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La géoarchéologie française au xxie siècle

 | 
Nathalie Carcaud
, 
Gilles Arnaud-Fassetta

Partie II. Les hydrosystèmes fluviaux, entre climat et anthropisation/Section 2. Fluvial hydrosystems, between climate and “anthropogenic processes”

Chapitre VII. Les fonds de vallée dans le bassin de la Moselle (France, Luxembourg)

Approche géoarchéologique

Stéphane Cordier, Henri-Georges Naton, Laurent Brou, Dominique Harmand, Olivier Moine, Pascale Ruffaldi, Gaël Brkojewitsch et Vincent Ollive

Texte intégral

Les datations OSL ont été réalisées au laboratoire du Leibniz Institut for Applied Geophysics (LIAG) de Hanovre (Allemagne), dirigé par Manfred Frechen, avec l’aide et les conseils de Sumiko Tsukamoto, Sabine Mögwitz et Sonja Riemenschneider. Nous tenons également à remercier les deux relecteurs dont les remarques constructives ont permis d’améliorer le manuscrit initial.

Introduction

1Le bassin de la Moselle s’étend sur quatre pays (France, Luxembourg, Allemagne et Belgique). Déjà occupé durant la Préhistoire, il a été fortement anthropisé à partir du Néolithique et durant les périodes historiques : l’occupation romaine est ainsi à l’origine d’une viticulture toujours active et de la création de villes actuelles dont Toul, Metz et Trèves. L’occupation humaine semble plus ou moins continue dans la région depuis au moins 300 000 ans (Guillaume, 1982 ; Guillaume et Janot, 1983 ; Janot, 1988 ; Lebrun-Ricalens, 1995).

2Pour autant, plusieurs décennies après que la démarche ait été impulsée en France notamment par J. Burnouf et J.-P. Bravard, l’approche géoarchéologique est encore insuffisamment développée dans le bassin de la Moselle. Ce constat peut s’expliquer par un manque d’intérêt des chercheurs (notamment géographes et archéologues) travaillant dans cet espace jusqu’à une période récente et par un cadre morphologique et climatique peu favorable à des dynamiques environnementales fortes (faiblesse de l’activité tectonique et des dynamiques colluviales et éoliennes, capacité morphogénique limitée du système hydrographique par rapport à d’autres régions tel le bassin méditerranéen ; Cordier et al., 2012). Ce constat d’un manque d’études doit cependant être relativisé dans la mesure où, depuis près de 20 ans, les recherches géoarchéologiques se développent dans le bassin de la Moselle. Les études portent sur la dynamique fluviale, à une échelle temporelle assez longue (plusieurs millénaires), et s’appuient sur un calage chronostratigraphique obtenu à l’aide de datations OSL (Optically Stimulated Luminescence) et 14C et de la dendrochronologie, dans un contexte de fouilles archéologiques préventives (Carcaud, 1992 ; Naton et al., 2009 ; Cordier et al., 2010).

3L’objectif de cette contribution est de dresser un panorama de ces activités géoarchéologiques, en particulier en France et au Luxembourg, de montrer les avancées récentes (compréhension des interactions hommes-milieux, avancées méthodologiques) et de dégager les perspectives visant à orienter les études à venir.

Secteur d’étude et méthodologie

4La Moselle est le principal affluent de rive gauche du Rhin qu’elle rejoint à Coblence (Allemagne). Elle prend sa source dans le Massif vosgien (Fig. 1) dont elle traverse successivement les terrains granitiques (Vosges cristallines) puis les auréoles de grès et de conglomérats du Trias (Vosges gréseuses). Elle recoupe ensuite à plusieurs reprises les fronts de cuesta du Bassin parisien. Ces fronts développés en roches dures (notamment calcaires) induisent un resserrement de la vallée, qui s’élargit au contraire dans les roches tendres (argiles, marnes) où d’importantes quantités de sédiments ont été déposés dans plusieurs bassins alluviaux (Metz-Thionville, Remerschen-Wintrange…). C’est dans la traversée du Bassin parisien que la Moselle reçoit ses principaux affluents (Meurthe, Seille, Sûre, Sarre). La prédominance des affleurements calcaires le long de la frontière germano-luxembourgeoise, puis schisteux dans la traversée du Massif Schisteux Rhénan entre Trèves et Coblence, change ensuite la morphologie de la vallée, qui présente de grands méandres encaissés.

