Spatio-temporal analysis of Fôret de Chailluz landscapes (Besançon, Doubs) from the Antiquity to the present days

Besançon est en France métropolitaine la ville de plus de 100 000 habitants avec le plus fort taux d’espaces verts par habitant. La forêt de Chailluz, qui existe depuis plus de six siècles, forme près des 3/4 de sa surface forestière. Aucune recherche scientifique ne rendait encore compte de la nature et de la valeur de son patrimoine archéologique. Un des objectifs de cette étude est de détecter, identifier et documenter le patrimoine historique et archéologique de la forêt de Chailluz pour permettre in fine sa valorisation auprès du grand public. Cette thèse contribue aussi à la réflexion collective menée dans divers programmes de recherche (LIEPPEC, ODIT - MSHE C.N. Ledoux ; LEA ModeLTER), qui visent à développer des méthodes de traitement de données altimétriques à haute résolution pour une analyse des paysages dans la longue durée (LIEPPEC), à conduire des recherches avancées en termes de concepts et de méthodes sur les dynamiques socio-environnementales dans la longue durée (ModeLTER) et à étudier des dynamiques territoriales à l'échelle régionale pour diffuser les connaissances élaborées auprès des acteurs locaux et aider à la prise de décision, à l'innovation et à la mise en place de politiques de développement durable (ODIT). Dans ce cadre collectif, ma thèse contribue à caractériser l’occupation et l’exploitation du massif de Chailluz au cours des siècles passés pour mieux comprendre son histoire et son évolution. Elle vient enrichir le développement de méthodes et de connaissances pour une meilleure compréhension des interactions entre l’homme et son environnement dans la longue durée. Les recherches, qui ont été conduites selon une démarche transdisciplinaire associant archéologie, histoire, géographie et foresterie, reposent sur une collecte d’archives et de documents planimétriques et photographiques, sur un bilan des travaux universitaires, sur un recensement d’informations relatives à la forêt en général, sur des observations de terrain et sur l’analyse de données LiDAR. Le mémoire fournit une perspective historique sur la forêt en général et sur les usages du bois et de ses dérivés attestés par des textes anciens ou par l’archéologie. Il tente de rendre compte de la diversité des points de vue existant sur la forêt, transformations de ses usages successifs ou pluralité des appréciations et concepts qu’on lui attribue aujourd’hui. Il expose les données historiques spécifiques à la forêt de Chailluz et détaille la documentation actuelle : données archéologiques préalablement connues, informations géographiques et environnementales. Il se consacre ensuite à la méthodologie des recherches et évoque les principales étapes de traitement des données LiDAR puis s’intéresse, pour procéder à une analyse spatiale, aux facteurs influençant les conditions d’observation et de conservation des microreliefs à la surface du sol. Il décrit la méthode de prospection au sol élaborée, les choix opérés pour enregistrer les données et la méthodologie de géoréférencement de plans forestiers anciens. Le mémoire détaille ensuite les résultats obtenus grâce aux recherches sur le terrain et propose des synthèses interprétatives expliquant la présence, l’organisation et la fonction des structures relevées en prospection (aménagements agropastoraux, établissements, voirie, plateformes de charbonniers, fours à chaux et carrières). Une synthèse interprétative globale de l’occupation du sol par périodes conclut le mémoireToday Besancon has the highest percentage of green space per inhabitant among France’s largest cities. 3/4 of it are made up by the Forêt de Chailluz, a large forest which has maintained its present day extents for over six centuries. Scientific research reporting on the nature and value of its heritage was still to do. One objective of this thesis is to detect, identify and document the history and heritage of this forest, ultimately aiming to its preservation and to inform a large audience about its value. This thesis is also a contribution to a collective thinking worked out in several research programs that develop methods for processing high-resolution altimetry data (LiDAR) to analyze landscape changes over the long term (LIEPPEC), that develop advanced concepts and methods for a better knowledge of socio-environmental dynamics over the long term (ModeLTER) and that explore territorial dynamics at regional scale to transmit results and knowledge to local stakeholders, giving advice on innovative and sustainable actions to support (ODIT). Within this collective framework, my PhD research is a contribution to the development of methods and knowledge for a better understanding of long term interactions between man and its environment. My interdisciplinary study combines archeology, history, geography and forestry and consists in analyzing LiDAR datasets and collecting and synthesizing written and graphical historical archives and recent documents. It also involved extended archaeological field surveys. Thesis provides a global historic perspective on the forest and on the use of wood, as attested by ancient texts or archeological evidence. It exposes diverse viewpoints and concepts carried out about woodland – diversity of uses through time and diversity of viewpoints about forest today. It also outlines specific historic data relating to the Forêt de Chailluz and details the current literature: previously known archaeological data, geographical and environmental information. It describes methodologies chosen to process the research and the main steps of LiDAR data analysis. Study focuses then on a spatial analysis of archeological features that includes factors influencing conservation and visibility of features to the soil surface. Thesis describes the method used for field surveys and methodology for georeferencing ancient maps. Eventually, results obtained are detailed, features organization and functions identified (features relating to cultivation and inhabitation, roads and tracks, charcoal burning platforms, limekilns and quarries). Dissertation ends with an interpretive synthesis of Forêt de Chailluz land use over time (Roman, Medieval and Modern periods