dynamiques holocènes de systèmes fluviaux en grèce du nord : une approche comparative et...

Abridged English Version

Recent research on Holocene environmental changes inGreece has compared indicators of geomorphological andpalaeoecological change. It has provided evidence of bothclimatic and human impacts and demonstrates that environ-mental changes since the Neolithic in different parts of theAegean area were not synchronous. Furthermore, resultsfrom local studies remain difficult to compare because they

adopt different scales of analysis ranging from small areasaround archaeological sites to alluvial fans, small valleyfloors, coastal plains, or large rivers and their deltas. Suchdisparity promotes a multiscalar approach, which attemptsto make the connection between environmental changes, set-tlement history and the evolution of land use practices. Thisstudy focuses on north-eastern Greece, which as yet remainsless well documented than the southern and central parts ofthe country. The analysis and discussion are based on the

Géomorphologie : relief, processus, environnement, 2007, n° 1, p. ???

Dynamiques holocènes de systèmes fluviaux en Grèce du Nord : une approche comparative et multi-scalaire

des interactions entre Nature et Société

Holocene fluvial system changes in northern Greece:a multiscalar approach of interactions

between nature and society

Laurent Lespez*

* Université de Caen-Basse-Normandie, GEOPHEN-LETG UMR CNRS 6554, Esplanade de la Paix, BP 5186, 14032 Caen cedex, France. E-mail :[email protected]

RésuméLes recherches sur les dynamiques morphosédimentaires et paléoenvironnementales au cours de l’Holocène sont maintenant nom-breuses dans l’espace égéen, mais, portant sur des espaces de dimensions différentes (environnement immédiat de sites archéologiques,petits bassins versants, plaines alluviales, plaines littorales, grands deltas), leurs résultats sont difficilement comparables. Afin de com-prendre le fonctionnement global du système fluvial sur le long terme holocène, de nouvelles recherches géomorphologiques ont étéentreprises en Grèce du Nord (des bassins versants élémentaires à la large plaine alluviale du Strymon). Chaque petit bassin versantpossède une histoire propre en relation avec la succession des activités humaines et des événements hydroclimatiques exceptionnels(crues). Celle-ci ne se traduit pas de manière identique et parallèle dans les bassins d’ordre supérieur. Les forçages climatiques et anthro-piques s’y combinent avec des degrés d’importance variable d’où la nécessité de définir avec précision le degré d’anthropisation desbassins versants et l’évolution des interactions à différentes échelles au sein des systèmes fluviaux.

Mots clés : système fluvial, anthropisation, Holocène, Grèce.

Abstract Holocene environmental changes have been investigated in numerous regions of Greece. Recent research has studied indicators of geo-morphological and palaeoecological change. Results, however, are difficult to compare because they adopt different scales of analysisthat includ localized archaeological sites, small river basin, alluvial coastal plains, large deltas. To understand the evolution of theHolocene fluvial system we propose a new geomorphological approach for northern Greece that is both comparative and multiscalar.Each small river basin turns out to have experienced a unique geomorphological history mainly in relation to human practices (landuse pattern, industry…) and exceptional hydrological and climatic events. The larger river basins record specific histories linked tocomplex interactions between climatic and human factors. This makes the entire fluvial system difficult to understand and highlightsthe need to take into account changes in land use as well as the evolution of river networks.

Key words: fluvial system, human impact, Holocene, Greece.

first results from investigations conducted in eastern Mace-donia from the island of Thasos to the Strymon valley(fig. 1). Palaeoenvironmental reconstructions on a valley tovalley basis provide data for understanding the impact ofhuman interference with the river system (fig. 2, 3, 4). At thelocal scale, the chronology of alluvial-fill sequences variesbetween each individual small river basin (fig. 5). Thisobservation is mainly explained by local human activitiessuch as past land use practices and man-lit fires, sometimesin relation to the local impact of meteorological events likestorms and their associated flash floods. In contrast, thestudies of the main river valleys and floodplains show twohistorical phases of alluvial aggradation and soil erosionduring antiquity and the early Byzantine era (3rd centuryBC to 7th century AD), respectively; and more significantlyduring the Ottoman period (beginning of the 15th to the20th century AD) (fig. 6, 7). They confirm the role of long-term cultural and land-use expansion cycles and climaticoscillations during the late Holocene. At this regional scale,the hydroclimatic oscillations, which control sedimentdelivery to the main river system, stand out as the main con-trolling factor. For example, in the upstream area of theXeropotamos valley (fig. 9), sediment supply has been theresult of changes in land use patterns; whereas down-stream, the rate of alluvial deposition is directly driven bythe flood chronology. More generally, the research high-lights the need for a multiscalar approach when attemptingto understand the role of human impacts and links withchanges in the fluvial system. Medium-sized river basins(fig. 10) appear to be best suited to capturing key palaeoen-vironmental changes.

Introduction

Les recherches sur les dynamiques morphosédimentairesau cours de l’Holocène sont maintenant nombreuses dans lemonde méditerranéen en général (Fouache, 2003 ; Grove etRackham, 2003 ; Neboit et Lespez, 2006) et dans l’espaceégéen en particulier (Van Andel et al., 1990 ; Lespez, souspresse). Le synchronisme des séquences alluviales holo-cènes dans le monde grec a été discuté à de nombreuses re-prises au cours des quarante dernières années, mais, depuisle début des années 1980, il est admis que la disparité chro-nologique des séquences enregistrées est le plus souvent larègle (Wagstaff, 1981). Même si la recherche d’un modèleexplicatif unique pour l’ensemble des séquences alluvialeset des terrasses égéennes a dès lors été abandonnée, le débatsur l’origine des alluvionnements n’en a pas été moins actif.Le rôle du climat a d’abord été évoqué (Vita Finzi, 1969 ;Bintliff, 1977) avant que celui des sociétés humaines ne soitmis en avant (Dufaure, 1976 ; Van Andel et al., 1990 ; VanAndel et Zangger, 1990). Les recherches les plus récentestémoignent de la complexité des systèmes environnemen-taux et morphogéniques et du rôle des combinaisons entreces deux type de forçages (Bintliff, 1992 ; Fouache, 1999 ;Lespez, 2003). Elles soulignent la difficulté des comparai-sons entre des travaux qui utilisent des indicateurs géomor-phologiques et paléobiologiques, mais qui portent sur des

espaces de dimensions très différentes. En effet, ces étudessont associées aux environnements immédiats des sites ar-chéologiques (Van Andel et al., 1995 ; Lespez et al., 2000,2003 ; Fuchs et al., 2004 ; Fouache et al., 2005) ou à de pe-tites plaines alluviales ou littorales (Van Andel et al., 1990 ;Maas et al., 1999 ; Pope et al., 2003 ; Pavlopoulos et al.,2003) ou encore à des vallées plus importantes (Van Andelet al., 1990 ; Fouache, 1999 ; Krahtopoulou, 2000 ; Lespez,2003), voire à de larges vallées ou plaines deltaïques (Bint-liff, 1977 ; Kraft et al., 1987 ; Van Andel et al., 1990 ;Fouache, 1999 ; Besonen et al., 2003 ; Vött et al., 2006).Afin d’intégrer ces différentes échelles, de nouvelles re-cherches ont été entreprises en Grèce du Nord. Elles s’ap-puient sur des investigations systématiques, menées del’échelle du bassin versant élémentaire à celle des zones detransfert et de sédimentation de plus grande taille, versl’aval. Elles reposent sur une démarche systémique qui as-socie l’approche comparative de bassins versants de mêmeordre (étude des similitudes) et l’étude des relations fonc-tionnelles entre les différents niveaux scalaires (étude desinteractions). Cette démarche encore rarement pratiquéepour l’Holocène (Allée, 2003 ; Devillers, 2005 ; Allée etLespez, 2006) est de plus en plus préconisée pour l’étude dufonctionnement contemporain des systèmes fluviaux (Fryirset Brierley, 2001 ; Liébault, 2003 ; Brierley et Fryirs, 2005 ;Piegay et Schumm, 2005). La recherche se propose ainsid’étudier la place et le rôle dans l’espace et dans le tempsdes différents forçages sur la morphogenèse fluviale.

Une approche multi-scalaire en Grèce du Nord

Situé en Grèce du Nord, le terrain d’étude correspond à laMacédoine orientale entre la basse vallée du Strymon, àl’ouest, et celle du Nestos, à l’est (fig. 1). Il représente lapartie méridionale du massif gréco-bulgare du Rhodope.Celui-ci est caractérisé par une série de fossés d’origine tec-tonique et d’âge néogène (basse vallée du Strymon, plainede Philippes-Drama, delta du Nestos) parfois immergés dansla mer Égée comme le golfe du Strymon ou celui de Kava-la. Les reliefs correspondent aux blocs soulevés du soclemétamorphique et culminent entre 1200 m (île de Thasos)et 2100 m (Phalakron). Les systèmes de piémonts sont par-ticulièrement bien développés (fig. 1C) et correspondent àde vastes cônes de déjection pléistocènes (Lespez et Dalon-geville, 1998). Les formations holocènes ont recouvert lesdépôts pléistocènes sous forme de cônes alluviaux, dedépôts deltaïques ou constituent des systèmes de deux outrois terrasses alluviales emboîtées (Lespez, 1999, 2003).