5Plusieurs sites situés en fond de vallée ont fait l’objet d’études géoarchéologiques (Fig. 1). Les principaux se trouvent dans la vallée de la Moselle (sites de Remerschen et de Vittonville), dans celle de la Seille (Metz-Mazelle), ou dans celle de l’Alzette, affluent de la Sûre (Lorentzweiler). Ces recherches s’inscrivent dans une démarche à la fois géoarchéologique (privilégiant les interactions hommes-milieux) et paléoenvironnementale (visant à la reconstitution de la variabilité des conditions naturelles). Outre la prise en compte des données archéologiques, ces recherches combinent un travail de terrain (stratigraphie des formations superficielles), des analyses sédimentologiques (granulométrie, minéralogie), des études palynologiques et malacologiques et des datations absolues.

Fig. 1. Les sites d’étude dans le bassin de la Moselle.

Genèse et évolution des fonds de vallée du Pléniglaciaire à l’Holocène

Le complexe pléniglaciaire de la Moselle à Remerschen (Luxembourg)

6Depuis près de vingt ans, des recherches archéologiques préventives coordonnées par le Service d’Archéologie Préhistorique du Musée National d’Histoire et d’Art (MNHA) du Grand-Duché de Luxembourg ont été menées sur plusieurs sites de la partie luxembourgeoise du bassin de Remerschen-Wintrange (vallée de la Moselle). La reconstitution de l’évolution paléoenvironnementale de cette section de vallée depuis le dernier Pléniglaciaire (Naton et al., 2009) a été favorisée par la présence, exceptionnelle par rapport au reste de la vallée, de formations non fluviatiles (apports éoliens et de versant) recouvrant les alluvions de la basse terrasse M1 (+3 m d’altitude relative ; Cordier et al., 2005, 2009). Sept unités sédimentaires ont été reconnues avec, de la base au sommet (Fig. 2) :

7- Unité A : sa base correspond à une unité alluviale grossière épaisse de 6 m en moyenne et formée de graviers, de galets et de blocs (jusqu’à 0,5 m3 ; Fechner et Langohr, 1994) anguleux à peu émoussés inclus dans une matrice sableuse. La présence de ces blocs issus d’affleurements de Quartzites du Taunus situés à plusieurs kilomètres en amont est attribuée à un transport par radeaux de glace, à l’image des observations faites dans d’autres sections de la vallée (Cordier et al., 2006). Les autres caractéristiques sédimentologiques suggèrent une mise en place de cette unité grossière dans un système de chenaux en tresses en contexte périglaciaire.

8- Unité B : d’une épaisseur variant de 1 à 3 m, elle est constituée d’alluvions sableuses à stratifications obliques incurvées. Sa mise en place est également attribuée à un système de chenaux en tresses.

9- Unité C : épaisse de 0,5 à 2 m, elle est composée d’une succession de lits centimétriques de sables et de limons. Ce faciès est typique de dépôts de levées naturelles déposés par un cours d’eau peu actif.

10Ces trois unités A, B et C forment la basse terrasse M1. La granulométrie décroissante est de fait typique des formations alluviales de la Moselle (Cordier et al., 2006).

11- Unité D : au-dessus des unités alluviales se trouve localement une unité de limons sableux éoliens, épaisse au maximum de 0,5 m (Rem IV, Rem V) et renfermant des concrétions carbonatées (poupées de lœss) à la base, tandis que l’on observe une décalcification à son sommet. Ces sédiments éoliens ont livré une malacofaune terrestre (Pupilla muscorum, Succinella oblonga et Trochulus hispidus) typique des lœss pléniglaciaires, bien différente de celles du Tardiglaciaire et de l’Holocène identifiées dans la région (Meyrick, 2001), et associée à un environnement froid, humide et à couverture végétale peu développée (Moine, 2008). Un remplissage limoneux probablement contemporain de l’unité D, échantillonné au lieu-dit Jongerbierg, a livré une malacofaune un peu plus riche, incluant notamment Pupilla alpicola, Pupilla loessica et Columella columella, qui indique un milieu très humide associé à une végétation de steppe-toundra un peu plus développée (Moine, 2010), intermédiaire entre celles plus pauvres du nord de la France et celles plus riches de la vallée du Rhin (Moine, 2008 ; Moine et al., 2011). En outre, le maximum d’abondance associé qui caractérise la majorité des taxons présents traduit un réchauffement interstadiaire similaire à ceux observés dans ces deux régions au Pléniglaciaire weichselien supérieur (Moine et al., 2008, 2011).

12- Unité E : les limons fluviatiles (unité C) et éoliens (unité D) sont recouverts par des colluvions marneuses solifluées depuis le versant de rive gauche de la Moselle (marnes du Keuper), épaisses au maximum d’un mètre et affectées par des figures de cryoturbation variées (involutions, plications, fentes en coin de taille métrique, polygones). Ces figures sont associées à la présence d’un pergélisol dégradé (Cordier et al., 2006). Les fentes en coin présentent localement un remplissage de sables rouges homogènes provenant soit des terrasses alluviales plus anciennes préservées sur la rive gauche, soit d’une reprise de l’activité alluviale. Ces sables rouges, seulement préservés dans les fentes, pourraient être rapportés à l’unité F.

