Géologie urbaine

International audienceEn milieu urbain et péri-urbain, les usages du proche sous-sol se densifient, se diversifient et s'intensifient du fait de l'accroissement des populations citadines et de leurs besoins. Dans un contexte de changement climatique, ces usages doivent s'inscrire également dans une logique de développement durable tout en répondant aux défis sociétaux (sécurité, ressources, ...). Ceci impose de s'appuyer sur une connaissance plus précise des formations en place, qu'elles soient d'origine naturelle (allochtone ou autochtone) ou anthropique, sur le 0-100m. Cette session ouverte vise à accueillir des contributions présentant les recherches récentes concernant les développements méthodologiques et la valorisation des données géologiques en zones urbaines ou péri-urbaines avec des finalités variées : connaissance géologique (modélisation et visualisation), risques naturels (microzonage sismique, simulation numérique en 3D de la propagation des ondes sismiques, cavités, subsidence), ressources en eau souterraine (modélisation hydrogéologique, remontée de nappe, qualité, surveillance...), ressources en énergie (géothermie, stockage...), ressources en sols (construction/refonctionnalisation, fond géochimique...), aménagement et urbanisme (propriétés géotechnique, géochimie/pollutions, BIM, GeoCim...), etc

Vallée de la Dives : étude des terrasses à Morteaux-Couliboeuf (L’Herbage Vieille), Le Mesnil-Mauger (Écajeul) et Biéville-Quétiéville (Quétiéville)

Dans le cadre des projets soutenus par le PCR « les premiers Hommes en Normandie », de nouvelles recherches de terrain portant sur l’étude géomorphologique et sédimentaire de vallées fluviatiles pléistocènes de la Dives ont été engagées, afin de préciser les contextes environnementaux et de tenter de mettre en évidence d’éventuelles occupations humaines. Le fleuve Dives s’inscrit dans le contexte de bordure du système Manche-Atlantique qui a laissé des replats recouverts de nappes alluviales ..

Les nappes alluviales pléistocènes de la vallée moyenne du Cher (Région Centre, France) : contexte morphosédimentaire, chronologie ESR et Préhistoire. Premiers résultats

L’inventaire des nappes alluviales fossiles conservées dans la vallée moyenne du Cher, l’un des principaux affluents de la Loire en rive gauche, a été entrepris depuis 2003. Une fois repérées, les formations alluviales ont été sondées mécaniquement jusqu’au substratum, étudiées stratigraphiquement et échantillonnées pour analyses géochronologiques par la méthode de la résonance électronique de spin (ESR) appliquée aux quartz fluviatiles optiquement blanchis.Deux secteurs ont été définis dans la moyenne vallée du Cher, de part et d’autre de Vierzon, et appelés respectivement secteurs « Berry » et « Sologne ».Dans le secteur « Berry », la vallée a une orientation N 160o et suit de grands accidents tectoniques qui mettent au contact les formations calcaires du Jurassique et les dépôts calcaires lacustres tertiaires. Dans ce secteur, l’incision totale de la vallée est de 50 m et neuf formations alluviales étagées ont été inventoriées. Elles sont généralement conservées sur la rive gauche de la vallée actuelle, dans des systèmes karstiques et sur des blocs basculés ou abaissés. Trois de ces formations ont été particulièrement étudiées et datées.Dans le secteur « Sologne », la vallée suit un axe synclinal orienté est-ouest. Elle traverse les formations crétacées, puis les sables burdigaliens, et son incision passe d’amont en aval de 35 m à 20 m seulement. Dans ce secteur, quatre ou cinq nappes alluviales ont été individualisées selon les sous-secteurs. Pour les plus hautes d’entre elles, les différences d’altitudes relatives sont très faibles, ce qui complique l’étude. Par ailleurs, les nappes moyennes sont mal conservées.La datation des nappes de la vallée moyenne du Cher par ESR est en cours. Les premiers résultats indiquent que la mise en place de la vallée du Cher a débuté dès le Pléistocène inférieur. Les industries du Très-Ancien Paléolithique du site de Lunery (Cher), dont la situation a pu être précisée par des fouilles, sont ainsi datées de 1,1 Ma, en accord avec les données biochronologiques obtenues sur le site voisin de Rosières, et confirment la présence de l’Homme dès cette époque dans le bassin de la Loire moyenne. Par ailleurs, les âges obtenus sur les nappes moyennes, s’ils sont confirmés, indiqueraient que les industries à bifaces étaient déjà présentes dans cette zone et très développées il y a 700 ka.Since 2003, field surveys in the Middle Cher River Valley, a left tributary of the Loire River, have allowed the inventory of the Pleistocene alluvial formations. Most of them have been mechanically bored as far as the substratum, stratigraphically studied and sampled for Electronic Spin Resonance (ESR) geochronological analyses.Two different sectors, called respectively “Berry” and “Sologne”, have been defined upstream and downstream of Vierzon.In the “Berry” Sector, the river flow N. 160o along a major tectonic accident which cuts Jurassic limestones and Tertiary lacustrine calcareous deposits. The incision of the valley is about 50 m and nine Pleistocene alluvial formations have been recognized on the left side of the modern valley only. The deposits are often preserved in karstic systems or on tilted down blocks.In the “Sologne” Sector, the river flows along an east-west syncline through the Cretaceous chalky and clayeous formations and the Burdigalian sands. In this sector, the incision, about 35 m upstream, reduces to 20 m downstream and four or five alluvial formations have been studied. Differences between the relative altitudes of the highest terraces are very small. The middle sheets are rarely preserved and the lower formations spread out the two kilometres wide alluvial plain.The dating of the different sheets by the ESR method applied to optically bleached fluvial quartz is in progress. First results indicate that the present Cher Valley began its incision during the Lower Pleistocene, in spite of a low incision referred to the other main tributary valleys of the Middle Loire Basin.The Early Lower Palaeolithic artifacts founded by excavations in the alluvial deposits of the Lunery site (Cher) have been dated about 1.1Ma and confirm other evidences of such ancient human settlement of the Middle Loire Basin. The ESR ages obtained for the middle formations, if they will be confirmed, indicate that Acheulian handaxes industries were present and developed in this area since 700 ka

