Localisation géographique

1La commune de Lieffrans (Haute-Saône) (fig. 94 et 94a) est située sur la rive gauche de la vallée de la Saône à 18 km au sud ouest de Vesoul, à 10 km de la Saône et au nord de Besançon à une quarantaine de kilomètres. Le site est situé en rive gauche du ruisseau du Bois la Dame, affluent de la Romaine à 900 m au nord-nord-ouest de Lieffrans. Les vestiges sont localisés au pied du versant sous couvert forestier (forêt de résineux).

Contexte géologique

2Le site de Picardie est situé dans le fossé de la Saône dans une région comprise entre les plateaux jurassiques de Vesoul et le horst de Fresnes-Saint-Mamès (Haute-Saône).

3Formé par des terrains d’âge jurassique supérieur, ce horst divise en deux les régions où affleurent les restes de dépôts lacustres oligocènes :

• A l’ouest de Lavoncourt (Haute-Saône) dans lequel l’Oligocène n’est conservé qu’en bordure orientale près de Ray-sur-Saône et Grandecourt (Haute-Saône),

• A l’est le fossé de Raze (Haute-Saône) orienté nordest/sud-ouest où l’Oligocène recouvre encore entièrement le Jurassique.

4Ces dépôts sont le plus souvent recouverts par des limons quaternaires sableux et argileux. Ces derniers renferment des formations pédologiques en particulier des reliquats d’horizons d’accumulation riches en pisolithes ferrugineuses. Dans les niveaux sableux, les sels de fer de l’horizon d’accumulation ont cimenté les grains de sable et donné naissance à un véritable alios. Ces grès ferrugineux se présentent en bandes discontinues et parfois en amas de 20 à 30 cm de long sur 10 à 20 cm d’épaisseur. Le minerai se présente le plus souvent en agrégats de pisolithes de forte densité. Le site de Picardie est situé dans ce contexte riche en limons de plateaux à la base du thalweg.

Contexte hydrologique

5Le site est approvisionné par plusieurs circulations hydrologiques (fig. 95) :

• Le ruisseau pérenne du Bois la Dame qui prend sa source au Perrenot et qui draine un bassin versant relativement vaste, alimenté par trois sources d’importance : la source de la Grande Corvée, la source des Douze Deniers et la source de Nez Pendant. Ce ruisseau est de surcroît alimenté par un autre ruisseau qui prend sa source dans le grand bois de Lieffrans.

• La source intermittente de Picardie. Malgré les variations saisonnières, le régime hydraulique est relativement stable tout au long de l’année.

Archéologie

Présentation générale du site

6Le site de Picardie occupe un quadrilatère presque parfait d’orientation générale nord-sud de 120 m de longueur sur 46 m de large. Il est délimité à l’est par le ruisseau de Bois la Dame, au sud par le ruisseau du Petit Lieffrans. Le site est adossé contre le versant ouest du thalweg ; il est précédé par un champ d’exploitation minier composé de minières et de petites tranchées à ciel ouvert dispersées dans le bois de Picardie. Le site est marqué par deux structures longilignes en élévation (fig. 96).

Description archéologique

7Le site comporte deux grands ensembles situés de part et d’autre d’un chemin d’accès perpendiculaire au ruisseau (fig. 97).

8La zone I au sud, comprise entre le ruisseau du Petit Lieffrans et le chemin d’accès.

9La zone II au nord, jouxte le ruisseau du Bois la Dame. L’espace est occupé par deux levées de terre (fig. 98).

10La zone I sud : Elle comprend quatre sous ensembles du sud au nord :

• Le ruisseau du Petit Lieffrans (Ch02)

• Une levée de terre oblongue (L03) d’axe sud-sud-ouest/nord-nord-est de 13,60 m de longueur, 10 m de largeur à la base et de 0,90 m de hauteur en moyenne.

• Une dépression (ROI) de 17,60 m de longueur, 8,60 m de largeur et 0,36 m de profondeur, réceptacle des eaux de la source de Picardie (Ch03).

• Le chemin d’accès de 1,80 m de largeur en partie empierré avec des blocs de minerai de fer.

