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Journées archéologiques de Haute-Normandie. Rouen, 11-13 mai 2012

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Luc Liogier

Les niveaux de base du site de Saint-Pierre-lès-Elbeuf : décapage du toit de la nappe alluviale, du lœss intercalaire, du paléosol Elbeuf IV et des niveaux immédiatement sus-jacent

The lower levels of the Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Seine-Maritime département) site: clearing of the top layer of alluvial groundwater, loess deposits, the Elbeuf IV paleosol and the layers immediately above them

Dominique Cliquet, Jean-Pierre Lautridou, Jean-Jacques Bahain, Pierre Voinchet, Nicole Limondin-Lozouet et Jean-Marie Michel

Résumé

Le fameux site de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Seine-Maritime), connu depuis la fin du XIXe siècle, a fait l’objet de nouvelles investigations depuis 2004 visant à préciser le contexte chronostratigraphique et environnemental dans un cadre chronologique fondé sur les datations radiomériques. En 2011, les travaux ont porté sur les niveaux les plus anciens du site datés entre 500 000 et 350 000 ans. Les sables sous-jacents au tuf et datés de l’interglaciaire du stade 11 de la chronologie isotopique ont livré des silex taillés de l’Acheuléen, en position primaire et plus en aval, des vestiges de faune en position secondaire.

Texte intégral

Introduction

1La reprise des investigations sur le site de Saint-Pierre-lès-Elbeuf dès 2004 a permis outre la reprise de l’analyse des coupes de référence de ce gisement majeur, le décapage d’une butte résiduelle dans la propriété Gapenne-Michel en 2006 et la fouille d’un sol d’une occupation acheuléenne, dans cette même propriété en 2005 et 2007. Ces travaux de terrain se sont accompagnés de l’étude des séries lithiques collectées lors de l’extraction de la terre à brique et conservées au musée de l’Homme (Leroyer, 2005). Les résultats de cette révision de la grande coupe du site classé de Saint-Pierre et de la campagne de fouille 2005 ont été présentés dans le cadre d’un article synthétique dans la revue Quaternaire (Cliquet, 2009). Dans le but de compléter notre connaissance des premières occupations du site, les investigations se sont poursuivies en 2011 avec le décapage intégral des niveaux sous-jacents au tuf, corrélé avec le stade isotopique 11, soit avant 410 000 ans, quand ceux-ci avaient été préservés.

Localisation du site et bref historique des recherches (fig. 1)

2Le site de Saint-Pierre-lès-Elbeuf se trouve à l’est d’Elbeuf, à la confluence de la Seine et d’une petite rivière, l’Oison, maintenant très encaissée. L’enregistrement stratigraphique correspond aux dépôts lœssiques du Pléistocène moyen et supérieur. L’épaisseur exceptionnelle de lœss ancien s’explique par la présence d’une falaise fossile élevée, associée à la terrasse moyenne (dite de 30 m), qui a protégé le limon de l’érosion.

3Depuis la description de la séquence par Chédeville (1894, 1896), de nombreux quaternaristes renommés sont venus à Saint-Pierre-lès-Elbeuf, Graindor (1948), Breuil (1952), Zeuner (1952), Bordes (1954) et Bourdier (1967, 1969) entre autres. Mais ce sont surtout les travaux conduits par Jean-Pierre Lautridou, Guy Verron et Gérard Fosse qui ont permis la publication du profil complet de la paroi, d’examiner la terrasse de la Seine, de placer le tuf dans la stratigraphie (Lautridou et Verron, 1970 ; Lautridou, 1974 ; Lautridou, 1974, 1985) et de mener des études complémentaires : D. Biquand (paléomagnétisme), M. Clet (palynologie), R. Paepe (micromorphologie), J.-J. Puisségur (mollusques) et J. Chaline (rongeurs).

Les données stratigraphiques (fig. 1)

4Trois coupes avec creusement d’une fosse en pied jusqu’à la nappe alluviale ont permis de caractériser les formations superficielles qui constituent le fameux stratotype de Saint-Pierre.

5Ces coupes ont été décrites à plusieurs reprises dans la revue Quaternaire (2009) et dans les Journées archéologiques (2009, publiées en 2010). Elles mettent en évidence l’enregistrement de 4 cycles glaciaires/interglaciaires, sus-jacents à la nappe alluviale d’Elbeuf, marqués par l’intercalation de paléosols de rang interglaciaire (sols bruns lessivés) et de dépôts lœssiques de phase froide (contexte périglaciaire). Ces paléosols, nommés Elbeuf I, II, III et IV, sont mis en parallèle avec les interglaciaires des stades isotopiques : 5, le plus récent, daté d’environ 120 000 ans, 7 (vers 220 000 ans), 9 (vers 320 000 ans) et 11 (vers 410 000 ans).

