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Les tufs et travertins en Périgord-Quercy

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Frédéric Hoffmann

4 - Synthèse et conclusion : les travertins, indicateurs de l'évolution du milieu naturel et des paléoenvironnements

Texte intégral

INTRODUCTION

1Il est clair que tout au long de cet ouvrage, les travertins sont apparus comme de formidables enregistreurs. De part leur nature, ils se présentent comme des interfaces entre endokarst et exokarst. D'une façon générale, ces formations (dépôt + remblaiement associé) revêtent quatre niveaux d'enregistrement, souvent superposés :

2- tout d'abord, ces dépôts sont avant tout des systèmes qui possèdent leur propre dynamique d'enregistrement. En effet, les travertins présentent plusieurs critères de définition qui dépassent le cadre du terrain d'étude. Leur mise en place modifie leur contenu informatif (diagénèse, oxydation des pollens, etc.). En outre, leur disposition dans l'espace est porteuse d'informations ;

3- en tant qu’objet d'interface, le travertin occupe une place privilégiée au même titre que d'autres types d'enregistreurs déjà connus (spéléothèmes). De ce fait, ils permettent d'identifier les différentes étapes paléoclimatiques qui jalonnent l'histoire récente du Périgord-Quercy. Leur positionnement très fréquent dans des périodes d'amélioration climatique en font des clefs d'interprétation de premier ordre qu'il suffit ensuite de dater. De plus, les différents indicateurs que renferment ces dépôts permettent de caractériser plus finement ces ambiances paléoclimatiques ;

4- ces objets ont très tôt attiré l'homme par leurs potentialités d'aménagement, et l'interaction entre homme et travertin est très forte. Il est possible alors de dresser un inventaire de ces différentes actions, qui revêtent deux dimensions principales : très souvent, l'homme a mené une action destructrice directe sur ces dépôts, mais il a pu parfois involontairement favoriser, dans un cadre bien défini, la mise en place de formes mineures de travertinisation (barrages accolés aux retenues artificielles) ;

5- enfin, et parce que les liens entre endokarst et travertin sont très importants, ces dépôts peuvent apparaître comme des reflets du fonctionnement de cet endokarst, et de l’emprise progressive de l'homme sur le milieu naturel. Cette emprise favorise en quelque sorte les formes de dégénérescence des dépôts, en amplifiant un fonctionnement défavorable à leur mise en place. Ce lien fort entre fonctionnement du karst et apparition de formes de travertinisation nous paraît une hypothèse porteuse. Il nous appartient de l’expliquer en détail.

6Ces quatre voies représentent donc l'armature de notre synthèse. Elles nécessitent d’être explicitées, en gardant à l’esprit qu’elles peuvent se superposer à la fois dans le temps et dans l’espace. Du karst à la bactérie, tous les acteurs naturels concourent à la mise en place des travertins au sein d'une même dynamique, ce qu'une approche trop souvent disciplinaire a tendance à fractionner. Nous essaierons de mettre en évidence le plus de liens possibles entre ces différentes échelles d'espace et de temps.

7Cette approche croisée doit nous permettre de déboucher sur le positionnement de l'objet travertin face aux deux paramètres qui nous paraissent rendre le mieux compte de sa mise en place et de son évolution : le karst et l'homme.

4.1 - SPECIFICITES DES TRAVERTINS EN TANT QU'ENREGISTREURS

8En tant que dépôts carbonatés, les travertins peuvent présenter schématiquement deux niveaux de spécificités concernant la qualité d'enregistrement des informations paléoclimatiques. Elles tiennent à la fois au mode de mise en place des dépôts et à l'altération des indicateurs paléoclimatiques.

4.1.1 - L’APPORT DES CALCIMÉTRIES DANS LA CONNAISSANCE DES PALÉOENVIRONNEMENTS

9L’important travail de calcimétrie fine que nous avons fourni lors de l'étude sédimentologique des dépôts permet d'apporter plusieurs remarques sur la structure des dépôts périgourdins et quercynois.

10- Tout d'abord, il semble qu’il existe un lien très fort entre organismes incrustants et composition des encroûtements obtenus. Les deux grandes associations de bio-organismes se traduisent par deux compostions différentes, au niveau des proportions magnésiennes et des taux d'insolubles ;

11- les associations algaires se caractérisent par des teneurs magnésiennes plus faibles, ainsi qu'un moins grand taux d'insolubles de façon générale, à l'inverse des associations à mousse. Cette caractéristique se retrouve aussi bien dans les encroûtements actuels que dans les formes fossiles ; elle indique qu'il existe un lien étroit entre les diverses associations incrustantes et l'eau. De plus, ce lien semble se conserver dans le temps (forte proportion magnésienne dans les tufs fossiles et actuels de la Forge d'Ans, par exemple) ;

12- on constate une différence entre systèmes travertineux de vallée et de source. Globalement, les premiers se caractérisent par un plus grand degré magnésien et une plus forte proportion d'insolubles. Cette distinction semble définir des milieux de dépôt légèrement différents, marquée par un plus grand détritisme relatif des systèmes de vallée. Cette tendance semble se conserver dans le temps également ;

13- de ce fait, il n'est pas toujours possible de retrouver une concordance parfaite entre l'évolution des faciès travertineux, positive ou négative, et leur composition. Les données de la calcimétrie fine reflètent un contexte local, dont il faut nuancer la valeur pour mener à bien l'interprétation de la coupe. Il vaut mieux alors parler de tendance évolutive. Tout l'intérêt des calcimétries fines est de pouvoir quantifier et caractériser plus finement cette tendance ;

14- les séquences à mousse semblent caractériser la phase optimale de mise en place les dépôts périgourdins et quercynois. Là aussi, la notion de séquence positive d'enchaînements des faciès est à relativiser selon le plus ou moins grand degré d'incision des formes et le dégagement des coupes. Ces dépôts sont des objets en trois dimensions, dont l'approche est parfois complexe ;

15- dans ce contexte, on pourrait alors avoir des phases de mise en place caractérisées par des vitesses de dépôt différentes. Les différents dômes algo-bryophytiques caractériseraient alors des étapes d'accélération de cette mise en place, entrecoupées par des épisodes plus détritiques, marquant alors un ralentissement des processus. Ceci caractériserait par exemple, le dépôt de Sourzac.

16Par ce biais, nous voulons attirer l'attention sur une pratique parfois employée, et qui veut que l'on estime parfois les rythmes d'encroûtement de façon linéaire (mm/1000 ans, par exemple). Cette conception nous paraît erronée face à des dépôts dont la mise en place semble être plus caractérisée par des épisodes sédimentaires ;

17- compte tenu de ces différents critères de mise en place, les travertins posent alors d’évidents problèmes de datations, pour ces milieux dits ouverts, par rapport à d'autres milieux de dépôt. Cependant, ces datations ne sont pas impossibles et apportent toujours une indication quant à la période possible de dépôt. Très souvent, en l'absence de marqueurs anthropiques, les travertins apparaissent comme le seul recours pour connaître le calage chronologique d'une coupe ;

4.1.2 - LES TRAVERTINS : UN MILIEU SÉLECTIF DE L’INFORMATION

18A la différence des milieux lacustres ou de vasières, les travertins sont des formations où l'eau connaît une certaine agitation. Ces milieux de cascade ne sont guère propices à la bonne conservation des indicateurs, et immanquablement, les dépôts opèrent une certaine sélection des différents indicateurs (pollens, macrorestes, charbons, etc.).

19De ce fait, lorsqu'il est possible de travailler sur ces indicateurs, ils correspondent très souvent à des sédimentations en eau calme et correspondent donc à des milieux de dépôt biens spécifiques.

20De plus, et concernant les pollens tout particulièrement, l'eau exerce une double action de tri et de dégradation par oxydation des rares pollens conservés. Selon le milieu de dépôt, il s'opère donc une hiérarchisation dans la qualité de conservation des marqueurs environnementaux. De façon très simplificatrice, elle recouvre trois niveaux, du milieu le plus propice au plus défavorable.