11La zone II nord : Elle comporte deux levées de terre parallèles, longilignes (L01) de 77 m de long sur 8,40 m de large et (L02) de 74,60 m de long sur 7,40 m de large, séparées par deux dépression (R02a) et (R02b), elles-mêmes séparées par un seuil (S01) de 3 m de large sur 3,50 m de long.

12Ces deux dépressions sont occupées par des laisses d’eau pérennes. Au sud, deux dépôts subcirculaires de blocs de minerais de fer pisolithiques décimétriques précèdent respectivement chacune des deux levées de terre : (D01) de 3 m de diamètre en moyenne et (D02) de 8 m. A l’est de (L02), la rive gauche abrupte du ruisseau du Bois la Dame fait apparaître dans un coude de méandre une stratigraphie composée en grande partie de sédiments fins de type limono-argileux de teinte jaune (silt). Le minerai présent dans les différents dépôts et sur le chemin d’accès est un agrégat de pisolithes de petit diamètre emballées dans un ciment de type argileux (fig. 99).

Interprétation archéologique

Les principales structures (fig. 100)

Zone/sud : L’alimentation hydraulique

13Le bassin circulaire (R01) est alimenté par les eaux d’une source (Ch03) localisée à l’ouest. En partie colmatée et comblée par une végétation de type hydrophile, cette zone humide jouxte une halde unique (L03). L’ensemble de la zone présente des traces évidentes d’aménagement ; elle a certainement accueilli une ou plusieurs unités de lavage. Aucune structure linéaire n’a pu être identifiée.

14La composition sédimentologique de cette halde laisse apparaître des boues de lavage et des blocs de minerai brut. Cette zone correspond à l’unité de traitement principale : débourbage et lavage des minerais. Il est possible que le terrain ait subi à cet endroit des modifications liées aux opérations de déboisement et à l’érosion naturelle du ruisseau (Ch01).

Zone II nord : Les structures d’épuration

15Situées au nord, ces grandes levées de terre (L01) et (L02) cernent un espace central occupé encore à l’heure actuelle par de l’eau stagnante (fig. 101).

16Cet ensemble constitue à n’en point douter une aire de décantation des boues issues des structures de lavage proches. Pour améliorer les capacités de décantation, un seuil (S01) aménagé permettait de contenir les eaux les plus chargées dans le réceptacle sud (R02a). Ce seuil (S01) pouvait jouer un rôle double de déversoir intermédiaire (fig. 102).

17Une coupe stratigraphique naturelle, visible à l’aplomb d’un méandre du ruisseau (Ch01) montre la distribution sédimentologique des differents niveaux (fig. 103).

18Ces deux structures (L01) et (L02) sont constituées de silts limoneux décolorés de couleur jaune pâle provenant de la séparation des pisolithes de leur gangue. Leur base présente des déblais limoneux divers provenant du substrat issu du creusement des tranchées. Une fois décantées dans le réceptacle (R02b), les eaux épurées s’évacuaient vers le nord pour se jeter à nouveau plus en aval dans le ruisseau (Ch0l) de Bois la Dame. Cette zone de confluence n’est plus visible aujourd’hui.

19Plus à l’ouest et sur le versant à une vingtaine de mètres au nord de la zone II figure une structure de lavage située en marge du champ d’exploitation minière localisé à quelques dizaines de mètres. La disposition de cette structure fait penser à une installation de type lavoir à bras portatif, installée à même la minière et utilisant les eaux pluviales.

Structures de stockage et voies de communication

20Un chemin forestier de 1,80 m de largeur sépare de manière nette la zone II de la zone I ; ce sentier permet de relier le site au hameau du Petit Lieffrans ; il pourrait être le chemin d’exploitation de l’atelier. Ce dispositif est corroboré par la présence en bordure nord du chemin d’une aire de stockage composée de deux amas de minerais bruts prêts à être traités.

L'hydraulique et la dynamique du site

21Les ruisseaux de Bois la Dame (Ch01), du Petit Lieffrans (Ch02) et la source de Picardie (Ch03) constituent l’alimentation principale de l’atelier (fig. 104). Leurs débits variables étaient certainement régulés au moyen d’empellements appropriés favorisant une alimentation permanente et régulière des structures de lavage assurant la régulation en période d’étiage et de crues.