Un travail de recherche systématique sur le terrain a étéentrepris sur les séquences holocènes de la plaine de Phi-lippes-Drama, des vallées inférieures de l’Angitis et du Stry-mon et de l’île de Thasos. Il s’appuie sur l’examen de coupesstratigraphiques dégagées dans les séquences alluviales parl’incision naturelle des cours d’eau ou à l’occasion de tran-chées artificielles. Il a été complété par une campagne de ca-rottages (carottier manuel à percussion) dans les basses val-lées de l’Angitis et du Strymon et dans les plaines littorales

90 Géomorphologie : relief, processus, environnement, 2007, n° 1, p. ???

Laurent Lespez

de l’île de Thasos et par de nombreux sondages à la pellemécanique effectués au cours de fouilles archéologiques encollaboration avec la 18e Ephorie des Antiquités Classiqueset Préhistoriques de Kavala et l’École Française d’Athènes.Les faciès sédimentaires ont été identifiés par la descriptionmacroscopique sur le terrain, par des analyses granulomé-

triques, après destruction de lamatière organique (granulo-mètre laser Coulter LS 200) etpar l’observation des fractionssableuses à la loupe binoculai-re. Les investigations de labora-toire ont été complétées par desanalyses micromorphologiquesfaites sur des lames minces degrand format (6 x 13 cm). Lecontrôle chronologique est assu-ré par des datations radiocarbo-ne conventionnelles (laboratoireDemocritos d’Athènes, Centrede datation par le radiocarbonede Lyon), par des datations ra-diocarbone AMS (Oxford etInstitut de Physique d’Erlangen)(tab. 1) par les nombreux jalonsarchéologiques retrouvés dansles sondages, et avec l’aide desinformations historiques et car-tographiques disponibles pourla période la plus récente.

L’approche multi-scalaire doitpermettre de tester la sensibilitéde chaque bassin versant à diffé-rents facteurs de contrôle et decomprendre le poids des diffé-rents forçages aux différenteséchelles des systèmes fluviaux.Les résultats obtenus sont pré-sentés en respectant un ordrecroissant de dimension des sys-tèmes fluviaux.

L’hétérochronie des réponsesgéomorphologiquesdans les petitsbassins versants(0-40 km2)

La première échelle d’étudecorrespond aux petits bassinsversants (1 à 40 km2) associésaux cours d’eau temporairesd’ordre 1 à 3. Le choix de l’îlede Thasos (fig. 1B) s’expliquepar la possibilité de comparerl’évolution morphosédimentai-

re de bassins versants de taille semblable, dans des contextesgéologique (socle du Rhodope dominé par les affleurementsde marbres et de gneiss), bioclimatique (étagement méditer-ranéen) et socio-historique similaires pour les sept derniersmillénaires, du fait de la petite dimension de l’île (30 km dediamètre).

91Géomorphologie : relief, processus, environnement, 2007, n° 1, p. ?????

Dynamiques holocènes de systèmes fluviaux

T

TT

T

T

T

T

T

T

T

Angitis

Egée

Mer

Kavala

Drama

1 2 43 985

Angitis

6 107T 1 11

Strymon0 1 2 3 km

N4 5

Phalakron1450 m

Menokion

1880 m

Pangée

1956 m

Monts deLekani

1300 m

45 m

Symbolon

616 m

Gorges de

Stena Petras

SitagriDoxato

KrÈnides

Xeropotamos

S. Angista

Sphelinos

8

7

9

10

116

5

12

13

13

14

15

0 100

Grèce Mer

Egée

200 km1 2

0 2,5 5 km

N

4 5

Limenas-Thasos

SkalaSotiros

Agios Ioannis

Mer Egée

1208 m

Liménaria

T. Kastro

6

3

1

2

3

4

3

A B

C

24° E

24° E20° E

40°N

38°N

40° N

38° N

36°N

24° 30' E

24° 40' E

24° 40' E

40°45' N 40°45'N

40°40'N

41’ N

40° 50' N

41°10' N

41' N

40° 50' N

41°10' N

24° E 24° 25'E

24° E 24°25'E

Fig. 1 – Les terrains d'étude. A : Carte de localisation. B : Carte géologique simplifiée de l’île de Tha-sos ; 1 : socle métamorphique du Rhodope ; 2 : terrains néogènes (conglomérat) ; 3 : formationsquaternaires ; 4 : écoulement temporaire ; 5 : côte rocheuse ; 6 : localisation des bassins versants étu-diés. C : Carte géologique simplifiée de la Macédoine orientale continentale ; 1 : socle métamorphiquedu Rhodope ; 2 : terrains néogènes (principalement marnes et conglomérats) ; 3 : cônes de déjectionpléistocènes ; 4 : formations alluviales du Pléistocène inférieur et moyen ; 5 : formations alluvialesholocènes ; 6 : dépôts palustres holocènes ; 7 : tourbe (ancien marais de Philippes) ; 8 : faille (attes-tée, probable) ; 9 : écoulement pérenne ; 10 : écoulement temporaire ; 11 : localisation des petitsbassins versants étudiés.

Fig. 1 – Study areas. A: Location map. B: Simplified geological map of Thasos island; 1: metamorphicrocks of the Rhodope; 2: Neogene deposits (mainly marls and conglomerates); 3: Quaternary depo-sits; 4: ephemeral stream; 5: rocky coast; 6: location of studied river basin. C: Simplified geological mapof continental eastern Macedonia; 1: metamorphic rocks of the Rhodope; 2: Neogene marine, lacus-trine or continental deposits (mainly marls and conglomerates); 3: Pleistocene alluvial fan; 4: Lowerand Middle Pleistocene terra rossa and alluvial deposits; 5: Holocene alluvial deposit; 6: Holocenemarshy deposit; 7: peat (Old Marshes of Philippi); 8: fault (proven, probable); 9: perennial stream; 10:ephemeral stream; 11: location of small river basins studied.

Le bassin versant élémentaire de l’acropolede Thasos

Le bassin versant de l’acropole de Thasos (0,25 km2) aunord-est de l’île de Thasos (fig. 2A) constitue le plus modes-te et le plus oriental des trois bassins versants qui contribuentà la construction de la plaine littorale sur laquelle s’est instal-lée la ville antique. Il se développe au pied d’un amphithéâtremontagneux (155 m) et est drainé par deux écoulements tem-poraires qui ont déposé leurs sédiments sur le piémont et dansl’étroite plaine littorale. L’ampleur de l’alluvionnement, déjàsoulignée par Sintès (2003), a pu, localement, être étudiéeavec précision grâce à la réouverture d’un sondage archéolo-gique profond (fig. 2B ; Kohl et al., 2004).

Le substrat est localement formé par des gneiss jaunâtresaltérés en surface et des formations pléistocènes. Il estrecouvert par des formations colluvio-alluviales sur uneépaisseur de plus de 7 mètres. À la base, ce remblaiement estcaractérisé par la succession de deux types de formationsqui se ravinent. Les couches W1, X et Z correspondent à dessédiments fluviatiles constitués de lentilles centimétriquesou décimétriques de sables fins à grossiers (quartz, micas)issus principalement de l’érosion des gneiss du substrat oudes formations pléistocènes de piémont (fig. 2C, 2D). Cessables comportent des charbons de bois, des poussièrescharbonneuses et du matériel archéologique (os, coquilles,fragments de céramique, scories de fer) (fig. 2D). La conser-vation des traits sédimentaires implique une mise en place etun recouvrement rapide de ces formations fluviatiles. Cesformations sont interrompues à deux reprises (W2, Y) pardes couches plus compactes, noires et très hétérogènes,comprenant des limons, des sables et de très nombreux frag-ments de céramique, de bioclastes et de scories de fer(fig. 2E, 2F). Des charbons de bois colorent la totalité dusédiment et lui donnent sa tonalité sombre. Les nombreuses

discontinuités stratigraphiques subhorizontales confirmentune mise en place par le ruissellement d’un matériel rema-nié issu de niveaux d’occupation humaine. Cet ensemble debase est ensuite recouvert par plusieurs remblaiements col-luviaux et/ou alluviaux interrompus par des niveauxd’occupation et de construction.

