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(1) Université Paris Ouest - Nanterre, 21 allée de l’Université, FR-92000 Nanterre - julien@monocycle.ch
(2) Université de Savoie, laboratoire EDYTEM – CNRS, FR-73373 Le Bourget du Lac
(3) LSCE, UMR CEA/CNRS 8212, L’Orme des Merisiers, Saclay, FR-91191 Gif-sur-Yvette cedex
(4) School of Earth Sciences, The University of Melbourne, VIC 3010, Australie
(5) Aix Marseille Université, CNRS, MCC, LAMPEA UMR 7269, FR-13094, Aix-en-Provence
(6) Laboratoire de Mesure du carbone 14, UMS 2572, CEA Saclay, FR-91191 Gif-sur-Yvette cedex
(7) Conservateur honoraire du Muséum de Lyon
(8) Université Paul Valéry - Montpellier 3
Paillet P. (dir.)
Les arts de la Préhistoire : micro-analyses, mises en contextes et conservation
Actes du colloque « Micro-analyses et datations de l'art préhistorique dans son contexte archéologique »,
MADAPCA - Paris, 16-18 novembre 2011
PALEO, numéro spécial, 2014, p. 41 à 50
Chapitre 1 : ANALYSER
1a - Analyses invasives
Programme
ANR
MADAPCA
41
La grotte des Deux-Ouvertures
à Saint-Martin-d’Ardèche :
approches chronométriques croisées
de la mise en place du massif stalagmitique
(U/Th et 14C AMS) : implications
quant aux fréquentations humaines de la cavité
et à la présence ursine dans la région
Julien MONNEY(1), Jean-Jacques DELANNOY(2), Dominique GENTY(3),
John HELLSTROM(4), Stéphane JAILLET(2), Évelyne KALTNECKER(3),
Nicolas LATEUR(5), Christophe MOREAU(6), Michel PHILIPPE(7),
Benjamin SADIER(2), Sonia STOCCHETTI(8), Hélène VALLADAS(3)
Résumé : Située à la sortie des gorges de l’Ardèche, la Grotte des Deux-Ouvertures (Saint-Martin-d’Ardèche) présente à la fois une
ornementation pariétale paléolithique, des traces de fréquentation par les ours des cavernes, ainsi que des stigmates d’activités
humaines dans l’argile (extraction ?). Au moment de la découverte, un massif stalagmitique obstruait le passage donnant accès aux
galeries où se trouvent ces vestiges. Une série de datations 14C AMS et U/Th a été réalisée au sein de ce bouchon de calcite en vue
de déterminer à quel moment le passage est devenu infranchissable pour les Hommes et les ours. Les résultats obtenus, couplés à
une étude géomorphologique du secteur, montrent que le massif a commencé sa formation aux environs de 9 500-9 800 cal BP et que
le passage s’est refermé peu après 6 000 cal BP. Bien qu’ils ne permettent pas de contraindre les phases d’ornementation paléolithique
du site, ces âges sont cohérents avec les données archéologiques qui montrent l’absence de vestiges dans la grotte dès après le
Néolithique ancien. Ils ont par ailleurs une incidence dans la discussion relative aux derniers ours des cavernes connus dans la région.
En effet, à la différence de la Grotte Chauvet, l’absence d’ossements d’ours des cavernes plus récents que 27 440 BP ne peut être
imputée ici à une fermeture des voies d’accès.
Introduction
Si la grotte des Deux-Ouvertures est une cavité connue de
longue date (Chiron 1896 - p. 484 ; Balazuc 1956 - p. 67),
jusqu’en 1984 la reconnaissance de son réseau venait
buter sur un imposant massif stalagmitique situé à la
jonction de ses deux galeries principales. C’est vers cette
époque qu’un courant d’air soufflant par le mince interstice
demeuré libre entre la voûte et le sommet du massif fut
décelé par les membres du Gress9, signe d’une probable
suite du réseau. Jugeant plus aisé de creuser dans l’argile
sous-jacente que de s’attaquer au massif lui-même, ils
entreprirent alors de le contourner par le dessous (Vicente
1986). Le 23décembre 1985, au terme du creusement d’un
tunnel de 7 m de long, ils débouchèrent dans une galerie
inconnue jusqu’alors - la galerie des Ours (ainsi nommée
en raison des nombreux ossements d’ours des cavernes
qui jonchaient le sol) - et repéraient sur les parois d’un étroit
boyau en cul-de-sac quelques figures gravées. Au fil de sa
croissance, la formation carbonatée était ainsi venue clore
peu à peu le passage jusqu’à rendre la suite du réseau
inaccessible.
