous n’avons pas identifié à la Balme (Carcaillet, Brun 2000 ; Talon, Carcaillet, Thinon 1998). La synthèse, réalisée sur la migration postglaciaire du sapin dans les Alpes françaises, indique qu’il est présent dans la vallée de la Maurienne depuis 8 millénaires (Muller et al. 2007).

44Aux Balmes, l’association majeure est constituée tout au long de la séquence, par le pin, accompagné du bouleau, de Picea/Larix et du sapin présents dans des proportions peu significatives. Les seules variations pouvant être soulignées sont liées à l’augmentation du bouleau et de Picea/Larix en milieu de séquence, ainsi qu’à la disparition du sapin à partir de l’âge du Bronze. Aucune sélection des espèces végétales, dans un but combustible, ou alimentaire pour les animaux, notamment dans les niveaux ayant livré des sédiments attribués à des « fumiers » de bergerie, ne peut être mise en évidence, le pin dominant tous les spectres identifiés.

45En définitive, l’analyse anthracologique de la grotte des Balmes à Sollières-Sardières nous permet d’accéder à la composition de la végétation au cours de 3 millénaires, du Néolithique moyen 2 à l’âge du Bronze. Le paysage végétal de l’étage montagnard semble dominé par le pin sylvestre, le sapin et le mélèze/épicéa avec quelques feuillus dont le bouleau, les rosacées, l’érable et le saule. Cette analyse vient ainsi compléter les données régionales obtenues plus en altitude par la palynologie et la pédo-anthracologie.

3.2.2. Échantillonnages palynologiques

46Deux colonnes palynologiques ont été constituées en 1983 par J. -L. Borel durant les fouilles. Une troisième a été échantillonnée sur le témoin de 1994. Leur étude en a ensuite été assurée par Hervé Richard (UMR 6249 du CNRS, Laboratoire de Chronoenvironnement, Besançon). Une première série, de 10 prélèvements, a été extraite sur la coupe E, à 40 cm de la limite nord de E3 (colonne I), au-dessus de la couche 3B (fig. 20). En complément, une seconde série de 4 échantillons a été recueillie sous la couche 3B et dans l’intervalle des dalles (colonne II), sur la coupe en D2/3 (fig. 21), sans atteindre la couche 6, éventuellement du Néolithique moyen. Les niveaux analysés sur cette dernière séquence sont généralement assez riches, mais l’état de conservation du cortège sporo-pollinique génère un nombre élevé d’indéterminés (Richard 1985). Le prélèvement de la couche 5 est dominé par les pollens de Cichoriées (près de 70 %) ; 3 échantillons de la couche 4 attestent une baisse progressive et la présence ensuite continue des céréales et d’espèces rudérales. La couche 4 n’est pas datée précisément. Il serait vain de tenter une interprétation détaillée de la colonne I dans une zone de compactage et de remaniement éventuel des sédiments, où les raccords avec la séquence aval ne sont en outre pas du tout assurés (§ 2.2.4.3.). Une tendance générale se dégage toutefois de bas en haut, sans grande implication paléoclimatique : une baisse de la fréquence des Cichoriées et une augmentation du nombre de pollens d’arbres, puis des céréales et des rudérales et enfin des espèces de prairies. En 1994, le relevé stratigraphique et la fouille du témoin EF7-8 (fig. 19) ont fourni l’occasion d’un nouvel échantillonnage complet (colonne III, 18 prélèvements), doublant les observations archéologiques, sédimentologiques et la récolte des restes végétaux carbonisés. Dans ce cas, c’est la pauvreté des lames et une médiocre conservation des pollens et spores qui ont paru constituer un frein à toute interprétation des décomptes. Ceux-ci ont également enregistré un « effet bergerie » marqué à plusieurs reprises, entre les surfaces s12 (NFI1/2) et s6 (NFS), par une surreprésentation de taxons généralement beaucoup plus discrets, comme les Cichorieae, Centaurea, les céréales, mais surtout les Dipsacaceae et les Oenotheraceae qui ne sont retrouvés qu’exceptionnellement dans les échantillons naturels (Richard 1985). Le détail et les principaux apports de ces analyses sont résumés infra (§. 12.).