Fig. 1. Localisation du site de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Seine-Maritime) et logs de la coupe 2 du site classique de Saint-Pierre, des coupes 2011/2012, et de la coupe de la propriété Gapenne-Michel.

6En 2011, ce sont les niveaux sus-jacents à la nappe alluviale, préalablement observés dans la coupe 2, qui ont fait l’objet de notre attention. Cette coupe conserve dans le tuf une faune malacologique à Lyrodiscus datable du stade isotopique 11. La même séquence a été observée, en plus dilaté, dans la propriété Gapenne-Michel (ancienne carrière IV), lors des fouilles conduites en 2005 et en 2007. Le tuf y atteint 1 m d’épaisseur, comme les sables blancs. Aucun artefact ou pièce osseuse n’a été rencontré dans ces horizons. Le niveau archéologique se trouve au-dessus du « liséré chocolat », associé à un lœss, corrélé avec un épisode froid du stade isotopique 10 (daté d’environ 350 000 ans).

7Ce lœss a postérieurement été affecté par la pédogenèse Elbeuf III (vers 320 000 ans).

Le tuf calcaire de Saint-Pierre

8Découvert il y a un siècle par J.-J. Chédeville, propriétaire des briqueteries de Saint-Pierre, le tuf calcaire de Saint-Pierre-lès-Elbeuf a fait l’objet de nombreuses études du fait de l’originalité des mollusques qu’il contient (Germain, 1908, 1909 ; Rousseau, 1987 ; Lautridou et Puisségur, 1977). La malacofaune a été récemment réexaminée à la faveur de la reprise du site (Limondin-Lozouet dans Cliquet, 2009).

9À la différence des tufs plus épais de Vernon et de la Celle-sur-Seine (Limondin-Lozouet, 2006), qui sont affleurants, le tuf de Saint-Pierre est recouvert dans le site classé par 17 m de lœss anciens et récents : le lœss weichselien et trois séquences de lœss anciens couronnées par les paléosols interglaciaires Elbeuf I, Elbeuf II et Elbeuf III. Étant scellé par le lœss ancien inférieur avec son paléosol (Elbeuf III), le tuf a été estimé contemporain du stade 11 de la chronologie isotopique marine, soit vers 400 ka.

10Des datations OSL et ESR sont en cours au niveau des « sables blancs », immédiatement sous-jacents, interprétés comme un sable fluviatile à la confluence de la Seine et de l’Oison (J.-J. Bahain et P. Voinchet, Institut de paléontologie humaine, Paris).

11Comme à la Celle-sur-Seine, le tuf de Saint-Pierre fait l’objet d’une révision des faunes associées (prélèvements de 2004 et 2005 ; N. Limondin-Louzouet, CNRS, Meudon).

12Ce sont 60 espèces dont 47 terrestres incluant 29 forestiers qui ont été reconnues, témoignant d’un épisode lié à un optimum interglaciaire, caractéristique d’un environnement de forêt humide assez dense. Le cortège des mollusques aquatiques signale sans conteste la proximité d’un plan d’eau.

Les datations

13La présence de quatre cycles glaciaire-interglaciaire sous le complexe weichselien nous amène à attribuer à la séquence Elbeuf IV – sables blancs – tuf un âge d’environ 400 ka (stade isotopique 11). La datation U/Th du tuf de Vernon, à faune identique, qui donne 350-400 ka (Lécolle, 1990 ; Rousseau, 1992) conforte notre point de vue.

Fig. 2. Vues générales avant l’intervention de 2011 et après remise en état du terrain (clichés : D. Cliquet).

14En 2004, une série de 15 échantillons de sédiments a été prélevée et des analyses de luminescence optique ont été réalisées aux laboratoires LSCE de Gif-sur-Yvette (pour les quartz) et de l’université du Québec à Montréal, laboratoire Lux (pour les feldspaths). Des résultats préliminaires ont été publiés et discutés dans la revue Quaternaire (Cliquet, 2099).

La campagne de décapage 2012 : les plus anciennes occupations structurées attestées sur le site (fig. 2 et 3)

15En 2012, deux secteurs ont fait l’objet d’investigations, le pied de la grande coupe et le secteur de prélèvement du tuf ouvert par Lautridou et Puisségur en 1970.