Electron Spin resonance (ESR) dating of some European Late Lower Pleistocene sites

InWestern Europe, most of the oldest prehistoric sites (ranging from 2 Ma to 500 ka) are associated with clastic or carbonated karstic environments. Here, the electron spin resonance (ESR) dating method is often the only one method permitting to place these localities in the global Quaternary framework, which is mainly based on marine isotopic data and palaeomagnetical record. ESR can be applied on different materials frequently recovered in archaeological sites such as tooth enamel, quartz grains or carbonates. In this paper, we present the results, which have been obtained for more than ten years on different archaeological sites of the late Lower Pleistocene or the early Middle Pleistocene, which are crucial for the understanding of the first human settlements of Europe: Pont-de-Lavaud and Grâce-Autoroute (France), Atapuerca Gran Dolina (Spain), Monte Poggiolo and Isernia La Pineta (Italy). Wherever possible, the ESR results were compared with those of independent dating methods, including 39Ar/40Ar, palaeomagnetism and biostratigraphy. In some cases, the ESR method applied on bleached quartz extracted from fluvial sediments and the ESR/U-series method on tooth enamel were the only available methods to provide geochronological data.En Europe occidentale, la plupart des sites préhistoriques les plus anciens (compris entre 2 millions d’années et 500 000 ans) se trouvent en contexte détritique ou carbonaté karstique. Dans de tels cas, la méthode de datation par résonance de spin électronique (ESR) est souvent la seuleméthode géochronologique permettant de replacer ces gisements dans le cadre chronologique du Quaternaire établi notamment à partir des données isotopiques marines et du paléomagnétisme. Cette méthode a également pour avantage d’être applicable sur plusieurs types de supports que l’on retrouve fréquemment sur les sites préhistoriques : émail dentaire, grains de quartz ou carbonates. Nous présentons dans ce travail les résultats obtenus depuis une dizaine d’années sur des sites préhistoriques de la fin du Pléistocène inférieur ou du début du Pléistocène moyen, sites importants pour la compréhension des premiers peuplements de l’Europe : Pont-de-Lavaud et Grâce-Autoroute (France), Atapuerca Gran Dolina (Espagne), Monte Poggiolo et Isernia La Pineta (Italie). Chaque fois que cela était possible, les résultats ESR ont été comparés avec ceux obtenus par des méthodes indépendantes, comme le paléomagnétisme, la biostratigraphie ou la méthode 39Ar/40Ar mais, dans certains cas, les méthodes ESR sur grains de quartz extraits de sédiments fluviatiles et ESR/U-Th sur émail dentaire se sont révélées comme les seules méthodes utilisables pour fournir des points de repère chronologiques