13- Unité F : cette unité se caractérise par des sables d’un mètre d’épaisseur et présentant de nombreuses altérations d’origine pédogénétique dans des conditions climatiques tempérées (glosses, oxydations, oxydes ferro-manganiques, déferrisation, traces de racines…). L’âge de cette unité est mal connu. Les structures archéologiques des périodes néolithiques et protohistoriques ont été découvertes lors de décapages, à l’interface entre les unités F et G.

14- Unité G : l’unité la plus récente sous la terre végétale actuelle est constituée par des colluvions dont l’épaisseur moyenne avoisine 1 m. On peut localement distinguer des colluvions basales sombres (G1) surmontées par des colluvions plus claires (G2).

Fig. 2. Stratigraphie et localisation des vestiges archéologiques dans les séquences du bassin de Remerschen-Wintrange.

15Plusieurs unités ont fait l’objet de datations numériques. La datation par luminescence (OSL sur quartz et IRSL sur feldspaths) des sables alluviaux des unités B et C de la gravière Rem VI (Fig. 2) situe leur mise en place à la transition Pléniglaciaire moyen/supérieur (transition MIS 3-2 approximativemernt ; Cordier et al., 2010). Dans une autre gravière (Rem IV), un fragment de charbon de genévrier (Juniperus), trouvé à la limite entre la base des dépôts soliflués (unité E) et les sables limoneux au sommet de l’unité C, a livré un âge AMS de 30770 ± 300 BP (Beta-182248). La position de ce charbon est difficile à préciser car les unités sont perturbées par divers phénomènes périglaciaires (fentes, etc.). Le charbon a ainsi pu migrer avec les colluvions marneuses solifluées (unité E) provenant du versant au début de leur mise en place. La taille du charbon (plusieurs millimètres) suggère que ce déplacement aurait été associé à un transport en masse, qui peut être plus récent que l’âge AMS obtenu. Cependant, la cohérence de ce résultat avec les âges OSL et les études sédimentologiques permet de proposer une mise en place des unités A à E durant le Pléniglaciaire weichsélien moyen et supérieur. Cette interprétation est cohérente avec l’âge présumé Tardiglaciaire-Holocène de la plaine alluviale actuelle de la Moselle M0 (Carcaud, 1992), ainsi qu’avec les données obtenues pour les lœss des régions voisines (Nord de la France, Belgique, Fossé rhénan).

16Pour les unités plus récentes, plusieurs dates AMS (Damblon et Hauzeur, 2009) ont été obtenues dans les structures du Néolithique ancien s’ouvrant dans l’unité F (site de Rem I). Les dates de l’occupation du village néolithique ancien sont comprises entre 6320 ± 50 et 6110 ± 60 BP, soit entre 5230 et 5060 av. J.-C. (calibrée à 2σ).

17L’analyse de deux fragments de charbons de Chêne (Quercus sp.), provenant de chablis localisés dans la partie inférieure de l’unité F à Rem IV, donne des âges du Subboréal (Beta 157202 : 3770 ± 50 BP et Beta-157203 : 4030 ± 50 BP). Ces dates peuvent être considérées comme proches sur le plan statistique et donnent un terminus post quem pour l’unité F. Il faut cependant tenir compte d’un possible effet de bois vieux (« old wood effect ») : ces charbons peuvent provenir d’une zone proche de l’aubier ou du cœur de l’arbre, ce qui a une forte incidence sur les datations avec les essences qui ont une grande longévité comme le chêne. Au sommet de l’unité F, dans le site voisin de Rem II-Klosbaam, s’ouvrent des fosses d’urnes cinéraires datées de la fin de l’Âge du Bronze. À Rem I, une formation sédimentaire similaire (unité F) est recoupée par les structures du Néolithique ancien (Atlantique), ce qui indiquerait le caractère diachronique de l’unité F. Les corrélations entre les différents secteurs (Rem I, Rem II et Rem IV) restent toutefois difficiles à établir. Les structures archéologiques les plus récentes au sommet de l’unité F sont datées de l’Âge du Fer (Rem I-Schengerwis). La datation d’un ossement humain provenant d’un silo-sépulture a en efet donné un âge de 2220 ± 40 BP (Beta 155324), tandis que deux fragments de charbon de hêtre ont été datés de 2155 ± 45 (GrA 23808) et 2145 ± 40 BP (GrA 23668).

