# Nogent-sur-Seine (Aube), site du Cardinal II : des fosses pré-et protohistoriques comme témoins de l'évolution des sols et des paysages au cours de l'Holocène

Céline Godard, Adrien Gonnet, Kai Fechner

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Céline Godard, Adrien Gonnet, Kai Fechner. Nogent-sur-Seine (Aube), site du Cardinal II : des fosses pré-et protohistoriques comme témoins de l'évolution des sols et des paysages au cours de l'Holocène. Bulletin de la Société préhistorique française, 2025, 122 (2), pp.203-232. hal-05150949

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Submitted on 8 Jul 2025

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# Nogent-sur-Seine (Aube), site du Cardinal II : des fosses pré- et protohistoriques comme témoins de l'évolution des sols et des paysages au cours de l'Holocène

## Nogent-sur-Seine (Aube, France), Cardinal II: pre- and protohistoric deep pits as witness to Holocene soil and landscape evolution

Céline GODARD, Adrien GONNET, Kai FECHNER avec la collaboration de Salomé GRANAI et Sylvie COUBRAY

### Résumé

La mise au jour d'une série de fosses profondes datées du Mésolithique ancien et moyen, ainsi que du Néolithique et de l'âge du Bronze ancien à Nogent-sur-Seine (Aube, Grand Est) a permis d'appréhender ces structures comme des archives sédimentaires des sols anciens, aujourd'hui disparus. À travers une approche transdisciplinaire combinant les méthodes des géosciences et de l'archéologie environnementale, ces structures laissent entrevoir l'évolution des sols et de l'environnement intra-site, et permettent de replacer les différentes occupations dans leurs contextes paysagers. Cette approche a mis en évidence des traits pédologiques spécifiques pour les structures du Mésolithique, notamment des taux importants de carbonates secondaires mesurés par calcimétrie, associés à des comblements humifères issus d'un sol forestier particulièrement développé au Préboréal et au Boréal. La confrontation des mesures calcimétriques réalisées sur le comblement des fosses avec les âges mesurés par datation absolue révèle une bonne corrélation entre âge des structures et degré de carbonatation secondaire, et la décarbonatation progressive des sols. L'évolution pédologique transforme les dépôts lœssiques du terrain naturel encaissant à partir du Mésolithique moyen avec la mise en place d'un luvisol et d'un horizon argilique (horizon Bt). Cette évolution pédologique, à corréler avec l'optimum climatique de l'Holocène, affecte la partie supérieure des comblements des fosses mésolithiques les mieux conservées. Cette stabilité est renforcée par un milieu boisé où plusieurs essences se mêlent (perduration du pin, bouleau, puis chênaie mixte) comme l'illustrent les écofacts et les indicateurs malacologiques. Cet horizon Bt est également observé à l'échelle macro- et microscopique sous une forme remaniée dans le remplissage des structures du Néolithique ancien et moyen. Enfin, la seconde moitié de l'Holocène, à partir de l'âge du Bronze, est caractérisée par un milieu semi-ouvert, en partie anthropisé, où les premières phases d'érosion se mettent en place progressivement avant une déstabilisation généralisée des sols au Subatlantique, à la faveur d'un milieu majoritairement ouvert et anthropisé.

**Mots-clés** : fosses profondes, Champagne, Mésolithique, Néolithique, âge des métaux, pédologie, géoarchéologie, carbonates secondaires, paléoenvironnement

### Abstract

The discovery of several deep pits dating from the Early and Middle Mesolithic as well as the Neolithic and Early Bronze Age in Nogent-sur-Seine (Aube, Grand Est, France) has made it possible to consider these structures as sedimentary archives of ancient soils, now disappeared. Indeed, since the recognition of these mesolithic pits and their inventory in Champagne at the beginning of the 2010s, these remains have been regularly unearthed on a regional scale. However, the rarity of archaeological material in their filling (a rarity that is also noted in the Neolithic and later "V-Y-W" shaped pits) makes it difficult to establish a
consensus around their functional approach. However, beyond the question of their function, it is necessary to consider these diachronic buried structures as real sedimentary traps allowing us to understand the past environment and the evolution of soils (in the pedological sense).

Indeed, these ancient soils are largely eroded nowadays and their study through the archives that constitute these structures has a real paleoenvironmental interest. By working on the evolution of pedogenesis, as well as on the major phases of erosion and truncation of soils, it is possible to better understand the state of conservation of the remains as well as the periods of more or less intense erosion that marked the Holocene. Conversely, in order to understand the dynamics of filling an archaeological structure and its post-filling evolution (given the interrelation between the surrounding soil and the filling), it is essential to understand the morpho- and pedosedimentary evolution of the natural sequences of a site.

This issue was at the heart of the scientific prescription issued for the operation, which explicitly stipulated the continuous use of geoarchaeology and paleoenvironment methods. One of these methods was based on the study of recurring pedofeatures by period. Indeed, certain specific features, such as primary or secondary carbonation, are commonly observed on a regional scale in the filling of ancient pits but had never been quantified until now. However, since soil evolution is closely linked to landscape evolution, certain periods may appear more favorable to the establishment of certain pedofeatures (secondary carbonation, decarbonation). Their study and the associated landscape reconstructions make it possible to deduce the impact of natural and anthropogenic forcing in their formation.

A transdisciplinary approach was therefore implemented as part of this operation, combining methods from geosciences (geomorphology, pedology, micromorphology), archaeology (identification and description of fill and surrounding soil dynamics, radiocarbon and OSL dating) and paleoenvironments (malacology, anthracology, carpology).

This approach highlighted specific pedological features for the Mesolithic structures, including significant levels of secondary carbonates measured by calcimetry. Located in a wooded environment, the Early and Middle Mesolithic structures also recorded a thick reworked humus horizon in the fill and testify to a well-developed soil during the Preboreal / Boreal, without illuviation having yet been established.

From the Middle Mesolithic, the pedological evolution transforms the loess deposits of the surrounding natural terrain and establishes a Luvisol and an argillic horizon (Bt horizon). This evolution, to be correlated with the climatic optimum of the Holocene, affects the upper part of the fillings of the Mesolithic pits when they are well preserved. This stability is reinforced by the wooded environment comprising diversified species (persistence of pine, birch, then mixed oak forest). The Bt horizon is also observed at the macro- and microscopic scale in a reworked form in the filling of the structures of the Early and Middle Neolithic.

Finally, the second half of the Holocene, from the Bronze Age, is characterized by a semi-open environment, partly anthropized, where erosion tends to become progressively more present before a marked destabilization of the soils in the Subatlantic, thanks to a predominantly open and anthropized environment.

This pedological transformation is corroborated by the calcimetric measurements. By quantifying in an absolute way these secondary carbonation processes within the structures and in the surrounding soil, we note a strong correlation between the degree of carbonation and the chronological period. This correlation thus underlines the impact of natural processes (climatic forcing and vegetation cover) in these secondary precipitations. The environment appears strongly decarbonated for the most recent periods of the Holocene, with the formation
of the Bt horizon, which is also observed in the surrounding soil of anthropogenic structures
after the Middle Mesolithic.

These conclusions on the evolution of soils remain of course dependent on the particular
lithostratigraphy of the site, corresponding to Pleistocene loess deposits, pedogenized in the
Holocene. They are also limited, at this stage, to a particular topographical and climatic
setting, on the higher slopes of the dry valleys just south of this part of the Seine valley. Such
approaches have to be carried out in different geomorphological contexts (plateaus, foothills,
valley bottoms) and in different sequences (alluvium, colluvium, chalk) in order to ensure the
representativeness of this morpho- and pedosedimentary evolution pattern. In addition, this
first approach should be supplemented by a precise determination of the type of secondary
carbonates according to a well-defined typology. However, the regular implementation of this
trans-disciplinary approach and the continuation of the study of ancient pits according to this
prism could make it possible to build and feed a corpus of comparison on a regional or even
extra-regional scale, based on quantified data, in order to better understand the process of
pedogenesis at work in and outside archaeological structures.