Problématique
En l’absence d’autres voies d’accès probantes10, la
présence d’ossements d’ours des cavernes datés entre
30 220 et 27 440 BP (soit entre 35 100 et 31 270 cal BP)
(Argant & Philippe 2011 ; Bon et al. 2011 ; Elalouf et al.
2011 ; Philippe et al. 2009), celle d’art pariétal et de dépôts
archéologiques non datés11 mais néanmoins attribuables
au Paléolithique supérieur (Gély et Porte 1996, 1997,
1998 ; Monney et al. 2010), ainsi que l’absence de vestiges
clairement holocènes au-delà de ce bouchon de calcite12
posent plusieurs questions en lien avec la mise en place du
massif stalagmitique :
1. quand le passage a-t-il été condamné ?
2. cela permet-il de contraindre ou de préciser les phases
de fréquentation et d’ornementation paléolithiques ? ou à
tout le moins d’attribuer un âge minimal (terminus ante
quem) aux vestiges présents dans la grotte mais
impossibles à dater en tant que tels (notamment des traces
d’outils et de doigts présentes dans l’argile) ?
3. l’absence d’ossements d’ours des cavernes plus récents
que 27 440 BP (31 900 - 31 270 calBP) doit-elle être mise sur
le compte d’une fermeture des voies d’accès ou faut-il
envisager d’autres causes à échelle locale (p.ex. changement
de lieu d’hivernation) ou régionale (raréfaction/disparition de
l’espèce).
Ce sont ces questions qui ont motivé l’étude de la fermeture
de la galerie des Ours par le massif stalagmitique dans le
cadre du projet « Datation grottes ornées » (voir Monney et
al. 2014, ce volume). Les possibilités d’étude et de datation
de cette formation carbonatée se sont alors révélées
d’autant plus grandes que, suite au percement de la porte
d’entrée actuelle, puis surtout après l’épisode de pluies
torrentielles de septembre 2002, une large coupe naturelle
de plus de 1 m de haut s’est ouverte au sein du massif
stalagmitique. Les eaux de crue, en empruntant le tunnel
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(9) Groupe de Recherche et d’Exploration spéléologiques spiripontain.
(10) De fait, une autre voie d’accès fut dégagée (et rebouchée) postérieurement à la découverte, mais certains éléments suggèrent qu’elle
n’avait jamais été fréquentée auparavant.
(11) La datation 14C des dépôts archéologiques est actuellement en cours. Cela dit, une pointe à face plane découverte en fouille évoque
une/des incursion/s au Solutréen (Gély et Porte 1996). Mais d’autres phases de fréquentation et d’ornementation ne peuvent être exclues
pour le moment.
(12) De fait, seul le fond d’un petit récipient en verre (XVIIe-XIXesiècle ?) a été retrouvé après le massif stalagmitique. Il se situait au pied de
celui-ci et pourrait avoir glissé au travers de l’espace interstitiel entre la voûte et le massif, ou bien avoir été amené par les crues de 2002. Sa
présence ici n’est donc probablement pas représentative d’une incursion dans la galerie des Ours.
Les arts de la Préhistoire : micro-analyses, mises en contextes et conservation.
Chapitre 1 : ANALYSER 1a : Analyses invasives
Mots-clés : 14C AMS, Art pariétal paléolithique, Uranium-Thorium, Datation, Ardèche, Géomorphologie, Ours des cavernes.
Abstract: The Deux-Ouvertures cave (Saint-Martin-d’Ardèche, France): chronometric approaches of a stalagmitic dome (U/Th and 14C
AMS): archaeological and paleontological implications. Situated at the end of the Ardèche river gorges, the Deux-Ouvertures cave
(Saint-Martin-d’Ardèche) possess some palaeolithic rock art, numerous remains of cave bears and various evidences of human
activities (clay extraction?). When the cave was discovered, a stalagmitic dome closed the passageway to the galleries containing those
miscellaneous remains. A geomorphologic study of the area was carried out and a series of samples collected in the stalagmitic dome
which were subsequently dated by AMS 14C and U/Th in order to understand when the way was obstructed. The results show that the
calcite started its growth at about 9 500-9 800 cal BP and the way closed shortly after 6 000 cal BP. Unfortunately, these dates don’t
help to constrain the periods when humans decorated the cave during the Palaeolithic. Nevertheless, they give some important clues,
consistent with the archaeological data, regarding to the activities held in the cave during the Holocene. They also show that here, unlike
in Chauvet cave, the lack of cave bear bones younger than 27 440 BP cannot be linked with the closure of the entrance.
Key-words: 14C AMS, Parietal palaeolithic art, Uranium-Thorium, Chronology, Ardèche, Geomorphology, Cave bears.
creusé par les spéléologues lors de la découverte, ont en
effet emporté les sédiments argilo-limoneux sous-jacents.
