Chronostratigraphie et paléoenvironnements des fonds de vallée du bassin français de l'Escaut

The French upstream catchment of the Scheldt river consists of hight-land (chalky plateaux) and a low-land (sandy and clayed hills and low plains). It is characterized by the absence of major river and (in the low country) by continuous Quaternary sedimentary cover and gentle slopes. The Quaternary fill of the valley bottom is relatively little studied despite the interest of the records. These can be classified into three groups: Pleniglacial Weichselian deposits, anterior ones or subsequent ones.Among the deposits anterior to the Pleniglacial, we distinguish the Early Glacial ones from older ones. Early Glacial layers can be preserved over large areas in the low-land in favor of protection of the subsequent loess and progradation of slopes (for exaple the Deûle river valley in the Lille region). The Warneton Early Glacial pedostratotype (in the Leie river plain) is commented. In our opinion, a new study is needed to confirm it or possibly diminish its age. In all cases, it is a Weichselian peaty formation of major interest which deserves a complement of environmental studies.The valley bottoms deposits anterior to the Weichselian can be of three different natures: (a) accumulations of gravel layers at the foot of hight country (southern Liei river plain, Scheldt-Haine rivers confluence plain) during several climatic cycles, (b) shallow isolated Eemian deposits, preserved in favor of the hazards of the palaeogeographic evolution of wide plains (site of Waziers in the Scarpe river plain), (c) Saalian and Eemian fluvial layer about twenty meters deep in the Leie river plain or in downstream section of the Deûle and Marque rivers. In this case, they fill the “Flemish valley” in continuity with the Belgian downstream part. The chronostratigraphy and changes of longitudinal bed rock slopes in the French part suggest a recent morphogenesis (since Saalian) probably related to the paleogeographic evolution of the North sea basin. The Weichselian fluvio-aeolian filling whitch overlain anterior deposits seems atypical for the Pleistocene and could also be related to the paleogeographic evolution. Anyway, the sedimentary records of the Middle Pleistocene suggest a an almost stable tectonic balance almost stable during the Quaternary. This is in accordance with the geographical position between the uplifted Paris basin and subsiding Belgian-Dutch one. The fact contributes to the poor preservation of the oldest deposits.Particular attention has been paid to Pleniglacial records of fluvial activity on slopes and in the upstream extremities ot the talwegs network. Some evidence suggests that development of the talwegs network is due to rapid morphogenetic phases linked with thermokarstic phenomena. The lower and middle pleniglacial weichseliens are poorly documented. Indirect evidences suggest a strong fluvial activity during the Lower Pleniglacial. Some buried silt formations are attributed to the Middle Pleniglacial, without certainty. The lower limit of the Upper Pleniglacial is erosive. The Upper Pleniglacial is divided into: (a) a phase of intense fluvial activity witch is extended up to the upstream extrimity of the network and on the slopes (permafrost context), (b) from about 22 ka, a severe shrink of the active hydrographic network and a massive fluvio-aeolian filling witch is in stratigraphic continuity with the loess cover on slopes. Deflation locally permits dunes growth (particularly in the Scarpe river plain). We propose a modele for the morphosedimentary evolution of a small valley in loess area context during the Weichselian Upper Pleniglacial. The Weichselian Upper Pleniglacial morphosedimentary heritage is the late Weichselian Pleniglacial is prevalant. It explains the proposed stratigraphic subdivision.Lateglacial is mainly known through the complementary records of Houplin-Ancoisne and of Dourges. They are proposed as stratotypes for the low-land and compared to about fifteen other sites in the study area. The presence of lake sites relate the North of France low country to the northernplains. Divergence observed in the evolution of water levels in the late Bølling and early Allerød early could be indicative of changes in seasonal patterns of rainfall. Available data on the Younger Dryas allow the following subdivision: (a) a dry start to 11.0 ka BP, comparable to the Intra Allerød Cold Period, (b) development of discontinuous permafrost (Dourges is the southernmost evidence), (c) erosive crisis on slope (rapid gullies development), (d) regular fluvial activity between about 10.7 and 10.4 ka BP, (e) a severe dry phase.The fragmentation of data about the Holocene limits the possibilities of synthesis. However, we propose some topics witch have to be considered as research issues: (a) bi-partition of the Holocene with, during the first part a tendency to the peat or travertine extension and, at Late Atlantic or Early Subboreal a new incision phase probably under the main controle of the climate (but without strict synchronism in a region or even for the same river); (b) different periods of strong hydrological activities, or even local erosive crises : Late Atlantic / Early Subboreal, about 3.0 kya BP?, during the 2nd century AD?, (C) massive silty or clayed flood-deposit linked to medieval activities.We proposed a synthesis in each sub-catchement, with methodological considerations, prospectives and research proposals. All the proposals can’t be strictly carried out within our preventive archeology activites (in particular research about deep feeling of the Flemish Valley). However, preventive archeology can undoubtedly be a major provider of knowledge when stratigraphic observations are complemented by few analyzes.Le bassin français amont de l’Escaut est composé d’un haut-pays (plateaux crayeux) et d’un bas-pays (plaines basses et collines de sables et d’argiles). Il est caractérisé par l’absence de cours d’eau d’importance et, dans le bas-pays, par une couverture sédimentaire quaternaire continue