La chronologie du remblaiement est fournie par l’abon-dant matériel archéologique. À la base, les restes d’un murnon daté indique la première période d’occupation du sitede Thasos, qui est contemporaine des premières traces decolluvionnement (W1) piégées dans un fossé peu profond.Un second mur (K) est daté, par les fragments de céra-mique associés, de la seconde moitié du VIIIe s. av. J.-C. etdes premières décennies du VIIe s. av. J.-C. soit avant lafondation de la cité antique par les Pariens (Khol et al.,2004). Le mur (D) construit sur les sédiments alluviaux lesplus récents de la base du sondage, est attribué à la fin du


Laurent Lespez

Site (fig. 1B, C)Numéro et codedu laboratoire

Profondeur(m)

MatérielDates 14C BP

(1 σσ)∆∆ 13C ‰ Ages calibrés BP (2 σσ)

Agios IoannisOxA-11306OxA-11307OxA-11308

1,421,050,90

CharbonCharbonCharbon

1 244 ± 341 803 ± 351 846 ±35

- 22,1- 24,2- 25,2

680-880 ap. J.-C.120-330 ap. J.-C.80-250 ap. J.-C.

Skala SotirosDEM-1277DEM-1278

2,30-2,8351,20-1,25

Limons organiquesLimons organiques

3 296 ± 154895 ± 120

- 27- 27

2 050-1 100 av. J.-C.890-1 310 av. J.-C.

Xéropotamos -Doxato

Ly-559 (OxA)Ly-8534

1,500,70

CharbonCharbon

3 385 ± 50470 ± 45

- 25,2- 25,4

1 832-1 534 av. J.-C.1 403-1 607 ap. J.-C.

Angitis –S. AngistaLy-8728Ly-8729Ly-8730

14,362,60-2,901,75-1,80

Limons organiquesLimons organiquesLimons organiques

12 460 ± 702 330 ± 501 945 ± 45

- 26,1- 26,2- 25,5

13 000-12 200 av. J.-C.701-216 av. J.-C.

26 av. J.-C. -192 ap. J.-C.

Angitis –Fidokoryphi

Erl-8792Erl-8791Erl-8789Erl-8790

DEM-1116

14,3611,188,027,54,60

CharbonCharbonCharbonCharbonCharbon

5 663 ± 514 685 ± 462 969 ± 432 545 ± 401 179 ± 26

- 18,8- 28,1- 25,7- 27,2- 25

4 650-4 364 av. J.-C.3 509-3 103 av. J.-C.1 371-1 051 av. J.-C.

804-540 av. J.-C.780-955 ap. J.-C.

Programme de calibration INTCAL98 (Stuiver e al., 1998)

Tableau 1 – Datations radiocarbone.

Table 1 – Radiocarbon dates.

Fig. 2 – Bassin versant de l’acropole de Thasos. A : Carte delocalisation ; 1 : bassin versant ; 2 : écoulements temporaires. B :Coupe schématique du sondage Kokkinos 2002. C : Base du son-dage (paroi sud). Chaque carré repéré fait 1 m de côté. D : Lamemince (LPNA) de la couche W1 montrant un assemblage détritiqueassez homométriques ; grains de quartz (2) et de mica ayantconservé un micro-litage d’origine sédimentaire et une forte teneuren charbons (1). E : Base du sondage (paroi nord). Chaque carrérepéré fait 1 m de côté ; F : Lame mince (LPNA) montrant le maté-riel hétérométrique tassé de la couche Y. On peut noter la fortecharge en charbons (1) en bioclastes de grande taille (3) et l’impré-gnation complète de la matrice fine par des microparticulescharbonneuses (2).

Fig. 2 – Catchment of Thasos Acropolis. A: Location map; 1: riverbasin; 2: ephemeral stream. B: Simplified cross-section of the exca-vation of Kokkinos 2002. C: Bottom of the excavation (southernside). Each square has sides of 1 m. D: Thin section (NPL) of layerW1. Fines layers of detritic and homometric sediment: grains ofquartz (2) and mica with abundant charcoals (1). E: Bottom of theexcavation (northern side). Each square has sides of 1 m. F: Thinsection (NPL). Heterometric and packed sediment of layer Y. Weobserve charcoals (1), bioclasts (3) and impure groundmass rich inmicro-charcoals (2).

VIIe s. av. J.-C., mais l’aggradation se poursuit jusqu’àl’époque romaine (IIe-Ier s. av. J.-C.) comme en témoignentles vestiges archéologiques (I) présents jusqu’au sommetdu sondage. Cette chronologie démontre la continuité de

l’aggradation alluviale dans ce petit bassin versant au coursdes sept siècles qui précédèrent le début de notre ère et cor-robore les observations faites dans le reste de la cité(Sintès, 2003).



0 100 200 m

N

Théâ‚tre

Agora

SondageKokkinos

2002

Acropole

Port ferméantique

Enceinte antique

Mer Egée

0 m

1

2

3

4

5

6

Mur

Formationspléistocènes

Mur

Egoût

Mur

Gneiss

A B

C

E

D

1

2

K

W1

W2

K W1

W2XYZ

D

B

I

W1

Y

X

Z

F

1

2

3

12

Remblaiementrécent

Les dépôts qui viennent d’être décrits apportent égalementdes éléments nouveaux sur le déclenchement de l’érosion.En effet, l’abondance des charbons de bois, des scories, desbattitures de fer et les vestiges archéologiques suggèrent uneactivité artisanale du travail du fer en relation avec l’activi-té minière découverte sur l’acropole de Thasos (Kohl et al.,2004). Ainsi, il semble bien qu’avant même la fondation dela cité par les Pariens, les populations indigènes de la Tha-sos protohistorique aient développé une activité de forge quia dû avoir des impacts importants sur l’environnement localet en particulier le couvert forestier. Les apports sédimen-taires ayant persisté jusqu’à l’époque romaine attestent unedéstabilisation durable des pentes dominant la cité. Malgréles travaux hydrauliques entrepris au cours de l’Antiquitédans et autour de la cité, un transfert régulier des sédimentsvers l’aval a pu être assuré par les petits cours d’eau quirejoignent la plaine littorale(Sintès, 2003).

Le petit bassin versantd’Agios Ioannis

Le bassin versant d’AgiosIoannis (2,5 km2) au sud-est del’île de Thasos (fig. 3) s’encais-se dans les reliefs du cap Ba-bouras et comporte une petiteplaine littorale recouverte parune oliveraie. L’occupation hu-maine y est attestée au cours duNéolithique final puis à plu-sieurs reprises au cours desépoques classique (Ve-IVe s. av.J.-C.), hellénistique (IVe-IIe s.av. J.-C.), paléochrétienne (IVe-VIe s. ap. J.-C.) et byzantine(VIIe-XIVe s. ap. J.-C.) (Papa-dopoulos, 2004). L’ampleur del’alluvionnement apparaît ex-ceptionnelle pour un bassin ver-sant de si petite dimension etpose le problème de la dyna-mique morphosédimentaire. Aucours de l’été 1998, un violentorage (G. Sintès, comm. pers.),survenu après un incendie deforêt ayant affecté la totalité dubassin versant, a engendré uneincision, profonde de 1 à 2 m,du talweg principal et de deuxaffluents. Cette coupe a livré leremplissage holocène de la plai-ne, en continu, le long des troiscours d’eau intermittents. À celas’est ajoutée une quinzaine desondages à la pelle mécaniquequi ont permis de reconstituer

un transect complet se rapportant au comblement de la peti-te plaine littorale (fig. 4A).

Au cours de l’Holocène ancien et moyen, les sols brunsrubéfiés se développent sur les formations pléistocènes (U1)alors que les cours d’eau sont légèrement incisés dans lefond de la plaine. Le cours d’eau principal remanie unegrave grossière en grande partie héritée (U2) alors qu’uncontributeur secondaire de rive gauche est colmaté par dessables limoneux qui témoignent également d’apports sédi-mentaires modestes. Cette situation perdure pendant lestrois millénaires suivants et la faiblesse de la sédimentationcolluviale explique que les populations des époques clas-sique et hellénistique aient pu réoccuper les niveaux d’habi-tat des populations préhistoriques. Par la suite, la sédimen-tation s’étend à l’ensemble de la plaine littorale (U3). Laprésence de nombreux charbons de bois dans ce remblaie-


Laurent Lespez

R

oute

litto

rale

0

Mer Egée

100

100

100

80

60

40

20

120

140

160

180

200

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100

80

60

20

40

80

200 400 m0

N1

6

5

3

4

11

A

7

10

B

C

2

8

9

Fig. 3 – Carte du bassin versant d’Agios Ioannis. A : Carte de localisation (équidistance descourbes de niveau : 4 m) ; 1 : écoulement intermittent ; 2 : talus, escarpement ; 3 : sols d’érosion surles marbres et les gneiss ; 4 : sols colluviaux sur les formations pléistocènes; 5 : formations alluvialesholocènes ; 6 : cordon littoral ; 7 : site d’Agios Ioannis ; 8 : vestiges archéologiques classiques et hel-lénistiques ; 9 : vestiges archéologiques paléochrétiens ; 10 : vestiges archéologiques byzantins ; 10 :transect étudié (fig. 4). B : Photographie de la plaine littorale. C : Incision récente d’une profondeur de1,2 m dans le remblaiement alluvial.