**Keywords** : deep pits, Champagne, Mesolithic, Neolithic, metal âges, pedology, geoarchaeology, secondary carbonates, palaeo-environment

**Introduction**

Depuis la reconnaissance en Champagne des premières fosses datées du Mésolithique et leur
inventaire au milieu de la décennie 2010 dans le cadre d'un Projet d'Action Scientifique
(Riquier, 2015), ces vestiges sont régulièrement mis au jour dans la région. Aujourd'hui, le
corpus est beaucoup plus étoffé qu'il y a une quinzaine d'années, autorisant une réflexion sur
leur organisation spatiale et la mise en place de premiers bilans pour la Champagne (Achard-
Corrompt et al., 2013, 2017; Riquier, 2020). Toutefois, ces structures apparaissent souvent
vierges de mobilier archéologique (Achard-Corrompt et Riquier, 2020; Achard-Corrompt et al.,
2022) et seules quelques-unes d'entre elles ont livré des artefacts et écofacts (e.g. Le Mont
Saint Pierre à Champigny dans la Marne, Garmond et al., 2022). Les fosses au profil en "V-
Y-W" néolithiques et postérieures, qui leur sont très souvent associées au sein d'un même site
(Achard-Corrompt et al., 2017) s'avèrent, elles aussi, pauvres en mobilier, rendant délicat
l'établissement d'un consensus autour de leur approche fonctionnelle. Devant la difficulté
d'affiner cette approche et l'absence de données inédites probantes, la pertinence de
poursuivre leur fouille est parfois soulevée depuis quelques années (discuté par exemple in
Achard-Corrompt et Riquier, 2014). Toutefois, au-delà de cette seule approche fonctionnelle, il
est nécessaire de considérer ces structures fossoyées diachroniques comme de véritables
archives pédosédimentaires permettant de comprendre l'environnement passé et l'évolution
des sols (au sens pédologique). En effet, ces sols développés depuis le début de l'Holocène,
sont largement érodés à l'heure actuelle et leur étude à travers les archives que constituent ces
structures présente un véritable intérêt paléoenvironnemental.

Cet angle d'approche paléoenvironnemental et pédologique fournit, au besoin, une autre
raison de poursuivre les investigations sur ces structures fossoyées. En outre, travailler sur
l'évolution de la pédogenèse, ainsi que sur les grandes phases d'érosion et de troncature des
sols, offre la possibilité de mener une réflexion sur l'état de conservation des vestiges ainsi
que sur les périodes d'érosion plus ou moins intenses qui ont jalonné l'Holocène (Gebhardt et
al., 2014). Inversement, afin de comprendre les dynamiques de remplissage d'une structure archéologique et son évolution post-comblement (étant donné l'inter-relation entre encaissant et comblement), il est indispensable de comprendre l'évolution morpho- et pédosédimentaire des séquences naturelles d'un site.

À Nogent-sur-Seine, sur le site du Cardinal II, la mise au jour d'un corpus de structures fossoyées datées à la fois du Mésolithique, du Néolithique et de l'âge du Bronze ancien offrait la possibilité de documenter de façon diachronique l'évolution holocène de la pédogenèse et de l'environnement en lien avec l'occupation anthropique.

Cette problématique était ainsi au cœur de la prescription scientifique émise par le Service Régional de l'Archéologie pour l'opération, stipulant explicitement le recours aux méthodes de la géoarchéologie et du paléoenvironnement. L'une de ces méthodes s'appuyait notamment sur l'étude des traits pédologiques récurrents par période. En effet, certains traits spécifiques sont couramment observés à l'échelle régionale dans le remplissage des fosses anciennes, tels que la carbonatation parfois primaire (Sanson et Onfray, 2017), parfois secondaire (Wattez et al., 2017), bien identifiée dans les fosses du Mésolithique (Achard-Corrompt et al. 2017; Wattez et al., 2017; Achard-Corrompt et Riquier, 2020) mais jusqu'à présent jamais quantifiée (Godard et Gonnet, 2025). Or, l'évolution des sols étant intimement liée à l'évolution des paysages, certaines périodes peuvent apparaître plus favorables à la mise en place de certains traits pédologiques (carbonatation secondaire, décarbonatation). Leur étude ainsi que les reconstitutions paysagères associées permettent de déduire l'impact des forçages naturels et anthropiques dans leur formation. Les conditions paléoenvironnementales, paléoclimatiques et l'anthropisation des milieux conditionnent les remplissages de ces structures et permettent de les appréhender non plus sous le seul prisme de l'archéologie et du mobilier, mais comme des témoins de l'évolution des sols.

## Cadre général

### Localisation et contexte de l'intervention

L'opération de fouille préventive menée sur le site du Cardinal II s'est déroulée en 2019 préalablement à la construction d'un lotissement sur la commune de Nogent-sur-Seine (Godard et al., 2023). Le site s'implante dans le nord-ouest du département de l'Aube au sein du bassin versant séquanien, en rive gauche de la vallée de la Seine (fig. 1A). La parcelle prend place au sommet des petites collines crayeuses qui dominent la vallée et qui résultent de l'incision de nombreux petits vallons secs ayant disséqué les formations du Crétacé supérieur au cours du Quaternaire (fig.1B). Les secteurs fouillés se situent ainsi en position de rebord de plateau et de haut de versant, dominant deux petits hydrosystèmes d'ordre 3 (l'Ardusson à l'est) et d'ordre 1 (le Ru de Mâcon, un petit cours d'eau intermittent, à l'ouest) selon l'ordination de Strahler (Strahler, 1957). Sa position topographique et son contexte géomorphologique sont illustrés par une déclivité de l'ordre de 3 % vers le sud-sud-ouest, conditionnant ainsi l'état de conservation des structures mises au jour.

Le substrat crétacé (craie du Campanien) est scellé par une épaisse couverture limoneuse quaternaire, d'origine éolienne et ponctuellement remaniée par des processus de pente (ruissellement, solifluxion) anté-holocènes. Ces dépôts limoneux constituent le terrain naturel encaissant des structures fossoyées mises au jour lors de la fouille et leur chronostratigraphie a pu être précisée à l'occasion de l'opération. Les sols développés aux dépens de cette
couverture limoneuse s'apparentent à des luvisols selon le référentiel pédologique (Baize et Girard, 2009), anciennement connus sous la dénomination de sols bruns lessivés (CPCS, 1967). Ils sont caractérisés par la transformation progressive d'un matériau unique limoneux. Cette transformation s'opère par la décarbonatation progressive des læss puis par la migration verticale et l'accumulation de particules d'argiles et de fer au sein d'un horizon inférieur noté Bt, lui conférant une couleur vive orangée. L'horizon supérieur, noté Ae, apparaît quant à lui appauvri en argiles et en fer et caractérisé par une couleur grise et un aspect « poudreux ».

## Chronologie et présentation générale des structures

L'intervention archéologique a permis de mettre au jour un corpus de quarante-huit structures anthropiques, correspondant exclusivement à des vestiges fossoyés, répartis sur l'intégralité des secteurs fouillés avec toutefois une concentration des fosses sur le plateau et en haut de versant (fig. 2).

L'indice de site le plus ancien répertorié ici correspond cependant à un biface sub-triangulaire (fig. 2 et 3), découvert en place (c'est-à-dire non remanié par colluvionnement ou par solifluxion) en haut de versant. Cet élément mobilier permet d'illustrer une fréquentation des lieux au Paléolithique moyen, et plus précisément entre 55 000 et 50 000 BP grâce à son contexte de découverte. Il se trouvait en effet au toit d'un petit horizon de sol brun orangé (sol type boréal) mis en place au Pléniglaciaire moyen. Ailleurs sur le site, ce sol est tronqué en grande partie par les phénomènes érosifs postérieurs (cf. infra).

Les premières occupations holocènes sont matérialisées par vingt-et-une fosses au profil cylindrique et tronconique. D'après les datations radiocarbones obtenues dans leur comblement inférieur, elles se rattachent à la période mésolithique (fig. 4 et tab. 1), et plus particulièrement au Mésolithique ancien (avec cinq structures), à la transition Mésolithique ancien/moyen (deux fosses) et au Mésolithique moyen (cinq fosses également). Neuf structures, non datées de façon absolue et vierges de mobilier, sont attribuées typologiquement au Mésolithique lato sensu. En effet, elles présentent des caractéristiques très proches de celles de leurs homologues sus-cités (dimensions, profils, comblements) et aucun élément ne suggère qu'elles pourraient se rattacheter à des périodes postérieures.

Au Néolithique ancien, quatre fosses oblongues au profil transversal en « V-Y » (fig. 5), de type Schlitzgruben (Achard-Corompt et al., 2013), sont situées en haut de versant. Localisées sur une aire d'environ 350 m², dans un alignement grossier ouest-sud-ouest – est-nord-est, il est fort probable que leur implantation soit liée à des contraintes cynégétiques et environnementales (par exemple disposée sur le tracé de pistes animales). Deux fosses du Néolithique moyen II, disséminées de façon éparse au sein des secteurs 2 et 4, et une fosse du Néolithique final/Bronze ancien A1 située en limite d'emprise du secteur 1, présentent quant à elles des morphologies diversifiées (bien que toujours très étroites en partie inférieure) et évoquent un besoin ponctuel et opportuniste, potentiellement à mettre en lien avec la technique de chasse ou la nature du gibier recherché. Enfin, deux fosses « en fente » restent non datées et pourraient se rattacheter typologiquement aussi bien au Néolithique qu'à l'âge du Bronze.

Dans la seconde moitié du Bronze ancien (Bronze A2), deux vastes fosses au profil transversal en « V » sont implantées au nord du secteur 5, distantes l'une de l'autre de 25 m. Leur morphologie et leur comblement identiques indiquent une mise en place synchrone,
probablement à nouveau dans un but cynégétique. On notera la présence d'un jeune suidé au sein de l'une des fosses, vraisemblablement piégé après l'abandon de la structure.

