# I. La problématique archéologique

A l’époque de l’indépendance gauloise, le peuple des Tricastins occupait les massifs, plateaux et collines calcaires situés entre la Drôme et l’Aigues, et les vallées alluviales du Rhône, du Jabron et du Lez. Vers 36 av. J.-C., on installe dans leur territoire les vétérans romains de la IIe Légion et on fonde pour ces derniers la colonie d’Orange (Vaucluse). Pour répartir les lots de terre qui leur sont destinés, les arpenteurs romains procèdent à une vaste entreprise de division régulière du sol, en unités carrées, des centuries de 50 ha de superficie. Cette opération a été archivée sur un cadastre révisé en 77 ap. J.-C. et gravé, à grande échelle (environ 1/5500), sur des plaques de marbre exposées dans un bâtiment public de la colonie (cadastre B). Le territoire cartographié sur les fragments retrouvés de ce cadastre couvre la région comprise entre Montélimar et Orange, et entre Grignan et Bourg-Saint-Andéol. Le plan cadastral représente, avec une grande justesse, des segments du cours du Rhône et de ses principaux affluents, et les grandes routes.

Depuis les années 80, la région cartographiée sur le plan cadastral antique fait l’objet d’intenses recherches archéologiques. La carto- et photo-interprétation ont démontré la pérennité de l’influence de la centuriation romaine dans la voirie et le parcellaire agraire et ont permis d’identifier des axes fossiles de la centuriation et des paléo-cours du Rhône et de ses affluents (figure 1).

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Figure 1 la confluence du Rhône et de la Berre. Interprétation de la carte de Cassini (XVIIIè s.) et des missions aériennes, avec report des informations du cadastre de 77 ap. J. C. : A. le Rhône, B. la Berre (Odiot, 1994)

Les opérations archéologiques suscitées par le projet TGV Méditerranée offrent actuellement l’opportunité de retrouver les vestiges enfouis des aménagements agraires effectués dans le cadre de la centuriation, et d’étudier leur évolution avant leur abandon et leur scellement par les alluvions et les colluvions. Ces travaux prouvent que des efforts importants ont été déployés depuis le haut Empire pour drainer les sols à tendance hydromorphe et accélérer l’évacuation des eaux superficielles dans les secteurs déprimés et dans les sols à drainage moyen ou médiocre (figure 2 et figure 3).

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

Figure 3 : Hiérarchisation d’un réseau de drainage romain. Une limite de centurie fossoyée reçoit les eaux des fossés-limites secondaires et les évacue vers le Lez. Fouille AFAN TGV Méditerranée (Berger, Jung 1995)

C’est en raison du caractère exceptionnel du cadastre de 77 et de la qualité des recherches archéologiques et historiques menées dans la région, que le Tricastin a été retenu pour tester la valeur informationnelle de l’imagerie satellitaire, d’autant que l’on dispose, à titre de références pour l’évaluation des potentialités archéologiques de la télédétection satellitaire, des résultats abondants livrés par l’exploitation intensive des missions aériennes les plus révélatrices (missions alliées de 1944 du Fonds Baradez, Centre Camille Jullian (Aix) ; missions IGN 1947, 1972 et 1980) et par la prospection aérienne à basse altitude.

# II. Le recours à la télédétection

Le projet présenté s’inscrit donc dans une démarche globale visant à produire une couche d’informations thématiques de l’environnement paléohydrologique de la région d’étude, intégrable dans une base d’information géographique existante.

## Trois objectifs majeurs ont été définis

1°) identifier les éléments permettant de reconstituer les paléo-réseaux ; 2°) extraire les éléments linéaires pouvant servir à recomposer le réseau de canaux datant de l’époque romaine et réactivés ultérieurement ; 3°) produire un bilan qualitatif des concentrations d’humidité au cours de l’année.