Fig. 3 – Map of the Agios Ioannis river basin. A: Location map (equidistance of contour line: 4 m);1: ephemeral stream; 2: scarp; 3: eroded soils on marbles and gneiss; 4: colluvial soils on Pleistoce-ne deposits; 5: Holocene deposits; 6: beach ridge; 7: archaeological site of Agios Ioannis; 8:archaeological remains of Classic and Hellenistic periods; 9: archaeological remains of Proto-byzan-tine period; 10. archaeological remains of Byzantine period; 10: cross-section studied (fig. 4); B:Picture of the coastal plain. C: Recent 1.2 m-deep incision into the alluvial fill.

ment alluvial limono-sableux, atteste l’occurrence d’un oude plusieurs incendies dans l’ensemble du bassin versant.Deux charbons de bois prélevés sur des coupes distantes deplus de 200 m ont été datés (1846 ± 35 ans BP : 80-250 cal.AD et 1803 ± 35 ans BP : 120-330 cal. AD) et permettentd’attribuer cette phase à l’époque romaine. Puis, le remplis-sage du chenal par des sables grossiers et des graviers (U4 ;fig. 4A) montre que les écoulements temporaires prennentune allure torrentielle. Une datation radiocarbone obtenuesur un charbon de bois (1244 ± 34 ans BP : 680-880 cal.

AD) permet d’attribuer cet épisode à la fin de l’époque pa-léochrétienne ou au début de la période byzantine. Des for-mations colluvio-alluviales (U5) ont ensuite remblayé l’en-semble de la plaine alluviale sur 1 à 2 mètres d’épaisseur etfossilisé des bâtiments de l’époque paléochrétienne. Elles secomposent principalement de limons sableux bruns embal-lant des cailloutis, mais également de lentilles de galets et degraviers granoclassés comportant des fragments de céra-mique hellénistique et paléochrétienne. Ces lentilles corres-pondent à des paléochenaux, profonds et larges de 0,3 à

0,9 m et témoignent d’écoulements torrentielsrépétés. Cette dynamique cesse au plus tard auXIXe siècle comme en témoignent la pédoge-nèse des formations colluvio-alluviales (décar-bonatation et précipitations micritiques, illu-viation argilo-limoneuse, structuration enagrégats pluri-centimétriques, fig. 4B) et lesnombreux oliviers, au moins centenaires, plan-tés sur le remblaiement. Au cours des deuxderniers siècles, la tendance est à nouveau àl’incision. Cette situation cesse à la suite d’in-cendies répétés au cours des dernières décen-nies comme le montre la construction de labasse terrasse U6.

L’instabilité de la plaine d’Agios Ioannis estdonc récente. L’impact des populations duNéolithique final (3 500 à 3 000 ans av. J-C.

environ) sur le système fluvial a été très limité. La dégrada-tion du milieu est à mettre au compte des sociétés antique etpaléochrétienne dont la présence et les activités agricoles(oléiculture en particulier) sont attestées localement par denombreux vestiges. Les sols nus sont sans doute devenusplus sensibles à l’érosion, mais celle-ci ne se nourrit d’abordque de dépôts fins qui viennent progressivement colmater leschenaux alluviaux. Malgré des épisodes d’incendies, lesformes de mise en culture pourraient, dans un premiertemps, avoir limité l’érosion des sols. L’accélération de l’al-luvionnement date de l’époque byzantine. En l’absenced’informations historiques précises, il est difficile de déter-miner localement l’utilisation du sol au cours de l’époquebyzantine (VIIe-XIVe s. ap. J.-C.) et au début de l’époqueottomane (XIVe-XVIIIe s. ap. J.-C.). Cependant, les informa-tions disponibles à l’échelle insulaire montrent uneredistribution du peuplement au profit des espaces monta-gnards au cours de ces époques (Bonias et al., 1990). Lesespaces littoraux furent alors caractérisés par le développe-ment des activités pastorales au détriment des cultures. Parailleurs, l’enrichissement du remblaiement colluvio-alluvialen particules charbonneuses (fig. 4B) indique que les incen-dies ont dû se répéter. Comme le montre la construction de latrès basse terrasse à la suite des incendies des dix dernièresannées, ceux-ci ont dû favoriser les processus d’érosion dessols, de transfert puis de sédimentation dans la plaine littora-le selon un modèle souvent vérifié ailleurs (Campo et al.,2006). Ainsi, dans un contexte climatique marqué par descrues méditerranéennes rares mais violentes, les processusd’érosion ont dû être exacerbés par la fréquence des incen-



Fig. 4 – Coupe d’Agios Ioannis. A : Coupe d’ensemble; 1 : limonssableux caillouteux; 2 : site archéologique; 3 : sables, graviers etgalets; 4 : sables; 5 : sables et graviers; 6 : limons sableux à gravierset cailloutis; 7 : sables limoneux; 8 : sables limoneux avec lits trèsriches en charbons et en cendres. B : Lame mince des formationscolluvio-alluviales (U5) montrant la charge grossière, marbres (1) etquartz, l’imprégnation de la matrice par des particules charbon-neuses (2) et des chenaux attestant d’une forte bioturbation (3).

Fig. 4 – Cross-section of Agios Ioannis. A: General cross-section;1: loamy sand with gravel; b : archaeological site; 3: sand, pebblesand cobbles; 4: sand; 5: sand and gravel; 6: sandy loam with gravelsand cobbles; 7: loamy sand; 8: loamy sand with layers rich in char-coals and ashes. B: Thin section of the colluvio-alluvial deposits (U5)with coarse sediment marbles (1) and quartz grains, groundmassrich in micro-charcoals (2) and channels, which testify to intense bio-turbation (3).

S5S6S7

S8S10

S9S13

S12

S11Lit actuel

mFouillearchéologique C12

3600‡ 200av. J.-C. 680-880

ap. J.-C.

m

80-250ap. J.-C.

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

1 3 40 25 50 100 m

U1U1

U2

U3

U3U4

U5 U5U6

2 7 85 6A

B

1

2

3

dies vraisemblablement associés au développement des pra-tiques pastorales. En revanche, au cours des deux dernierssiècles, le développement de l’oliveraie sur des terrasses deculture taillées dans les versants a favorisé, à nouveau, la sta-bilité des piémonts et de la plaine littorale.

Les résultats obtenus dans les bassins versants de l’acro-pole de Thasos et d’Agios Ioannis témoignent donc del’hétérochronie des alluvionnements. Celle-ci est confirméepar l’observation du cône torrentiel de Rachoni qui indiqueune instabilité chronique depuis l’âge du bronze au moins ettout au long de l’Antiquité. La petite plaine littorale situéeau sud de Skala Sotiros témoigne également de l’accroisse-ment des apports détritiques dès l’âge du bronze (post 3296± 154 ans BP : 2050-1100 ans cal. BC). Cette hétérochro-nie est la règle comme le montrent les résultats obtenus dansles bassins versants de petite dimension dans l’ensemble dela Macédoine orientale (fig. 5).

La complexité des réponsesgéomorphologiques dans lessystèmes fluviaux de dimensionmoyenne (40-300 km2)

L’étude des bassins versants de taille moyenne ne peutêtre conduite exclusivement dans l’île de Thasos où seuls lestorrents de Kastro-Liménaria, de Mariès et le Dipotamos deThéologos possèdent des bassins versants approchant les50 km2, d’ordre supérieur à 3. Les investigations ont doncété élargies aux bassins versants de l’Angitis et du Xéropo-tamos, en partie étudiés (Lespez 2003) et dont l’histoire dupeuplement et de la mise en valeur agricole est mieuxconnue (Lespez, 1999). Ces premiers résultats ont été com-plétés par de nouvelles observations, en particulier à l’avalde l’Angitis, qui permettent d’avoir une vision d’ensemblede ces systèmes fluviaux.

Le bassin versant de Kastro

Ce bassin versant allongé (43 km2) s’encaisse principale-ment dans les marbres et les gneiss formant un relief culmi-nant à 1208 m (fig. 1B). Il est drainé par le torrent de Kas-tro. D’étroites terrasses pléistocènes bordent la vallée prin-cipale et la petite plaine littorale de Liménaria, aujourd’huicouverte d’oliviers. À l’amont, la végétation étagée corres-pond à une formation basse buissonnante dégradée (phryga-ne) alors que le couvert forestier prend le relais au-dessus de500 m (chênaie mixte à châtaigniers puis pinède sur lespentes les plus élevées).