21Ce sont :

  • les formations associées aux travertins (tourbières) ;
  • les travertins de fonds de vallée ;
  • les biohermes.

22A cause du faible nombre de pollens conservés dans les tufs du Roc Allan, DIOT [1990] s'interroge à juste titre, sur la qualité de conservation et le tri sélectif qu'opère ce type de formation. Il faudrait pour cela développer une problématique de recherche pour savoir comment, de nos jours, des faciès à mousse collectent et conservent/altèrent la "pluie" pollinique. Beaucoup de travaux ont porté sur la représentativité des sites par rapport à la "pluie" pollinique générale, y compris les sites à travertins [GEURTS, 1976], qui ont tendance à surévaluer les pollens des hydrophytes. Il reste encore un important travail d'explication de la non conservation, ou au contraire de la bonne conservation, des pollens dans des faciès sédimentaires parfois très proches.

4.2 - LES GRANDS EPISODES TRAVERTINEUX ET LES PALEO-ENVIRONNEMENTS QUATERNAIRES

23Avant de mieux caractériser les divers épisodes travertineux, il est nécessaire de rappeler pourquoi on ne constate pas de totale adéquation entre ces derniers et les différents épisodes climatiques traditionnellement admis.

4.2.1 - LES TRAVERTINS ET L'ÉVOLUTION DE L'AMBIANCE BIO-PÉDO-CLIMATIQUE

24De nombreux travaux ont montré la bonne corrélation entre épisodes travertineux et les périodes d'amélioration climatique [VAUDOUR, 1986, 1994 ; MAGNIN et al., 1991].

25Ceci tient en partie aux relations très étroites qui existent entre l'endokarst, l'ambiance bioclimatique et les travertins. Globalement, en période d'amélioration climatique, on constate toujours une augmentation de la densité et/ou de la diversité du couvert végétal. La plus grande production de CO2 biogénique permet une plus grande intensité de la dissolution karstique. Elle entraîne à son tour une plus forte pression CO2 et une plus grande minéralisation carbonatée des eaux. Ces deux paramètres intensifient à leur tour les processus de travertinisation, qui se placent à l'aval de la chaîne des processus karstiques. De façon concomitante, l'amélioration climatique permet un plus grand réchauffement des eaux de surface et une meilleure prolifération des bio-organismes incrustants, etc. Le gel, exclu de cette dynamique d'ensemble, peut s'avérer, par sa disparition, l'un des éléments initiateurs de la mise en place d'une séquence travertineuse.

26Cependant, cette mécanique est complexe, et chaque élément qui la compose n'intervient pas de façon strictement synchrone et régulière. En d'autres termes, il existe un certain nombre de latences qui engendre des retards ou au contraire provoque des accélérations dans la mise en place du dépôt. Par exemple, l'évolution du couvert végétal n'est jamais strictement synchrone de l'évolution climatique, notamment en période de dégradation du climat. Certaines espèces peuvent alors développer des formes de résistance en quelque sorte, freinant les mécanismes de dénudation du milieu. De même, le sol, qui représente une interface capitale entre évolution climatique et processus karstiques, demande un certain temps pour se mettre en place. Tous ces éléments influent sur les écoulements et l'infiltration notamment, et se placent en amont de la chaîne des processus travertineux.

27Au niveau des travertins eux-mêmes, on enregistre également certains décalages. En effet, certains faciès peuvent prendre diverses significations selon le contexte général du dépôt. En Périgord-Quercy, les faciès à mousse peuvent souvent être interprétés comme des marqueurs des optimums climatiques. Or, dans d'autres contextes bioclimatiques (Bassin Méditerranéen), ce seront plutôt des faciès laminés ou stromatolitiques qui remplissent cette fonction. Il faut alors rester prudent sur ce type d'interprétation, et toujours les replacer dans une dynamique d'ensemble.

28Toujours dans le même ordre d'idée de ces décalages entre réponse du marqueur environnemental aux évolutions climatiques, MAIRE [1990] et bien d'autres, ont montré qu'il existait un décalage entre le fonctionnement des spéléothèmes et les indications paléoenvironnementales que l'on peut en tirer. Cette latence de fonctionnement provient en partie du système d'enregistrement lui-même. Une concrétion peut continuer à fonctionner alors que le couvert végétal est en train de se dégrader. Tant que cette dégradation ne franchit pas un seuil, on peut avoir un enregistrement continu des informations, jusqu'à ce que la concrétion se dégrade elle-même. Par rapport à ce type d'évolution, les travertins semblent beaucoup plus sensibles à l'évolution du contexte général, subissant à la fois les influences des conditions exokarstiques et celles du fonctionnement de l'endokarst. A cela, il faut ajouter les conditions locales provenant du site de dépôt.

29Pour que les travertins puissent jouer correctement le rôle de marqueur environnemental, il faut donc étudier leur dynamique d'ensemble, et chercher notamment, si l'on retrouve une évolution dans l'enchaînement des différents faciès [VAUDOUR, 1986]. A l'exemple de la formation travertineuse de Souillac où le travail de calcimétrie fine a permis de conforter les interprétations des différents faciès par une quantification des proportions carbonates/insolubles, on peut dater l'épisode qui semble se placer comme l'optimum de sédimentation. Cet optimum peut alors avoir une signification beaucoup plus large, car il nécessite de telles conditions de mise en place, que l'on peut alors l'interpréter comme un marqueur d'une phase climatique optimale.

30Dans le cas où l'on n'a pas de séquence travertineuse très nette, on se place alors dans une série d'oscillations complexes ou dans un non-enregistrement de ces conditions climatiques par d'autres séries de facteurs (sédimentaires, anthropiques, etc.).

31Quand cela est possible, il est intéressant de signaler si l'on se place dans un optimum de sédimentation ou dans une série de faciès plus complexes dont la portée demeure moins générale que dans le premier cas.

4.2.2- LES DIFFÉRENTS ÉPISODES TRAVERTINEUX ET LEUR SIGNIFICATION

32Compte tenu de la spécificité de chaque enregistreur, il n'est pas simple de dresser une chronologie du climat récent en Aquitaine. Les différents cadres chronologiques changent constamment, selon les lieux et les auteurs. Il semble qu'il vaut mieux parler de tendances et d'oscillations que de véritables épisodes climatiques. Nous avons donc porté sur le tableau 4-1, différentes échelles dont l'origine est rappelée dans le titre, ainsi que quelques datations clés faites dans ce secteur, provenant le plus souvent d'abris sous roche ou de planchers stalagmitiques (détail dans la première partie de la thèse).

Tableau 4-1 - Essai de chronologie des différents dépôts de grèzes et de travertins en Périgord-Quercy (HOFFMANN, 1998 ; d’après LAVILLE et al., 1983, 1986 ; MAIRE, 1990 ; MAGNY, 1991, 1997 ; CAMPY et al., 1994)

33Les épisodes travertineux sont marqués sur le tableau 4-1 en noir. Nous avons essayé également de reporter en grisé les épisodes potentiels de dépôts de grèzes. Ces périodes potentielles ne correspondent pas toujours à un épisode grézeux réel, car ce type de formation demeure délicat à dater. Ce tableau chronologique souligne cependant, la très forte relation entre grèzes et travertins.