Après un hiatus au Bronze moyen, pour lequel aucune structure archéologique n'a été identifiée, une fosse d'extraction polylobée d'une surface d'environ 20 m² est mise en place au Bronze final (Bronze D). Alors qu'elle est comblée aux deux tiers, la structure forme une vaste dépression et devient une zone de rejets privilégiée, révélant la présence d'une occupation domestique proche mais pour laquelle nous ne disposons pas d'autres éléments structurels. Enfin, trois structures d'ensilage sont implantées à la transition Hallstatt final/La Tène ancienne (La Tène A1). Réparties au sein d'une surface maximale de 200 m², les trois silos adoptent une morphologie proche et un comblement anthropisé (éléments détritiques, vidanges de foyer) signalant une occupation domestique immédiatement à proximité mais située hors emprise, très probablement au nord du site fouillé.

## Méthode d'étude des fosses du Cardinal II

La diachronie des vestiges mis au jour sur le site du Cardinal II offrait l'opportunité de mieux comprendre certains processus pédologiques spécifiques au sein des comblements des structures (carbonatation secondaire, horizons humifères remaniés, horizons d'argilluviation²) en lien avec les changements environnementaux holocènes. Une approche méthodologique transdisciplinaire, mobilisant différents champs des géosciences et des sciences de l'Homme et de l'environnement, a donc été proposée. Pour le détail de la méthode appliquée au site de Nogent-sur-Seine, nous renvoyons le lecteur à un précédent article publié à l'issue du Bilan du Projet cartographique national mené sur les systèmes de fosses profondes (Godard et Gonnet, 2025).

Différentes méthodes et outils d'analyses issues de la géoarchéologie s'appliquent ainsi aux problématiques soulevées : la géomorphologie s'est attachée à documenter les séquences quaternaires (pléistocènes et holocènes), leur chronologie et leur évolution pédologique, afin de comprendre le terrain naturel encaissant. Cette observation s'est effectuée sur la base de logs pédostratigraphiques et de sondages profonds, dont ceux réalisés à l'occasion de la fouille mécanique des structures fossoyées, aboutissant à une quarantaine de profils, compilés au sein d'une séquence de synthèse. En outre, dès la phase de décapage, le choix a été fait de laisser des bermes témoin à proximité immédiate des vestiges fossoyés pour documenter les horizons superficiels (qui ne sont généralement plus visibles à l'issue de cette étape). Ces bermes témoins offrent ainsi la possibilité de comprendre l'évolution pédologique et les dynamiques sédimentaires ayant eu lieu postérieurement au comblement des fosses. Enfin, elles permettent de documenter les processus pédologiques qui ont impacté et transformé à la fois le remplissage terminal des structures ainsi que les dépôts qui s'y surimposent. Au-delà de cette approche, la lecture des séquences pédosédimentaires holocènes a mis en évidence les secteurs les mieux conservés et ceux les plus impactés par les processus érosifs postérieurs aux occupations.

Au sein des structures archéologiques, le recensement des traits pédologiques mené systématiquement selon une grille de lecture spécifique (Fechner et Broes, 2019) a permis une identification des processus et une comparaison objective des données en s'affranchissant des seules bornes chronologiques.

Les analyses calcimétriques, réalisées par le laboratoire EOST (UMS830, Université de Strasbourg), visaient de leur côté à mesurer le taux de carbonatation secondaire : en effet, à
l'échelle régionale, la composante organique du remplissage des structures mésolithiques s'accompagne régulièrement d'une précipitation marquée de carbonates de calcium, celle-ci résultant notamment de l'altération fongique des éléments végétaux (Wattez et al., 2017, p. 91). *A contrario*, les fosses attribuées en Champagne au Néolithique ainsi qu'aux âges des métaux comportent, en domaine limoneux, un remplissage généralement moins riche en précipitations carbonatées (si l'on s'en réfère à une simple observation macroscopique qualitative). Cette carbonatation est d'ailleurs parfois utilisée - avec prudence - comme principal marqueur chronologique en l'absence de mobilier ou de charbon de bois (Achard-Corompt et al., 2017). La mesure des carbonates secondaires permettait pour la première fois de se détacher d'une description subjective et de confronter des données quantifiées aux datations et conditions paléoclimatiques et paléoenvironnementales locales.
Enfin, des prélèvements micromorphologiques ont été réalisés, à la fois au sein des structures mais aussi des séquences naturelles (fabrication des lames par le laboratoire de minéralogie et de pétrographie de l'Université de Gand ; lecture des lames J. Wattez, INRAP). Ils offraient la possibilité de mettre en évidence à l'échelle microscopique ces phénomènes de carbonatation secondaire et les éventuelles transformations post-dépositionnelles affectant le comblement des structures (toutefois, pour des raisons budgétaires, seules sept lames sur les vingt-neuf fabriquées ont été analysées).

Ces méthodes restent toutefois intimement liées à une étude archéologique stricte des vestiges, basée sur le relevé de leur comblement et la compréhension de leurs dynamiques de remplissage, mais aussi des dépôts naturels au sein desquels ils s'implantent. La réalisation de coupes mécaniques débordantes pour confronter la séquence naturelle aux éventuels phénomènes taphonomiques au sein des comblements (effondrement de paroi, tassement, bioturbation) est indispensable pour comprendre les processus pédologiques affectant les structures et leur encaissant. Afin d'offrir un cadre chronologique précis, l'étude doit disposer de datations absolues (par le radiocarbone) et/ou relatives (à travers le mobilier mis au jour), essentielles à l'étude diachronique des processus. Sept datations radiocarbones par AMS ont été réalisées par le laboratoire Beta Analytic dès la phase terrain, complétées par quinze analyses menées par le laboratoire de radiocarbone de Poznan. La datation sur séquence naturelle des différentes phases de sédimentation et de stabilité pédologique ante-holocènes s'est effectuée de son côté par la Luminescence Stimulée Optiquement (OSL), basée sur deux échantillons analysés par le laboratoire Albert Ludwigs de l'Université de Fribourg. La détermination des périodes de mise en place de l'encaissant permet notamment de comprendre l'origine des carbonates primaires dans certains horizons à l'exemple des læss du Pléniglaciaire weichselien supérieur fortement carbonatés, au sein desquels sont majoritairement implantées les structures.

Enfin, l'évolution des paysages à l'échelle intra-site et le phasage environnemental des différentes phases d'occupation sont ici renseignés par l'apport conjoint des études malacologiques, anthracologiques et carpologiques. L'étude des cortèges malacologiques au sein des fosses profondes en contexte préventif est régulièrement utilisée à l'échelle champenoise (Granai et Achard-Corompt, 2017 ; Granai, 2021 ; Granai et al., 2024). Elle offre la possibilité de documenter l'évolution du couvert végétal et l'ouverture progressive des milieux de façon diachronique dans un contexte aérobie où le recours à la palynologie est exclu faute de conservation de pollens. Cinq échantillons malacologiques prélevés sur fond de fosse ont ainsi été sélectionnés, issus de quatre structures archéologiques bien datées et diachroniques, afin de percevoir les changements environnementaux (étude S. Granai,
GéoArchéon). Un total de quinze échantillons de charbon de bois a été identifié taxonomiquement avant leur envoi pour datation (détermination S. Coubray, INRAP), permettant de mettre en évidence les essences de bois présentes dans l'environnement immédiat des structures archéologiques. L'étude carpologique (effectuée par G. Daoulas, INRAP) s'est concentrée sur les trois silos de l'âge du Fer afin de restituer l'économie végétale de cette période *via* les 103 carporestes récoltés mis au jour.

## Chronologie et évolution des séquences quaternaires de Nogent-sur-Seine, Cardinal II

### Une succession læss / paléosols du Pléniglaciaire weichselien

L'étude géomorphologique des séquences du Cardinal II a permis de préciser l'origine et la chronologie des dépôts quaternaires identifiés sur le site ainsi que leur évolution pédologique (holocène et ante-holocène, fig. 6). En effet, ces derniers constituent le terrain naturel encaissant des structures fossoyées et conditionnent de ce fait l'origine du matériel sédimentaire présent dans leur remplissage, puisqu'à Nogent-sur-Seine ces vestiges ne présentent pas d'aménagement anthropique spécifique pouvant influencer la matière organique présente dans le comblement. Certains traits pédologiques, comme la carbonatation secondaire enregistrée dans les structures, sont également typiques des séquences læss/paléosols (Barta, 2011), ce qui nécessite de les appréhender également à travers l'évolution des dépôts naturels. En outre, la mise au jour d'un biface dans un horizon brun orangé à l'occasion du décapage nécessitait de replacer ce dernier dans son contexte de découverte. Cette séquence quaternaire a été complétée par deux datations OSL. Au-delà des seules datations absolues, la séquence a également été corrélée aux niveaux repères documentés dans l'abondante bibliographie existante pour les séquences læssiques weichseliennes du Nord de la France (Antoine et al., 1999 ; 2014 ; 2016 ; Antoine, 2002 ; 2019 ; Locht et al., 2003 ; Moine, 2008 ; Moine et al., 2011 ; Antoine et Locht, 2015 ; Despriée et al., 2018 ; Locht, 2019 ; Chaussé et al., 2021).