Dans ce contexte, les formations alluviales attribuables àl’Holocène possèdent une faible extension. Elles ne se trou-vent que le long de la petite vallée de Kalyvia et de celle deKastro à l’aval, où elles forment deux terrasses alluvialesemboîtées (fig. 6). La terrasse la plus récente T2 est compo-

sée par des dépôts de chenaux grossiers àblocs et galets dans une matrice sablo-gra-veleuse alternant avec des formations li-mono-sableuses de débordement. Elle estfaiblement incisée (0,8 à 1,5 m) par desécoulements récents et couverte de pla-tanes, de jeunes plantations d’oliviers oude friches parfois reconquises spontané-ment par les pins. Elle comporte vers lesommet des scories issues des activitésmétallurgiques développées à Liménaria àpartir de 1903 (Grandjean et Salviat,2000). Sa mise en place a sans aucun doutedébuté plus tôt, mais nous ne disposons en-core d’aucun élément de datation précis.La terrasse plus ancienne T1 dominant lelit actuel de 2 à 2,5 m, est observée régu-lièrement le long des deux vallées (fig. 6A,6B). Vers l’aval, elle est fossilisée sous lesdépôts alluviaux les plus récents (fig. 6C).Elle est constituée des sédiments alluviauxdéposés dans un chenal et lors de déborde-ments qui alternent avec des limons collu-

viaux rubéfiés comportant une charge grossière importanteissue d’apports latéraux. Une fouille de sauvetage dans levillage de Liménaria nous a permis d’établir un transect àtravers la vallée et de préciser l’âge des formations (fig. 6C).Le premier niveau archéologique reconnu est archaïque(VIe s. av. J.-C.) et témoigne d’une occupation établie sur lesformations pléistocènes alors que les deux derniers corres-pondent à un atelier de production d’amphores d’époquehellénistique (IVe s. ap. J.-C.). Les sédiments anciens (T1)interstratifiés dans les différents niveaux archéologiques at-testent la récurrence de l’activité torrentielle du cours d’eaude Kastro entre les VIe et IVe s. av. J.-C. L’importance desapports colluviaux et les dépôts fins de débordement témoi-gnent également d’apports latéraux issus de l’érosion dessols, qu’il faut mettre en relation avec le développement dela cité classique et la mise en valeur des plaines littorales etdes sections aval des bassins versants (Bonias et al., 1990)et peut-être avec l’oscillation climatique plus humide


Laurent Lespez

4000 av. J.-C. 2000 av. J.-C. 0 2000 ap. J.-C.

Îlede

Thasos

Néolithiqueâge dubronze

périodes classique hellen.

romaine

périodebyzantine

p. o

ttom

ane

plaine dePhilippesDrama

bassevallée del'Angitis

11. ravin de Sphelinos

2. Agios Ioannis

6. cône de déjection Krénidès

10. ravin d'Angista

1. Ancienne Thasos (Limenas)

3. Rachoni

5. vallée de Zygos

13. ravin de Gazoros

Grècemo-

derne

7. vallée du Zygactes

8. cône de déjection Nikisiani

4. Skala Sotiros

9. cône de Platanorema

12. ravin de Rhodolivos

Remblaiement continu et Èpais (1-3 m) Remblaiement discontinu et mince (< 1 m)

Localisation

Fig. 5 – Chronologie de l’aggradation alluviale dans de petits basins versants deMacédoine orientale.

Fig. 5 – Chronology of alluvial aggradation in small river basins in EasternMacedonia.

contemporaine du début de cette période (Issar, 2003 ;Willis, 1992 ; Willis et Bennet, 1994).

Les bassins versants de l’Angitis et duXéropotamos

L’Angitis et le Xéropotamos (fig. 1C) drainent, à l’amontdes gorges de Stena Petras, des bassins versants de dimen-sion comparable (respectivement 150 km2 et 250 km2 en-viron), mais qui possèdent des caractéristiques hydrolo-giques différentes. Le premier est un cours d’eau pérenne,alimenté par une exsurgence (5 m3/s) qui s’écoule dans lefond d’une vallée bien calibrée et caractérisée par un niveaude remblaiement principal dans lequel la rivière a incisé sonlit. En revanche, le Xéropotamos est un cours d’eau tempo-raire avec des crues dont la fréquence est pluri-annuelle. Il aconstruit un système de terrasses emboîtées à l’amont et,vers l’aval, un cône alluvial qui occupe une grande partie ducentre de la plaine de Philippes-Drama. À l’entrée desgorges de Sténa Petras, les eaux du Xéropotamos, de la ri-vière de Drama et du marais de Philippes viennent alimen-ter les débits de l’Angitis qui possède alors un module im-portant (environ 30 m3/s avant les travaux d’aménagementdes années 1930). Vers l’aval, l’Angitis se jette dans le Stry-mon (18 000 km2 et 80 m3/s) dans une vaste plaine alluvia-

le qui fut occupée par un lac avant les grands travaux dedrainage du début du XXe siècle.

Au cours de l’Holocène moyen, les fonds de vallées et laplaine de Drama-Philippes sont caractérisés par le dévelop-pement de sols limono-argileux noirs vertiques. La faibles-se des accumulations alluviales s’observe partout (Lespez1999, 2003). À l’aval des gorges de Stena Petras, dans la



A B

Est Ouest

Torrent de Kastro Drain de Kalyvia

U1

T1

?

T2

VIe s. av. J.-C.

?1

2

3

4

5

m

IVe s. av. J.-C.

IVe s. av. J.-C.

C

1 2 3 4

250 m 500 m

Fig. 6 – Les terrasses alluviales anciennes dans le bassin ver-sant de Kastro-Liménaria. A : terrasse ancienne (T1) 1,5 mau-dessus du lit du torrent de Kastro, à l’amont. B : Détail des maté-riaux de la terrasse T1. C : Coupe simplifiée du remplissage alluvialdans la section aval des torrents de Kastro et de Kalyvia ; 1 : forma-tions pléistocènes ; 2 : formation alluviale ancienne (limons sableuxà lentilles sablo-graveleuses, équivalent à T1), fossilisée par les allu-vions récentes (T2) ; 3 : dépôts grossiers (galets, graviers et sables)de la basse terrasse (T2) et des formations alluviales contempo-raines ; 4 : limons sableux de débordement de la basse terrasse (T2).

Fig. 6 – Old alluvial terraces in the Kastro-Limenaria river basin.A: Old alluvial terrace (T1) along the Kastro torrent. The alluvial ter-race lies 1.5 m abover the channel. B: Detail of T1 material; C:Simplified cross-section of the alluvial fill downstream of the Kastroand Kalyvia torrents; 1: Pleistocene deposits; 2: old alluvial sediment(T1, sandy silt with sand and gravel layers) covered by recent allu-vial deposits (T2); 3: coarse deposits (pebbles, sand) of the lowerterrace (T2) and of the current alluvial deposits; 4: overbank loamysand of the lower terrace (T1).

vallée de l’Angitis, la sédimentation alluviale est plus dila-tée (fig. 7). L’observation des dépôts (S. Angista, site 13,fig. 1C) montre un matériau fin sableux ou limoneux reflé-tant une aggradation alluviale progressive. Plus à l’aval,vers la confluence avec le Strymon, le carottage de Fidoko-ryphi (site 14, fig. 1C) montre une succession de sables al-luviaux et de limons de débordement sableux déposés dansune plaine alluviale marécageuse. L’aggradation alluvialereste modeste, environ 0,3 mm/an à l’amont (coupe deStathmos Angista) et 2 mm/an environ à l’aval (carottage deFidokoryphi) où les apports de l’Angitis et du Strymon secumulent sans doute. Il semble donc que, jusqu’au premiermillénaire de notre ère, l’atonie des systèmes hydrosédi-mentaires caractérise la plaine de Philippes-Drama.

À partir de l’âge du bronze, les forma-tions alluviales se développent. Elles ontété observées localement dans quelquesbassins versants de petites dimensionscomme celui de Krénidès, mais égalementle long du Xéropotamos où la premièrenappe alluviale identifiée est datée de3385 ± 50 BP : 1832-1534 cal. AD. À par-tir du milieu du premier millénaire avantnotre ère, l’augmentation des rythmes del’aggradation devient manifeste dans lavallée du Xéropotamos comme dans cellede l’Angitis (Lespez, 1999, 2003). Sur lecône alluvial du Xéropotamos, au coursdes trois derniers millénaires, le rythme del’aggradation alluviale double, de 0,3 à0,6 mm/an (Lespez, 2003), alors que lelong de la basse vallée de l’Angitis (S. An-gistas), il est multiplié par trois à l’amont,de 0,3 à 1,1 mm/an (Lespez, 2003), et par1,5 à l’aval, de 2 à 3 mm par/an (Fidoko-ryphi).

