La formation de la plaine deltaïque de Petite Camargue à l'Holocène - Page 1 - Rey Tony La formation de la plaine deltaïque de Petite Camargue à l’Holocène Thèse Editions EDILIVRE APARIS Collection Universitaire 75008 Paris – 2010 5 Tous nos livres sont imprimés dans les règles environnementales les plus strictes Il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement la présente publication sans autorisation du Centre Français d’exploitation du droit de Copie (CFC) – 20 rue des GrandsAugustins – 75006 PARIS – Tél. : 01 44 07 47 70 / Fax : 01 46 34 67 19. © Éditions Edilivre – Collection Universitaire – 2010 ISBN : 978-2-8121-2445-7 Dépôt légal : Janvier 2010 Tous droits de reproduction, d’adaptation et de traduction, intégrale ou partielle réservés pour tous pays 6 [… la Galaxie continuait à tourner, mais moi je ne réussissais plus à compter les tours, n’importe quel point pouvait être celui du départ, n’importe quel signe enchevêtré avec les autres pouvait être le mien, mais il ne m’aurait servi à rien de le découvrir, tellement il était clair qu’indépendamment des signes l’espace n’existait pas, et que peut-être même il n’avait jamais existé.] Italo Calvino Cosmicomics (1968) 9 SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE...................................................................................... PARTIE I CADRE GÉOMORPHOLOGIQUE ET HISTORIQUE DE LA CONSTRUCTION DU DELTA RHODANIEN Chapitre 1 – Le fonctionnement actuel du delta du Rhône ........................................... 1.1. Fonctionnement général des deltas .................................................................. 1.1.1. Définition .................................................................................................. 1.1.2. Morphologie générale des deltas .............................................................. 1.1.3. Classification des deltas............................................................................ 1.1.4. Les facteurs de contrôle ............................................................................ 1.2. Le Rhône : un fleuve aménagé ........................................................................ 1.2.1. Débits liquides et solides du Rhône.......................................................... 1.2.1.1. Les apports liquides ........................................................................... 1.2.1.2. Les apports solides............................................................................. 1.3. Les distributaires rhodaniens et leur embouchure ........................................... 1.3.1. Le Grand Rhône et son embouchure......................................................... 1.3.2. Le Petit Rhône et son embouchure ........................................................... 1.4. Dynamiques hydro-sédimentaires et mobilité du littoral du delta du Rhône .. 1.4.1. Les houles et la dérive littorale................................................................. 1.4.2. Le vent ...................................................................................................... 1.4.3. Héritages sédimentaires des sous-deltas fossiles...................................... 1.4.4. Mobilité littorale actuelle.......................................................................... 1.5. les environnements sédimentaires dans le delta .............................................. 1.5.1. Environnements de dépôts fluviaux.......................................................... 1.5.1.1. Chenal actif ........................................................................................ 1.5.1.2. Les chenaux abandonnés ................................................................... 1.5.1.3. Séquence de levée de berge ............................................................... 1.5.1.4. Les dépôts de plaine d’inondation ..................................................... 1.5.1.5. Les dépôts de bassin d’inondation..................................................... 1.5.1.6. Les crevasses fluviales....................................................................... 15 25 25 25 25 26 28 29 31 31 32 33 33 35 35 36 37 38 39 39 39 39 40 42 42 43 45 11 1.5.2. Environnements de dépôts littoraux......................................................... 1.5.2.1. Formation et évolution des cordons littoraux.................................... 1.5.2.2. Le zonage des faciès côtiers et lagunaires......................................... 1.5.3. Les environnements de dépôts marins ..................................................... 1.5.3.1. Les barres d’embouchure .................................................................. 1.5.3.2. Le front deltaïque .............................................................................. 1.5.3.3. Le prodelta......................................................................................... Conclusion chapitre 1............................................................................................. Chapitre 2 – Les étapes de la mise en place du delta du Rhône à l’Holocène – ETAT DES CONNAISSANCES – ........................................................................................... 2.1. Introduction ..................................................................................................... 2.2. Les chenaux de la partie centrale et orientale du delta ................................... 2.2.1. Le Rhône de Saint Ferréol........................................................................ 2.2.2. Le Rhône d’Ulmet.................................................................................... 2.2.3. Le Bras de Fer et de Pégoulier ................................................................. 2.3. Les chenaux de la partie occidentale du delta................................................. 2.3.1. Le Rhône des Tourradons ........................................................................ 