La chronostratigraphie quaternaire du Cardinal II (fig. 6) présente un premier niveau sablo-limoneux jaunâtre mal trié (unité Pc), surmontant des dépôts de grèzes crayeuses ou de craie altérée crétacé (unité Gp). Ce dépôt Pc, dont l'attribution chronologique n'a pas pu être précisée, n'a été que très ponctuellement observé car il apparaît tronqué par des phénomènes érosifs. Il est néanmoins surmonté d'un niveau de sol brun foncé humifère (unité Ps2), dont l'âge d'enfouissement a été quant à lui mesuré à 87.1 ± 5.9 ka (mesure réalisée sur les quartz) et à 83.3 ± 4.3 ka (sur les feldspaths). La période de mise en place de l'horizon Ps2 est donc contemporaine du début Glaciaire Weichsélien (stade 5b/5a, selon la chronologie isotopique marine) et du complexe de sol de Saint-Sauflieu, niveau repère des séquences læssiques de la France septentrionale (Antoine et al., 2016). Il est scellé par un épais niveau limoneux brun (unité Pae), caractérisé par de nombreuses précipitations carbonatées verticales, dont la partie supérieure (unité Ps) est homogène, brun orangé, dépourvue de carbonates et présente une structure lamellaire probablement héritée des épisodes de gel/dégel. Le contact entre Pae et Ps est marqué par des petits lits de silex gélifractés et probablement ruisselés. Cette unité Ps présente toutes les caractéristiques morphologiques d'un horizon cambique (horizon Bw de sol type boréal selon le référentiel de la WRB, WRB 2014), niveau repère bien identifié à l'échelle du Bassin parisien (Locht et al., 2013; Antoine et al., 2016; Coussot et al., 2022). Il peut être rattaché au stade isotopique 3 sur la base de ses caractéristiques pédologiques et du *terminus post quem* fourni par la datation OSL réalisée sur l'unité sous-jacente Pae (71.2 ± 4
ka sur quartz et 56.6 ± 1.8 ka sur feldspath). C'est au sein de ce petit sol, formé pendant le Pléniglaciaire moyen weichselien (compris entre 55 et 30 000 ans), que le biface précédemment mentionné a été découvert. La position sub-affleurante de l'horizon dans la partie sud de l'emprise (après la rupture de pente) met également en évidence l'érosion marquée des séquences du Pléniglaciaire supérieur et de l'Holocène, érosion qui s'exprime par un rajeunissement des profils pédologiques. Sous nos latitudes, ces processus de rajeunissement de profils sont relativement courants en bordure de plateau et ont parfois facilité la mise au jour de mobilier initialement plus profondément enfoui (Borderie *et al.*, 2019).

Enfin, ce sol du stade 3 est surmonté de l'unité Lj, constituée de dépôts limoneux carbonatés (50 % de CaCO₃ en moyenne, mesuré par calcimétrie), attribués à la sédimentation éolienne du Pléniglaciaire supérieur (stade isotopique 2, entre 30-15 ka) et typique des environnements périglaciaires froids et arides. Sa partie supérieure apparaît régulièrement décarbonatée (horizon c). Ces dépôts éoliens sont relativement peu épais (entre 0,5 et 1 m de puissance stratigraphique) et parfois remaniés comme l'illustrent certains traits géomorphologiques (ruissellement marqués par de petites figures de cisaillement et de petits lits de fins graviers). Ils correspondent majoritairement au niveau de lisibilité des vestiges anthropiques fossoyés mis au jour lors de la fouille.

Une érosion intense des séquences pédologiques à l’Holocène

Outre la documentation de la séquence pléistocène, la lecture des profils pédologiques holocènes intra-site via les bermes témoins et la réalisation de transects mettent en évidence l'érosion différentielle qui affecte les dépôts et les vestiges (fig. 7). Cette érosion, évoquée à travers le rajeunissement des profils et l'affleurement d'un sol du stade 3 au niveau du décapage, s'exprime également au sein des séquences pédologiques holocènes : de façon ponctuelle, un horizon argilique (matrice limono-argileuse) brun orangé et à structure prismatique est observé au toit de l'unité c/Lj. Il correspond au lambeau de l'horizon Bt d'un luvisol développé aux dépens des loess carbonatés du Weichselien supérieur et a été principalement mis en évidence en amont de la rupture de pente, au sein du secteur 5, où il correspond au niveau d'apparition (et non de lisibilité) des structures fossoyées néolithiques et postérieures.

En effet, les séquences identifiées dans le secteur 5 apparaissent mieux conservées, puisque l'horizon Bt est encore en partie présent et peut atteindre 20 à 30 cm de puissance stratigraphique. Toutefois, l'horizon de labours Ap repose en discordance sur l'horizon Bt, suggérant une troncature érosive de l'ancien horizon Ae/E éluvial qui le surmontait initialement, tout comme celle d'une partie du Bt. Ce meilleur état de conservation très localisé découle d'une déclivité relativement faible dans ce secteur situé au nord de l'emprise, en position de plateau (fig.7, transect A). En dehors de ce seul secteur 5, la séquence pédologique holocène est également conservée de façon très ponctuelle dans le secteur 3, à la faveur d'une crête de labours qui marque une ancienne limite parcellaire et qui a également préservé des lambeaux de l'horizon Bt (fig. 7, transect B). Ponctuellement, un petit horizon Bw d'altération a été mis en évidence, indiquant un horizon B mal développé et particulièrement altéré. Cet état pourrait résulter d'une première troncature totale de l'horizon Bt, puis d'une reprise de pédogenèse incomplète. Pour les autres secteurs, l'horizon de labours (horizon Ap) repose majoritairement en discordance sur le toit de l'unité Lj, bien que
ponctuellement s'intercalent de petits dépôts colluviaux récents et mal triés (unité Coll). Ainsi, à l'exception de rares secteurs, où la conservation de l'horizon Bt a été observée, la séquence holocène apparaît fortement tronquée. Ces processus érosifs sont relativement courants sur les luvisols, qui apparaissent particulièrement impactés par l'érosion en raison de leur grande sensibilité à la battance (Le Bissonnais *et al.*, 2002 ; 2005).

Au sein du site, il apparaît donc nécessaire de prendre en considération cette conservation différentielle des séquences lors de l'étude des structures anthropiques et de leur remplissage puisqu'elle affecte directement leurs conditions de préservation : si certaines fosses sont aujourd'hui conservées sur moins d'un mètre de profondeur, leur creusement initial pouvait s'avérer être bien plus important. À ce sujet, l'exemple de la fosse mésolithique 306 est éloquent : située dans le secteur 3 et préservée sous la crête de labours et l'horizon Bt, elle mesure 2,16 m de profondeur, tandis que la profondeur moyenne conservée des structures de la même période n'est que de 1,07 m (fig. 8).

## Pédogenèse et évolution pédologique des comblements des structures du Cardinal II : les traits spécifiques observés

### Les traits pédologiques spécifiques des fosses du Mésolithique

Au Cardinal II, les fosses datées du Mésolithique ancien et moyen comportent des traits pédologiques bien marqués et récurrents qui les distinguent des structures postérieures. Des processus physico-chimiques peuvent être directement associés à de tels dépôts, qu'ils soient sédimentaires (liés aux phénomènes de creusement et de dépôt) ou pédologiques (processus d'altération/transformation des couches au sens large).

Le comblement de ces structures est constitué d'apports grossiers et massifs très indurés (lentilles et fragments juxtaposés, discontinus, fig. 9) issus à la fois de l'encaissant remanié (unité Lj/unité pédologique Cca) mais aussi d'un ancien horizon humifère désormais disparu (unité pédologique Ah). Des accumulations de calcite sont également observées (fig. 9B), notamment au niveau des unités basales et des colmatages humifères sombres (code munsell 10YR6/4). Les parois, où le sédiment pourrait avoir été comprimé et affecté par le gel, apparaissent également affectées et indurées par le phénomène de carbonatation (fig. 9B). Les observations micromorphologiques portant sur ces traits carbonatés mettent en évidence leur diversité : on y observe des hyporevêtements micritiques autour des cavités racinaires ou en connexion avec des agrégats dérivés du sol humifère partiellement décarbonaté.
Ponctuellement des cristallisations aciculaires sont décrites dans les cavités végétales, et témoignent d'une diagenèse en place (Wattez *in Godard et al.*, 2023). Ces observations confirment bien un phénomène de carbonatation secondaire d'origine pédologique qui affecte la porosité générale des comblements de ces fosses mésolithiques. Les mesures calcimétriques confirment également ces taux importants de CaCO₃ au sein des comblements, avec des dosages mesurés entre 32 et 48 % de carbonates (annexe 1). Précisons ici que les échantillons de contrôle réalisés dans l'encaissant à une cote équivalente n'ont pas mis en évidence de lien direct entre les taux de carbonatation du remplissage des structures et ceux des séquences naturelles (les dosages pouvant s'avérer bien plus élevés ou au contraire bien plus faibles à la même profondeur). Cette observation suggère qu'à profondeur équivalente, le dosage calcimétrique de l'encaissant n'influence pas celui du comblement des structures, dès lors qu'il n'y a pas de remaniement ou d'effondrement des parois.
L'observation des bermes témoins conservées au toit des fosses mésolithiques met en évidence la présence de l'horizon argilique (horizon Bt) dans les secteurs où il est encore conservé (cf. *supra*). Alors que cet horizon se surimpose aux structures mésolithiques (comme pour les St. 306, St. 574 et St. 575), il se trouve toutefois totalement absent de leur remplissage (que ce soit à l'échelle macro ou microscopique). Cette observation indique que la pédogenèse et le lessivage affectant les séquences naturelles s'opère postérieurement à la dernière phase de comblement des vestiges du Mésolithique moyen (fig. 10).