Le pied de la grande coupe (fig. 4 à 10)

16Ce sont les formations sous-jacentes au limon grisâtre à taches gris clair, sableux, à nombreux petits silex (cailloutis) qui ont été décapées sur l’ensemble de la plateforme qui se développe au pied de la coupe du site classé.

Fig. 3. Saint-Pierre-lès-Elbeuf, coupe 2 : sables blancs et prélèvements dans les sables blancs et dans les sables jaunes du toit de la nappe alluviale pour datation (clichés : D. Cliquet).

17Ce sont donc : au nord-est de la grande coupe, le limon argileux, brun rouge, à structure polyédrique et à revêtements argileux, correspondant au paléosol Elbeuf IV, le limon sableux brun jaune à points noirs et la nappe alluviale ; et au sud-ouest de cette grande coupe, le tuf, les sables blancs, le paléosol Elbeuf IV, le limon sableux et la terrasse.

18Ces horizons avaient livré à Kelley et à Dubus (collections initialement conservées au musée de l’Homme), entre autres, de grands bifaces sans en indiquer précisément le contexte chronostatigraphique. Notre objectif était donc de procéder au décapage intégral de ces niveaux afin de tenter de caler les industries anciennes dans la séquence stratigraphique.

19Au plan méthodologique, le décapage a été fait avec une pelle mécanique de 25 tonnes équipée d’un godet lisse de 3 m, par passes fines. Les sédiments enlevés ont été stockés en buttes à mesure de l’avancée du décapage, puis remis dans les « caissons » de décapage au fur et à mesure (rappelons que le foisonnement de 1,5 en moyenne pour les limons, les sables et les « graves » fait que le volume initial de plus de 2 100 m3 représentait après décompaction plus de 3 200 m3). Les niveaux livrant du mobilier ont été fouillés manuellement, et l’enregistrement des artefacts a été fait par triangulation et prise d’altitude.

Fig. 4. Décapage à la pelle mécanique de la plateforme au pied de la grande coupe de Saint-Pierre (cliché : D. Cliquet).

Fig. 5. Coupe transversale à la grande paroi présentant la base de la séquence : sous le tuf centimétrique, les sables blancs et le lœss intercalaire sus-jacent au paléosol Elbeuf IV. Ce dernier et le lœss sableux surmontent les formations fluviatiles (cliché : D. Cliquet).

Fig. 6. Localisation des secteurs décapés et des objets mis au jour (DAO : B. Fauq).

20Le terrain, initialement chaotique et abondamment planté de végétaux qui ont proliféré depuis l’acquisition du terrain par l’État en 1970, a été remodelé et les fosses d’accès aux coupes 1, 1 bis et 2 ouvertes jusqu’à la nappe, de manière à permettre d’éventuels travaux et visites du site.

21La taille de certains arbres a nécessité le recours à la tronçonneuse.

Fig. 7. Pointe non Levallois trouvée dans les sables blancs devenant jaunâtre (cliché : D. Cliquet).

Fig. 8. Éclat de façonnage trouvé dans les sables blancs (cliché : D. Cliquet).

Fig. 9. Fragment de patte de cerf élaphe dans les sables blancs (cliché : D. Cliquet).

Fig. 10. Fragment de mâchoire de rhinocéros de prairie dans les sables blancs (cliché : D. Cliquet).

22Le décapage a révélé que les sédiments argileux (Elbeuf IV) avaient été complètement exploités le long de la voie de desserte réservée aux interventions d’urgence en bordure de l’usine IFRACHEM. Une partie des excavations avait été comblée avec des détritus dont des fûts qu’il nous a semblé raisonnable de laisser en place (voir plan).

23L’opération a livré peu de mobilier dans la base de la séquence :

  • une pièce certaine à l’interface entre le lœss et le sable qui recouvre la nappe alluviale ;

  • trois artefacts, dont deux fortement affectés par le gel dans la masse du paléosol Elbeuf IV. Le troisième élément est un éclat de façonnage cortical émoussé ;

  • trois pièces rencontrées à la base du cailloutis immédiatement sus-jacent au paléosol Elbeuf IV.

24Un éclat de façonnage, lustré fortement patiné, a été trouvé dans les sédiments remaniés à proximité des fosses qui avaient été creusées entre 1970 et 1974 pour avoir accès à la nappe alluviale.