et des pentes faibles. Le comblement quaternaire des fonds de vallée est relativement peu étudié malgré l’intérêt certain des enregistrements. Ceux-ci peuvent être classés en trois groupes : les dépôts du Pléniglaciaire weichselien et les dépôts antérieurs ou postérieurs.Parmi les dépôts antérieurs au Pléniglaciaire, nous distinguons ceux du Début Glaciaire weichselien des dépôts plus anciens. Le Début Glaciaire peut être conservé sur de grandes surfaces dans le bas-pays à la faveur d’une protection par les loess postérieurs et la progradation des versants(exemple de la vallée de la Deûle dans la région de Lille). Le pédostratotype du Début Glaciaire de Warneton (plaine de la Lys) est commenté. À notre avis, une nouvelle étude serait nécessaire pour le confirmer ou éventuellement le rajeunir. Dans tous les cas, il s’agit d’une formation tourbeuse weichselienne d’intérêt majeur qui mérite des études environnementales complémentaires.Les dépôts de fonds de vallée antérieurs aux Weichselien sont rencontrés sous trois formes : (a) des nappes graveleuses accumulées en piedmont du haut-pays pendant plusieurs cycles climatiques (sud de la plaine de la Lys, plaine de confluence Escaut-Haine), (b) des dépôts eemiens isolés et à faible profondeur, conservés à la faveur des aléas de l’évolution paléogéographique des vastes plaines (site de Waziers dans la plaine de la Scarpe), (c) des dépôts fluviatiles du Saalien et de l’Eemien à une vingtaine de mètres de profondeur dans la plaine de la Lys et et dans la partie aval de la Deûle et de la Marque. Il s’agit alors du comblement de la « vallée flamande », en continuité avec la partie aval belge. La chronostratigraphie et les variations des pentes longitudinales du bed rock dans la partie française suggèrent une morphogenèse récente (depuis le Saalien) probablement liée à l’évolution paléogéographique du bassin de la mer du Nord. Le remblaiement fluvio-éolien weichselien qui scelleles dépôts antérieurs apparaît comme atypique à l’échelle du Pléistocène et pourrait également être lié aux mêmes évolutions paléogéographiques. Dans tous les cas, les enregistrements sédimentaires du Pléistocène moyen suggèrent un bilan tectonique proche de la stabilité à l’échelle du Quaternaire. Ceci est en conformité avec la position géographique de la zone, entre un Bassin parisien en surrection etun bassin belgo-néerlandais en subsidence. Le fait participe à la mauvaise conservation des dépôts les plus anciens.Une attention particulière a été portée aux enregistrements pléniglaciaires d’activités fluviatiles sur versant et dans les extrémités amont du réseau de talwegs. Quelques indices suggèrent que le développement vers l’amont du réseau de talwegs est du à de courtes phases morphogénétiquesen lien avec des phénomènes thermokarstiques. Les périodes du Pléniglaciaire inférieur et moyen weichseliens sont mal documentées. Des indices indirects suggèrent une forte activité fluviatile pendant le Pléniglaciaire inférieur. Quelques formations limoneuses enfouies dans les plaines sont attribuées, sans certitude, au Pléniglaciaire Moyen. La base du Pléniglaciaire supérieur est érosive. La période se divise en : (a) une phase d’activité fluviatile intense et étendue jusque dans les extrémités amont des réseaux et sur les versants (contexte de pergélisol), (b) à partir d’environ 22 ka, une forte rétractation du réseau hydrographique actif et un remblaiement fluvio-éolien massif, ce dernier en continuité stratigraphique avec la couverture loessique sur versant. Une déflation permet localement la croissance de dunes (en particulier dans la plaine de la Scarpe). Un modèle d’évolution de petite vallée en zone loessique à la fin du Pléniglaciaire supérieur weichselien est proposé. L’héritage morpho-sédimentaire de la fin du Pléniglaciaire weichselien est prépondérant. Il justifie la subdivision stratigraphique proposée.Le Tardiglaciaire est principalement connu à travers les enregistrements complémentaires d’Houplin-Ancoisne et de Dourges. Ils sont proposés comme stratotypes pour le bas-pays et comparés à une quinzaine d’autres sites dans la zone d’étude. La présence de zones lacustres apparente le bas-pays du Nord de la France aux plaines plus septentrionales. Des divergences constatées dans l’évolution des niveaux d’eau à la fin du Bølling et au début de l’Allerød pourraient être un indice de variation des répartitions saisonnières des précipitations. Les données disponibles sur le Dryas récent autorisent la subdivision suivante : (a) un début sec vers 11,0 ka BP, comparable à l’Intra Allerød Cold Period, (b) le développement d’un pergélisol discontinu (Dourges étant l’évidence la plus méridionale), (c) une crise érosive sur versant (développement rapide de ravines), (d) une activité fluviatile régulière entre environ 10,7 et 10,4 ka BP, (e) une phase particulièrement sèche.La fragmentation des données sur l’Holocène limite les possibilités de synthèse. Nous proposons toutefois quelques thèmes à considérer comme problématiques de recherches : (a) bipartitionde l’Holocène avec d’abord une tendance à l’extension de tourbe ou de travertin jusqu’à une phase d’incision (fin Atlantique ou début Subboréal) vraisemblablement sous commande principale climatique (mais sans synchronisme strict à l’échelle d’une région ni même d’un cours d’eau) ; (b)différentes périodes de fortes activités hydrologiques, voire de crises érosives locales : fin Atlantique/début Subboréal ?, vers 3,0 ka BP ?, vers le 2e siècle apr. J.-C. ?, (c) dépôt massif de limon ou d’argile d’inondation lié aux activités médiévales.Une synthèse est proposée pour chaque sous-bassin versant, accompagnée de réflexions méthodologiques, de prospectives et de propositions de recherches. Toutes les propositions ne peuvent être exécutées dans le strict cadre de notre activité en archéologie préventive (notamment l’étude du comblement profond de la vallée flamande). Toutefois, l’archéologie préventive peut indéniablement être une pourvoyeuse majeure de connaissances dès que les observations stratigraphiques sont complétées par quelques analyses