## Les traits pédologiques spécifiques des fosses du Néolithique

Les onze fosses rattachées à la période néolithique (du Néolithique ancien à la transition Néolithique final/Bronze ancien) adoptent des plans, des dimensions et des comblements diversifiés. Toutefois, leurs remplissages présentent des traits pédologiques communs : leur comblement apparaît ainsi majoritairement non calcaire, à l'exception de rares accumulations de CaCO₃, notamment en partie basale (fig. 11). En effet, la première phase de comblement des structures se manifeste par des apports sédimentaires horizontaux humifères souvent fins et présente une plus forte accumulation de carbonates (14 à 27 %, annexe 1) en comparaison du reste du remplissage et du colmatage terminal des fosses. Au contact entre les parois des structures et de leur encaissant, des auréoles de décarbonatation sont observées, en particulier pour les fosses du Néolithique ancien. Ce cas de figure évoque des processus similaires observés dans le nord-ouest de la France pour les fosses du Néolithique ancien implantées dans des terrains lœssiques (Billard *et al.*, 2004; Chancerel *et al.*, 2006). En Normandie, ces auréoles ont été interprétées comme résultant de “*la poursuite des processus de dissolution des carbonates sans doute favorisée par des horizons supérieurs du sol, riches en matière organique, [ce qui suggère] une reconquête durable du couvert végétal après l'abandon des sites*” (Germain-Vallée et Lespez, 2011, p. 167). Le remplissage des structures est également constitué d'horizons non humifères, issus de l'encaissant remanié (unité c ou Lj) ou de l'horizon Bt en position secondaire. L'analyse micromorphologique confirme en effet la présence du Bt remanié, notamment dans le comblement terminal des structures, où il est caractérisé par des argiles d'illuviation dans la porosité et une masse fine argilo-poussiéreuse. La juxtaposition des agrégats argileux et de certains éléments issus des horizons de sub-surface (comme des croûtes de battance) illustre bien le caractère remanié de ces horizons pédologiques naturels dans le comblement des fosses.

Par ailleurs, le faible taux de carbonatation du remplissage des fosses néolithiques (en comparaison des taux mesurés pour les structures antérieures) est également confirmé par les analyses calcimétriques qui indiquent un taux de CaCO₃ compris entre 10,85 et 25 % (annexe 1). Seule la fosse St. 411 fait figure d'exception, avec un dosage calcimétrique mesuré à 47 % (annexe 1). Dans ce cas précis, ce résultat élevé s'explique par le remaniement de l'unité Lj, sous forme d'agrégats massifs dans le comblement de la structure, probablement mis en place par l'effondrement des parois. Le taux mesuré au sein du comblement est donc ici directement lié à cet encaissant remanié.

La comparaison des séquences pédologiques issues des bermes témoins et du comblement des fosses néolithiques montre que l'horizon Bt correspond à leur niveau d'apparition. Les mesures de CaCO₃ réalisées sur cet horizon indiquent bien une décarbonatation des séquences pédologiques, avec un taux moyen de 2,35% de CaCO₃ (annexe 1).
Ces différents éléments indiquent que l'horizon Bt mis en place postérieurement au Mésolithique moyen continue de se développer au toit du terrain naturel encaissant. Les fosses néolithiques sont implantées dans cet horizon, que l'on retrouve en position remaniée au sein de leur remplissage. Mais l'horizon argilique continue de se développer dans la partie supérieure des fosses néolithiques, postérieurement à leur comblement, comme le montrent les bermes témoins conservées à proximité. On note ainsi un approfondissement de l'horizon Bt et la poursuite des processus pédologiques (lessivage, argilluviation) qui témoignent d'une accélération de la pédogénèse et de la formation d'un sol brun lessivé durant l'Atlantique récent. Ces processus pédologiques influencent également le comblement des fosses, qui apparaissent globalement moins carbonatées (en carbonates secondaires) que leurs homologues mésolithiques.

## Les traits pédologiques spécifiques des structures protohistoriques

La présence de structures à l'âge du Bronze et du Fer sur le site de Cardinal II permet de poursuivre la lecture pédologique diachronique de ces phénomènes et d'en observer l'évolution.

Les fosses en "V" datées du Bronze A2 adoptent ainsi une morphologie et une dynamique de comblement parfaitement identiques (fig. 12). Les deux tiers de leur remplissage est ainsi constitué de litages fins alternant sédiment limoneux brun clair à jaunâtre (encaissant remanié issu de C/Lj du Weichselien supérieur voire Ps/Pae du Pléniglaciaire moyen et inférieur) et sédiment limoneux à limono-argileux brun, meuble (fig. 13).

Le comblement terminal est quant à lui caractérisé par un sédiment limoneux brun massif. Les traits pédologiques identifiés concernent principalement une recarbonatation située le long des parois et marquée par de fines précipitations de CaCO₃ (fig. 13). Quelques liserés horizontaux de calcite sont également présents au sein même du comblement et sont systématiquement associés à de petits lits plus humifères (fig. 13). Les observations micromorphologiques précisent l'origine du sédiment constituant les litages limono-argileux bruns : ces derniers présentent des revêtements argilo-poussiéreux de type illuviation caractéristiques de Bt remanié (ou d'horizons de transition entre l'horizon Ae et le Bt). La fraction carbonatée est principalement issue de la matrice de l'encaissant remanié à différents stades d'évolution pédologique, comportant quelques hyporevêtements micritiques hérités (en position secondaire). Si la présence de carbonates au sein du comblement des fosses est attestée par les quelques traits pédologiques susmentionnés, le taux de carbonatation de ces deux structures reste néanmoins faible. En effet, les dosages de CaCO₃ sont presque nuls pour la structure St. 505 (entre 0 et 3,6 %, à l'exception d'un lit dérivé de l'unité Lj remanié, atteignant 25,98 % de carbonates, annexe 1). Pour la St. 526, l'analyse calcimétrique indique un taux de carbonates de 4,89 % pour le comblement massif terminal, tandis que le dosage mesuré sur les unités sous-jacentes est situé entre 27 et 39 % (annexe 1).

Les différents indices récoltés témoignent donc de la perduration de l'horizon Bt et de la présence d'un horizon Ae qui le surmonte (ce dernier ayant été identifié en position remaniée au sein des comblements). Le profil pédologique naturel complet semble donc encore conservé à cette période (tout du moins dans le secteur 5 de la fouille).

Après un hiatus de plusieurs centaines d'années, une occupation domestique du Bronze final (Bronze D) est observable en filigrane via une vaste fosse polylobée (St. 113) au comblement
hétérogène, localisée au sein du secteur 1 (fig. 14). Ses dynamiques de remplissage illustrent les activités anthropiques spécifiques à ce type de structure : creusement, extraction de matériau (sédiments limoneux lœssiques carbonatés), rejet de reliquat de matériau extrait, apports d'horizons pseudo-humifères pour le remblaiement ou encore rejets détritiques opportunistes comportant des éléments mobiliers. Les lentilles obliques alternant humus et horizon Lj remanié, observées en partie basale de la fosse au sein du "lobe" sud, évoquent ainsi un remblaiement volontaire. Au sein du "lobe" nord, quelques rares accumulations de calcite sont visibles directement au contact de fines couches très humifères. Les traits pédologiques identifiés pour la structure sont donc principalement liés à l'activité anthropique et ne permettent pas d'appréhender le comblement de cette fosse comme une archive des séquences naturelles. Toutefois, elle est le témoin des conditions environnementales dominantes à cette période, fortement impactées par l'activité anthropique.