Sapé de la sorte, le massif s’est alors retrouvé en porte-à-
faux au-dessus du vide et s’est effondré en partie sous son
poids. Cet événement offre aujourd’hui l’opportunité
d’accéder directement à une coupe stratigraphique sur
toute la hauteur de la séquence.
Dans un premier temps, les recherches se sont concentrées
sur une étude géomorphologique du secteur et sur
l’observation détaillée de la stratigraphie de façon à
appréhender les dynamiques de mise en place du massif.
C’est seulement au terme de cette étude préliminaire que
des échantillons de calcite et de charbon y ont été prélevés
en vue de datation. Aujourd’hui, les dates obtenues,
croisées avec les apports de l’approche géomorphologique,
permettent de discuter l’âge et les modalités de fermeture du
passage ainsi que ses implications en termes de
fréquentation humaine et animale de la cavité.
1 - Observations géomorphologiques
Les observations géomorphologiques menées aux Deux-
Ouvertures s’appuient sur les développements
méthodologiques conduits à la grotte Chauvet Pont-d’Arc
(Delannoy et al. 2005). L’objectif de l’approche
géomorphologique était ici de mieux saisir les modalités de
mise en place du bouchon stalagmitique. Celui-ci repose
sur des remplissages limoneux sableux et se compose de
trois générations de concrétionnement, lesquelles ont été
identifiées à partir de discordances angulaires présentes au
sein de la masse de calcite (fig. 1). La première phase de
concrétionnement (génération 1) peut être reliée à une
circulation hydrologique incrustante provenant plutôt de la
paroi gauche ; elle correspond à un dépôt de calcite qui, au
niveau de la coupe, se dispose aujourd’hui
subhorizontalement. La deuxième génération peut être
rapportée à un ruissellement le long de la paroi droite ; elle
est progradante sur la génération 1 et se caractérise au
niveau de la coupe par un dispositif oblique des strates de
croissance. Enfin, la génération 3, spatialement déportée
de quelques décimètres par rapport aux générations
précédentes, correspond aujourd’hui à la pousse d’un
nouvel édifice stalagmitique devant l’actuelle porte d’entrée.
Il est possible que la fracture qu’empruntait l’eau avant de
déposer la calcite de génération 2 ait fini par se colmater,
amenant ainsi le ruissellement à emprunter une trajectoire
différente. Cette hypothèse est supportée par l’identification
d’un plancher stalagmitique toujours actif, formé sur un petit
conduit perché au-dessus de la galerie principale et qui se
déverse 1 m environ à côté de la zone d’entrée.
2 - Observations stratigraphiques et
remarques quant à l’origine des charbons
L’observation de la stratigraphie naturelle dégagée au sein
du massif stalagmitique (donc exclusivement dans les deux
premières générations de concrétionnement) a par ailleurs
révélé l’existence de six horizons distincts contenant des
charbons (fig. 2). Le premier, et le seul à s’inscrire dans la
génération 1 de concrétionnement, se situe quelques
centimètres à peine au-dessus des couches argilo-
limoneuses qui supportent le massif. C’est le plus ancien
niveau de la séquence. En effet, malgré un examen attentif,
il n’a pas été possible d’en repérer d’autres dans les
couches argilo-limoneuses sous-jacentes. Le dernier
horizon (h.6) se trouve entre 25 et 30 cm sous la voûte
calcaire, tandis que les derniers centimètres qui terminent
la séquence sont dénués de charbon.
Bien que l’origine exacte des charbons soit difficile à cerner
(structures de combustion situées sur le massif ? torches
utilisées lors des incursions ? matériel extérieur acheminé
par les écoulements stalagmitiques ?), il est intéressant de
constater la présence de deux négatifs de branchettes au
sein de l’horizon 6. Ces fantômes évoquent des
branchettes dont la combustion n’était que partielle au
moment de leur emprisonnement dans la calcite et dont les
fibres ligneuses se sont décomposées par la suite. D’un
point de vue chronologique, elles possèdent une
importance, car ces branchettes ont l’intérêt de minimiser
l’éventualité d’un possible effet « charbon ancien ». En
effet, leur incorporation aux dépôts carbonatés sous forme
de bois laisse raisonnablement supposer que leur âge et
celui des niveaux de calcite dans lesquels elles se trouvent
ne présentent pas de décalage temporel important.
3 - Prélèvements et datations
Au total, dix-sept échantillons ont été prélevés dans les
strates du massif stalagmitique (fig. 2). Leur position a été
sélectionnée de façon à disposer de jalons couvrant toute
la hauteur de la stratigraphie, de la base jusqu’à la voûte.