A) les épisodes anté-holocènes

34- A ce jour, le plus vieux dépôt en relation avec une circulation karstique encore active provient donc du dépôt de Saint Cernin de Larche. Il s'agit d'un épisode travertineux supposé d'âge rissien à -151,8 k.a. Il n’est pas facile de reconstituer les tendances du contexte bioclimatique de cette époque, mais il semble, compte tenu des importantes masses déposées, que l'on se situe dans un contexte très favorable à la travertinisation. Ceci est souligné également par la fréquence des faciès à mousse (épisode brusque ?). Ces faciès ont cependant subi une importante diagenèse qui rend la date fragile (date indicative). Dans une telle situation, soit il s'agit d'un épisode rissien plus chaud, soit cette formation date du grand interglaciaire Riss/Würm (fin du stade isotopique 6 et début du stade 5, vers - 140 k.a.). On doit pouvoir trouver des dépôts beaucoup plus anciens en Périgord-Quercy. Mais la morphogenèse quaternaire particulièrement active dans ce secteur a quasiment détruit toutes les formations anté-rissiennes. ASTRUC signale que l'on peut trouver localement des lambeaux de formations travertineuses très indurées et complètement perchées au dessus des vallées actuelles. Mais ces formations restent de faible étendue. Nous ne connaissons pas, pour l'instant, de dépôt plus ancien que le Riss qui soit encore en place et/ou en relation avec une circulation active ;

35- la formation de Souillac, dont la datation a donné un âge de -11 1,4 k.a., se situe au coeur du grand interglaciaire Riss/Würm ou Eémien. Cette formation qui garde inscrite dans ces faciès une évolution positive, a donc de fortes chances de se situer au début de cette période, ou au début d’une oscillation plus chaude. Nous penchons plutôt pour la première hypothèse, compte tenu de la structure de la première partie de la coupe (apport de versant possible, très grand détritisme de la coupe en relation probable avec une ambiance assez fraîche). Cette date souligne, si elle est juste, une période d’optimum climatique, attestée par la très rare présence d’un faciès stromatolitique à lamines, induré. Les différents faciès à mousse que l'on retrouve après cet épisode central semblent souligner une relative dégénérescence des formes. Cependant, l'encaissement au début du "Würm ancien", ou Glaciaire inférieur, de la Borrèze, a provoqué un "assèchement" par abandon du cours d’eau du lieu de la coupe. Ceci peut expliquer pourquoi les derniers épisodes ne manifestent pas de réelle forme de dégénérescence, car il semble que ce dépôt n'ait pas eu le temps de les enregistrer. Les causes de cet abandon par le cours d'eau de son ancien lit restent à déterminer dans le détail (assèchement climatique ? Apports de versant importants formant un barrage ? Encaissement brutal de la vallée de la Dordogne ?) ;

36- très intéressant, la datation de bonne qualité effectuée sur le niveau 2 du dépôt de Saint Cernin de Larche nous indique un âge de - 65,1 k.a., ce qui correspondrait à l'extrême fin de l'Eémien et au début du Würm ancien. Elle correspond dans la nouvelle terminologie [in : CAMPY et al., 1994], au Pléniglaciaire inférieur. Cet épisode souligne des conditions relativement favorables avec d'importants faciès à mousse sur les deux dépôts de Saint Cemin. Dans le cadre où notre hypothèse serait correcte (équivalence des niveaux entre les deux dépôts), les données de la malacofaune permettent de mieux caractériser cette période. Bien que ces données restent fragiles, cet épisode fait suite à une oscillation relativement froide (apport de versant sous forme de petits cailloutis anguleux, des grèzes), en voie d'amélioration et permettant le début d'une sédimentation carbonatée plus ou moins construite (pseudo-oolithes), cette dernière renferme une faune dont les caractères semblent en relation avec une ambiance fraîche (absence des espèces méditerranéennes). Il semble que l'on évolue ensuite vers des conditions beaucoup plus favorables, avec la mise en place de grands barrages travertineux à mousse qui provoquent une obturation de la vallée de la Couze. Ceci est le signe d'une sédimentation relativement rapide et de bonne qualité. Il se peut alors qu'il exister un léger décalage entre la date et la mise en place de ces grands barrages. La raison en est simple : la datation a été faite sur la partie externe du dépôt, celle qui s'est mise en place en dernier. Or, il semble que ces grands barrages soient antérieurs à cette date, probablement interglaciaire. En résumé, on aurait donc d'abord l'interglaciaire proprement dit (aux alentours de - 100 k.a., puis une oscillation froide, puis la mise en place des grands barrages du dépôt de Laroche, et enfin, la datation à - 65,1 k.a. du dépôt du Soulier ;

37- nous avons reporté sur le tableau 4-1 la date à -54,8 k.a. du dépôt de Sourzac, mais la fragilité de cette date ne permet pas d'affirmer si ce dépôt, dont l'essentiel de la sédimentation est holocène, a connu un épisode sédimentaire plus ancien ;

38- l'autre élément clé de cette chronologie avec les formations de Souillac et de Saint Cernin de Larche, est représenté par les datations radiocarbones (fragiles) de la Coly (entre - 41,7 k.a. et - 33 k.a.). Cette séquence correspond à l'interstade würmien et au Glaciaire moyen. Ce dépôt a livré une malacofaune relativement abondante qui corrèle l'évolution des faciès sédimentaires, et qui souligne une évolution climatique positive puis négative à la fin de l'interstade. Certains taxons indiquent des conditions particulièrement fraîches en début de coupe et un réchauffement progressif, beaucoup moins intense que lors du dernier interglaciaire. Il s'agit bien sûr de tendances. Cette séquence carbonatée repose directement sous un épisode grézeux (head), aux alentours de - 32 k.a. ;

39- bien qu'il ne soit pas daté radiochronologiquement, nous plaçons la séquence sédimentaire du dépôt de la Forge d'Ans, soit au dernier interglaciaire (très probable), soit à l'interstade würmien. Le caractère beaucoup plus "chaud" penche vers la première hypothèse. L'ampleur des formes, la très grande variabilité sédimentaire vont dans le même sens (épisode climatique à réchauffement important et contrasté), difficilement compatible avec la description faite précédemment de l'interstade. Mais il faut rester prudent, car il suffit d'une meilleure exposition pour augmenter les températures sur le site et créer des conditions refuges pouvant influencer la faune et la flore incrustantes.

40Il est clair que les formes majeures de travertinisation en Périgord-Quercy sont d’âge anté-Holocène. La malacofaune s'est avérée être un remarquable marqueur, riche en informations. Il faut tout de même en relativiser la portée ici car, hormis le cas de la Coly, l'étude a été menée de façon ponctuelle, ce qui en diminue sa fiabilité.

41Il faut pratiquer les prélèvements et les déterminations en différents points d'une coupe, afin d'obtenir à la fois une bonne caractérisation des milieux de dépôts, et à la fois, une évolution de ceux-ci. A ce titre, le dépôt de la Forge d’Ans semble le plus prometteur.

B) les épisodes holocènes

42Il existe tout de même quelques dépôts importants dont l'âge peut être mis en rapport avec certitude avec l'Holocène ;

43- le plus important d'entre eux est sans conteste le dépôt de Sourzac. Cette formation présente une séquence sédimentaire aux épisodes très contrastés, dont l'essentiel s’est mis en place entre - 9,2 k.a. et - 6,2 k.a., soit entre le Préboréal et l'Atlantique. Ces périodes correspondent également à un optimum sédimentaire en Provence [MAGNIN et al, 1991 ; VAUDOUR, 1994, notamment]. La récurrence des faciès à mousse en rapport semble-t'-il avec des fonctionnements brusques de l'endokarst (importance des insolubles), indique le lien très fort de cette formation avec le karst. On peut essayer de mettre en relation les différents épisodes avec la chronologie de l'Holocène. Le premier faciès à mousse très détritique est antérieur à - 9,2 k.a. (+/-0,9). Il est donc à la charnière du Tardiglaciaire et du Préboréal, soit Tardiglaciaire, si la date à - 9,2 k.a. est bonne. L'essentiel des épisodes sédimentaires se met en place entre le Boréal (faciès à mousse moins détritique) et l'Atlantique (faciès construit relativement homogène daté à - 6,2 k.a. -0,4, +0,5). Enfin, un dernier épisode bryophytique se met en place soit à la fin de l'Atlantique, soit au Subboréal. Cet épisode est assez détritique. Ce dépôt demanderait très certainement des relevés de coupe beaucoup plus précis et une meilleure caractérisation paléoenvironnementale (palynologie possible ?) ;

44- la formation travertineuse et tourbeuse des Beunes, dont la base est datée à 9,04 k.a. (+/-0,06) présente une séquence sédimentaire complète, s'étendant du Préboréal jusqu'à l'Atlantique. Nous reviendrons en détail sur les précieuses indications qu’elles renferment, seul réel exemple de déstabilisation anthropique du milieu naturel ;

45- la formation du Roc Allan soulignerait une amélioration climatique en rapport avec le début de l'Atlantique. La présence d'industries tardenoisiennes ne laisse aucun doute sur le placement de cette partie de la coupe à la limite Boréal/Atlantique. Les pollens contenus dans cette coupe, peu nombreux mais identifiables, indiquent une nette dominance du Noisetier qui correspond à une ambiance encore fraîche [DIOT, 1990] ;

46L'essentiel de la sédimentation travertineuse semble donc se situer au début de l'Holocène et particulièrement au Boréal/Atlantique.