Cette augmentation des rythmes de sé-dimentation peut être reliée à l’extension des surfaces culti-vées sur l’ensemble des bassins versants de la plaine deDrama (Lespez, 1999, 2003). Elle correspond à deux pé-riodes d’alluvionnement : de l’Antiquité au début de la pé-riode byzantine (Ve s. av. J.-C. au VIe s. ap. J.-C.) et lors dela période ottomane (XIVe-début du XXe s. ap. J.-C). Toute-fois, les observations relevées dans les bassins versants del’Angitis et du Xéropotamos montrent la complexité dufonctionnement des systèmes fluviaux au cours de ces pé-riodes. La première de celles-ci demeure mal connue et ap-paraît particulièrement complexe. Le rôle joué par l’accen-tuation de la mise en valeur des sols dans le déclenchementde l’érosion peut être mis en évidence dans la basse valléede l’Angitis où l’alluvionnement s’accélère au cours des


Laurent Lespez

6000 4000 2000 0 2000 Calav J.-C./ap. J.-C.

0

5

??

2b. Cône alluvial0

5

T1 ( & A)T2 (A)

T3 ( , A, C, AH)

2a. Vallée à l'amont de Doxato

T2 (A)T3 (A, C, AH)

0

5

?

( , A, C, AH)

( , A)

2. Xeropotamos

3. Angitis

3b. Vallée, à l'aval de Stena Petras

0

53a. Vallée, à l'amont de Stena Petras

( , A, C, AH)(A)

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(A, C, AH)

(C )14

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2 mm/an

3 mm/an

1

0

5T2 (A)

T3 (A, C)

1. Torrent Kastro-Limenaria

3c. Plaine alluviale commune avec le Strymon (carottage de Fidokoryphi)

(C )14

(C )14

(C )14

C 14

C 14

C 14

C 14

C 14

Fig. 7 – Diagramme âge-profondeur des rem-blaiement alluviaux holocènes et des inci-sions du torrent de Kastro, du Xéropotamoset de l’Angitis. Les flèches en pointillé indi-quent la position des dépôts T1,T2 sous lesdépôts plus récents T3. 1 : limons de débor-dement, environnement palustre ; 2 : marneslacustres ; 3 : dépôts de chenaux (galets, gra-viers et sables) ; 4 : limons sableux de débor-dement. Contrôle chronologique d’après âgesradiocarbone, vestiges archéologiques, cartesanciennes (C), archives historiques (AH).

Fig. 7 – Age-depth diagram for Holocenealluvial units and incision in the Kastrotorrent, Xeropotamos and Angitis. Dottedarrows indicate position of deposits T1 andT2, which underlie T3. 1: overbank deposits,marshy area; 2: lacustrine marls; 3: channeldeposits (pebbles, gravels and sand); 4:overbank loamy sand. Dating control fromradiocarbon dating, archaeology (A), old maps(C), historical data (AH).

époques hellénistique et romaine (Lespez, 1999). Dans lebassin versant du Xéropotamos, cette première période d’al-luvionnement important intervient à la fin de la période im-périale et au cours de l’époque paléochrétienne (IIIe-VIIe s.ap. J.-C.). Les sédiments proviennent principalement del’érosion des sols bruns rubéfiés développés sur les forma-tions détritiques pléistocènes du piémont qui ont connu uneimportante mise en valeur agricole (vignoble et céréalicul-ture) à partir de l’époque hellénistique (Lespez, 1999). Ilexiste ainsi un décalage de plusieurs siècles entre le début del’érosion des sols et l’alluvionnement sur le cône alluvial.

La seconde période d’alluvionnement se déroule au coursde l’époque ottomane (XIVe-début du XXe s. ap. J.-C.). Elleest enregistrée dans l’ensemble de la Macédoine orientale etdans des bassins versants de tous ordres. Elle correspond, àl’amont, à des dépôts alluviaux grossiers, emboîtés dans lesterrasses plus anciennes, et se manifeste, vers l’aval, par uneaggradation alluviale (dépôts de chenaux, de limons dedébordement) et une mobilité latérale du chenal, comme surle cône alluvial du Xéropotamos. Dans ce bassin versant, lesdépôts, principalement d’origine montagnarde, proviennentde l’érosion des gneiss, des micaschistes et des marbres duRhodope. Les montagnes qui encadrent le bassin de Dramaétaient soumises au XVIIIe et au XIXe siècles à une trèsforte pression démographique et une intense mise en valeuragricole. En effet, l’essor des cultures commerciales,comme le tabac cultivé en terrasses sur les versants ou dansles fonds de vallées, et d’un important élevage extensif ovinet caprin, fait que les montagnes de Macédoine orientalesont à leur tour complètement mises en valeur. La mobilitédu chenal et le calibre des galets abandonnés dans les litstémoignent d’écoulements de compétence élevée et de fortsdébits de crues (Lespez, 2003), dont les événements hydro-climatiques qui ont caractérisé le petit âge de glacepourraient rendre compte (Grove et Rackham, 2003). Ainsi,les montagnes du Rhodope ont été peuplées et défrichées àpartir de l’époque byzantine et elles ont répondu à la crisedu petit âge de glace par des apports grossiers vers l’aval.

Discussion : l’intégration scalaire etle rôle des différents forçages

Les données collectées posent le problème du rôle dutemps dans les processus de transferts hydrosédimentairesau cours de l’Holocène. Nous discuterons de deux questionsmajeures : le rôle de l’anthropisation dans l’accélération del’aggradation alluviale et celui des interactions au sein dessystèmes fluviaux.

Relations du peuplement avec lescomposantes environnementales à l’échellerégionale

Comment comprendre la faiblesse des impacts des oscilla-tions climatiques dont les effets sont par ailleurs attestésdans le monde méditerranéen (Magny et al., 2002) et l’im-pact tardif des actions humaines sur les systèmes fluviaux

dans un espace pourtant largement peuplé depuis le Néoli-thique récent ? Faute d’enregistrements locaux indépendantsdes actions humaines en Macédoine orientale, la chronologieadoptée des oscillations climatiques est celle qui a été établiepour l’ensemble de la Méditerranée orientale (Issar, 2003).En revanche, les données disponibles sur le peuplement etles marqueurs de l’action des sociétés dans les bassins ver-sants permettent de poser précisément la question du rôle del’anthropisation des bassins versants dès le Néolithique. Denombreux auteurs soulignent la complexité de cette questionen particulier à l’échelle régionale et la nécessité de s’y at-tarder pour pouvoir évoquer véritablement le forçage an-thropique (Leveau, 1998 ; Van der Leeuw et al., 2003 ; Pro-vansal et Leveau, 2006 ; Leroyer et Allenet, 2006).

Afin de comprendre l’organisation du peuplement aucours du Néolithique et de l’âge du bronze et ses liens avecles composantes environnementales à l’échelle régionale,une analyse de la distribution spatiale des habitats de la plai-ne de Drama-Philippes a été entreprise. Elle repose sur laprise en compte de trois variables environnementales défi-nies dans un rayon de 2 km autour des sites archéologiquesconnus : la position topographique, le relief environnant etla nature des sols. La distribution des modalités desvariables et des sites permet de dresser une typologie dessites. Elle confirme la diversité des potentialités environne-mentales des habitats préhistoriques qui se répartissent enquatre groupes distincts. Deux groupes principaux peuventêtre observés. Il s’agit des sites (14) développés sur les solscalcimagnésiques, légers et relativement faciles à travailler,des plateaux marno-calcaires dominant la basse vallée del’Angitis (fig. 1C). Bintliff (1977) pensait d’ailleurs que cessols étaient, à l’échelle de la Grèce, vraisemblablement lesplus recherchés. Il s’agit néanmoins de sols d’aptitude agri-cole moyenne, handicapés par leur faible épaisseur et leurmodeste réserve hydrique. À l’opposé, on trouve unensemble de quinze sites, développés sur les espaces plansne possédant pas de qualité défensive manifeste, installéssur les sols argileux et lourds des piémonts et du centre de laplaine de Drama (fig. 1C). Les deux autres groupes sont net-tement moins importants. L’un comprend cinq sites localisésau pied des versants montagneux ou dans des environne-ments topographiques très contrastés, ce qui indique leurqualité défensive. Enfin, le groupe le plus réduit comprendquatre sites qui ne présentent aucune caractéristique particu-lière. Cette étude souligne la grande diversité des milieuxnaturels occupés par les habitats de la région étudiée etmontre l’impossibilité de dégager un modèle de peuplementunique pour ces périodes. La répartition du peuplementtémoigne des capacités d’adaptation des sociétés à des envi-ronnements variés au sein d’un même espace régional. Cetteadaptation a peut-être consisté à développer les activités lesplus favorables par rapport aux conditions de l’environne-ment local. Mais les petites communautés agricolesdisposant d’un espace suffisant ont vraisemblablement utili-sé indifféremment des sols de bonne qualité et des sols pluspauvres, car elle se souciaient plus du volume global desrécoltes disponibles que des rendements, comme le suggère



Fotiadis (1985) à l’occasion d’une étude du peuplementdans la basse vallée de l’Angitis.