Techniquement parlant, de petits cubes de calcite ont été
découpés à l’aide d’une microscie diamantée avant d’être
détachés au burin par effet de levier. Ces prélèvements ont
par ailleurs été ciblés pour que les cubes de calcite
concernés intègrent des charbons, de sorte que cette
association intime entre charbon et calcite permette une
comparaison directe des résultats radiométriques obtenus.
3.1 - Traitement des échantillons de charbon
Les échantillons de charbon ont été traités chimiquement
au Laboratoire des Sciences du Climat et de
l’Environnement (CNRS/CEA/UVSQ) pour éliminer les
contaminations en carbone étranger, puis ils ont été oxydés
en gaz carbonique avant d’être réduits en graphite (voir
Valladas et al. 2014, ce volume). La datation carbone 14 en
spectrométrie de masse par accélérateur des pastilles de
graphite a finalement été effectuée sur l’accélérateur
Artemis (LMC, CEN, Saclay).
3.2 - Traitement des échantillons de calcite
Pour les analyses radiocarbones de calcite, environ 10 mg
de calcite ont été attaqués par de l’acide orthophosphorique
déshydraté à 60 °C produisant du CO2qui a ensuite été
réduit par de l’hydrogène en présence de fer (poudre) à
600 °C. Le carbone, déposé sur cette poudre de fer, a alors
été pressé pour former une cible qui a été introduite dans
La grotte des Deux-Ouvertures à Saint-Martin-d’Ardèche : approches chronométriques croisées de la mise en place du massif stalagmitique
(U/Th et 14C AMS) : implications quant aux fréquentations humaines de la cavité et à la présence ursine dans la région
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l’accélérateur (Artemis ; UMS 2572, Saclay) afin de
procéder au comptage des atomes de C (12C, 13C, 14C).
L’activité 14C obtenue après normalisation pour un 13C de
- 25 ‰, dite conventionnelle, a alors été corrigée du
carbone mort issu de la dissolution de la roche encaissante
(Genty et al. 2001) puis calibrée afin d’obtenir un âge
comparable à l’âge uranium/thorium (Genty et al. 2011).
Quant aux analyses U/Th sur la calcite, elles ont été faites
sur un spectromètre de masse de type MC-ICP-MS
(Multicollector Inductively Coupled Plasma Mass
Spectrometry, Nu-Instruments) à l’université de Melbourne
(Australie). Sans rappeler tous les détails de la procédure,
le principe consiste à prélever 20 à 100 mg de calcite et à
extraire l’uranium et le thorium en utilisant des acides et une
résine adaptée (Hellstrom 2003). Les rapports isotopiques
de U et Th servent de base au calcul de l’âge mais, selon
le degré de contamination (visible sur le rapport
230Th/232Th et issue d’un apport de 230Th externe, non lié
à la désintégration radiogénique), une correction
« détritique » peut être appliquée ou non. L’incertitude finale
est largement conditionnée par cette correction qui, dans le
cas de cette étude, est importante.
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Les arts de la Préhistoire : micro-analyses, mises en contextes et conservation.
Chapitre 1 : ANALYSER 1a : Analyses invasives
Figure 1 - Massif stalagmitique de la grotte des Deux-Ouvertures : carton géomorphologique du secteur et coupe longitudinale du
massif. Les clichés montrent respectivement le massif stalagmitique côté entrée et côté fond (relevés et clichés J.-J. Delannoy, S. Jaillet,
B. Sadier).
Figure 1 - Massive stalagmite in Les Deux Ouvertures cave : geomorphological map of the sector and longitudinal section of the cliff.
The photographs show the massive stalagmite input from the entrance and the end of cave (tracings and pictures J.-J. Delannoy,
S. Jaillet, B. Sadier).
4 - Résultats
4.1 - Datation 14C AMS du charbon
Trois dates 14C AMS ont été obtenues à partir des charbons
issus du massif stalagmitique (Ech-06, Ech-09 et Ech-12).
Les résultats 14C obtenus (tableau 1) s’échelonnent de
façon cohérente et régulière en suivant l’ordre
chronostratigraphique des couches de calcite (fig. 2) :
Ech-06 : 8700 ± 60 BP, soit 9890-9540 ans cal BP ;
Ech-09 : 6185 ± 45 BP, soit 7240-6950 ans cal BP ;
Ech-12 : 5895 ± 35 BP, soit 6790-6640 ans cal BP.