## Données utilisées

La classification des images satellitaires est réalisée à partir des cartes topographiques, géologiques, pédologiques à moyenne échelle, de la restitution catographique du cadastre B d’Orange et des missions aériennes panchromatiques disponibles. En ce qui concerne les données satellitaires, deux types d’informations ont été combinées : 1°) celles relatives à l’eau libre et aux niveaux d’humidité du sol, accessibles à l’aide des images T.M. (bandes 3, 4, 5 et 7), acquises le 26-01-92, le 27-08-94 et le 23-03-95. Les conditions climatiques ne se sont pas révélées très favorables (présence de nuages) pour obtenir les trois scènes sur une même année ; 2°) celles concernant la nature du sol (sa rugosité et son humidité), obtenues à l’aide d’images AMI-SAR-ERS1, acquises le 20-11-94 et le 23-08-95. Les images ERS 1 n’ont pas pu être exploitées à temps pour la communication.

La sélection des images a été guidée par la saison de prises de vue et les conditions hydrologiques précédant l’enregistrement (précipitations, régime des fleuves ...) de façon à constituer un ensemble de données présentant des contrastes marqués en ce qui concerne l’humidité du sol et l’état du couvert végétal. Ces données sont pré-traitées au laboratoire"Géosystèmes" de Brest.

## La démarche générale

Elle se réfère à l’approche "état de surface", l’état de surface étant la composition et l’organisation de la surface du sol à un moment donné. La démarche consiste donc à comparer les états de surface et les valeurs radiométriques (image). Cette comparaison s’effectue dans une démarche progressive, comprenant les prétraitements des données TM et SAR ; l’utilisation des compositions colorées des trois images TM ; le seuillage des bandes proches de l’infra-rouge pour l’estimation des surfaces en eau libre des images TM.

Pour l’estimation des variations d’humidité du sol, on procède, a) dans le visible, sur sol nu, à l’analyse des variations de brillance sur sol de couleur et de texture homogènes ; b) dans les hyperfréquences, sur sol nu et couvert végétal bas, au repérage des combinaisons de rugosité/humidité des sols en distinguant, en particulier, les sols labourés de forte rugosité des autres types de sols, sur les images de mars et d’août 1994 ; c) à l’analyse des gradients multi-bandes sur les images visibles et analyse de structure sur les images SAR, pour l’extraction des éléments linéaires permettant de révéler les traces des anciens canaux. Il a été tenu compte des effets directionnels liés à la mesure opérée par le capteur.

## Extraction des unités de surface sur l’image

En télédétection, on cherche à concentrer le maximum d’informations dans un nombre donné de canaux. Cette investigation fait appel à une matrice de corrélation. Les canaux les plus décorrélés serviront à la réalisation de la composition colorée.

## Prétraitements des données

Il s’agit essentiellement de rectifications géométriques des images, en utilisant des points d’amers. Les amers des différentes références sont tous convertis dans le système cartographique dans lequel on veut rectifier l’image. Ces corrections ont été faites à l’aide du logiciel "géoimage". Deux rectifications ont été utilisées : 1°) rectification d’une image dans un référentiel cartographique ; 2°) rectification d’une image dans le référentiel d’une autre image déjà rectifiée par la première méthode.

## Les compositions colorées (C.C.) Thematic Mapper

Les trois images TM (janvier 92, août 94 et mars 95) ont été traitées en C.C. standard des trois canaux 3, 5 et 7 (rouge, vert, bleu). Les C.C. sont optimisées par un étalement de la dynamique. En première analyse, les C.C. de janvier 92 et de mars 95 ont permis une meilleure approche globale du milieu naturel et la définition visuelle des zones humides et des zones moins humides. Dans une seconde étape, et suivant une méthode empirique, on a comparé visuellement les C.C. à celles des données archéo-historiques : photo-interprétation, carte de Cassini et cadastre B d’Orange.

# III. Commentaire géo-archéologique des composition colorées TM

Dans cette première phase du travail, on a pointé les informations intéressant le thème traité.

On a relevé toutes les traces d’humidité et de paléo-hydrographie de la plaine entre Donzère et Mondragon. On obtient une carte qui montre que toute la plaine ou presque est concernée par ce fait. Deux sortes d’informations sont cartographiées : a) des tracés linéaires permettant de visualiser des cours fossiles, reliques ou actifs, des voies bordées de fossés ; b) des aires dessinant le contour des zones humides.