4.3 - LES IMPACTS ANTHROPIQUES : L’EMPRISE PROGRESSIVE DE L’HOMME SUR LE MILIEU, À PARTIR DE L’HOLOCÈNE

47Pour mieux cerner cet impact, nous avons décidé de séparer son cadre chronologique, des différentes modalités qu'il revêt.

4.3.1 - ESSAI DE RECONSTITUTION DES DIFFÉRENTES ÉTAPES CHRONOLOGIQUES DE LA PRESSION ANTHROPIQUE

48Ce domaine est l'un des plus délicats à aborder, car nous ne disposons que d'éléments partiels. En effet, cet aspect représente en vérité tout un champ d'étude que nous avons volontairement laissé de côté.

49Il demande un très gros travail de synthèse des données archéologiques très fournies en Périgord-Quercy, et il appartient à d'autres de le faire. Nous nous contenterons ici de citer quelques repères.

50La présence de l'homme sur ce terrain est attestée depuis longtemps et il est vraisemblable que l'on retrouve dans certains dépôts de fond de vallée des traces de cette occupation humaine. Pour notre part, nous n'avons rien trouvé dans tous les dépôts que nous avons étudié.

51Certaines formations ont un lien direct avec cette occupation humaine. Le dépôt du Roc Allan, qui fossilisent des industries tardenoisiennes (Boréal à Atlantique), en fournit un bel exemple. De même, le dépôt de la Maison Forte de Reignac (éboulis de bas de versant en rapport avec une circulation karstique), situé sur la vallée de la Vézère, contient un petit niveau de tuf qui scelle des industries magdaléniennes [in LENZI, 1976]. Il semble que l’on retrouve fréquemment des niveaux carbonatés attribuables au Boréal et à l'Atlantique dans certains sites archéologiques périgourdins, mais cette information demande à être confirmée.

52Les milieux naturels du Midi atlantique ne semblent pas réagir aussi prestement à ces déstabilisations que le Midi méditerranéen. Ces dernières semblent mieux s'inscrire dans les coupes des dépôts provençaux et languedociens [MAGNIN et al., 1991 ; VAUDOUR, 1994]. Pour notre part, nous ne disposons que d'un exemple avec celui des Beunes.

53L'étude effectuée par DONNER [1969] a permis de mettre en exergue plusieurs événements naturels et d'origine anthropique qui ont affecté ce bassin versant tout au long de l’Holocène. Malheureusement, le système n'est calé au radiocarbone qu'en un point, et les différents événements en rapport avec les impacts anthropiques n'ont pas été datés. Pour pallier ce manque, nous nous proposons de conforter les hypothèses avancées par DONNER par l'analyse très rapide d'une autre formation, mieux calée chronologiquement. Il s'agit des tourbières du Lac de Cérin, dans le Jura [RUFFALDI, BOSSUET et SCHOELLAMMER, 1997]. Cette tourbière a été échantillonnée en de multiples points, permettant ainsi, par de multiples diagrammes polliniques, une reconstitution chronologique du remplissage lacustre de cette dépression.

54En comparant les deux analyses palynologiques effectuées sur cette tourbière et sur celle des Beunes, on y retrouve certains événements concomitants, au milieu d'influences propres à ces deux milieux bien différents.

55On retrouve un certain nombre de points communs entre ces deux milieux, notamment au niveau de la courbe de Pinus. Son extinction brutale se situe à la charnière du Préboréal et du Boréal (vers - 9000 BP) et datée sur le sondage Beune II à - 9040 BP. Cette disparition du pin coïncide avec le développement du noisetier (Corylus), dans les deux cas. Ce mouvement est plus net sur le diagramme de synthèse de RUFFALDI. Au même moment, le chêne, l'orme et le tilleul connaissent également un développement. Il est plus ou moins marqué selon les sites, mais il est présent dans les deux cas. On a donc là une tendance significative d'un changement d'ambiance climatique, marquée par une plus grande humidité. Ce changement coïncide également avec une accélération de la travertinisation tant en Provence, qu'en Aquitaine (Beune, Sourzac).

56Des petites nuances apparaissent cependant. Par exemple, il est normal pour un site de montagne comme le Lac de Cérin de retrouver une plus grande influence des pollens de sapin (Abies), quasiment absents, sur le site de vallée (Beune II). De même, compte tenu des possibilités de situation refuge pour certaines espèces, plus importantes pour le site de vallée, le rapport (NAP/AP) varie de façon plus nette en zone de montagne qu'en vallée. Ceci est nette à partir du Préboréal et du Boréal où le couvert forestier est maximal sur le Lac de Cérin, et très élevé sur la Beune. Cette dernière abrite cependant plus de plantes non arbustives. Enfin, les espèces caractéristiques des ambiances fraîches, comme le sapin ou le frêne (Fraxinus), sont moins présentes sur la Beune que sur le site du Lac de Cérin.

57Le fait le plus important se situe en fin des diagrammes polliniques. Il correspond à une tendance qui débute au Subboréal, avec une lente inversion du rapport (NAP/AP). Cette inversion est synchrone du réveil brutal des Cyperaceae à la fin de l'Atlantique et au début du Subboréal, vers - 5000 BP.

58Cette tendance se retrouve également sur le diagramme des Beunes. Elle se marque par une modification profonde de la structure du remblaiement tourbeux de la vallée, de plus en plus détritique, en rapport avec un couvert boisé moins fort. Dans le même temps, les pollens des espèces d'arbres de culture (le Noyer surtout) occupe une place de plus en plus importante. On a là une convergence de faits qui peut s'interpréter comme une véritable déstabilisation du milieu naturel d'origine anthropique. Cette dernière débuterait donc vers -5000 BP, ce qui correspond également aux données provençales [VAUDOUR, 1994]. Même si cette période (Subboréal) se traduit également par quelques modifications climatiques (moins grande humidité), elle marque surtout le début d'une tendance irréversible de conquête du milieu naturel qui s'intensifie alors nettement. Elle se renforce ensuite avec le début de la période historique.

4.3.2 - LES DIFFÉRENTS TYPES D’AMÉNAGEMENTS ANTHROPIQUES

59L’aménagement des sites à travertins peut revêtir trois grandes séries de formes, liées aux potentialités du milieu (aménagement de sites "extraordinaires" comme Saint Cernin ou Sourzac), ou à l'utilisation de l'eau en tant que force motrice (sites d’implantation de forges : la Forge d'Ans sur la vallée du Blâme, les Eyzies sur la vallée des Beunes ; sites d'implantation de moulins en zone de confluence avec une source ou directement sur une vallée : Moulin Farfal ou Moulin Cras sur la vallée du Vers, Moulin de la Pescalerie, vallée du Larnagol).