4.2 - Datation 14C AMS de la calcite
Cinq analyses 14C AMS effectuées sur les fragments de
calcite donnent des âges voisins de ceux obtenus sur les
charbons. Ils se situent entre 5 800 BP et 9 200 BP (soit
environ entre 6300 et 10 400 cal BP) non corrigés en
carbone mort (tabl. 1). Comme attendu en raison de
l’incorporation de carbone mort, ces dates sont
sensiblement plus élevées (d’environ 500 à 700 ans) que
leurs homologues sur charbon situés sur les mêmes
niveaux stratigraphiques. Afin d’estimer la proportion de
carbone mort (ou dcp pour dead carbon proportion ; Genty
et al. 2001) contenu dans les échantillons et en tenir
compte, celle-ci a été calculée à partir des deux
échantillons de calcite (calc-1.3 et calc-3.4) auxquels des
charbons datés étaient associés (respectivement Ech-06 et
Ech-09), soit parce qu’échantillons de charbon et de calcite
étaient directement côte à côte, soit parce qu’ils se
trouvaient dans la même couche. Dans les deux cas, les
proportions de C mort se sont révélées très similaires
(6,8 % ± 1,7), ce qui suggère l’intégration d’un taux
relativement constant de carbone mort au sein du massif
stalagmitique. L’âge de tous les échantillons a ensuite été
La grotte des Deux-Ouvertures à Saint-Martin-d’Ardèche : approches chronométriques croisées de la mise en place du massif stalagmitique
(U/Th et 14C AMS) : implications quant aux fréquentations humaines de la cavité et à la présence ursine dans la région
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Figure 2 - Relevé de la coupe stratigraphique apparente au sein du massif stalagmitique sur laquelle a été reportée la position des
échantillons de calcite et de charbon datés (relevé L. Baracchini, N. Lateur, J. Monney, S. Stocchetti).
Figure 2 - Drawing of stratigraphic section from the stalagmite with localisation of the calcite and carbon samples dated (tracing
L. Baracchini, N. Lateur, J. Monney, S. Stocchetti).
corrigé à partir de cette valeur avant d’être calibré. Au final,
les dates 14C AMS sur calcite s’échelonnent de 9750 à
6050 cal BP (tabl. 1).
Si cette manipulation ne permet pas à proprement parler
d’apprécier la cohérence respective des dates sur charbon
et sur carbonate (puisque les résultats sur carbonate ont
été corrigés à partir de ceux sur charbon), elle permet,
néanmoins, de disposer de dates pour les niveaux du
massif stalagmitique dans lesquels ne se trouve aucun
charbon. Ceci est le cas des couches sommitales qui sont
partiellement en contact avec la voûte (calc-top) et ont clos
l’accès aux Hommes.
4.3 - Datations U/Th de la calcite
Les quatre résultats obtenus par datation U/Th
d’échantillons de calcite sont plus imprécis (tabl. 2 et fig. 2).
En effet, le rapport 230Th/232Th est peu élevé, entre 2,8 et
5,4, ce qui implique la présence possible de thorium
détritique en leur sein (Aitken 1990). Un facteur correctif a
été appliqué à ces dates de façon à minimiser l’impact du
thorium détritique sur les âges obtenus, ce qui se traduit
corrélativement par d’importantes marges d’erreur (à titre
d’exemple, l’échantillon Ech-top a un âge U/Th brut de
33 ka/2000 ; une fois corrigé, celui-ci est ramené à
7521 ka/2000 avec une incertitude à 2 s de 8654 ka.). Au
vu de ces marges d’erreur conséquentes, on ne s’étonnera
pas de constater des inversions chronologiques au sein de
la séquence stratigraphique, ainsi que des écarts par
rapport aux résultats 14C AMS.
On notera néanmoins que le résultat le plus cohérent avec la
date 14C AMS provenant du même horizon stratigraphique
(calc-1.3 et Ech-06) est celui pour lequel le rapport
230Th/232Th se trouve être le plus élevé (5,4). Quoiqu’il en
soit, si ces dates possèdent un certain intérêt méthodologique
et confortent l’âge holocène du massif, elles doivent selon
nous être laissées de côté lors de raisonnements
archéologiques nécessitant une résolution plus fine.
4.4 - Début du concrétionnement et vitesses
de croissance
À partir des dates obtenues et en l’absence de passées de
calcite au sein des couches argilo-limoneuses sur
lesquelles repose le massif stalagmitique, on peut estimer
que sa croissance a débuté peu avant 9500-9800 cal BP
(7600-7900 cal BC).
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Les arts de la Préhistoire : micro-analyses, mises en contextes et conservation.