Datation par les séries de l'Uranium des occupations moustériennes de la grotte de Teixoneres (Moia, Province de Barcelone, Espagne)

Une première chronologie des occupations moustériennes de la grotte des Teixoneres (province de Barcelone, Espagne) a été établie grâce à la datation uranium-thorium de deux planchers stalagmitiques encadrant les niveaux moustériens. Des âges compris entre 13 et 17 ka, après correction du 230Th détritique, ont été déterminés sur le plancher supérieur, indiquant que le dépôt de ces spéléothèmes pourrait alors correspondre à l'oscillation climatique Bølling-Allerød. Le plancher inférieur a pour sa part été attribué au stade isotopique 5.3.A first chronology of the Mousterian levels of the Teixoneres cave (province of Barcelona, Spain) was established using U-series dating method on two stalagmitic flowstones located respectively above and under the mousterian levels.  For the upper one, ages range from 13 to 17 ka, after correction of the detritic 230Th, indicating that the deposit of these speleothems could then correspond to the Bølling-Allerød oscillation.  The lower flowstone was deposited during the oxygen isotopic stage 5.3

La séquence loessique pléistocène supérieur de Savy (Aisne, France) : stratigraphie, datations et occupations paléolithiques

La fouille archéologique préventive menée à Savy (Aisne, France) à l'occasion de la construction d'une autoroute a permis de décrire une nouvelle séquence loessique contenant quatre niveaux paléolithiques. Sur la base d'une corrélation avec la stratigraphie régionale et des nouveaux résultats de datation (TL et ESR/U-Th), cette séquence est attribuée au Pléistocène supérieur (Eemien-Weichselien). Par ailleurs, ces travaux fournissent la première datation régionale concernant le début de la mise en place de la couverture loessique du Pléniglaciaire supérieur et du réseau de grandes fentes à coins de glace sous jacent (± 30 ka BP). Enfin, ces recherches ont permis de dater les différents niveaux paléolithiques et surtout de mettre en évidence une nouvelle occupation humaine vers la fin du Pléniglaciaire inférieur (± 55-50 ka BP).Archaeological excavation lead before a motorway project allowed the description of a new loess and palaeosol sequence including four Palaeolithic levels at Savy (Northern France). Based on the correlation with the well-defined regional stratigraphy and new dating results (TL & combined ESR-U/Th), this record is allocated to the Upper Pleistocene (Eemian/Weichselian). In addition, these investigations provide the first regional date concerning the beginning of the Upper Pleniglacial loess deposition and of the underlying ice-wedge network (±30 ka BP). Finally, this work allows to date the various Palaeolithic levels, and especially to evidence human occupation at the end of the Lower Pleniglacial at ca. 55-50 ka BP

Datation par ESR de quartz fluviatiles dans le bassin de la Loire moyenne en région centre : mise en évidence de l’importance de la tectonique quaternaire et de son influence sur la géometrie des systèmes de terrasses

Dans les vallées du bassin de la Loire moyenne, la mise en place des réseaux hydrographiques au Plio-Pléistocène et leurs variations de direction sont liées à des rejeux de failles ou à des fractures affectant le socle paléozoïque ou les séries sédimentaires mésozoïques et cénozoïques le recouvrant. Ces accidents recoupent les surfaces d’aplanissement fini-tertiaires et ont influencé la géométrie des dépôts alluviaux quaternaires.La chronologie des nappes alluviales des vallées de la Creuse, du Cher et du Loir a été récemment établie par datation ESR sur quartz fluviatile blanchi. Des anomalies dans les corrélations entre les âges obtenus pour certaines formations et leurs altitudes relatives ont été observées. Elles sont interprétées comme une preuve d’activité tectonique régionale importante ayant localement affecté les dépôts quaternaires de ces vallées. Plusieurs phases d’activité tectonique durant le Pléistocène inférieur et moyen ont ainsi été mises en évidence. Elles ont entraîné des mouvements, souvent localisés, dont l’amplitude peut parfois être largement supérieure à cinq mètres.During the Plio-Pleistocene, the developpement of the fluvial river system of the Middle Loire Basin and the changes of its directions resulted of faults or fractures reactivations which affect the basement and the Palaeozoic sedimentary cover. The Tertiary surfaces were affected by these faults which have then modified the geometry of the Quaternary alluvial deposits. The geochronology of the Creuse, Cher and Loir fluvial deposits was recently established using the ESR method applied to bleached fluvial quartz. Anomalies between the ESR ages and the relative altitudes of some formations in the different valleys have been observed, suggesting that important tectonic movements have locally affected the Quaternary deposits. Evidences of several tectonic phases during the Lower and the Middle Pleistocene are reported. They induced vertical movements of local importance, until more than 5m