Les conséquences de cette organisation du peuplement surl’évolution de la végétation méritent discussion. Dans laplaine de Philippes-Drama, les données sur l’histoire de lavégétation sont assez nombreuses et précises grâce aux ana-lyses palynologiques effectuées sur les matériaux extraits desondages dans le centre de l’ancien marais de Philippes(Greig et Turner, 1974). Dès 8 000 ans BP, l’ensemble de larégion est occupé par une chênaie mixte (les grains de pol-len arboréens représentant 90 % des grains de pollen) quin’est pas profondément modifiée avant 4 500-4 000 ansBP, c’est-à-dire la fin du bronze ancien (2 500 av. J.-C.). Ilfaut attendre la période de 1 900 à 1 300 av. J.-C. pour en-registrer les premiers signes incontestables d’une modifica-tion de la végétation par l’Homme. Au cours de l’âge dubronze récent et de l’âge du fer, le pourcentage encore élevéde grains de pollen arboréens témoigne d’un environnementlargement couvert de forêt qui ne sera véritablement désta-bilisé qu’à partir de l’Antiquité. Le recul forestier dans laplaine et sur les basses pentes est alors attesté par les don-nées historiques et archéologiques disponibles (Lespez,1999). Cette reconstitution de l’évolution régionale de la vé-gétation peut sembler étonnantecomparée aux données archéolo-giques qui montrent une occupa-tion assez importante et la pra-tique des activités agro-pasto-rales dès le Néolithique récent,dans la plaine de Drama (Lespez,1999). À ce titre, la confronta-tion avec les données obtenues àl’occasion des fouilles de DikiliTash est significative (site 15,fig. 1C ; Treuil, 1997 ; Lespez etal., 2000). La pratique de la cé-réaliculture (orge, blé vêtu et blénu) est attestée ainsi que la cultu-re des légumineuses (lentilles,ers, gesses) et du lin. L’étude desfaunes montre la prédominancedes porcs et des bovins sur lesmoutons et les chèvres. Cettepression agricole est confortéepar les analyses polliniques dessédiments remblayant la petitedépression marécageuse situéeau nord du site (Lespez et al.,2000). Pour l’âge du bronze, ellesindiquent la présence de céréales,de chanvre, de plantes messicoleset rudérales et révèlent une végé-tation caractéristique d’un espaceen partie cultivé et en partie enfriches. La végétation forestièreest réduite et se compose dechênes, de charmes, d’érables etde pins qui ont pu subsister sur

les basses pentes environnantes, alors qu’une ripisylve,composée d’aulnes, de saules et de peupliers, occupe le fonddu vallon. Les paysages largement ouverts autour du tell deDikili Tash à l’âge du bronze (fig. 8) contrastent avec la vé-gétation régionale encore globalement forestière que décri-vent les analyses polliniques effectuées dans le marais dePhilippes, à moins de 5 km du tell (Greig et Turner, 1974).Les défrichements du Néolithique et de l’âge du bronze sontvraisemblablement à l’origine de clairières, de taille impor-tante sans doute, mais localisées, sans que la végétation ré-gionale n’ait été profondément affectée. Cela explique le dé-calage de plusieurs millénaires entre le développement despremières communautés d’agriculteurs et l’évolution despaysages restituée par les analyses palynologiques commedans l’ensemble de l’espace balkanique (Willis, 1994 ; De-nèfle et al., 2000). Cela souligne également le rôle des effetsd’échelle dans la transformation des milieux qui accom-pagne le développement de la « néolithisation » (Edwardset al., 1994) et s’accorde avec les résultats des recherchesarchéologiques menées dans le monde égéen (Halstead,2000). En effet, celles-ci suggèrent souvent un modèled’agriculture varié, intensif, combinant à proximité des ha-bitats la culture des céréales, des légumineuses et un éleva-


Laurent Lespez

Ouest

Est

50 m

100 m

Nord

Sud

Tell de Dikili tash

B

50 m

70 m

2000 m

Monts de Lékani

Tell de Dikili Tash

Vallon humide à marécageux

Vallon humide à marécageuxCône de piémont Cône de piémont

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

500 m100 m 1000 m

1000 m100 m 500 m

C

c

a

b

d

0 250 m

Marbregneiss Formations

pléistocènes

Dépôtfluvio-

palustresholocènes

a

b

c dTell

Mare

A

Fig. 8 – Essai de reconstitution des paysages autour du site de Dikili Tash à l'âge du bronze(site 15, fig. 1C). 1 : sols bruns caillouteux des basses pentes des montagnes de Lékani ; 2 : solsbruns rubéfiés plus ou moins caillouteux des cônes de piémont ; 3 : sols alluviaux et palustreshydromorphes des marges du marais de Philippe ; 4 : dépôts anthropogènes du tell de Dikili Tash ;5 : habitations ; 6 : chêne à feuilles caduques, charme oriental ; 7 : pin; 8 : arbres de la ripisyle (peu-pliers, aulnes, saules) ; 9 : prairies humides, landes et friches ; 10 : cultures (légumineuses,céréales).

Fig. 8 – Hypothetical reconstruction of the landscape around the site of Dikili Tash during theBronze Age (site 15, fig. 1C). 1: stony soils of the lower slope of the Lekani Mountains; 2: brownrubefied soils, somewhat stony on the piedmont fans; 3: alluvial and marshy hydromorphic soilsaround the edges of the Philippi marsh; 4: anthropogenic deposits of the tell of Dikili Tash; 5: villagehouses; 6: oak and hornbeam; 7: pine; 8: riparian trees (poplar, alder, willow); 9: wet meadows, heathand fallow land; 10: cultivated land (cereals, leguminous plants).

ge diversifié (ovins, caprins, porcins et bovins) dont l’im-pact fut localement significatif mais qui n’a pu avoir qu’unefaible incidence sur les paysages végétaux régionaux. Ainsi,le processus d’anthropisation est développé, mais ses effetssur l’environnement sont encore partiels, du fait du caractè-re aléatoire et discontinu de l’emprise humaine.

L’étude nécessaire des interactions au seindes bassins versants

Pendant plusieurs millénaires, l’atonie des systèmeshydrosédimentaires observé dans l’ensemble des bassinsversants étudiés peut s’expliquer par le cadre géomorpholo-gique et bioclimatique peu favorable à l’expression descrises hydro-sédimentaires et le caractère partiel de l’empri-se humaine (Allée et Lespez, 2006). La couverture végétaleforestière et les ripisylves furent suffisamment importantespour empêcher les transferts sédimentaires abondants etgrossiers au sein des espaces de piémont et plus encore entreles fonds de vallées et ces espaces, atténuant vraisemblable-ment la portée des oscillations hydroclimatiques enregistréesailleurs (Magny et al., 2002). Au cours de l’âge du bronze,dans quelques bassins versants de l’île de Thasos et de laplaine de Drama-Philippes, la croissance des défrichements,en particulier sur les piémonts et les basses pentes monta-gnardes, a pu mettre à mal la résilience des environnementset des systèmes fluviaux expliquant le développement de lasédimentation alluviale (fig. 7). Le continuum fluvial devintlocalement efficace d’un point vue sédimentaire permettantd’enregistrer vers l’aval les effets de l’érosion se produisantà l’amont. Ensuite, l’expansion des systèmes agro-pastorauxet le développement des activités artisanales, à mettre, prin-cipalement, au compte des sociétés de l’Antiquité grecque,puis romaine sont responsables de l’harmonisation desrythmes de la mise en valeur et de l’utilisation du sol commele montre l’étude de l’île de Thasos. Dans le contexte clima-tique méditerranéen, la réduction de la résilience du milieudevint alors un fait majeur. Comme le montrent lesrecherches conduites dans les petits bassins versants thasienset continentaux, les systèmes fluviaux devinrent particulière-ment réactifs et les conséquences directes ou indirectes desincendies et des aléas hydroclimatiques, matérialisés par desdépôts de crues grossiers, furent beaucoup plus importantes.Même si tous les bassins versants élémentaires ne contribuè-rent pas de la même manière ni au même moment autransfert de matériaux, la croissance du nombre de contribu-teurs augmenta les volumes sédimentaires transitant dans lesorganismes collecteurs de plus grande dimension. Ainsi, àThasos, il semble que l’arrivée des Pariens et l’affirmationdu contrôle territorial par la cité classique (Bonias et al.,1990 ; Sintès et Brunet, 2003) aient joué un rôle primordialdans la généralisation de l’alluvionnement au milieu du pre-mier millénaire avant notre ère et dans l’uniformisation desrythmes sédimentaires enregistrée par les système fluviauxd’ordre médian, comme celui du torrent de Kastro, peut-êtreen relation avec l’oscillation climatique contemporaine, audébut du premier millénaire avant J.-C. (Issar, 2003 ;Willis, 1994).