18L’étude des unités sédimentaires du bassin de Remerschen-Wintrange permet ainsi une première reconstitution des évolutions environnementales depuis la dernière période froide et un calage chronostratigraphique pour les découvertes archéologiques faites dans ce secteur (cf. infra).

La séquence Tardiglaciaire-Holocène de l’Alzette à Lorentzweiler (Luxembourg)

19Dans le cadre du chantier de l’autoroute Luxembourg-Ettelbruck, un viaduc a été construit près de Lorentzweiler pour la traversée de la vallée de l’Alzette. La compilation des forages géotechniques effectués par le Service Géologique du Grand-Duché de Luxembourg (SGL/Administration des Ponts et Chaussées) a permis d’obtenir des informations inédites sur les formations sédimentaires de la vallée de l’Alzette. Le Service d’Archéologie préhistorique du MNHA et le SGL ont ainsi entrepris de reconstituer la géométrie des dépôts de la vallée de l’Alzette depuis la fin de la dernière glaciation, dans une démarche similaire à celle mise en œuvre dans la vallée de la Moselle.

20Les forages mettent en évidence un dispositif similaire à celui reconnu dans la vallée de la Moselle (cf. supra ; Cordier et al., 2005, 2006 ; Naton et al., 2009), avec deux formations alluviales dans le fond de vallée (Az0 et Az1) et une terrasse plus ancienne Az2 (Fig. 3). À la différence de la Moselle, les forages ont permis de reconnaître des séquences de dépôts organiques et de tourbes intercalées dans des alluvions fines de débordement ou de décantation. Dans un forage à l’aval du viaduc, un niveau de sédiments organiques a été identifié au sein des dépôts alluviaux grossiers du fond de vallée. Des études palynologiques ont mis en évidence un enregistrement pollinique corrélable au Bølling et cohérent avec les résultats observés en Lorraine sur le site de Marly (vallée de la Seille ; Rufaldi, 2000). La séquence pollinique analysée indique un milieu ouvert, dominé par des formations herbacées steppiques assez diversifiées. Lors de la mise en place des dépôts, les seuls ligneux participant assurément à l’environnement du site sont les bouleaux, les saules et quelques arbrisseaux (Juniperus, Hippophae). Depuis les travaux de M. Coûteaux (1970) à Echternach, c’est la première fois qu’un enregistrement du Tardiglaciaire est mis au jour au Luxembourg. Le site de Lorentzweiler est ainsi important pour la compréhension des dynamiques paléoenvironnementales dans la mesure où il apporte des informations sur cette période par ailleurs peu représentée dans la vallée de la Moselle. Les études antérieures menées à quelques kilomètres en aval apportent également un éclairage intéressant sur l’Holocène : des travaux réalisés en 1953 ont en effet mis à jour un remblaiement de 5 m d’alluvions fines dans un espace de temps allant du début du Subatlantique à nos jours (Heuertz, 1969), soulignant un renforcement de la dynamique sédimentaire après l’Âge du Bronze.

Fig. 3. Profil transversal de la vallée de l’Alzette à Lorentzweiler.

Des vallées et des Hommes

Les occupations humaines dans le bassin de Remerschen-Wintrange

21Les vestiges d’occupation humaine les plus anciens découverts dans la vallée de la Moselle datent surtout du Paléolithique moyen. À l’instar des trouvailles faites dans la Moselle française, il s’agit de sites de surface localisés sur des points hauts, au sommet de formations du Keuper, du Muschelkalk ou de dépôts alluviaux de terrasses anciennes plus ou mois démantelées. Ces sites ont livré des vestiges lithiques, des produits bruts de débitage (nucléus, éclats) et des outils (racloirs, denticulés). Ils ont surtout été produits à partir de quartzites locaux d’origine alluviale et dans une plus faible proportion à partir de silex du Muschelkalk, de chailles du Bajocien et de quartz (Rebmann et al., 2001). Ces industries moustériennes sont caractérisées par un débitage centripète et récurrent de tendance Discoïde dominant mais le débitage Levallois est aussi présent (Le Brun-Ricalens et al., 2011). Ces ensembles se situent entre 300 000 et 40 000 ans avant notre ère (Jaubert, 1999 ; Delagnes et al., 2007).