25Les horizons sus-jacents se sont avérés plus intéressants, avec la découverte d’un éclat lustré de gestion de surface dans le lœss sus-jacent, donc sub-contemporain des niveaux d’occupations fouillés en 2005 et 2007, mais surtout d’une petite série d’artefacts associée aux sables blancs pouvant devenir jaunâtre se trouvant sous le tuf (fig. 7 et 8). Cet assemblage, fort de plus de 300 pièces, comporte une grande quantité d’esquilles, de petits éléments et d’éclats de retouche qui plaiderait en faveur de l’existence d’une aire dédiée aux travaux de mise en œuvre de la matière première (débitage et façonnage).

26Ce petit assemblage correspond à une nappe de vestiges conservée sur environ 12 m de long pour 4,5 m de large qui se poursuit sous le front de taille de l’ancienne carrière (l’actuelle coupe classée).

27Cette aire a livré un bloc brut de matière première de grande dimension (pluridécimétrique), gélifracté, issu des argiles à silex et un galet testé de silex provenant de la nappe alluviale ou des berges de la Seine et de son affluent l’Oison.

28L’analyse des nucléus permet de faire le même constat quant aux sources d’approvisionnement : les argiles à silex et les galets d’origine fluviatile. Ils illustrent le débitage direct qui exploite les convexités naturelles des blocs mis en œuvre et le débitage de gestion de surface. Un nucléus en fin d’exploitation, fortement réduit affiche sur une face une production récurrente bipolaire, sur l’autre face, une gestion orthogonale.

Fig. 11. Tibias et talus de cerf (cliché : D. Cliquet).

Fig. 12. Dents supérieurs lactéales d’un jeune rhinocéros de prairie (cliché : D. Cliquet).

29Les observations préliminaires effectuées sur ce petit assemblage indiquent une prédominance des esquilles, des petits éléments et des pièces corticales, tant au plan du débitage que des petits éléments. Les talons des éclats de débitage ne sont pas particulièrement soignés (prédominance des talons lisses), à la différence de ce qu’il est possible d’observer sur les éclats de confection et de façonnage qui sont finement abrasés.

30Notons la présence de deux racloirs aménagés sur des éclats de décorticage. Il s’agit :

  • d’un racloir, transversal convexo-concave, de mauvaise facture, obtenu par une retouche directe oblique ;

  • d’un racloir denticulé latéral convexe.

31En somme, la petite série associée aux sables blancs, datée d’environ 400 ka (datations en cours par ESR sur émail dentaire et luminescence sur sables) illustre une aire de débitage et de façonnage de produits bifaciaux. À noter que les enlèvements de plein débitage et les bifaces sont absents de l’aire observée (environ 45 m2). Ils ont vraisemblablement été emportés hors de cette aire de production et de confection (?). Ces sables n’ont livré aucun élément de faune.

Le sondage du tuf ouvert en 1970 par J.-P. Lautridou et J.-J. Puisségur

32La reprise des études des tufs pléistocènes par Nicole Limondin-Louzouet nous a amené à réouvrir le sondage pratiqué par J.-P. Lautridou et J.-J. Puisségur en 1970, afin de prélever du sédiment. Le décapage a révélé, dans un premier temps, la présence d’un dépotoir (métaux, matières plastiques, verre), qui correspond vraisemblablement à la fosse ouverte en 1970, comblée avec des détritus.

33Le nettoyage a permis de mettre au jour dans la partie sommitale des sables blancs pétris de gélifracts de silex et de petits artefacts taillés et/ou la base du tuf un fragment de patte de cervidé (tibia et talus de cerf élaphe ; fig. 9 et 11), et en pied de coupe un fragment de crâne de rhinocéros juvénile (Dicerorhinus hemitoechus ; fig. 10 et 12). Par ailleurs, le nettoyage manuel a révélé dans les sables blancs, un « fantôme » d’ossement ni prélevable, ni déterminable.

34Dans le but de collecter l’ensemble des petits éléments susceptibles d’être conservés dans les sables blancs (esquilles et petits éléments lithiques, mollusques et dents de rongeurs), l’intégralité des sables issus du nettoyage manuel a été prélevée. Ils sont en cours de tamisage et ont livré de nombreux éléments lithiques, quelques mollusques, mais jusqu’à présent aucun élément de microfaune (rongeurs, reptiles, anoures).

35Ce niveau est conservé sur environ 80 m2 et a fait l’objet d’une fouille manuelle durant l’été 2012.