22Une fois transitées au niveau du lavage, les eaux chargées de boues étaient dirigées naturellement dans le sens de la pente et dans l’axe du thalweg vers un système de décantation à deux niveaux avant de rejoindre le ruisseau (Ch01) en aval. Selon toute évidence, il semble bien que cet atelier ait subi différentes phases d’aménagement comme en témoignent les dépôts de boue de lavage (un mètre d’épaisseur) localisés en bordure du ruisseau et parfois tronqués par ce dernier. Peut-être s’agit-il aussi d’une accumulation due à l’érosion de structures antérieures en élévation.

23La disposition et l’importance du volume des levées de terre par rapport à la faible superficie de la zone de lavage fait penser que l’atelier était composé d’un patouillet. Ce type de machine était en effet capable de traiter des volumes importants de minerai en continu.

24Le complexe de Picardie s’organise autour de plusieurs unités fonctionnelles du sud au nord :

• Un réservoir-source et plusieurs circulations aquifères alimentant un atelier de lavage ;

• Un chemin d’accès ;

• Une aire de stockage des minerais ;

• Une aire de décantation occupée par des levées de terre longilignes, formant des digues élevées en partie au moyen des boues de lavage lors du curage de l’espace central de décantation.

25L'atelier de traitement du minerai, lié aux exploitations minières proches, est disposé de manière à bénéficier d’un apport hydraulique régulier tout en assurant la maîtrise des rejets (boues) dans le milieu naturel. La présence en aval du site d’autres dépôts de boues en glacis colonisés par une végétation dense, laissent supposer l’existence d’ateliers multiples et de développement important traitant l’ensemble des minerais de ce bassin versant. L’atelier de Picardie d’une conception simple, apporte par sa morphologie de nouveaux enseignements sur les techniques de lavage. Ce module de base : alimentation/lavage/épuration se retrouve suivant des morphologies variables dans toute cette partie de la vallée de la Saône. Il peut néanmoins se démultiplier ou se complexifier comme à Chapelle-SaintQuillain (Haute-Saône). Il semble qu’il y ait ici recherche d’une adéquation entre le débit des eaux disponibles et la nature des ateliers. Les travaux sur les vestiges en élévation du patouillet à roue hydraulique de Bussurel (Haute-Saône) apportent de nouvelles informations sur le fonctionnement de ce type de machine, sur l’agencement des différentes substructions encore visibles et sur l’adaptation du dispositif à l’environnement géomorphologique et hydraulique.

Confrontation avec les sources

26Un plan géométrique de deux pièces de terre en nature de terres labourables et prés situées sur le territoire de Lieffrans Canton de Scey-sur-Saône, arrondissement de Vesoul, Département de la Haute-Saône, au canton dit à la Picardie, appartenant à Messieurs Melin, Vicomte Dutaillis, propriétaires rentier demeurant à Paris, Perret banquier et propriétaire demeurant à Pure et Pataillot maître de forge demeurant au fourneau du Pont-de-Planches ; dans lesquelles ils se proposent d’établir un patouillet à cheval et deux lavoirs à bras (...), a pu être retrouvé aux Archives Départementales de la Haute-Saône dans la série S ; il est daté de 1843 (fig. 105). La confrontation entre ce plan et les vestiges au sol montre toute la difficulté pouvant exister lors de l’interprétation archéologique de ce type de structures. Ne subsistent, aujourd’hui sur le terrain, que les levées de terre centrales qui matérialisent les bords du récipient EE (sur le plan) ; le récipient E situé à l’est a disparu. La zone du patouillet à cheval, des deux lavoirs à bras et du réservoir mentionnés, correspond à l’emplacement d’une zone humide intégrant dépôts de minerai et de stériles. Creusés dans des matériaux meubles et difficiles à étayer, les fossés liés à l’épuration des eaux de lavage, de même que l’emplacement des structures présumées en bois, se sont progressivement effacés. Ils ont laissé la place à une série de dépressions envahies par l’eau. Certaines ont été reprises par l’érosion, qui peut être intense dans ce contexte de fond de thalweg. Ce document permet, de préciser la localisation des vestiges. Il constitue une photographie prise à une période donnée de l’exploitation de l’atelier voire d’un projet concrétisé pour partie seulement ou dans sa totalité.