Chapitre 1 : ANALYSER 1a : Analyses invasives
No Ech. Nature du
prélèvement
Date du
prélèvement Localisation C
(mg) Date Écart-type Réf. labo Dates calibrées BP
(cal BP, 2 s)
Dates calibrées BP
(2 s) corr. dcp
Ech-12 Charbon 38447 Massif stalagmitique / Horizon 5 1,28 5895 35 GifA-09463/
SacA18202 6790-6640
Ech-09 Charbon 38447 Massif stalagmitique / Horizon 3 0,68 6185 45 GifA-09462/
SacA18201 7240-6950
Ech-06 Charbon 38447 Massif stalagmitique / Horizon 1 0,24 8700 60 GifA-09461/
SacA18200 9890-9540
calc-top Calcite 38447 Massif stalagmitique / Sommet de la
stratigraphie 1,11 5860 35 SacA18996 6050 ± 390
calc-4.2 (5,6 cm) Calcite 38447 Massif stalagmitique / Horizon 4 1,33 6000 35 SacA18995 6210 ± 440
calc-4.2 (6,9 cm) Calcite 38447 Massif stalagmitique / Horizon 4 1,16 6255 35 SacA18994 6490 ± 460
calc-3.4 Calcite 38447 Massif stalagmitique / Horizon 3 1,1 6810 35 SacA18993 7115 ± 390
calc-1.3 Calcite 38447 Massif stalagmitique / Horizon 1 1,42 9205 40 SacA18992 9750 ± 450
[BG-1987-1] Charbon 1987 Vestibule des Mouchages / Surface du sol - 8950 490 Ly-4461 11 620-8780
-6500 120 GifA-88064 7590- 7170
-6305 30 GifA-80170/
SacA12036 7290-7170
Charb-B Charbon 37945
Galerie remontant vers Baume des Cloches /
Surface du sol 1,5 5835 30 GifA-90228/
SacA14253 6740-6560
Charb-F Charbon 38874 Secteur orné / Creux sur la tablette
stalagmitique 1,55 6160 45 GifA-10303/
SacA23076 7230- 6930
Ech-03 Charbon 38447 En bordure du massif stalagmitique 1,58 6140 45 GifA-09460/
SacA18199 7160-6910
Ech-18 Charbon 38447 Entrée ouest / Dans maçonnerie du bassin
de rétention d'eau 1,36 890 35 GifA-11136/
SacA24984 910-730
Massif stalagmitique
-
Charbons
Massif stalagmitique -
Calcite
Surface du sol ou affleurement -
Charbons
[BG-1987-2] Charbon
Sous un plancher stalagmitique superficiel
(?), au contact d'ossements d'Ursus
spelaeus
1987
Tableau 1 - Inventaire des datations 14C sur charbon et sur calcite provenant de la grotte des Deux-Ouvertures et citées dans le texte.
Toutes sont des dates AMS, à l’exception de celle réalisée en 14C conventionnel par le laboratoire de Lyon.
Tableau 1 - Inventory of 14C dating of charcoal and calcite from Les Deux-Ouvertures Cave cited in the text. All dates are AMS, with the
exception of the one conventional 14C performed by the laboratory of Lyon.
Entre cette date et la dernière obtenue au sommet de la
séquence (6050 cal BP), il semblerait par ailleurs que le
massif ait eu une croissance relativement rapide13 puisqu’il
a poussé par endroits de plus de 120 cm, soit une moyenne
de 4 cm par siècle, avec des taux de croissance assez
constants :
- 3,3 cm par siècle entre h.1 et h.3 ;
- 4,5 cm par siècle entre h.3 et h.5 ;
- 5 cm par siècle entre h.5 et le sommet du massif.
Aujourd’hui, bien qu’il paraisse se dérouler à un rythme plus
lent, le concrétionnement est encore actif et une fine
pellicule de calcite (d’épaisseur millimétrique) s’est formée
depuis 1988 sur les surfaces dégagées suite au percement
de la porte. Le rythme de croissance actuel que l’on peut en
déduire (1 à 2 mm en près de 25 ans) est bien inférieur à
ceux mesurés au sein de la formation carbonatée (3 à
5 cm/s) et suggère une activité ralentie. Ceci est corroboré
par les observations menées depuis la découverte. En
effet, en dehors d’événements exceptionnels tels que les
pluies torrentielles de 2002, la quantité d’eau qui s’écoule à
sa surface semble trop faible pour approvisionner le petit
bassin implanté à sa base (côté entrée), dont un charbon
issu de la maçonnerie a livré un âge de 890 ± 35 BP (soit
1040-1217 ap. J.-C.). La présence de ce bassin évoque
une petite rétention d’eau et l’existence à cet endroit de
ruissellements plus importants que l’actuel. À une date
postérieure à 1040-1217 ap. J.-C., la quantité d’eau à
ruisseler a en effet dû être suffisante (même si c’est peut-
être très temporairement) pour motiver sa construction, ce
qui ne serait pas le cas aujourd’hui.