Conclusion

36Les investigations conduites depuis 2004 sur les sites de Saint-Pierre-lès-Elbeuf ont permis le ré-examen du profil stratigraphique de la coupe classée et de procéder à des datations radionumériques par IRSL sur tous les ensembles sédimentaires compris entre le sol de surface actuel et le toit de la nappe alluviale de l’Oison, confirmant l’hypothèse d’une succession de cinq lœss séparés par quatre paléosols de rang interglaciaire, sur la base de la stratigraphie, avec les stades 5 à 11 de la chronologie isotopique). Parallèlement, l’étude du tuf, conservé dans la propriété Gapenne-Michel limitrophe, a mis en évidence les vestiges d’une occupation acheuléenne implantée en bordure de fleuve, à la confluence de la Seine et de l’Oison, en contexte lœssique. Sur ce sol, les pré-neandertaliens (homo heildenbergensis) ont débité le silex local issu des altérites présentes sur le plateau (argiles à silex) et quelques galets de silex charriés par le fleuve, pour produire des éclats dont certains ont été transformés en outils. Ces racloirs, pièces à front denticulé, encoches et denticulés ont vraisemblablement servi aux travaux de boucherie. Cependant, l’acidité du lœss pédogénéisé et du désormais fameux « liseré chocolat » n’ont pas permis la conservation de la faune, dont seuls quelques fragments très altérés nous sont parvenus.

37Parallèlement et concomitamment, ces hommes ont façonné des bifaces de belle facture, en silex local de médiocre qualité. L’analyse technologique de ce mobilier témoigne de leur grande dextérité technique. Seuls quelques remontages illustrent la confection d’une pièce bifaciale en silex gris, les autres bifaces à patine blanche prononcée, semblent avoir été introduits sur le site. Certains y ont été réaffûtés.

38Enfin, le décapage effectué en 2011 sur le site classé a mis en évidence un petit niveau d’occupation associé aux sables blancs immédiatement sous-jacents au tuf et rapportables au stade 11 de la chronologie isotopique. Les éléments rencontrés illustrent des activités de débitage et de façonnage dont les produits (enlèvements de plein débitage et pièces bifaciales). Au pied de la coupe IV (coupe Lautridou-Puisségur) des vestiges de faune ont été mis au jour, associés à de l’industrie taillée, émoussée et roulée. Seule la poursuite des investigations permettra d’établir si les vestiges de faune affichent des traces d’activité humaine, et s’il existe un lien entre ceux-ci et les silex incorporés aux sables blancs.

Bibliographie

Bibliographie

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Table des illustrations

Légende Fig. 1. Localisation du site de Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Seine-Maritime) et logs de la coupe 2 du site classique de Saint-Pierre, des coupes 2011/2012, et de la coupe de la propriété Gapenne-Michel.
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Légende Fig. 2. Vues générales avant l’intervention de 2011 et après remise en état du terrain (clichés : D. Cliquet).
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Légende Fig. 3. Saint-Pierre-lès-Elbeuf, coupe 2 : sables blancs et prélèvements dans les sables blancs et dans les sables jaunes du toit de la nappe alluviale pour datation (clichés : D. Cliquet).
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Légende Fig. 4. Décapage à la pelle mécanique de la plateforme au pied de la grande coupe de Saint-Pierre (cliché : D. Cliquet).
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Légende Fig. 5. Coupe transversale à la grande paroi présentant la base de la séquence : sous le tuf centimétrique, les sables blancs et le lœss intercalaire sus-jacent au paléosol Elbeuf IV. Ce dernier et le lœss sableux surmontent les formations fluviatiles (cliché : D. Cliquet).
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Légende Fig. 6. Localisation des secteurs décapés et des objets mis au jour (DAO : B. Fauq).
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Légende Fig. 7. Pointe non Levallois trouvée dans les sables blancs devenant jaunâtre (cliché : D. Cliquet).
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Légende Fig. 8. Éclat de façonnage trouvé dans les sables blancs (cliché : D. Cliquet).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/4585/img-8.jpg
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Légende Fig. 9. Fragment de patte de cerf élaphe dans les sables blancs (cliché : D. Cliquet).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/4585/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 44k
Légende Fig. 10. Fragment de mâchoire de rhinocéros de prairie dans les sables blancs (cliché : D. Cliquet).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/4585/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 96k
Légende Fig. 11. Tibias et talus de cerf (cliché : D. Cliquet).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/4585/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 496k
Légende Fig. 12. Dents supérieurs lactéales d’un jeune rhinocéros de prairie (cliché : D. Cliquet).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/4585/img-12.jpg
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Auteurs

Département de préhistoire du Museum national d’histoire naturelle, UMR 7194 du CNRS-USM 204 du MNHN

© Presses universitaires de Rouen et du Havre, 2013

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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