Paléogéographies et reconstitution géomorphologique 3D: application aux environnements de sites ornés

This work was funded by a state scholarship from the SISEO doctoral college (Sciences et Ingénierie des Systèmes de l’Environnement et des Organisations).A methodology involving geomorphological analysis and 3D mapping tools was developped to reconstruct the physical context and the paleogeographic morphologies of archaeological sites before, during and after their human occupation.This work was conducted on three sites: the Roc-aux-Sorciers (Vienne, France), Borologa Rockshelters (Kimberley, Australia), and the physical context of the Chauvet cave: the Combe d’Arc cutoff meander and its monumental Pont d’Arc natural bridge (Ardèche, France).The Combe d’Arc meander, the rich environment and the morphological evolution of the Ardèche canyon support an interdisciplinary study based on a multi-method approach which circles around high- fidelity 3D mapping and modelling.The 3D geomorphological approach is described in the first part of this work (i). Topographical constraints allow the construction of a detailed and robust relative chronology based on stratigraphical relationships between the different morphologies (ii). Absolute datings can thus be added to such a model and be discussed regarding the 3D mapping and its stratigraphical organisation (iii).In the first part, the methodological workflow for 3D mapping is applied to archaeological environments -First to the Roc-aux-Sorciers site (chapter 1), then to Borologa Rockshelters (chapter 2). On both sites, geomorphological questionnings are related to archaeological research programs.The remaining parts of the work (parts II and III) focus on the paleo-landscape reconstruction of the Combe d’Arc cutoff meander. The second part (chapters 3, 4 and 5) aims at building a robust relative chronological framework of the Combe d’Arc meander evolution based on large scale geomorphological investigations on the River Ardèche alluvial banks and inside the karstic drains of the Ardèche canyon. The underground investigation of the abandoned meander is supplied by geophysical prospection.Finally, the third part of our study (chapters 6, 7 and 8) accounts for the absolute datings of the Châtaigniers cave speleothems (inside the Combe d’Arc meander) and of the ancient alluvial banks of the River Ardèche. Hence the suggestion of a chronological timeline of the meander cutoff and the natural bridge genesis which is then discussed regarding human occupations and Late Quaternary dynamics on a regional scaleCe travail de thèse a été financé par allocation de recherche de l’école doctorale SISEO (Sciences et Ingénierie des Systèmes de l’Environnement et des Organisations) de l’Université Savoie Mont Blanc.Il a pour objet de présenter le cadre physique des sites archéologiques ornés par l’approche de la géomorphologie associée aux outils de topographie et d’imagerie 3D, dans l’objectif de reconstituer les formes et l’évolution de l’environnement physique des sites ornés avant, pendant et après les occupations humaines.Ce travail a pour support l’étude de trois sites : le Roc-aux-sorciers (Vienne, France), les monolithes du site Borologa (Kimberley, Australie), et l’environnement paysager de la grotte Chauvet : le complexe du cirque d’Estre et de l’arche du Pont d’Arc (Ardèche, France). C’est notamment dans le cadre très riche des gorges de l’Ardèche et du Pont d’Arc qu’une méthodologie spécifique a été développée, qui se fonde sur la 3D comme outil de croisement des données issues de différents champs disciplinaires. Une approche multi méthodes a été construite sur ce site, dans l’objectif de reconstituer son histoire, celle du temps des formes et du temps des hommes.La méthodologie mise en place sur les sites d’étude se fonde sur la topographie haute-résolution et son caractère non invasif (i). L’approche topographique offre la possibilité de construire une chronologie robuste et détaillée des évènements, fondée sur l’emboitement relatif des formes (ii). La chronologie relative sert alors de contrainte stratigraphique à l’élaboration d’une chronologie absolue, alimentée par des datations radiométriques (iii).La première partie (chapitres 1 et 2) se veut méthodologique et développe les étapes de construction d’une cartographie 3D en contexte archéologique sur les sites du Roc-aux-Sorciers et des monolithes Borologa. Les questionnements géomorphologiques développés sur ces sites s’inscrivent dans des programmes de recherche archéologiques et des investigations déjà en place. Le reste de ce travail (parties 2 et 3) porte sur la reconstitution des paléogéographies de l’environnement de la grotte Chauvet : le complexe du Cirque d’Estre – Pont d’Arc. La seconde partie (chapitres 3, 4 et 5), vise à construire une chronologie relative de l’évolution du méandre de la Combe d’Arc. La topographie 3D permet alors de mettre en relation des objets et des observations ponctuelles: des anciens niveaux de terrasses alluviales, des formations souterraines, et des informations tirées de la prospection du sous-sol.La dernière partie (chapitres 6, 7 et 8) regroupe les résultats de deux campagnes de datation absolue, sur les concrétions de la grotte des Châtaigniers ainsi que sur les basses terrasses alluviales de l’Ardèche. Le recoupement de la Combe d’Arc fait l’objet d’une étude détaillée permettant de répondre à des questionnements interdisciplinaires (géomorphologie, archéologie), en lien avec l’évolution de l’environnement physique et des occupations humaines. L’élaboration d’une chronologie absolue permet enfin de réinterroger les reconstitutions 3D dans une perspective régionale et d’évaluer les dynamiques d’évolution du relief à l’échelle d’un bassin versan