2.3.2. Le Rhône de Daladel ................................................................................ 2.3.3. Le Rhône de Peccaïs ................................................................................ 2.3.4. Le Rhône de La Ville ............................................................................... 2.3.5. Le Rhône de Saint-Roman ....................................................................... 2.3.6. Le Rhône Vif............................................................................................ 2.4. La remise en question partielle du modèle établit par L’Homer & al. (1981) 2.5. L’histoire de l’occupation du sol dans la plaine deltaïque de Petite Camargue................................................................................................. 2.5.1. Une dichotomie est-ouest de l’occupation du sol .................................... 2.5.2. Les sites préhistoriques dans le Bas Languedoc ...................................... 2.5.3. Les comptoirs protohistoriques ................................................................ 2.5.4. L’occupation de la Petite Camargue à l’époque romaine ........................ 2.5.4.1. Une occupation préférentiellement établie sur le cordon des Sables 2.5.4.2. Les épaves antiques au large du lobe fossile..................................... 2.5.5. La période médiévale et moderne ............................................................ Conclusion Chapitre 2............................................................................................ Chapitre 3 – Méthodes d’étude des paléoenvironnements............................................ 3.1. La démarche géomorphologique..................................................................... 3.2. Sites et modes de prélèvement ........................................................................ 3.3. Les indicateurs granulométriques et sédimentologiques................................. 3.4. Géochimie des dépôts...................................................................................... 3.4.1. Dosage du CaCO3.................................................................................... 3.4.2. Dosage de la matière organique ............................................................... 3.5. Les données biologiques / méthodes............................................................... 3.5.1. Malacologie.............................................................................................. 3.6. Les données archéologiques............................................................................ 3.7. Datation et méthodes de datation .................................................................... 3.7.1. Les datations radiocarbones sur le bois et les débris végétaux ................ 3.7.2. Les tourbes ............................................................................................... 3.7.3. Les coquilles marines ............................................................................... 3.8. Les données iconographiques anciennes et les manuscrits ............................. 46 46 50 53 53 54 54 55 57 57 59 59 61 62 63 63 64 64 64 65 65 65 67 67 68 69 70 70 73 73 76 77 77 78 82 84 84 84 85 85 86 86 86 87 88 90 12 PARTIE II HISTOIRE HYDROLOGIQUE ET SÉDIMENTAIRE DES PALÉOCHENAUX RHODANIENS EN PETITE CAMARGUE Chapitre 1 – La plaine deltaïque de Petite Camargue et le Rhône des Tourradons ... 1.1. Cadre géomorphologique................................................................................. 1.2. Lithostratigraphie des dépôts du site des Tourradons ..................................... 1.3. Évolution des environnements de dépôts ........................................................ 1.4. Reconstitution morpho-hydro-sédimentaire .................................................... 1.4.1. La plaine deltaïque de Petite Camargue antérieure à la mise en place de la crevasse des Tourradons.................................................... 1.4.2. La formation de la crevasse des Tourradons ............................................ Conclusion et synthèse ........................................................................................... Chapitre 2 – Le Rhône de Daladel ................................................................................... 2.1. Cadre géomorphologique................................................................................. 2.2. Lithostratigraphie du sondage VER.1.............................................................. 2.3. évolution des environnements sédimentaires .................................................. 2.4. reconstitution paléogéographique.................................................................... Conclusion chapitre 2 ............................................................................................. Chapitre 3 – Le Rhône de Peccaïs.................................................................................... 3.1. Cadre géomorphologique................................................................................. 3.2. Lithostratigraphie du sondage FP.3 ................................................................. 3.3. évolution des environnements sédimentaires .................................................. Conclusion chapitre 3 ............................................................................................. Chapitre – 4 Les chenaux terminaux............................................................................... 4.1. Le Rhône de La Ville....................................................................................... 4.1.1. Cadre géomorphologique.......................................................................... 4.1.2. Lithostratigraphie...................................................................................... 4.2. Le Rhône de Saint-Roman............................................................................... 