4.5 - Date de fermeture du passage
Si l’espace entre la voûte de la galerie et le sommet du
dôme stalagmitique n’a jamais été hermétiquement clos
(l’espace résiduel qui avait motivé la désobstruction
de 1984 étant resté visible jusqu’au percement de la porte
d’entrée ; comm. pers. J.-M. Chauvet), les résultats obtenus
permettent néanmoins de circonscrire le moment où le
passage devint impraticable pour les Hommes. À cet égard,
la date effectuée sur un charbon de l’horizon 5 (Ech-12)
fournit un élément de discussion important. En effet, cet
horizon se situe à environ 30 cm sous la voûte, ce qui
correspond aux dimensions nécessaires au passage d’un
individu de corpulence moyenne. On peut donc supposer
que le franchissement du bouchon de calcite était encore
possible, bien que le passage soit étroit, alors que la
surface du massif avait atteint ce niveau, soit un peu après
6 600 cal BP (4700 cal BC). Quant à la date 14C AMS sur
calcite obtenue au sommet de la séquence (calc-top :
(13) Bien que la date la plus récente obtenue au sommet du
massif ne reflète pas la fin du concrétionnement (le flux
incrustant ayant été dévié à un moment donné), il est
intéressant de constater que la fourchette chronologique dont
nous disposons pour son développement coïncide
approximativement avec celui des gours de Lascaux (~6 à
9 ka, comme ici) (Genty et al. 2011).
La grotte des Deux-Ouvertures à Saint-Martin-d’Ardèche : approches chronométriques croisées de la mise en place du massif stalagmitique
(U/Th et 14C AMS) : implications quant aux fréquentations humaines de la cavité et à la présence ursine dans la région
47
N° Ech. Mass/g 238U ng/g 2SE 238/V 230Th/238U activité 95% ext. 234U/238U
activité 95% ext. Âge/Ka 95 % err. 232Th/238U activité 2se 230Th/232Th i 2sd 230Th/232Th
activité
U utilisé
(ng)
Âge U/Th corr.
(Ka)
Écart-type
(2 s) BC [4/8]i corr. 2se
DEE-top 0,0593 168 13 1,27 0,2513 0,0034 0,96 0,0023 3 3,081 0,515 0,090997 0,001997 2,2 0,65 2,8 3 7,521 8,654 0,9591 0,0026
DEE-4.2 0,0934 158 12 1,35 0,2288 0,0032 0,9726 0,0025 29,203 0,46 0,075713 0,002751 2,2 0,65 3 4,4 8,611 6,938 0,9719 0,0027
DEE-3.4 0,0491 142 11 0,75 0,1932 0,0026 0,9701 0,0023 24,183 0,35 0,040288 0,000783 2,2 0,65 4,8 2,1 13,803 3,297 0,9689 0,0024
DEE-1.3 0,028 150 11 0,37 0,1302 0,0027 0,9685 0,0033 15,717 0,342 0,023931 0,000708 2,2 0,65 5,4 1,3 9,653 1,869 0,9676 0,0034
Tableau 2 - Tableau récapitulatif des dates U/Th (MC-ICP-MS) obtenues sur calcite au sein de la stratigraphie du massif stalagmitique à la grotte des Deux-Ouvertures.
Table 2 - Summary table of dates U/Th (MC-ICP-MS) obtained from calcite within the stratigraphy of stalagmite in Les Deux Ouvertures cave.
environ 6050 cal BP), malgré une fermeture encore
partielle du passage non atteinte, elle marque un niveau de
remplissage ayant sans doute interdit toute incursion. Ainsi,
même s’il est difficile d’être catégorique, une fermeture aux
alentours de 6 000 cal BP (4 000 cal BC) est tout à fait
plausible. Ceci signifierait alors que, dès avant le
Néolithique moyen, personne n’aurait été en mesure
d’accéder à la galerie des Ours via le massif stalagmitique.
5 - Confrontation aux données
archéologiques
L’idée d’une fermeture du passage dès avant le Néolithique
moyen est cohérente avec la répartition du matériel
archéologique au sein de la cavité. En effet, si les
prospections de surface et les sondages réalisés dans la
première partie de la cavité ont livré de faibles quantités de
matériel attribuable à une période allant du Néolithique au
XVIesiècle (Onoratini 1990), aucun élément clairement
postglaciaire (céramique, verre ou métal) n’a été découvert
au-delà du massif stalagmitique, lequel semble avoir agi à
la manière d’une barrière ou d’un filtre. Des charbons ont
en revanche été repérés sur les sols au-delà du massif.
Leur position en surface du sol laisse supposer qu’il s’agit
là des plus récents vestiges d’incursion possible. Or, leurs
âges se placent tous avant la date de fermeture supposée
du passage, soit entre 5 800 et 6 500 cal BP (4 600-
5 600 cal BC) et vers 9 500 et 9 900 cal BP (7 600-
7 900 cal BC), à des périodes correspondant au Néolithique
ancien et à l’Épipaléolithique (tabl. 1).