La comparaison de ce relevé avec la carte de Cassini permet d’observer quelques faits importants pour l’interprétation (figure 4). Sur la carte de Cassini, le cours du Rhône est anastomosé, avec un style en tresse, à nombreux îlots, et il occupe une bande de largeur variable, dans laquelle on repère, sur l’image de satellite, d’anciens méandres, plus ou moins abandonnés. Le Rhône a donc connu des styles hydrographiques successifs, tressé ou à méandres. On délimite donc une bande de méandrage ou de tressage, selon les cas, qui laisse peu de chances d’y découvrir des indices anciens. La superficie des marais figurés sur la carte de Cassini est moindre que celle des zones humides relevées sur l’image. On doit évidemment tenir compte du caractère relativement imprécis des figurés de cette carte de la fin du XVIIIe s. Mais, malgré cela, on peut admettre que les zones humides relevées sur l’image TM correspondent à un ensemble de zones hydromorphes, marécageuses, d’époques variées et d’extension considérable. Le cours du Lez est déjà coudé, ce qui invite à ne pas interpréter son dessin actuel comme une inflexion induite par le canal de Donzère-Mondragon auquel il est parallèle. Ce qui provoque son tracé est l’existence d’un cône de déjection ancien qui le bloque vers l’ouest.

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Figure 4 : projection des informations hydrographiques de la carte de Cassini sur le relevé des données interprétées sur l’image Landsat TM (26/01/92, canaux 3, 5, 7). Traitement : I. Tounsi, interprétation : G. Chouquer, DAOB. Delattre.

En définitive l’image de satellite restitue une image différente de celle de la carte de Cassini, dont elle ne donne à voir que quelques informations.

L’image satellite met particulièrement bien en évidence l’opposition existant entre des zones humides et des secteurs plus secs : cônes de déjection des affluents de la rive du Rhône et les basses terrasses würmiennes et les hautes terrasses mindéliennes du Rhône occupées par des sols fersiallitiques (figure 5).

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Figure 5 : paléo-hydrographie de la Plaine du Tricastin

On retrouve là l’image d’un fonctionnement hydrologique de surface, déjà perçu par la photo- et carto-interprétation classique, et marqué par : 1°) l’existence de cônes de déjection formant des bourrelets alluviaux nord-est/sud-ouest, qui barrent la plaine tricastine et qui gênent les écoulements nord-sud, ce qui provoque l’existence d’un chapelet de marais. Les principaux cônes alluviaux s’observent, du nord au sud, au débouché des vallées de la Berre, des Échavarelles, du Lauzon et du Lez ; 2°) l’existence, à l’ouest de la plaine et sur la rive gauche du Rhône, d’un palier supérieur des alluvions récentes du Rhône séparant le fleuve de la Petite Berre, rivière intérieure drainant plus ou moins la plaine.

En définitive, la plaine apparaît comme une structure complexe, aux écoulements contrariés. Ces contraintes jouaient déjà à l’époque antique. On en a la preuve puisque le cours du Rhône était déjà déporté à l’ouest de la plaine, repoussé par les alluvions latérales des affluents de rive gauche, ce dont témoigne le cours figuré sur le plan cadastral de 77. De même la Berre antique coulait au nord et à l’ouest du grand bourrelet séparant Petite Berre et Rhône. La question centrale restait donc bien celle du drainage de la plaine alluviale. On a pu démontrer, par des observations de terrain couplées à une photo-interprétation classique, que les axes du cadastre romain avaient eu un rôle drainant, puisqu’ils organisaient un système hiérarchisé et complémentaire d’évacuation des eaux, combinant des éléments anthropiques (drains ; fossés latéraux des voies rurales), à des éléments naturels (paléo-chenaux dits localement "veines d’eau" ; rivières et ruisseaux actifs). Il s’agit maintenant de vérifier si l’affinement des traitements de l’imagerie satellitaire ne permettrait pas d’améliorer notre connaissance de ces linéaments correspondant à des éléments de drainage de la plaine.

En conclusion, et dans la phase actuelle du travail, on peut retenir que l’image satellitaire donne une information composite, où des éléments du paysage naturel et du paysage anthropisé d’âges variés se côtoient. Elle apparaît très utile pour mettre en évidence le fonctionnement paléo-hydrologique général de la plaine, grâce à la vision synthétique qu’elle offre. Elle est donc un document de géo-histoire, parfaitement capable d’aider les archéologues et historiens dans leur prise en compte des données du milieu.