En revanche, l’interaction complexe des chronologiesbio-climatiques et sociales explique que chaque petit bassinversant conserve une histoire propre et que l’hétérochroniedes remplissages alluviaux des petits cours d’eau se main-tienne à l’échelle régionale (fig. 5). Dans la plaine de Phi-lippes-Drama, la disparité des réponses de l’Angitis et duXéropotamos concerne également les systèmes fluviaux dedimension moyenne et souligne la complexité de leur fonc-tionnement. La sédimentation progressive observée le longde l’Angitis a dû être favorisée par la pérennité de l’écou-lement et des transferts hydrologiques, liée au contextegéologique du bassin versant. Au contraire, la réponse dé-calée de plusieurs siècles du Xéropotamos par rapport auxpremières phases de mise en valeur du bassin versant sug-gère un fonctionnement plus complexe du système fluvial(fig. 9). La production sédimentaire est vraisemblablementcalée sur l’histoire de la mise en valeur et s’affirme à partirde l’époque hellénistique (fig. 9A), mais le destockage sé-dimentaire et l’alluvionnement vers l’aval sont plus tardifs,datant de la fin de l’Empire romain et de l’époque paléo-chrétienne (fig. 9B). Les épais dépôts de débordement sug-gèrent l’impact de crues exceptionnelles dont les débits li-quides étaient suffisants pour prendre en charge les vo-lumes sédimentaires stockés sur les basses pentes et dans lefond de vallée. La première crise alluviale enregistrée dansle bassin versant du Xéropotamos serait ainsi le résultatd’un forçage climatique dont les conséquences morpholo-giques auraient été amplifiées par la mise en valeur préa-lable des finages. L’étude du bassin versant d’Agios Ioan-nis, montre à une échelle plus grande le même type de dy-namique accentuée par un changement des pratiques d’uti-lisation du sol.

Ces résultats confirment que, dans les systèmes fluviauxméditerranéens, le poids des événements extrêmes (Fouacheet Gaki-Papanastassiou, 1997 ; Calvet, 2006) favorise lesphénomènes d’« hysteresis pluricentennale » (Allée, 2003).Par comparaison, l’aggradation alluviale enregistrée pendantl’époque ottomane correspond à un fonctionnement plussimple (fig. 9C). La conjonction entre une mise en valeurcomplète par les activités agro-pastorales des bassins ver-sants de tous ordres et les années humides du petit âge deglace a dû favoriser le fonctionnement de la cascade sédi-mentaire de l’amont vers l’aval. La disparition des ripi-sylves, en particulier sous l’action du pastoralisme, et l’ab-sence de gestion hydrologique contraignante (Lespez,1999) assurent des connections sans entrave au sein desplaines alluviales en favorisant les reprises en charge et lesdéstockages des sédiments. À cela s’ajoute l’extension desfinages vers l’amont des bassins versants, ce qui augmentenotablement les coefficients d’écoulement et donc l’énergiedu système fluvial sous l’effet de la domination des pentesmontagnardes (Neboit et Lespez, 2006). Le XIXe et ledébut du XXe s. constituent de ce point de vue les périodesoù les connections au sein des systèmes fluviaux auront étéles plus favorables au fonctionnement de la cascade hydro-sédimentaire (fig. 9C) à l’image de ce qui a pu être observédans de nombreuses autres régions périméditerranéennes(Liébault, 2003; Jacob, 2003).



Conclusion

Les recherches présentées fournissent une étape importan-te dans la perspective d’une synthèse régionale comme celaa pu être réalisé ailleurs (Allée, 2003 ; Berger, 2003). Ellesmontrent déjà l’ambivalence du double força-ge anthropique et climatique et confirmentl’intérêt d’une approche géographique systé-mique des systèmes fluviaux sur le tempslong (Neboit et Lespez, 2006). En effet, lesbassins hydrographiques constituent des mo-saïques complexes contrôlées par des dyna-miques environnementales et des pratiquessociales qui interviennent à différentes

échelles spatiales et temporelles. Dans l’espace étudié, lespetits bassins versants sont apparus particulièrement sen-sibles aux effets des pratiques culturales et des événementshydrologiques exceptionnels (fig. 10) alors que les systèmesde plus grande dimension comme la basse vallée de l’Angi-


Laurent Lespez

phase 1: du VII s. av. J.-C. au III s. ap. J.-C. phase 2 : du III au VII s. ap. J.-C.e e e e

Erosiondes

versants

Monts de LÉkaniErosion

modérée

Erosiondes

versants

Socétés :- Mise en culture des versants et à l'aval

Climat :Rôle secondaire

Stockage

Aggradationmodérée

Déstockage et

Transfert

Aggradationimportante et brutale

Sociétés :Rôle secondaire

Climat :- Evènements hydro-climatiques exceptionnels

Monts de LékaniErosion

modérée

phase 3 : XVIII et XIX s. ap. J.-C.

Erosiondes

versants

Déstockage et

Transfert

Aggradationimportante et brutale

Sociétés :Mise en culturegénéralisée

Climat :- Evènements hydro-climatiques exceptionnels

Monts de LékaniErosion accélérée

12

A B C

Fig. 9 – Essai de reconstitution du fonctionnement du système fluvial du Xéropotamos. 1 : couplage versant-chenal ; 2 : connexionlongitudinale.

Fig. 9 – Hypothetical reconstruction of the Xeropotamos fluvial system. 1: slope–channel coupling; 2: longitudinal connectivity.

Echelle du temps

EchelleSpatiale

0 100 10 000 ans

1000

100

1 000

10 000km2

Bassinsversantsmoyens

Grandsbassinsversants

1 2 3

Petitsbassins versants

Fig. 10 – Taille des systèmes fluviaux etéchelles spatio-temporelles des contrôles cli-matiques et sociaux au cours de l'Holocène enMacédoine orientale. 1 : contrôle social ; 2 :contrôle climatique ; 3. événements météorolo-giques et sociaux.

Fig. 10 – Temporal and spatial patterns of cli-mate and social controls on Holocene fluvialsystems in eastern Macedonia. 1: social control;2: climatic control; 3: meteorological and socialevents.

tis, contrôlés par des relations hydrosédimentaires avec lesespaces d’amont, seraient plus sensibles aux phénomènesd’ampleur régionale ou globale comme les grandes oscilla-tions climatiques. Cette dépendance relative des niveauxscalaires à certains facteurs de contrôle plutôt qu’à d’autresexplique la difficulté des études comparatives entre les sys-tèmes fluviaux d’ordre différents mais également entre ceuxde même ordre, mais situés dans des espaces régionaux dif-férents. Dans ce contexte, les recherches menées en Macé-doine orientale montrent l’intérêt d’étudier des cours d’eaud’ordre médian (3-5) drainant des bassins versants de di-mension moyenne. Ces cours d’eau offrent en effet l’oppor-tunité d’analyser les deux grands types de contrôle d’origi-ne externe sur le système fluvial. Néanmoins, l’étude desconnexions doit être développée en essayant de mesurer,pour chaque époque et chaque niveau scalaire, l’efficacitédu couplage entre les versants et les chenaux et entre leschenaux de différents ordres afin de reconstituer plus préci-sément l’histoire de la cascade sédimentaire qui s’établit surle long terme. Il sera ainsi possible de dépasser les études decas aux significations limitées et de comprendre plus géné-ralement l’emboîtement scalaire des systèmes environne-mentaux (Brierley et al., 2006).

RemerciementsJe remercie la 18e Ephorie des Antiquités Classiques et

Préhistoriques de Kavala et l’École Française d’Athènespour le soutien logistique et financier qu’elles ont apporté àces recherches. Mes remerciements vont plus particulière-ment à D. Malamidou, S. Papadopoulos, R. Treuil et A.Müller et R. Davidson. Enfin, mes remerciements vont à P.-G. Salvador, C. Morhange et J.-C. Thouret ainsi qu’à unrelecteur anonyme pour l’attention qu’ils ont portée à cetarticle et qui a permis de l’améliorer.

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Laurent Lespez

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Article soumis le 18 juillet 2006, accepté le 26 février 2007.



dynamiques holocènes de systèmes fluviaux en grèce du nord : une approche comparative et...

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