60* Les sites que l'on peut qualifier d'extraordinaires sont rares par définition. Deux sites seulement peuvent rentrer dans cette catégorie, du point de vue des aménagements anthropiques :

61- le premier d'entre eux est sans conteste Saint Cernin de Larche, car c'est l'ensemble du village qui repose sur les travertins du Soulier et de Laroche. Là, l'utilisation du travertin en tant que matériau de construction est très nettement visible selon deux modalités :

62° soit après réaménagement d'un dôme ou d'une banquette algo-bryophytique. Certaines maisons sont en grande partie taillées dans des blocs de travertins à mousse, qui servent la plupart du temps de caves ;

63° soit, le plus souvent, les travertins sont débités sous forme de moellons et utilisés de façon classique, comme n'importe quel matériau de construction ;

64- l'église de Sourzac présente un site très original, car le bâtiment repose entièrement sur un travertin de forme grossièrement circulaire (photos 4-1 et 4-2). Cette position permet à l'église d'éviter les inondations dans un site très difficile à aménager, le manque de place au pied du plateau est évident, et le village se retrouve coincé entre l'abrupt et la rivière. Les premières constructions religieuses datent du VIIIe siècle de notre ère. On peut encore voir l'un des murs porteurs de l'ancien monastère. Il contient un bloc de travertins qui semble provenir de la première séquence à mousse, et dont la couleur ocre contraste vivement avec le teinte jaunâtre de la pierre locale. D'ailleurs, cette dernière est très altérée par rapport au morceau de tuf, très vacuolaire à l'origine, et qui n'a pas vieilli. L'église a été remaniée au XIIIe siècle, et l'une des parties de son fronton comporte également d'autres blocs de tufs. On sait tout l'intérêt de placer des travertins à cet endroit bien précis, car plus léger, il pèse moins lourd sur l'arche d'entrée.

65* Les petites forges ont commencé à se développer principalement au XVIe siècle, mais c'est surtout au XVIIIe qu'elles prennent leur essor, avant de décliner tout au long du XIXe [FENELON, 1951].

66- Très répandue en Périgord, pays de bois et de minerai de fer, la Forge des Eyzies illustre bien le développement de la métallurgie du XVIIIe siècle lié à l'industrie de guerre. Au plus fort de sa production, cette forge fourni près de 3000 tonnes de fer et de fonte pour canon. Les chutes d'eau, en liaison avec les grands dômes algobryophytiques sur lesquels repose le village, permettent l'actionnement des laminoirs pour écraser le métal. On utilise dans un premier temps le minerai local qui s’épuise très vite, et l'on fait descendre le long de la Vézère le minerai qui provient du Causse de Martel (Sidérolithique s.s. et autres formations ferrugineuses). Cette activité entretient une petite batellerie le long de la rivière. L'ancien bâtiment de la Forge est encore présent aux Eyzies et a été reconverti en pisciculture ;

67- le même procédé est utilisé à la Forge d'Ans où le bouchon travertineux terminal offre une chute de plusieurs mètres. On peut encore voir de nos jours la maison du maître de Forge, ainsi que les piliers d'ancrage des anciennes installations industriels. Cette forge a eu une capacité de production équivalente à celle des Eyzies. Dans les deux cas, le travertin offre un site très facile à aménager, car c'est une roche tendre, que l'on peut facilement creuser. On ne peut plus accéder aujourd'hui sur le lieu d'implantation exact de la Forge, car c'est une propriété privée.

68* Les moulins sont très nombreux en Périgord, en liaison avec une agriculture de tout temps orientée sur les céréales. Schématiquement, on trouve deux types de moulins, en fonction des potentialités d'aménagement du milieu :

69- très souvent, le moulin se situe au pied des coteaux de la vallée dans un secteur de confluence avec une source. C'est d'ailleurs un bon moyen de repérer les sources principales d'une vallée, car très tôt elles ont été aménagées (photo 4-3). La chute est très souvent due au perchement de la source. Cette situation est très fréquente dans la zone crétacée du Périgord. La présence d'un niveau à travertin comme à Bouzic ou dans le cas du moulin d'Alles facilite l'aménagement du site. Il est alors possible de canaliser les eaux en surcreusant le travertin. Il suffit ensuite de construire le moulin dans l'axe d'écoulement des eaux. Sur la vallée des Beunes, du fait de l'importance des formations tourbeuses, on ne peut pas implanter un moulin n’importe où. Il se situe très souvent en pied de coteau et souligne dans ce cas un niveau de calcaire lacustre ou travertineux. Ces niveaux beaucoup plus durs se forment à proximité de petites sources incrustantes. Très souvent, on accélérait ce mécanisme naturel en exhaussant un plan d'eau naturel, en provoquant une chute d'eau artificielle (tronc d'arbre). Pour des faibles chutes, les vitesses d'encroûtement étaient suffisamment rapide. Bon nombre de retenues naturelles ont été rehaussées de cette manière au XIXe et au XXe siècle [FENELON, 1951].

70Dans le même ordre d'aménagement, le moulin de Condat/Vézère provient de l'implantation d'un canal. Ce dernier dérive les eaux en partie seulement, le trop plein étant rejeté par-dessus le mur du canal. Ce trop plein a permis l'implantation des barrages terminaux que l'on peut encore voir aujourd'hui. Leur édification a donc pour origine une action anthropique. C'est le cas également du lieu dit la Piboulade sur la vallée du Céou. En construisant une retenue artificielle pour alimenter un canal d'approvisionnement d'un moulin, les hommes ont favorisé l'implantation d’un barrage travertineux de faible dimension (détruit chaque hiver en partie) et provoqué un remblaiement en amont de la retenue.

Photo 4-1 : Exemple d’aménagement anthropique : le site de l’Eglise de Sourzac. L’édifice repose sur le travertin de Sourzac (en foncé sur la photographie). On remarque au centre une petite cavité, développée au contact entre deux faciès différents (cliché : A. GROZAVU).

Photo 4-2 : Gros plan sur la base du dépôt de Sourzac. Au premier plan, on aperçoit des faciès à mousses, datés du début de l’Holocène (cliché : F. HOFFMANN).

Photo 4-3 : Bassin de retenue de la résurgence du Moulin de la Coly. Les rejets d’origine anthropique provoquent une eutrophisation importante et une prolifération algaire (cliché : F. HOFFMANN).

71Ce remblaiement en diminuant petit à petit la hauteur de la lame d’eau favorise son réchauffement et la saturation (cf. étude du site).

72Bon nombre de barrages travertineux de la période historique (XIXe et XXe siècles) sont attribuables à l'Homme. La vallée du Céou est révélatrice de cette tendance, où les principaux barrages se trouvent toujours au coeur des villages (les villages étant là avant les barrages), ces derniers se servant de la petite chute à des fins diverses (moulins, menuiserie, etc.). Ces barrages artificiels permettent très souvent d'initialiser le système de dépôt en amplifiant ou en offrant une chute d'eau.

73- Plus rares, on trouve également certains moulins se situant dans l'axe de la vallée (photo 4-4). C’est le cas du vallon du Lamagol où deux anciens moulins aujourd'hui reconvertis en résidence secondaire, se situent au pied de chaque niveau travertineux et bénéficient directement de la chute d’eau. Ce type d’aménagement ne peut se faire que dans de petites vallées aux crues modérées. C'est ce qui explique leur rareté. Les hommes préfèrent de loin aménager leurs moulins au pied d'une source perchée ou en formant une chute artificielle. D'une certaine manière la forge des Eyzies répond aux deux critères. Elle se situe dans l'axe de la vallée des Beunes, mais les hommes ont rehaussé le plan d'eau pour obtenir une chute plus forte. Il en est de même pour la forge de la Forge d'Ans.

74Pour clore cet inventaire des aménagements anthropiques, l'histoire dans ces grandes lignes, de la vallée des Beunes nous a paru intéressante et montre à quel point les relations entre l'homme et son milieu sont complexes, et se font par étapes.