4.2.1. Cadre géomorphologique.......................................................................... 4.2.2. Lithostratigraphie du sondage ROM.1 ..................................................... 4.2.3. Évolution des environnements sédimentaires........................................... 4.3. Le Rhône Vif ................................................................................................... 4.3.1. Cadre géomorphologique.......................................................................... 4.3.2. Lithostratigraphie du sondage RN.1 ......................................................... 4.3.3. Évolution des environnements sédimentaires........................................... Conclusion Chapitre 4 ............................................................................................ Conclusion de la deuxième partie Synthèse sur le fonctionnement des chenaux installés dans le paléogolfe d’Aigues-Mortes............................................. Historiographie des chenaux inscrits dans le paléogolfe d’Aigues-Mortes et dynamiques.............................................................................................................. Les avulsions, moteur de l’évolution des lobes deltaïques................................. Des remblaiements sedimentaires complexes..................................................... Hydraulicité des chenaux actifs .......................................................................... 97 97 99 111 116 116 118 120 124 125 127 133 134 137 139 139 142 153 156 157 158 158 164 168 168 170 173 174 174 176 178 180 181 181 183 184 186 13 PARTIE III REMPLISSAGE SÉDIMENTAIRE DU PALÉOGOLFE D’AIGUES-MORTES Chapitre 1 – Les formations deltaïques du paléogolfe d’Aigues-Mortes..................... 1.2. Le lobe de Daladel........................................................................................... 1.3. Le lobe de Peccaïs ........................................................................................... 1.3.1. Géomorphologie du lobe deltaïque de Peccaïs ........................................ 1.3.2. Unité morphosédimentaire du cordon d’embouchure de Mourgue ......... 1.3.2.1. Les unités sédimentaires du transect FP.1 et FP.2 ............................ 1.3.2.2. Interprétation paléoenvironnementale............................................... 1.3.3. Unité morphosédimentaire du cordon d’embouchure de Fangassier ....... 1.3.3.1. Interprétation paléoenvironnementale............................................... 1.3.4. Interprétation des formes d’embouchure et chronologie ......................... 1.4. Les cordons littoraux de Listel et de Figuerasse ............................................. 1.4.1. Description morphosédimentaire du cordon de Listel ............................. 1.4.2. Description morphosédimentaire du cordon littoral de Figuerasse.......... 1.4.3. Interprétation morpho-dynamique des cordons de Listel et de Figuerasse ....................................................................................... 1.5. L’embouchure du Rhône Vif........................................................................... 1.6. Le littoral de la Petite Camargue du XVe siècle à nos jours ........................... Conclusion Chapitre 1............................................................................................ Chapitre 2 – Influence des paramètres hydro-sédimentaires dans le colmatage du paléogolfe d’Aigues-Mortes......................................................... 2.1. Rôle des apports sédimentaires dans la construction des lobes deltaïques ..... 2.1.1. Du Ier au IIIe s. ap. J.-C............................................................................. 2.1.2. Du IIIe au XIe s. ap. J.-C........................................................................... 2.1.3. Du XIe à la fin du XVIIe s. ....................................................................... 2.1.4. Du XVIIIe au milieu du XIXe s. ............................................................... 2.1.5. Du XIXe s. à nos jours.............................................................................. 2.2. Le concept d’autocyclicité .............................................................................. 2.3. Contrôle de l’espace d’accommodation .......................................................... 2.3.1. Les dépôts post-glaciaires ........................................................................ 2.3.2. Le toit des cailloutis pléistocènes............................................................. Conclusion Chapitre 2............................................................................................ Conclusion de la troisième partie ........................................................................... CONCLUSIONS GENERALES...................................................................................... BIBLIOGRAPHIE............................................................................................................ REMERCIEMENTS ........................................................................................................ ANNEXES.......................................................................................................................... ANNEXE 2......................................................................................................................... 