Datation par ESR de quartz fluviatiles dans le bassin de la Loire moyenne en région Centre : mise en évidence de l'importance de la tectonique quaternaire et de son influence sur la géométrie des systèmes de terrasses

Dans les vallées du bassin de la Loire moyenne, la mise en place des réseaux hydrographiques au Plio-Pléistocène et leurs variations de direction sont liées à des rejeux de failles ou à des fractures affectant le socle paléozoïque ou les séries sédimentaires mésozoïques et cénozoïques le recouvrant. Ces accidents recoupent les surfaces d’aplanissement fini-tertiaires et ont influencé la géométrie des dépôts alluviaux quaternaires.La chronologie des nappes alluviales des vallées de la Creuse, du Cher et du Loir a été récemment établie par datation ESR sur quartz fluviatile blanchi. Des anomalies dans les corrélations entre les âges obtenus pour certaines formations et leurs altitudes relatives ont été observées. Elles sont interprétées comme une preuve d’activité tectonique régionale importante ayant localement affecté les dépôts quaternaires de ces vallées.Plusieurs phases d’activité tectonique durant le Pléistocène inférieur et moyen ont ainsi été mises en évidence. Elles ont entraîné des mouvements, souvent localisés, dont l’amplitude peut parfois être largement supérieure à cinq mètres.During the Plio-Pleistocene, the development of the fluvial river system of the Middle Loire Basin and the changes of its directions resulted of faults or fractures reactivations which affect the basement and the Palaeozoic sedimentary cover. The Tertiary surfaces were affected by these faults which have then modified the geometry of the Quaternary alluvial deposits.The geochronology of the Creuse, Cher and Loir fluvial deposits was recently established using the ESR method applied to bleached fluvial quartz. Anomalies between the ESR ages and the relative altitudes of some formations in the different valleys have been observed, suggesting that important tectonic movements have locally affected the Quaternary deposits. Evidences of several tectonic phases during the Lower and the Middle Pleistocene are reported. They induced vertical movements of local importance, until more than 5m

Saint-Pierre-lès-Elbeuf – Le Mont Énot

Le site se trouve à l’est d’Elbeuf, à la confluence de la Seine et de 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. Ce site, connu et décrit depuis la fin du xixe s., a fait l’objet d’une étude détaillée de la part de J.-P. ..

The geological-event reference system, a step towards geological data harmonization

The temporal dimension is an inherent component of geology. In this regard, traditional geological maps can represent a few geological events, yet they hardly account for the entire complex rock history whether sedimentary, crystalline or volcanic. Here, using the RGF research program (French Geological Reference platform) we propose a new methodology based on digital technology and the French historical collection of 1:50 000-scale geological maps. This innovative approach consists of describing, organizing and hierarchizing a series of geological events within a reference framework and linking it to GIS map geometries (polygons, faults, points). In this way, the complete history of geological features can be compiled and stored in digital maps, combining distinct geological events and properties. For a single event, all associated transformations can be represented on maps, facilitating the production of real “palaeo-geological” maps that consider not only traditional sedimentary environments but also possible synchronous weathering, metamorphism, and volcanism. We discuss here an example of French orogenic history. The approach demonstrated here on geological maps can be used with other geological data media (boreholes, seismic reflection profiles, etc.) and thus facilitate a 3D-to-4D scale, with a significant ability to address not only academic community needs, but also themes or issues related to applications required by politics, civil engineering, and society itself, to confront challenges such as natural and anthropic risk reduction and subsurface uses