22Les industries attribuables au Paléolithique supérieur sont moins bien représentées. Il s’agit de découvertes de surface dans des vallées secondaires. Les vestiges se rattachent à l’Aurignacien récent (Brou et al., 2009) ou au Gravettien. Les industries du Tardiglaciaire sont très mal représentées, ce qui est assez étonnant au regard des découvertes dans les régions limitrophes. Dans le bassin de Remerschen-Wintrange (site Raederbierg ; Fig. 2), une industrie épi-ahrensbourgienne (fin du Dryas récent-début du Préboréal) a été mise au jour dans les colluvions sableuses brunes (unité G) surmontant des alluvions pédogénéisées (unité F) à la surface desquelles apparaissait une structure de l’Âge du Fer (Brou, 2001). Les colluvions auraient été déplacées sur une faible distance, le matériel archéologique découvert dans les dépôts n’étant que peu remanié. Elles seraient liées au travail agricole des sols à la période romaine. Le Mésolithique se signale surtout par des découvertes isolées ou de petites séries de surface. La rareté des vestiges préservés s’explique par l’existence de dynamiques de versant (colluvionnement d’origine naturel et/ou anthropique).

23Pour le Néolithique, quelques sites bien préservés ont été reconnus dans le bassin de Remerschen-Wintrange. En particulier, un village du Néolithique ancien rubané (récent et final) a été fouillé à partir de 1993 à Rem I-Schengerwis (Hauzeur, 2006). Les structures apparaissaient au sommet d’un dépôt argilo-sableux décalcifié érodé (unité F). Du point de vue environnemental, les taxons identifiés suite aux études anthracologiques permettent de reconnaître au moins six types de végétation exploités par les Rubanés : la végétation ripuaire, la forêt alluviale, les forêts de ravin et de bas de versants, les lisières, les haies vives, ainsi que les éclaircies en voie de recolonisation (Damblon et al., 2007 ; Damblon et Hauzeur, 2009). Le chêne est dominant, ce qui est cohérent dans un contexte forestier de l’Atlantique mais il résulte aussi d’un choix anthropique, cette essence étant privilégiée pour la construction des bâtiments. L’impact des activités néolithiques sur la dynamique fluviale de la Moselle avec cette première ouverture du milieu n’a pu être mis en évidence. Plus en amont en revanche, sur les sites de La Maxe et de Maizières-les-Metz, une phase d’anthropisation attribuable au début du Ve millénaire a été décelée par la présence de pollens de Cerealia accompagnés du cortège de plantes rudérales (Plantago lanceolata, Plantago major/media, Chenopodiaceae, Artemisia…). Cet impact anthropique sur la végétation reste toutefois faible et dépend de la densité de populations ou de la proximité des occupations au lieu de sondage (Ruffaldi, 2000).

24Aucune trace d’occupation humaine significative n’a ensuite été identifiée jusqu’au Bronze final. Une nécropole à incinération de cette période a été découverte à Rem II-Klosbaam et fouillée non loin de l’habitat néolithique ancien (Nicolas et Le Brun-Ricalens, 2010). Les structures étaient implantées dans des sédiments argilo-sableux dont les caractéristiques sont très proches de ceux à la surface desquels les structures du Néolithique ancien et du second Âge du Fer étaient apparues.

25Avec la période gallo-romaine, l’implantation humaine est plus dense. Plusieurs ensembles de bâtiments dont une grande villa ont été reconnus. Dans un secteur de la vallée en aval, entre Greiveldange et Machtum (11 km), il a été reconnu une villa tous les 1,5 à 2,5 km (Wagner, 1987). L’exploitation des sols à des fins agricoles devient plus extensive (céréales, vignes). Dans le secteur de Remerschen (les observations à l’échelle de la vallée de la Moselle restent fragmentaires), cette exploitation agricole va entrainer une forte érosion des sols et la destruction des témoins des occupations antérieures. Le nivellement des microreliefs de la plaine alluviale hérités des réseaux hydrographiques anciens (levées et dômes de sables alluviaux) et le remblaiement des dépressions par des colluvions s’amorcent durant cette période, pour vraisemblablement se poursuivre ensuite jusqu’à façonner la topographie actuelle (l’évolution dynamique après la période romaine est encore toutefois mal évaluée). On observe également la viabilisation et la stabilisation des berges de la Moselle. Une portion de voie, parallèle à l’actuel cours de la Moselle et à une centaine de mètres de la berge actuelle, a ainsi été découverte sur le site de Schengerwis.