Enfin, l'âge du Fer (Hallstatt final/La Tène A1) est illustré par trois structures d'ensilage (St. 509, 513 et 514) localisées au sein du secteur 5, se mêlant spatialement aux fosses en "V" néolithiques et de l'âge du Bronze (fig. 15). Les dynamiques de comblement sont similaires pour les trois silos, faisant l'objet d'une vidange de foyer dès le début de leur abandon (voire d'une chauffe in situ pour le silo St. 509, illustrée par des phénomènes de rubéfaction, de mélanisation par le feu ainsi que d'un durcissement par la cuisson, fig. 16). Les vestiges subissent ensuite de vastes effondrements de parois, entraînant un comblement en "X" typique de ces structures d'ensilage creusées en sape (Gransar, 2002). Le comblement terminal est quant à lui constitué d'un apport massif de sédiment humifère comprenant des éléments détritiques céramiques et lithiques (mobilier issu d'une surface anthropisée).

L'observation pédologique de la berme témoin située à proximité de ces vestiges indique la conservation de l'horizon Bt, à partir duquel ont été mises en place les structures de l'âge du Fer. Par ailleurs, dans le comblement de l'un des silos (St. 514), des lentilles argileuses orangées ont été observées au niveau des effondrements de paroi (mêlées à l'encaissant remanié) et pourraient correspondre à l'horizon Bt en position secondaire. Enfin, les comblements des différentes structures d'ensilage apparaissent peu impactés par les phénomènes de carbonatation. En effet, leur remplissage présente un taux de CaCO₃ moyen très faible (situé entre 8 et 12 %, annexe 1) ce qui en fait les structures les moins carbonatées du site. Ces dosages témoignent d'un milieu fortement décarboné, avec un comblement remaniant des éléments d'un sol brun lessivé bien développé (horizon humifère de surface, horizon Bt).

Les processus pédologiques identifiés pour l'âge du Bronze et l'âge du Fer diffèrent ainsi de ceux recensés pour les périodes mésolithiques et néolithiques. Le phénomène de carbonatation secondaire s'amenuise dans le temps, la décarbonatation des horizons naturels s'accentue et les marqueurs de l'activité humaine se font beaucoup plus prégnants, illustrant des milieux toujours plus anthropisés.

## Les données calcimétriques quantifiées confrontées aux datations radiocarbones

Afin de comprendre les interactions climat/environnement/datation/processus pédologiques, il est nécessaire de confronter les données calcimétriques quantifiées aux âges radiocarbones mesurés sur les comblements des fosses et silos de Nogent-sur-Seine.

La moyenne du dosage de CaCO₃ par structure a ainsi été corrélée avec l'âge médian mesuré par radiocarbone sur les fosses (tab. 1), et confrontée à une droite de régression linéaire (fig.
17). La confrontation de ces données quantitatives vise à mettre en lumière une éventuelle corrélation entre le degré de carbonatation secondaire des structures anthropiques, l'âge mesuré des fosses et les chronozones climatiques. Le coefficient de corrélation linéaire obtenu est relativement élevé (r = 0,756), ce qui indique une corrélation marquée entre âge des structures et le taux de carbonates de leur remplissage, et une diminution régulière au cours de l'Holocène.

Trois structures s'éloignent cependant du nuage de points et de la droite de régression linéaire de Bravais-Pearson.

La structure St. 560 (fosse en fente) datée du Néolithique ancien (tab. 1) apparaît peu carbonatée avec un dosage de CaCO₃ moyen de l'ordre de 10,85 % pour son comblement. Toutefois, ce résultat est à pondérer par la présence au toit de la structure d'un horizon Bt fortement décarbonaté (environ 1 % de CaCO₃). De plus, le comblement terminal de la structure 560 correspond à des fragments remaniés de ce même horizon Bt, ce qui joue sur le dosage mesuré pour la fosse 560.

La structure St. 411 datée du Néolithique moyen s'éloigne également du nuage de points et de la droite de régression linéaire, avec de fortes valeurs mesurées (47 % de CaCO₃ moyen) en raison de ses dynamiques de comblements et du terrain naturel encaissant qui s'y trouve remanié (cf. *supra*).

Enfin, la dernière structure qui s'éloigne de la droite de régression linéaire et du nuage de points correspond à la structure 575. Datée du Mésolithique ancien (tab. 1), elle est également la structure la plus ancienne du site de Nogent-sur-Seine (avec la St. 211, tab. 1, pour laquelle aucune mesure calcimétrique n'a été réalisée) et la seule à appartenir à la fin de la palynozone IVa du Préboréal (fig. 17). Cette attribution au Préboréal est également confortée par la présence d'un charbon de bouleau ayant servi à la datation de la structure, espèce régulièrement associée au pin et typique de cette période (Palynozone IV du Bassin parisien, Leroyer, 1997 ; David *et al.*, 2012 ; David, 2014).

L'acidité des sols développés sous couvert forestier pour le début de l'Holocène, et notamment au Préboréal IVa où le pin et le bouleau sont prédominants (Leroyer, 1997) pourrait être un facteur à prendre en compte pour expliquer l'écart de la St. 575 du nuage de points. Des sols probablement plus acides que ceux de l'optimum climatique Holocène (Boréal/Atlantique) pourraient engendrer une carbonatation plus faible. Cette interrelation entre contexte climatique et végétation au Boréal puis à l'Atlantique alimente par ailleurs les discussions concernant la variabilité climatique à l'échelle globale (Thompson *et al.*, 2022). Ces facteurs étant étroitement liés, il apparaît cohérent qu'ils influencent également les processus pédologiques (lessivage, carbonatation secondaire) à l'œuvre au cours de la première moitié de l'Holocène.

Ainsi, en excluant les structures 411 et 560 (fosses en fente du Néolithique) du nuage de points, le coefficient de corrélation linéaire atteint une valeur de 0,86 (ce qui indique une forte corrélation entre l'âge mesuré et le dosage de CaCO₃). En excluant enfin la seule structure datée du début du Préboréal (IVa), ce coefficient atteint la forte valeur de 0,94. En outre, les structures les plus récentes du site du Cardinal II et attribuables par le mobilier céramique à la transition entre le premier et le second âge du Fer, présentent un faible degré de carbonatation en comparaison des autres faits archéologiques du corpus. Ils témoignent d'un milieu fortement décarbonaté, à travers l'identification d'un comblement remaniant des éléments d'un sol brun lessivé bien développé (horizon humifère de surface, horizon Bt).

On pourrait objecter que les résultats calcimétriques quantifiés donnent le taux de CaCO₃ total actuel et ne permettent donc pas de dire s'il s'agit initialement de carbonatations
subcontemporaines des fosses ou plus récentes. Toutefois, à l'échelle de la Champagne, ces
processus de précipitation ne sont pas uniquement rencontrés dans les colmatages des
structures archéologiques : ils sont également présents dans les sols sous la forme d'horizons
d'accumulation carbonatée (HAC), également appelés calcrètes (Linoir, 2014). À l'échelle
régionale, cette carbonatation obéit à deux modèles respectivement théorisés par A. Pomel
(1872) et H.W. Hawker (1927) et depuis largement repris et consolidés (Freytet et Verrechia,
1989; Loisy et al., 1999; Linoir, 2014). Il s'agit des modèles per ascensum (précipitation des
carbonates initialement présents sous une forme dissoute suite à l'évaporation d'eau dans le
solum) et du modèle per descensum (accumulation progressive des carbonates lié au lessivage
des horizons pédologiques qui surmontent les calcrètes). Dans les deux cas, leur diagenèse est
conditionnée par la présence de matière organique (biominéralisation progressive de la
matière organique, Loisy et al., 1999). Bien qu'en Champagne ces calcrètes soient
principalement mis en évidence en domaine crayeux (Loisy et al., 1999; Linoir, 2014), les
processus peuvent être similaires au sein des structures fossoyées qui concentrent une
importante proportion de matière organique remaniée dans leur comblement, favorisant cette
biominéralisation (Wattez et al., 2017).

Cette disponibilité de la matière organique dépend à la fois des forçages climatiques et pédologiques (couvert végétal, décarbonatation des horizons superficiels, conditions géochimiques) mais aussi anthropiques (érosion des sols humifères de surface, ouverture des milieux). La diagenèse des carbonatations, qu'elle soit subcontemporaine du comblement des fosses ou postérieure, obéit ainsi à ces différents forçages au cours de l'Holocène et voit la diminution naturelle des carbonates au fil du temps.

Restitution paysagère : l’apport de la malacologie, de l’anthracologie et de la carpologie

L'analyse des écofacts et des cortèges malacologiques sur les fosses mésolithiques n'est pas
nouvelle, puisqu'elle a été largement menée sur le Parc de référence de Recy (Granai et
Achard-Corompt, 2017; Achard-Corompt et al., 2021) ou plus récemment à Reims sur le site
de la Rue de Louvois (Granai et al., 2024). Toutefois, lorsqu'elle est réalisée sur des
structures diachroniques conjointement à une détermination anthracologique et carpologique,
elle peut être couplée à l'identification des traits pédologiques récurrents au sein des
structures, puisque ces macrorestes sont associés aux environnements de surface
contemporains des occupations (tab.2). Cette approche transdisciplinaire permet de confirmer
l'évolution des sols, de l'environnement et de l'anthropisation des milieux, facilitant une
restitution des paysages à l'échelle locale.