Cette fermeture du passage intervient avant la
recrudescence des occupations dans le secteur du Ranc
Pointu, ce qui expliquerait pourquoi aucun vestige
caractéristique du Néolithique final, de l’âge du Bronze ou
de périodes plus récentes n’a été retrouvé au-delà du
massif stalagmitique. En revanche, les autres cavités
présentes sur la vire (Baume des Cloches (Vital 1986),
grotte Huchard et les grottes 2 et 3 du Ranc Pointu), mais
aussi, à plus large échelle, l’aven de Meunier, les abris
Vermeils 1, 2 et 3 et la grotte en Goutte d’eau du Ranc
Pointu (Gilles 1962, 1988a et b ; Gély 1998), puis l’oppidum
du Ranc Pointu (Durand 1996), ont été occupés de façon
marquée, particulièrement à partir de l’âge du Bronze final 2
et 3, soit dès 1300-750 cal BC (Gilles 1984). Ainsi, le massif
stalagmitique, sans doute infranchissable dès le début du
Néolithique moyen, ne semble pas avoir laissé passer aux
phases plus récentes ni les Hommes, ni les outils que l’on
retrouve pourtant sous le porche et dans les sites alentours.
6 - Conclusions : Implications
archéologiques et déductions relatives
aux ours des cavernes
Au vu des âges obtenus, il est évident que l’on ne
contraindra pas les phases de fréquentation ou
d’ornementation paléolithiques de la seconde partie de la
cavité par ce biais. En revanche, ceci permet des
déductions chronologiques importantes quant aux traces
d’activité présentes au-delà du bouchon de calcite (et
notamment celles conservées dans l’argile) dont la
réalisation est au moins antérieure à 6 000 cal BP.
Les résultats radiométriques obtenus au sein du massif
stalagmitique ont par ailleurs une incidence dans la
discussion relative aux derniers ours des cavernes connus
dans la région. En effet, malgré le nombre important de
« grottes à ours » repérées à ce jour le long des gorges de
l’Ardèche (Philippe 2005) et à l’exception des Deux-
Ouvertures, seule la Grotte Chauvet a livré des dates pour
cette espèce (Bon et al. 2011 ; Philippe et Fosse 2003 ;
Fosse et Philippe 2005). Dans celle-ci, la période principale
d’occupation par les ours telle qu’elle est donnée par le 14C
(19/26 dates) se situe dans une fourchette comparable à
celle des Deux-Ouvertures, soit entre 31 870 et 28 850 BP
(37 000 - 32 850 cal BP). Cependant, l’existence de
plusieurs épisodes d’effondrement du porche, dont un
précoce vers 29.4 ± 1.8 ka (Sadier et al. 2012), pourraient
avoir influé sur les fréquentations par les ours. En effet, à
Chauvet, l’intégralité des dates sur ossements d’ours, à une
exception près, sont plus anciennes que 29.4 ± 1.8 ka, la
plus récente se situant vers 24 590 BP (30 150 - 28 790
cal BP). On ne peut donc pas exclure que la répartition
chronologique constatée soit due à un effondrement de
l’entrée plutôt qu’à des causes liées à la dynamique des
populations ursines au niveau régional. Aux Deux-
Ouvertures en revanche, les résultats holocènes obtenus
sur le bouchon stalagmitique montrent que l’absence d’ours
après 27 440 BP (31 900 - 31 270 cal BP) ne peut être mise
sur le compte d’une fermeture des voies d’accès. Elle
dénote donc plus probablement de phénomènes d’ordre
paléobiologique à échelle locale (p.ex. changement de lieu
d’hivernation) voire même d’une raréfaction régionale de
l’espèce à mettre en lien sans doute avec un phénomène
d’ampleur européenne (Pacher et Stuart 2009).
Remerciements
En plus de l’ANR Madapca, ces recherches ont été
rendues possibles grâce au soutien du Ministère de la
Culture et de la Communication (SRA Rhône-Alpes) et du
Conseil général de l’Ardèche. Nous tenons de même à
remercier chaleureusement de leur soutien la mairie de
Saint-Martin-d’Ardèche, le musée de Préhistoire d’Orgnac-
l’Aven ainsi que la Base départementale de Salavas. Un
grand merci enfin à tous ceux qui ont apporté leur concours
à ces recherches, en particulier L. Baracchini, É. Boche,
C. Bourdin, J.-M. Chauvet, C. Faure, B. Gély et P. Orengo.
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50
Les arts de la Préhistoire : micro-analyses, mises en contextes et conservation.
Chapitre 1 : ANALYSER 1a : Analyses invasives