26Cette synthèse de l’occupation dans le bassin de Remerschen-Wintrange met en évidence une présence humaine à la fois ancienne et relativement continue, malgré un hiatus entre le Néolithique ancien et le Bronze final. Ce hiatus peut en partie s’expliquer par le contexte des études géoarchéologiques : de nombreuses sablières se sont implantées dans le bassin de Remerschen-Wintrange et on estime qu’environ 30 % de la surface du bassin a été détruite avant le début des études géoarchéologiques. L’érosion anthropique (défrichement, mise à nu des terrains, travail de la terre) et les facteurs topographiques locaux ainsi que les types de structures (fosses et trous de poteau profonds) sont également responsables de la conservation différentielle des sites. L’érosion anthropique pourrait avoir débuté à l’Âge du Bronze final (ce qui serait cohérent avec les observations faites dans la vallée de l’Alzette) et être montée en puissance à l’Âge du Fer, avant de culminer durant la période romaine. L’ampleur des bouleversements durant cette dernière période, cohérente avec les indices d’une occupation croissante du milieu, est attestée par les études réalisées en aval dans la vallée de la Moselle allemande, qui ont montré une hausse sensible des taux de sédimentation alluviale durant la période romaine en rapport avec l’action anthropique (de 0,14 à 2,6 mm/a ; Zolitschka et Löhr, 1999). Ces observations permettent d’envisager deux grandes périodes de défrichement pour le bassin de Remerschen-Wintrange : à l’Âge du Fer et à la période romaine. Les colluvions G1 correspondraient ainsi à des colluvions ante-romaines tandis que les colluvions G2 sont romaines ou post-romaines.

Questionnements géoarchéologiques autour du site antique de Metz-Mazelle

27Une opération d’archéologie préventive a été menée en 2009 à Metz, place Mazelle, dans le fond de vallée de la Seille, en amont de sa confluence avec la Moselle. La fouille avait pour but de caractériser la nature de l’occupation de ce secteur méconnu de la ville antique (Divodurum) et de retracer son évolution historique. Les dépôts, étudiés sur une épaisseur de 7 m, ont révélé une stratigraphie complexe (Cordier et al., 2012 ; Champougny 2013). Quatre grandes phases d’occupation ont été reconnues, de l’Antiquité tardive jusqu’à la période moderne.

28La première unité, épaisse de 1,3 m, correspond à des dépôts de plaine d’inondation (alternance de sables et de limons) de la Seille. Ce faciès indique que le site de fouilles se situait à l’écart du ou des chenaux de la rivière. L’étude typo-chronologique des vestiges archéologiques présents dans ces dépôts et une datation radiocarbone ont permis de rapporter la mise en place de ces vestiges à la fin du iie et au iiie s. apr. J.-C. Cet âge (comparable à celui des principaux monuments de Divodurum mis à jour : amphithéâtre, thermes, etc.) est cohérent avec la datation OSL d’un niveau sableux situé dans la partie supérieure de l’unité (1685 ± 75 BP, soit 250-400 apr. J.-C.). Dans une deuxième phase, un volume important de matériel archéologique est déversé sur le site. Ce niveau hétérogène, d’une épaisseur de 30 cm environ, renfermait des matériaux de construction (moellons, tuiles), des éléments de décor (enduits peints, plinthe, marbre), des déchets de boucherie (provenant principalement de découpe de bœufs) et d’une très grande quantité de vaisselle cassée (plus de 5 000 tessons). Le secteur situé en périphérie de l’espace urbanisé fait vraisemblablement office de dépotoir pour les habitants de la ville. Le mobilier archéologique permet de fixer cette phase à la fin du iiie s. apr. J.-C.

29Ce dépotoir est recouvert par 2 m de remblai. Celui-ci ayant été décapé mécaniquement selon la prescription du Service Régional de l’Archéologie qui prévoyait l’évacuation de ces couches sans échantillonnage, sa nature et son âge demeurent incertains. Un canal de dérivation est ensuite excavé dans la partie sud du secteur étudié. Sa mise en place correspond à l’organisation de la nouvelle enceinte de la ville médiévale. Sa morphologie qui met en œuvre plusieurs techniques de construction témoigne de plusieurs phases d’aménagement et de réparations aux xiie et xiiie s. Des réparations sont visibles dans la partie centrale du canal : des pieux en chêne comblent un orifice sur le fond. La datation par dendrochronologie fournit une date d’abattage vers 1441-1444 apr. J.-C. (Willy Tegel, Dendronet, Labor für Holzanalyse, Bohlingen, Allemagne), ce qui correspond à la remise en état des fossés avant le siège de la ville en 1444. Le canal reste utilisé jusqu’en 1739, date à laquelle il est remblayé dans le cadre de l’aménagement de la place Mazelle.