75- La fréquence des abris sous roche qui s'alignent le long des Beunes attire très tôt l'homme (dès 100 000 BP au Moustérien), face à un milieu que l'on devine riche. L'apogée de cette occupation semble se situer au Magdalénien qui recoupe en partie le Pléniglaciaire supérieur. La situation était différente car la vallée n'était pas encore remblayée (seulement à l’Holocène). Toutes ces traces sont ensuite ensevelies sous les tourbes. L’emprise humaine sur le bassin des Beunes semble donc être de plus en plus importante, notamment à partir du Néolithique ;

76- puis, sans véritablement abandonner cette vallée devenue marécageuse, la deuxième phase de repeuplement semble se situer au Moyen Age. L'Homme fuit alors ces marécages qu'il considère comme insalubres. Cependant, un certain nombre de moulins voit le jour ;

77- l'implantation de la forge au XVIIIe siècle marque une étape importante dans l’aménagement du site à travertin. Le rehaussement de la chute naturelle se fait avec un barrage en bois, qui a perduré jusqu'au début du siècle. Il fut détruit par l'amoncellement de meules de foin qu'il avait retenu lors d'une crue provoquée par un orage. La rupture du barrage détruisit en partie le village des Eyzies. Le mur actuel date donc des années 1920. Les tufs qu'il supporte sont donc très récents ;

78- au début du XXe siècle, les paysans se rendant compte des potentialités agricoles de ces tourbes, nettoient le marais et pratiquent une culture du chanvre et coupent les roseaux pour s'en servir de litière à animaux. Ce système dure jusqu'à l'accident de la retenue. Le drainage et le nettoyage du marais cessent alors jusqu'à la seconde guerre mondiale [FENELON, 1951] ;

Photo 4-4 : Exemple d’aménagement anthropique : un moulin sur la vallée du vert, construit dans l’axe de la vallée. Ce type d’aménagement illustre l’utilisation des potentialités des milieux à travertin (chute), (cliché : F. HOFFMANN).

79- dès 1945, des travaux d’assainissement reprennent sous l'impulsion de ressortissants indochinois, en vue d'établir des rizières. Le creusement de canaux de drainage et du nettoyage des marais augmente l'intensité des dépôts, corrélée par la très grande limpidité des eaux. On a là un système de dépôt de plus en plus actifs (encroûtement des canaux).

80L'essentiel des masses de tufs déposées sur la retenue de la Forge se serait mis en place à ce moment là. L'abandon progressif de ces aménagements consécutifs au conflit indochinois amène une nouvelle période d'abandon du marécage :

81- depuis, la dernière phase d'aménagement se situe dans l'implantation de 6 piscicultures, notamment dans le bassin aval. La plus grande turbidité des eaux actuelles et la prolifération d'algues ont bloqué les processus de dépôt et le tuf de la retenue est tout juste en équilibre (sédimentation/démantèlement). Les forts taux de phosphates en été sont très certainement à mettre en relation avec cette activité piscicole, dans une période de faible renouvellement des eaux (phénomènes de concentration). Cette notion ouvre la voie sur la dernière influence anthropique que nous voulions aborder, car la plus récente, celle des pollutions chimiques.

4.4 - FONCTIONNEMENTS KARSTIQUES, POLLUTIONS ET PRESSION ANTHROPIQUE

82Avant d'analyser le rôle de marqueur de certains polluants, reprécisons la notion de classification fonctionnelle des eaux.

4.4.1 - RAPPELS THÉORIQUES

83MARTIN [1988], MAGNIN et al., [1991] se sont interroges sur la signification géomorphologique des travertins. Ils se sont rendus compte que pour un même massif karstique soumis à un contexte bioclimatique relativement homogène, certaines sources présentaient des dépôts et d'autres pas. On ne peut pas dans ce cas invoquer les conditions exokarstiques, et il faut invoquer alors une origine endokarstique. Telle était leur hypothèse.

84Nous avons vu tout au long de la troisième partie la complexité des phénomènes physicochimiques concourant à la mise en place et à la dynamique d'un dépôt L'influence de l'endokarst sur les phénomènes de dégazage et les variations des éléments chimiques s'est avérée prépondérante tant dans les dynamiques de source que pour les eaux de surface. Pour ces dernières, on a vu comment les variations chimiques du système calco-carbonaté proviennent avant tout de l'endokarst. Les manifestations propres à la circulation des eaux en surface se traduisent surtout au niveau de la température, du dégazage, etc. Ces conditions prévalent dans le cas où les eaux ne subissent pas de mélange avec d'autres eaux de composition chimique très différente, et pour un bassin géologique relativement homogène. L'absence de certains processus chimiques comme l'effet d'ions communs ou la dissolution incongruente de la dolomie permet cette simplification.

85Cette importante influence de l'endokarst permet alors, en fonction de la classification fonctionnelle des eaux que nous avons présentée, d'établir les potentialités de dépôt d'une rivière ou d'une source. La très forte corrélation entre travertinisation et fonctionnement en concentration des eaux apparaît comme une bonne hypothèse explicative de la présence ou non, au sein d'un même massif de dépôt à certains endroits et pas à d'autres. Ce fonctionnement qui assure à la fois des conditions maximales de dépôt au niveau chimique (maintien dans le temps d'importantes minéralisations carbonatées), mais également au niveau de leur conservation, va au-delà de la simple constatation faite par MARTIN [1988] sur la variabilité des écoulements. Rappelons que plus cette variabilité est grande et moins elle est propice à la travertinisation. Ce type de fonctionnement est susceptible d'engendrer des formes majeures de travertinisation, en dehors de toute autre influence (hydrothermale, par exemple).

86L'apparition de phénomènes de dilution peut alors avoir deux origines possibles :

87- soit le massif karstique est très karstifié ou présente une karstification sous la forme de gros collecteurs, bien connectés à la surface. Ce type de structure peut collecter d'importantes quantités d'eaux de ruissellement et les amener rapidement à la source, provoquant une dilution chimique et un comportement hydrodynamique brusque ;

88- soit sous l'impulsion de l'homme, un massif karstique trop dévégétalisé peut se comporter de la même façon, le ruissellement pouvant alors reprendre une certaine importance. Ici, l'homme rompt l'influence exercée par le climat sur la travertinisation, alors que ce dernier commandait tout le système avant l'arrivée de l'homme (notion d'optimum bioclimatique de sédimentation). C'est ce qui fait dire à VAUDOUR [1994], que les travertins s'inscrivent au sein d'une séquence climato-anthropique, en soulevant notamment le rôle de l’érosion issue de la turbidité provenant du départ des sols.

89Le ruissellement joue donc un rôle important dans la mise en place des formes. L'opposition entre le fonctionnement en concentration des eaux, responsable très souvent d'une mise en place de bouchons travertineux à l'aval des cours d'eau, et le fonctionnement en dilution qui se marque par l'absence de ce type de bouchon, nous paraît une hypothèse importante. Elle demande à être confirmée sur un plus grand nombre de bassins.

90Le ruissellement exerce également une influence sur la conservation des formes. La variabilité du régime des eaux peut entraîner leur démantèlement par creusement, par des eaux moins minéralisées, et l'arrachement des organismes bio-constructeurs. Ce type d'influence génère alors un bilan sédimentaire nul, qui aboutit au démantèlement des dépôts. On peut donc avoir dans le temps une succession des deux types de fonctionnements, avec mise en place des dépôts issus d'un fonctionnement en concentration et démantèlement des formes sous les phénomènes de dilution.

91Ce ruissellement affecte essentiellement les eaux de surface et dans une moindre mesure les eaux de source. C’est une des raisons pour laquelle, la travertinisation actuelle, modeste dans son intensité, semble concerner plutôt les systèmes de source (vitesse d'encroûtement plus forte : 4 à 6 mm/an), que les travertins de vallée (vitesse d'encroûtement inférieure à 2 mm/an).

4.4.2 - LES POLLUANTS CHIMIQUES EN TANT QUE MARQUEURS DE L’INTENSITÉ DU RUISSELLEMENT

92Nous avons donc cherché un marqueur qui puisse illustrer cette dynamique de ruissellement. Les nitrates et les phosphates se sont révélés très intéressants.