Ainsi, pour le Mésolithique (ancien et moyen), les analyses anthracologiques et
malacologiques permettent de restituer un milieu boisé, colonisé majoritairement par les
mollusques *Carychyum tridentatum* et *Discus rotundatus* et principalement composé d'arbres
à feuillage caduc (chênes caducifoliés, bouleaux) ainsi que de résineux (pins sylvestres ; fig.
18 et tab. 3). Le sous-bois semble toutefois assez clair et doté d'une litière sèche, avec
notamment la présence d'une lisière forestière à proximité de la fosse St. 202, comme
l'indique la présence de l'espèce *Vertigo Pusilla* (fig. 18).

Le Néolithique ancien et moyen voit la persistance du pin en association avec les arbres à
feuillage caduc tels que le chêne caducifolié et l'érable. À travers la fosse St. 411, l'étude
malacologique évoque pour le Néolithique moyen II un environnement boisé en cours de
déstabilisation ce qui coïncide par ailleurs avec les phases de péjorations climatiques
caractérisant le Subboréal. L'assemblage malacologique est majoritairement constitué
d'espèces de milieux fermés, mais indique tout de même des phases de défrichement (avec l'espèce *Pomatias Elegans*) et un milieu plus humide comprenant des mousses (illustré par *Azeca goodalli*, *Sphyradium doliolum* et *Clausilia cruciata*). Ces données environnementales suggèrent un paysage en cours d'ouverture, en lien avec une pression anthropique plus forte. Le versant sur lequel se situe la St. 411 apparaît ainsi impacté par des activités humaines au Néolithique moyen, bien que nous ne disposions pas des structures domestiques liées à une occupation pérenne.

Pour l'âge du Bronze ancien (Bronze A2), l'environnement restitué par la malacologie se rapporte à un milieu anthropisé semi-ouvert, doté de haies, friches et prairies (marqué par les fortes proportions de l'espèce *Cepea*). L'assemblage malacologique est dominé par *Pupilla muscorum*, dont la proportion au sein du cortège indique une déstabilisation des milieux et un stress d'origine anthropique, cette espèce étant particulièrement tolérante aux activités humaines. Autour des St. 505 et 526, une station ombragée est proposée, par le biais d'un bâtiment ou d'un petit bosquet. Les charbons des fosses St. 526 et St. 505 indiquent de leur côté la présence du chêne caducifolié, du bouleau (cette fois, comme marqueur de milieu ouvert) et l'apparition du hêtre.

Nous ne disposons pas d'informations précises sur l'environnement du site à l'âge du Bronze final (uniquement matérialisé par la présence de la fosse d'extraction polylobée St. 113), à l'exception de la présence continue du chêne caducifolié. Toutefois, les nombreux rejets détritiques mis au jour au sein de la structure évoquent la sphère domestique et les activités s'y rattachant (mouture, élevage pour l'exploitation de la viande et des matières premières animales, foyers empierrés disposés à proximité, etc.) et l'on peut supposer la présence de pâtures, de champs ainsi que d'une occupation domestique toute proche.

Enfin, à la transition des âges du Fer (Hallstatt final/La Tène A1), le milieu semble ouvert et cultivé, comme l'illustrent les structures d'ensilage. Les carporestes récoltés dans le comblement de ces dernières (annexe 2) indiquent la présence de céréales diversifiées (blé, millet commun, amidonnier, orge, épeautre, seigle...), de quelques légumineuses (lentille et ers) et de plantes sauvages comme les trèfles, chénopodes, vrillé, véronique à feuille de lierre, etc. Les taxons répertoriés suggèrent une polyculture céréalière *in situ*, centrée sur le millet commun et l'orge polystique vêtue ainsi qu'une rotation des cultures entre céréales d'hiver et d'été (ces dernières étant associées aux légumineuses).

## Nogent-sur-Seine, Cardinal II : une évolution des sols et de l'environnement sur près de 8000 ans

Les études pédologiques et paléoenvironnementales menées au Cardinal II permettent d'établir les grandes phases d'évolution pédosédimentaire, qui complètent notamment les modèles de formation des luvisols sur substrat læssique.

En effet, les données disponibles pour la France septentrionale et la Belgique ont montré une décarbonatation des læss calcaires démarrant dès 16 000 BP puis une illuviation dès le Bølling (Van Vliet-Lanoë *et al.*, 1992). Ce schéma évolutif est conforté par celui proposé pour la frange nord-ouest de la France, la moyenne Belgique et le sud des Pays-Bas par K. Fechner et ses collaborateurs (Fechner *et al.*, à paraître). Ainsi, dans ces milieux océaniques, cette transformation (décarbonatation puis développement du sol brun lessivé) est intervenue relativement tôt, *a minima* avant le recoupement par un réseau polygonal du Dryas récent lié au permafrost (Deschodt, 2014 ; Fechner *et al.*, 2010).

Toutefois, en domaine plus continental, d'autres auteurs suggèrent une pédogenèse des luvisols et la formation d'un horizon Bt au cours de l'Holocène, notamment en Allemagne (Lorz et Saile, 2011 ; Strouhalová *et al.*, 2020). Pour ces derniers, le modèle de transformation
progressif est celui d'un sol humifère de type chernozem vers un luvisol à partir de l'Atlantique, en raison des conditions climatiques (hausse de la pluviométrie) et environnementales (couvert forestier). Ce chernozem pourrait être mis en relation avec l'horizon « B dark », très humifère, identifié dans les séquences du Nord de la France, et qui constitue aujourd'hui un sol relique initialement développé à la fin du Pléniglaciaire supérieur (Fechner *et al.*, à paraître). La séquence de Nogent-sur-Seine rappelle également à beaucoup d'égards celle décrite en Rhénanie pour le début de l'Holocène en milieu limoneux (Boelicke *et al.*, 1981; Schalich, 1981; 1983).

Les structures fossoyées mises au jour à Nogent-sur-Seine enregistrent ainsi une évolution qui semble relativement similaire à celle de la pédogenèse des læss d'Europe centrale avec une séquence événementielle progressive. On assiste ainsi au cours de l'Holocène à une pédogenèse des læss pléniglaciaires à travers des sols noirs humifères (horizon Ah, fig. 19) puis des luvisols (horizons Ae/Bt, fig. 19). La position géographique du site, à une latitude plus basse que les sites références du Nord de la France et de la Belgique, et mais à l'influence océanique toutefois plus marquée qu'en Allemagne, pourrait expliquer ce schéma d'évolution local.

Une première phase de décarbonatation des læss se met en place probablement en contexte tardiglaciaire, puis se poursuit au début du Préboréal avec le développement progressif d'un couvert végétal.

Implantées au sein d'un milieu boisé, les structures du Mésolithique ancien et moyen ont enregistré un épais horizon humifère remanié dans le comblement et témoignent d'un sol bien développé au cours du Préboréal / Boréal, sans toutefois que l'illuviation n'ait encore été mise en place. Ce schéma s'inscrit dans celui de l'évolution des séquences læssiques holocènes en Allemagne ou en Europe de l'Est (Lorz et Saile, 2011 ; Vysloužilová, 2014 ; Vysloužilová *et al.*, 2016 ; Strouhalová *et al.*, 2020). A Nogent-sur-Seine, ce retard dans les processus d'illuviation pourrait être également lié aux forts taux de carbonates initialement contenus dans le læss champenois, en raison des sources d'approvisionnement locales (substrat crayeux parfois affleurant et soumis à la déflation éolienne).

L'illuviation semble ainsi postérieure au Mésolithique moyen, comme en témoigne le développement d'un horizon Bt surmontant les structures de cette période, probablement en raison d'un contexte climatique favorable (optimum climatique holocène). Cet horizon Bt, décarbonaté, a été ponctuellement conservé grâce à des conditions topographiques spécifiques au sein de l'emprise (position en amont de la rupture de pente, conservation préférentielle à la faveur d'une crête de labours).

Sa présence sous une forme remaniée au sein des structures fossoyées du Néolithique ancien et moyen suggère donc son développement entre le Mésolithique moyen et le Néolithique ancien, au cours du Boréal et de l'Atlantique. Cette illuviation intervient donc bien plus tardivement que pour les luvisols développés en France septentrionale ou en Belgique (Van Vliet-Lanoë *et al.*, 1992). Le facteur de contrôle principal de cette pédogenèse semble lié à la période de stabilité climatique du Boréal et de l'Atlantique, stabilité renforcée par un milieu boisé où plusieurs essences se mêlent (perduration du pin, bouleau, puis chênaie mixte). À l'échelle régionale, les études anthracologiques récentes ont notamment mis en évidence la présence du pin (espèce qui prédomine au Mésolithique) jusqu'à l'âge du Fer (Bellavia *et al.*, 2018). Cette perduration pourrait également retarder l'illuviation et favoriser au contraire la formation d'un sol brun. En effet, la migration de particule par illuviation nécessite un sol ni trop acide ni trop basique, dans une gamme de pH comprise entre 5,5 et 7,5 (Baize, 2024). Ce
schéma d'évolution pédologique identifié à Nogent-sur-Seine s'inscrit donc à la fois dans celui des séquences d'Europe centrale et de l'Est, et celui mis en évidence en Alsace à travers l'étude des remplissages des fosses en fente (Ertlen et al., 2013 ; Gebhardt in Riquier, 2016).