30L’étude de ce site permet ainsi de mieux appréhender l’évolution de ce secteur de la ville de Metz. Pour autant, une question importante demeure : les études ont montré que les alluvions de l’époque romaine sont préservées à la base du remblaiement (altitude 163 m), au contact avec le substratum marneux. Ce fait est surprenant dans la mesure où les travaux effectués dans le bassin de la Moselle (Carcaud, 1992) ont montré que la nappe de fond de vallée de la Moselle (lit rocheux à 160 m au niveau de la confluence Moselle-Seille) et de ses principaux affluents datait du Tardiglaciaire-Holocène. Même s’il convient de tenir compte de la position du site de Mazelle à l’écart du chenal principal, l’absence d’alluvions anté-romaines semble refléter une érosion verticale locale de la Seille dans sa nappe alluviale (épaisse en moyenne d’environ 5 m dans le secteur de Metz). Aucune donnée ne permet d’attribuer ce déblaiement à une origine climatique. En raison du cadre chronologique et du contexte régional, une origine anthropique semble devoir être privilégiée. Un déblaiement direct des alluvions in-situ étant à exclure compte-tenu de l’utilisation du site, il est possible d’envisager une érosion régressive locale de la Seille (Cordier et al., 2012), provoquée par un creusement à l’aval du site, en relation avec un aménagement de grande dimension nécessitant d’importants déblaiements. Des travaux importants sont ainsi attestés avec la mise à jour à 1 km à l’aval du site de Mazelle (Rohmer, 1999) d’une berge et d’un ponton (daté par dendrochronologie entre 119 et 249 apr. J.-C.).

31La fouille de la place Mazelle vient ainsi enrichir les connaissances relatives à l’antique Divodurum. Ce chef-lieu de la cité des Médiomatrices a connu un développement important dès le ier s. apr. J.-C., dont témoignent aujourd’hui d’abondants vestiges tels que le grand amphithéâtre, les vastes thermes partiellement conservés et, à quelques kilomètres au Sud, le monumental aqueduc de Gorze. Les diagnostics et les fouilles préventives récemment menés dans le centre-ville actuel (quartier Arsenal-Place de la République) ont montré que les rues actuelles sont les héritières d’un réseau de rues orthogonales remontant à cette période. Elles ont également apporté la preuve que le périmètre de la ville, que l’on pensait rétracté à l’intérieur du tracé de l’enceinte de l’Antiquité tardive, s’étendait en réalité sur une superficie beaucoup plus importante, estimée à 120 ha (Alix et al., 2009). Au-delà de l’interfluve Moselle-Seille, l’urbanisation de la ville s’est ainsi étendue en direction du Sud-Est, comme en attestent les découvertes réalisées à proximité de la Porte des Allemands (Ilots Turmel ; Gama, 2001). Ces découvertes contrastent avec le site de la place Mazelle, où l’instabilité hydrologique n’a pas été favorable aux développements urbains avant les travaux préalables à la construction de l’enceinte médiévale.

32À l’image des études menées dans le bassin de Remerschen-Wintrange, la fouille de la place Mazelle à Metz confirme l’importance des dynamiques environnementales durant les derniers millénaires (notamment durant l’Antiquité) et la complexité des interactions homme-milieu tant en milieu rural qu’au voisinage des agglomérations principales (Tab. 1).

Évolution historique du style fluvial de la Moselle en amont de Metz

33Les études archéologiques conduites dans la plaine alluviale de la Moselle permettent d’avoir des informations concernant les changements de cours de la Moselle au cours des périodes historiques, notamment à Vittonville (entre Pont-à-Mousson et Metz). Le secteur étudié se localise sur la bordure est de la vallée et s’étend sur 105 883 m². À la faveur de variations microtopographiques, plusieurs paléochenaux, souvent rectilignes et d’orientation sud-nord, ont été reconnus. Leur largeur varie entre une dizaine et plusieurs dizaines de mètres. Leur remblaiement sédimentaire ainsi que des vestiges archéologiques associés couvrent diverses périodes historiques. Dans la partie est du secteur, un paléochenal creusé dans les alluvions grossières attribuées au Tardiglaciaire-Holocène a ainsi été reconnu. Le remblaiement alluvial est surtout composé de dépôts fins (limons et sables argileux) mais des éléments grossiers épars sont présents. Ces dépôts sont clairement issus de la grande voie romaine orientée nord-sud reliant Metz-Divodurum au vicus antique de Scarpone (actuel Dieulouard ; Mocci, 1998), et passant à proximité du site, ce qui donne un terminus ante quem à l’abandon du chenal. Dans un second paléochenal situé plus au nord, une planche de bois a par ailleurs été retrouvée à la base du remblaiement alluvial (dépôts de bras mort). Cet élément pourrait provenir d’une petite embarcation fluviale (Galland et al., 2011). Sa datation par dendrochronologie (1632 ± 10 apr. J.-C. ; Willy Tegel, Dendronet, Labor für Holzanalyse, Bohlingen, Allemagne) place le début du remblaiement de ce paléochenal au début de l’époque moderne. Le rapprochement de ce résultat avec les cartes anciennes permet d’envisager une tendance à la réduction du nombre de chenaux actifs aboutissant à la concentration des écoulements de la Moselle dans un seul chenal méandriforme comme observé de nos jours. Cette évolution, dont les causes (climatique et/ou anthropique) ne sont pas élucidées, doit toutefois être confirmée et le cadre chronologique précisé dans la mesure où des observations réalisées plus en amont à proximité du site de Scarpone ont montré la persistance d’un cours d’eau à plusieurs chenaux durant le xviiie s. Ce constat souligne ainsi l’importance des études sédimentologiques et des datations aux côtés des archives historiques classiquement utilisées pour reconstituer l’évolution des fonds de vallée durant les périodes historiques récentes (Carcaud, 1992 ; Bonnefond et Carcaud, 1997 ; Ollive, 2007).