93Il est possible en fonction de ces deux éléments d’effectuer une classification des différents bassins et sources, en fonction de l'intensité de ruissellement. Ce type de diagramme permet en outre de discerner ce qui provient d'une alimentation chronique en polluants, de ce qui semble issu de phénomènes de lessivage.

94L’étude des chroniques de données hydrochimiques fait ressortir toute l'importance des lessivages (et indirectement de la dilution dans certains cas) sur les eaux de surface. Il montre notamment une bonne corrélation entre les plus forts taux de phosphates et la faiblesse de la travertinisation. Les nitrates ne semblent pas interférer sur celle-ci, à l'image de Cadouin. L'introduction de quantités de plus en plus grandes de polluants corrèlent bien le ralentissement de la travertinisation constatée de nos jours. A ce titre, ces deux polluants se sont révélés être de très bons marqueurs de déstabilisation du milieu naturel.

CONCLUSION GENERALE

95Les travertins se sont révélés être de très bons enregistreurs et indicateurs des déstabilisations du milieu naturel, ceci principalement dans trois domaines.

961°) Tout d'abord, ces dépôts corrèlent très souvent des périodes d'améliorations climatiques. La mise en place d'importantes masses de travertins, notamment au dernier interglaciaire en confirme le fondement. L'analyse détaillée des indicateurs paléoenvironnementaux contenus dans ces dépôts et formations associées permet de préciser plus finement ce type de période, et à partir de l'Holocène, l'implication de plus en plus grande de l'Homme dans l'évolution du milieu naturel. L'apport de la palynologie et l'étude de la malacofaune permettent de resituer ces dépôts dans un contexte plus général. Un important travail de datation permet de préciser le cadre chronologique dans lequel se déroulent les divers épisodes travertineux.

97On observe un certain synchronisme des déstabilisations autour du Bassin Méditerranéen et en Aquitaine septentrionale, globalement à la fin de l'Atlantique. Sans disposer pour l'instant de données précises sur des périodes plus récentes, on sait notamment que des concrétionnements ont enregistré une pression anthropique plus forte pendant la période romaine, par l'étude très fine des concrétionnements contenus dans les aqueducs de Provence [FABRE, 1986 ; VAUDOUR, 1986].

98L'approche par de nouvelles méthodes de recherche complète cette étude. L'apport des calcimétries fines est réel, ceci dans plusieurs domaines. Elle souligne le rôle fondamental joué par divers bio-organismes dans la composition des sédiments. En outre, cette composition varie selon les milieux de dépôts (fond de vallée, barrages à mousses, algues, etc.). Cette différenciation se retrouve surtout dans les insolubles. En règle générale, chaque système de dépôt peut être synthétisé en une relation très forte entre physico-chimie des eaux et organismes incrustants, et qui fait que chaque système est unique, d'un point de vue de la composition. Leur rôle dans l'édification de ces dépôts, en accord avec le cadre bioclimatique général dans lequel ils évoluent, s'en trouve renforcé. Cette bio-carbonatogenèse est bien réelle et se trouve reliée de façon intime avec le milieu physicochimique qui fourni ces carbonates. En outre, elle semble montrer des compositions différentes dans des milieux que l'on peut qualifier "d'aberrants", comme dans le cas de sources très polluées, par exemple.

992°) L'Homme prend alors toute sa place dans cette longue chaîne des actions naturelles qui concourent à la mise en place du dépôt. Depuis près de 7 000 ans, il aménage, transforme, et modèle son environnement. Cette pression anthropique prend aujourd'hui des formes parfois subtiles et insidieuses (polluants), mais s'exerce de façon de plus en plus forte. L'homme interrompt cet incidence du climat sur les travertins, au moment où l'on se situe dans une période potentielle favorable à la travertinisation, d'un point de vue climatique. En stoppant la travertinisation, il rompt une remarquable chaîne d'enregistrement d'informations environnementales, à l'interface exokarst-endokarst.

1003°) Les relations entre travertinisation et endokarst nous ont apparu comme essentielles pour expliquer la dynamique de dépôt, tant actuelle que passé. De façon globale, les différents types de fonctionnements karstiques influent sur les variations des éléments chimiques et sur l’importance des minéralisations carbonatées. Ainsi, la prédominance du fonctionnement en concentration dans la mise en place des dépôts en est elle un point clé. La dynamique de ruissellement, l'impact des dilutions permettent de cibler et d’expliquer pourquoi certains systèmes sont potentiellement aptes à déposer des carbonates alors que l'on constate aucune forme importante. Cette influence du karst sur la travertinisation se retrouve également inscrite dans la dynamique des eaux de surface. De cette manière, deux mécanismes régissent les phénomènes de saturation, de façon indépendante parfois, mais très souvent de manière complémentaire :

101- les eaux sont avant tout soumises au dégazage en CO2, cette action étant la plus rapide dans la dynamique de saturation. Sa modification rompt les chaînes d'équilibre entre les différents milieux (gaz-liquide-solide). Schématiquement, cette cinétique de dégazage est linéaire, et domine surtout sur les eaux de source ;

102- les variations chimiques des éléments, au sein desquelles le magnésium joue un rôle très important, exercent une influence quand les eaux sont dégazées.

103La combinaison de ces deux mécanismes engendre alors une plus grande intensité de dépôt, notamment sur les travertins de source. Dans un telle cadre, le dégazage amorce les réactions chimiques d saturation, amplifiées ensuite par les réajustements des éléments dus système calco-carbonaté.

104Dans une dynamique d'eau de surface, le système de précipitation des carbonates peut être plus complexe, car les eaux sont soumises à une évolution spatiale. Cette dernière est fonction des paramètres initiaux (karstiques), mais résulte également des variations de surface. L'ensemble du système tend vers une plus grande saturation amont-aval, et qui explique compte tenu de 1 lenteur de la cinétique de saturation, que les barrages travertineux se placent très souvent en extrême aval des cours d'eaux. Ceci est particulièrement vrai pour des systèmes de dépôt fonctionnant en concentration, et qui permettent le maintien dans le temps des formes de dépôt. La dynamique des cours d'eau fonctionnant en dilution paraît plus complexe ; car elle dépend de l'intensité des facteurs de dilution. En ce sens, on peut l'assimiler à une juxtaposition de "cellules" de dépôt entrecoupées par des secteurs où l'intensité de la dilution devenant plus importante, les dépôts diminuent. La répartition de ces "cellules" tient très souvent à une influence anthropique (barrages artificiels). L'ensemble de ces cellules fait que le système tend vers une dynamique de dépôt amont-aval, marqué par l'absence de bouchon travertineux en extrême aval pour deux raisons principales :

  • soit par retour à l’équilibre des eaux par rapport aux phénomènes de saturation ;
  • soit par la non conservation des formes de dépôt sous l’impact des phénomènes de dilution).

105MARTIN [1988] s'interrogeait sur la notion de dépôt corrélatif du karst concernant les travertins. On peut dire que ces dépôts sont surtout corrélatifs d'un fonctionnement karstique bien typique, où l'homme joue un grand rôle, en favorisant les déstabilisations du milieu, dès le Néolithique. Les travertins apparaissent alors comme des marqueurs d'une séquence "karstoanthropique".

106Ce lien très fort avec le karst se retrouve également dans la jeunesse des formes de dépôts, en rapport avec une circulation karstique active. Ils soulignent que ce karst actif est jeune dans l'ensemble, et ne dépasse guère 200 000 ans. A ce titre, le Périgord-Quercy s'est avéré être un remarquable champ d'étude, d’une très grande diversité de karst, tant dans les formes que dans les fonctionnements.

107Enfin, nous avons tenté de relier le fonctionnement passé et la dynamique actuelle, en jetant des ponts de l'un à l'autre (composition des encroûtements, fonctionnements karstiques et travertinisation). Le grand lien qui unit ces deux aspects de l'étude des travertins s'est révélé être l'Homme, qui intervient à tous les niveaux (du karst à la bactérie) du milieu naturel qu'il occupe et aménage sans cesse. En ce sens, notre travail s'inscrit pleinement dans cette discipline d'interface qu'est la Géographie.