193 199 200 200 205 205 208 208 213 213 217 217 219 221 223 224 228 231 231 231 234 236 237 238 238 239 239 242 244 245 247 255 289 291 295 14 D’une longueur totale de 812 km, dont 522 km en aval du Lac Léman jusqu’à la mer Méditerranée, le Rhône draine un bassin versant de 97 000 km², dont plus de 90 000 pour sa partie française. Le fleuve forme son delta à partir de deux cours, le Grand Rhône et le Petit Rhône. Le delta du Rhône couvre 1700 km² de zones humides (environ un sixième du delta du Danube), avec la Camargue et la Petite Camargue. Le secteur étudié, la Petite Camargue, s’inscrit dans la partie occidentale du système deltaïque rhodanien. Cet espace souffre de la frontière administrative entre les régions Provence Alpes Côte d’Azur et Languedoc-Roussillon qui divisent alors le delta en deux ensembles, la Camargue et la Petite Camargue. Cette séparation administrative a eu de regrettables conséquences sur la répartition géographique des études diminuant ainsi la vision d’un ensemble unique constitué par le delta du Rhône. De nombreuses études publiées dès les années 1950 ont traité de la Petite Camargue (Kruit, 1955 ; Duboul-Razavet, 1956). Dans les années 1970 et 1980, les travaux se sont développés tant sur la plaine deltaïque émergée (Oomkens, 1970 ; Bazile, 1974 et 1976 ; L’Homer, 1975 ; L’Homer & al., 1981 ; L’Homer, 1987) que sur le plateau et la plate-forme continentale (Monaco & al., 1972 ; Aloisi & al., 1975). Depuis les années 1990, l’approche est devenue plus géomorphologique sous l’impulsion de l’équipe de Mireille Provansal (laboratoire CEREGE). Leurs travaux constituent des documents de référence récents sur le comportement hydrologique des chenaux de Camargue (Arnaud-Fassetta, 1998) et sur les variations verticales et horizontales du trait de côte sur la marge orientale du delta (Vella, 1999) et d’une manière plus générale sur l’évolution de la plaine deltaïque à l’Holocène (Provansal & al., 2003). En parallèle, les équipes du laboratoire de biologie et de sédimentologie de Perpignan en collaboration récente avec le BRGM affinent l’architecture sédimentaire des dépôts holocènes de la plate-forme continentale (Tesson & Allen, 1995 ; Gensous & Tesson, 1997 et 2003 ; Boyer & al., 2005). La dernière grande contribution scientifique à s’intéresser à l’édification de la plaine deltaïque de Petite Camargue à l’Holocène date de 1993 lorsqu’a paru la carte et la notice géologique du Grau-du-Roi réalisée par A. L’Homer. S’ensuit une désertion de cet espace alors qu’au même moment, les recherches archéologiques et géomorphologiques menées en Camargue contribuaient à éclaircir les modalités d’évolution des milieux fluviaux et littoraux en relation avec les modes de l’occupation du sol (Landuré & Pasqualini, 2004). Ce mémoire se situe donc dans la continuité des recherches paléoenvironnementales menées depuis plusieurs décennies dans la partie centrale et orientale du delta et aussi dans le Languedoc oriental. 17 Figure 1. A) Bassin versant rhodanien ; B) Hydrographie du bassin versant ; C) Le delta du Rhône : localisation de la zone d’étude (Rey, 2005) 18 D’un point de vue archéologique la Petite Camargue reste à découvrir. Les gisements et les établissements archéologiques sont recensés dans la carte archéologique de la Gaule (Provost, 1999) mais ce n’est que depuis les années 1990 que les communes de la Petite Camargue font l’objet de prospections. Signalons le programme interdisciplinaire « la vallée du Vidourle : géo-archéologie d'un paysage méditerranéen » développé dans la vallée du Vidourle (PCR coordonné par Cl. Raynaud, J.-F. Berger et J.-L. Fiches depuis 1998) ainsi que depuis 1999, l'étude du peuplement de la Petite Camargue (Raynaud, 2005) qui s'inscrit dans le prolongement du programme inter-disciplinaire organisé par le Service Régional de l'Archéologie de la région PACA de 1994 à 1996 (Landuré & Pasqualini (dir.), 2004). Ce travail contribue aussi à reconstituer la dynamique des milieux autour des ports marchands protohistoriques du Cailar et d’Espeyran établis sur le littoral intérieur de la Petite Camargue (Barruol & Py, 1978 ; Py & Roure, 2002). Cette étude permet d’étoffer un maillage de sites étudiés par les équipes inter-disciplinaires de l’UMR 5140 dont les recherches géoarchéologiques portent sur les basses vallées du Vistre (Ouriachi & al., 1992 ; Rey, 2003) et du Vidourle (Berger & al., 2002 et 2004), sur l’étang de l’Or (ATIP « Acquisition, traitement et analyse d'images LIDAR pour la modélisation des paléoreliefs de la plaine littorale du Languedoc oriental » coordonnée par A. Nuninger (2005) et sur la vallée du Lez (Jorda, 2000 ; Jorda & Jung, 2000 ; Blanchemanche & al., 2002 et 2003b). * * * Cette recherche est avant tout géomorphologique. Elle a pour objectif d’établir de nouveaux scenarii des étapes de formation de la plaine deltaïque de Petite Camargue à l’Holocène. La reconstitution paléoenvironnementale se fait à partir (i) des paléochenaux (période d’activité et d’abandon, fonctionnement hydro-sédimentaire…) et (ii) des cordons littoraux progradants fossiles (morphologie et chronologie des formations littorales héritées). i. Les paléochenaux de la Petite Camargue La cartographie des paléochenaux est une entreprise qui a débuté il y a quelques siècles (Gautier, 1697 ; Cassini, 1777 ; Martin Charles, 1874). Le plus souvent les traces terminales des paléochenaux demeurent apparentes à partir de photographies aériennes ou d’images satellites, dont le traitement constitue un atout indéniable pour repérer les paléo-traces. Malgré cette cartographie relativement fiable, la période d’activité des anciens cours reste imprécise, fondée sur une chronologie relative établie à partir de vestiges archéologiques recensés dans les cartes archéologiques de la Gaule (Provost, 1999) ou au moyen de datations 14 C réalisées sur des cordons littoraux fossiles (Bazile, 1974 et 1976 ; L’Homer, 1993). Tous les anciens chenaux apparents qui se sont développés dans la partie occidentale du delta rhodanien ont fait l’objet de sondages carottés profonds. Les objectifs consistent à 1) identifier sédimentologiquement les paléochenaux, 2) dater leur fonctionnement et 3) déterminer leur modalité de colmatage en interaction avec la dynamique côtière. Afin de globaliser nos résultats, nous avons privilégié les comparaisons avec les données acquises en Camargue. 19
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