D’après Carcaud (1992), Fechner et Langohr (1994), Zolitschka et Löhr (1999), Ruffaldi (2000), Brou (2001), Damblon et al. (2009), Naton et al. (2009) et Cordier et al. (2012).
Tab. 1. Synthèse géoarchéologique établie à partir des sites décrits.

Conclusion

34Depuis quelques décennies, les recherches géoarchéologiques sont en constant développement dans le bassin de la Moselle, notamment en domaine fluviatile. Les cours d’eau sont en effet les principaux agents et enregistreurs de la morphogenèse régionale. Le développement des recherches bénéficie de l’utilisation de nouvelles techniques (notamment les datations OSL) et de contextes archéologiques couvrant les diverses périodes préhistoriques et historiques. Ces recherches s’appuient en outre sur la mise en place d’un réseau de chercheurs issus de domaines complémentaires (archéologie, géographie, géosciences). La présente synthèse doit donc être perçue comme un jalon de cette évolution et un témoignage de l’existence d’une géoarchéologie mosellane dont l’expansion est amenée à se poursuivre. Dans la vallée de la Moselle luxembourgeoise, les recherches vont ainsi s’attacher à mieux caractériser l’unité F et à préciser l’impact des sociétés humaines sur les paysages. Les recherches vont également se poursuivre dans la vallée de l’Alzette afin d’obtenir une séquence stratigraphique suffisamment complète pour proposer un modèle d’évolution de la vallée durant le Tardiglaciaire et l’Holocène. Enfin, l’étude des influences respectives des fluctuations climatiques, de l’occupation humaine (fonds de vallée et versants), et des interactions entre climat et sociétés sur la dynamique des cours d’eau, durant les périodes historiques en particulier, constitue un thème essentiel pour le bassin français de la Moselle, notamment dans le secteur de Metz.

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Table des illustrations

Légende Fig. 1. Les sites d’étude dans le bassin de la Moselle.
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/22011/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 898k
Légende Fig. 2. Stratigraphie et localisation des vestiges archéologiques dans les séquences du bassin de Remerschen-Wintrange.
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/22011/img-2.jpg
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Légende Fig. 3. Profil transversal de la vallée de l’Alzette à Lorentzweiler.
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/22011/img-3.jpg
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Légende D’après Carcaud (1992), Fechner et Langohr (1994), Zolitschka et Löhr (1999), Ruffaldi (2000), Brou (2001), Damblon et al. (2009), Naton et al. (2009) et Cordier et al. (2012).Tab. 1. Synthèse géoarchéologique établie à partir des sites décrits.
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/22011/img-4.jpg
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Auteurs

Maître de conférences, Université Paris Est-Créteil (Paris 12), Unité Mixte de Recherche (UMR 8591) CNRS/universités Paris 1 et Paris 12/INRAP (Laboratoire de Géographie Physique : Environnements Quaternaires et Actuels – LGP), Meudon, France (stephane.cordier@u-pec.fr).

Assistant scientifique, Centre National de Recherche Archéologique, Musée National d’Histoire et d’Art de Luxembourg, Bertrange, Luxembourg (Laurent.Brou@cnra.etat.lu).

Professeur, Université de Lorraine, Équipe d’Accueil (EA 1135 ; Centres d’Études et de Recherches sur les Paysages – LOTERR), Nancy, France (dominique.harmand@univnancy2.fr).

Chargé de recherche, Unité Mixte de Recherche (UMR 8591) CNRS/universités Paris 1 et Paris 12/INRAP (Laboratoire de Géographie Physique : Environnements Quaternaires et Actuels), Meudon, France (olivier.moine@cnrs-bellevue.fr).

Maître de conférences, Université de Franche-Comté, Unité Mixte de Recherche (UMR 6249) CNRS/Université de Franche-Comté (Laboratoire Chrono-Environnement – LCE), Besançon, France (Pascale.Ruffaldi@univ-fcomte.fr).

Archéologue, Pôle Archéologie Préventive de Metz Métropole, Metz, France (gbrkojewitsch@metzmetropole.fr).

© CNRS Éditions, 2015

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