108Le propre d'un travail de recherche est de mener également une réflexion sur les outils utilisés. On peut, en effet, être surpris, voire rebuté parfois par l'ampleur et la nature de ces outils. Ceci nous amène à faire quelques remarques à ce propos :

109- nous avons volontairement séparé en deux volumes les résultats de la recherche et les méthodes. Le volume d'annexes méthodologiques fait le point en détail sur ces divers outils. L'emploi de techniques comme l'hydrochimie ou les calcimétries fines nous est apparu comme un formidable moyen d'acquisition des données pour étayer nos hypothèses. C'est toute la difficulté d’une thèse qui se veut thématique et qui doit pour conforter les hypothèses qu'elle présente, les asseoir sur un nombre de données et de faits suffisant ;

110- la description, parfois dans le détail des résultats issus de ces techniques peut surprendre. Nous avons essayé de rendre notre démarche la plus claire possible, ce qui peut parfois en alourdir la présentation. Il ne faut jamais oublier que ces informations sont toujours "spatialisées", et s'inscrivent dans une démarche qui nous paraît pleinement géographique. Nous ne pratiquons pas l'hydrochimie pour améliorer cette méthodologie, même si c'est parfois le cas, mais pour obtenir une information dynamique, spatialisée, qui nous paraît mieux adapté à la dynamique travertineuse ;

111- en outre, la pratique de ces différentes méthodologies a représenté une bonne école de formation à la recherche, qui se veut aujourd'hui de plus en plus spécialisée. La mise à disposition du chercheur d'outils de recherche de plus en plus performants en est une conséquence première, qui ne peut échapper à une discipline de terrain et d'interface. La connaissance du milieu naturel et des conséquences de l'activité humaine nécessite des approches croisées de méthodes et de concepts. Nous invitons donc le lecteur à aller au-delà de l'apparence parfois "aride" de tel ou tel outil ;

112- enfin, cette réflexion constante entre les outils employés et les informations que l'on en tire, invite constamment à la prudence et à multiplier les échelles de temps et d’espace. Chaque niveau d'informations est dépendant des autres : l'organisme qui concrétionne, les caractéristiques physico-chimiques des eaux incrustantes, leurs modalités d'écoulement, la morphologie du dépôt, ses rapports avec l'endokarst, les influences anthropiques que subit ce dernier, etc., tous ces maillons ne forment qu’un seul et même système dynamique. Là aussi, l'emploi de techniques modernes d'approche comme l’hydrochimie de terrain, par exemple, s'est révélé bien adapté à ce type d'étude.

113La fonction première du Géographe est de traiter l'espace. Nous ne voudrions pas terminer ce travail sans ouvrir des perspectives dans ce domaine. En effet, les travertins sont présents un peu partout sur notre planète. Il serait très intéressant de transposer cette méthodologie d'ensemble, présentée dans cet ouvrage, à d'autres domaines spatiaux et climatiques.

114La recherche de ces dépôts dans des milieux extrêmes, c'est-à-dire relativement défavorables à l'implantation des biohermes, peut s'avérer être une voie porteuse et peut nous renseigner sur l'implantation de ces dépôts. Ces conditions extrêmes peuvent revêtir deux aspects principaux :

115- les travertins, très liés à la présence de l’eau, sont tout de même présents dans des zones arides ou subarides. Ils font très souvent appel à la notion d'héritages morphoclimatiques, mais pas uniquement. Ceux qui présentent un fonctionnement toujours actif, sont très proches d'autres types de dépôts comme les croûtes, et il doit exister bon nombre de formes de transition entre ces divers encroûtements. Ils font également appel parfois à d'autres mécanismes de mise en place, comme l'évaporation par exemple. Leur composition, leur dynamique hydrochimique et de mise en place peuvent éclairer celles des travertins des zones tempérés humides ;

116- l'autre domaine spatiale que l'on peut considérer comme extrême, est celui de la moyenne et haute altitude. On peut rencontrer certains dépôts à de hautes altitudes [MAIRE, 1990], sans que pour autant, il soit nécessaire d’invoquer un fonctionnement spécifique à ces dépôts. En effet, ils ne sont pas toujours en relation avec des circulations hydrothermales. Il est vrai cependant, qu'on rencontre plus souvent ce type de circulation en zone tectonisée, plus fréquentes en montagne. Là aussi, l'adaptation de certains organismes à ces conditions extrêmes ou leur protection par des eaux de nature différente (plus chaudes) doit pouvoir éclairer les rapports entre organismes incrustants et biocarbonatogenèse. Les conditions de site peuvent également jouer un plus grand rôle. En outre, ces zones sont relativement protégées de l'intervention humaine et peuvent présenter un intérêt supplémentaire, à ce niveau.

117L'élargissement à d’autres domaines bioclimatiques est sûrement l'une des voies les plus intéressantes. Nous pensons tout particulièrement à la zone intertropicale où les travertins sont très présents. Ce domaine où la chaleur et l'eau sont très présents semblent donc la plus favorable sur un plan général.

118La zone tropicale revêt également un deuxième intérêt. Elle présente dans certains secteurs des densités de population très importantes, et permet alors de mesurer les relations entre pression anthropique et travertinisation, entre l'Homme et le milieu naturel. C'est le cas notamment de la Chine méridionale. Il serait intéressant notamment de voir si les effets de la déforestation dans les zones karstiques tropicales entraîne la même dégénérescence des processus que l'on constate sous nos latitudes. De plus, ce pays présente un peuplement relativement ancien et une très grande richesse archéologique.

119Au total, trois voies de recherche nous paraissent essentielles pour améliorer la connaissance du milieu naturel et des relations que l'Homme entretient avec lui : une meilleure caractérisation des paléoenvironnements et de l'ancienneté de l'anthropisation (données de l'Archéologie), l'amélioration des outils de recherche et l'extension de cette méthodologie d'étude à d'autres domaines bioclimatiques. Parallèlement à ces trois voies de recherche, le croisement des données issues de l'étude de la travertinisation avec d'autres enregistreurs (dépôts chimiques souterrains) complète l'approche que l'on peut faire d'un géosystème naturel, de plus en plus anthropisé. Le croisement entre dynamique passée et fonctionnement actuel de ces systèmes de dépôts clôt cette approche.

Table des illustrations

Légende Tableau 4-1 - Essai de chronologie des différents dépôts de grèzes et de travertins en Périgord-Quercy (HOFFMANN, 1998 ; d’après LAVILLE et al., 1983, 1986 ; MAIRE, 1990 ; MAGNY, 1991, 1997 ; CAMPY et al., 1994)
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/1121/img-1.jpg
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Légende Photo 4-1 : Exemple d’aménagement anthropique : le site de l’Eglise de Sourzac. L’édifice repose sur le travertin de Sourzac (en foncé sur la photographie). On remarque au centre une petite cavité, développée au contact entre deux faciès différents (cliché : A. GROZAVU).
URL http://books.openedition.org/pub/docannexe/image/1121/img-2.jpg
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Légende Photo 4-2 : Gros plan sur la base du dépôt de Sourzac. Au premier plan, on aperçoit des faciès à mousses, datés du début de l’Holocène (cliché : F. HOFFMANN).
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Légende Photo 4-3 : Bassin de retenue de la résurgence du Moulin de la Coly. Les rejets d’origine anthropique provoquent une eutrophisation importante et une prolifération algaire (cliché : F. HOFFMANN).
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Légende Photo 4-4 : Exemple d’aménagement anthropique : un moulin sur la vallée du vert, construit dans l’axe de la vallée. Ce type d’aménagement illustre l’utilisation des potentialités des milieux à travertin (chute), (cliché : F. HOFFMANN).
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© Presses Universitaires de Bordeaux, 2005

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