Cette transformation pédologique est également corroborée par l'évolution de la carbonatation secondaire (trait post-dépositionnel bien identifié au sein des structures), définie par les mesures réalisées en calcimétrie. En mesurant la carbonatation secondaire au sein des structures et dans l'encaissant, on constate une corrélation forte entre le degré de carbonatation et la période chronologique. Cette corrélation souligne ainsi l'impact des processus naturels (forçage climatique et couvert végétal) dans ces précipitations secondaires. Le milieu apparaît fortement décarbonaté pour les périodes les plus récentes de l'Holocène, suite à la formation d'un horizon Bt, ce qui s'observe également dans l'encaissant des structures anthropiques postérieures au Mésolithique moyen.

La seconde moitié de l'Holocène, à partir de l'âge du Bronze, est caractérisée par un milieu semi-ouvert, en partie anthropisé, où l'érosion des sols se manifeste peu à peu. Cette période correspond en effet au Subboréal, au cours duquel la variabilité climatique est marquée par une succession de péjorations favorisant l'érosion. En outre, la transformation anthropique de l'horizon Ae en labours (horizon Ap) accélère l'érosion des luvisols, particulièrement sensibles à la battance, conjointement avec des conditions topographiques de bord de plateau (rupture de pente et déclivité entraînant une troncature marquée). Ces données s'inscrivent dans le cadre bien documenté de l'érosion généralisée des luvisols sous l'action des forçages climato-anthropiques au cours du Subboréal puis du Subatlantique (Neboit-Guilhot, 1999 ; 2010 ; Fechner et al., 2014 ; Gonnet et al., 2021, 2023).

## Conclusion

L'étude des structures mésolithiques, néolithiques et des âges des métaux du site du Cardinal II à Nogent-sur-Seine, a permis de renseigner l'évolution pédologique du site et des vestiges. Malgré l'absence de mobilier archéologique, la fouille de ces structures favorise la compréhension des dynamiques environnementales. En effet, en considérant les structures fossoyées non plus sous le seul angle fonctionnel mais sous celui de piège des archives pédologiques, il est possible d'enregistrer les transformations du sol : à Nogent-sur-Seine, une décarbonatation progressive a été mise en évidence au cours de l'Holocène, suivie de processus d'illuviation postérieurs au Mésolithique moyen. Ces processus pédologiques affectent les structures et l'on observe ainsi une corrélation forte entre carbonatation secondaire et âge des vestiges. En outre, si de nos jours les séquences pédosédimentaires sont majoritairement tronquées par l'érosion d'origine anthropique, les structures en creux enregistrent ces métamorphoses paysagères et constituent une mémoire des sols disparus. Enfin, l'utilisation conjointe des méthodes issues de l'archéologie environnementale et des géosciences vient compléter cette esquisse des paysages anciens et restituer le rôle des forçages climatiques et anthropiques ainsi que l'évolution du couvert végétal à l'échelle locale.

Ces conclusions sur l'évolution des sols restent toutefois inféodées à la lithostratigraphie particulière du site, correspondant à des dépôts lœssiques pléistocènes pédogénéisés à l'Holocène. De telles approches restent à réaliser dans des contextes géomorphologiques différents (plateaux, pieds de versants, fonds de vallée) et dans des séquences différentes (alluvions, colluvions, craies) afin de s'assurer de la représentativité de ce schéma d'évolution morpho- et pédosédimentaire. En outre, cette première approche mériterait d'être complétée par une typologie des carbonates secondaires. Enfin, la mise en place régulière de cette approche trans-disciplinaire et la poursuite de l'étude de ces fosses anciennes selon ce prisme permettra de construire et d'alimenter un corpus de comparaison à l'échelle régionale, voire
extra-régionale, basé sur des données quantifiées, afin de mieux comprendre le processus de
pédogénèse à l’œuvre dans et hors des structures archéologiques.

Remerciements

Nous souhaitons vivement remercier L. Deschodt ainsi que le second relecteur anonyme pour
la pertinence de leurs remarques qui a contribué à améliorer notre manuscrit.

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<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Fig. 1 : localisation de l'opération archéologique du Cardinal II dans le bassin versant séquanien (A) et contexte topographique et géologique simplifié (B). Fond cartographique géologique BRGM au 1 : 50000 et orthophotographie IGN. MNT réalisé à l'aide de la BD alti IGN 5 m (A. Gonnet, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_3.png" /></figure>

Fig. 2 : plan de répartition des structures mises au jour lors de l'opération de fouille : pour un confort de lecture – l'échelle ne permettant pas de distinguer clairement les structures en plan – les pastilles colorées indiquent le phasage chronologique des vestiges (C. Godard, INRAP)

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

Fig. 3 : biface mis au jour au sein d'un niveau de sol du Pléniglaciaire moyen (identification M. Biard, INRAP ; dessin E. Boitard-Bidault, INRAP)
<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Fig. 4 : synthèse des profils des fosses mésolithiques découvertes au Cardinal II (C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Fig. 5 : synthèse des profils transversaux des fosses en "V-Y" du Néolithique et de l'âge du Bronze découvertes au Cardinal II (C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Fig. 6 : synthèse pédostratigraphique quaternaire de Nogent-sur-Seine (données compilées) et corrélation chronostratigraphique avec les séquences læssiques du Nord de la France (A. Gonnet, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Fig. 7 : transects comparatifs des dynamiques érosives holocènes entre les différents secteurs de l'opération (A. Gonnet, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Fig. 8 : les fosses mésolithiques St. 305 (A) et 306 (B), toutes deux datées du Mésolithique moyen, ont toutefois fait l'objet de dynamiques érosives très différentes (clichés C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Fig. 9 : principaux traits pédologiques identifiés dans les structures mésolithiques, ici avec l'exemple de la fosse St. 210 (A : vue d'ensemble de la structure, B : détail de la paroi et du comblement sud). Légende annotations : pca = paroi carbonatée, h = unité humifère, L = encaissant remanié, c = nodule carbonaté (C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Fig. 10 : indices pédologiques d'un lessivage postérieur au Mésolithique moyen avec l'exemple de la fosse St. 306. Légende annotations : pca = paroi carbonatée, h = unité humifère (C. Godard, INRAP)

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

Fig. 11 : principaux traits pédologiques identifiés dans les structures néolithiques, ici avec l'exemple de la St. 502 (A) et 560 (B). Légende annotations : acc = accumulation de carbonates suite à une auréole de décarbonatation, h = unité humifère, L = encaissant remanié, Bt rem = horizon Bt remanié (C. Godard, INRAP)
<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Fig. 12 : vue générale des fosses en « V » de l'âge du Bronze ancien, avec les St. 505 (A) et 526 (B), sondées dans un premier temps en quart (C. Godard, INRAP).

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

Fig. 13 : détails du comblement basal de la fosse St. 505 et principaux traits pédologiques observés. Légende annotation : h = unité humifère, L = encaissant remanié, Bt rem = horizon Bt remanié, f = faune (suidé), acc = accumulation de carbonates, pca : paroi carbonatée (C. Godard, INRAP).
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Fig. 14 : coupe longitudinale de la fosse polylobée St. 113 et mise en évidence de ses dynamiques de creusement (lobes 1 et 2) et de comblement. Légende annotation : acc = accumulation de carbonates, lent = lentilles de sédiment alternant encaissant et humus remaniés (C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Fig. 15 : vue d'ensemble de deux des trois silos mis au jour, avec les St. 509 (A) et 514 (B), coupés mécaniquement par moitié (C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Fig. 16 : détail de la base du silo St. 509, où le comblement est mélanisé par combustion (C. Godard, INRAP)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Bomes chronologiques des cultures matérielles d'après Ghesquière et Marchand 2010, Demoule 2007, Lietar 2014, Bostyn et al. 2011

Bomes chronologiques des palynozones du Bassin parisien d'après Leroyer 1997 et Coubray in Godard et al. 2023

<caption>Fig. 17 : confrontation des données calcimétriques et de la datation radiocarbone des structures fossoyées du Cardinal II (A. Gonnet, INRAP)</caption>
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Fig. 18 : données malacologiques par structure : diagrammes circulaires des fréquences des individus par groupe écologique et diagramme à barre des fréquences spécifiques. Attribution chronologique des structures par datation radiocarbone sur charbons de bois (S. Granai, GéoArchéon)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Fig. 19 : modèle d'évolution pédologique des luvisols champenois d'après l'étude des structures fossoyées de Nogent-sur-Seine, Cardinal II (A. Gonnet, INRAP)</figcaption></figure>

<table><caption>Tab. 1 : résultats des datations radiocarbones des fosses analysées en calcimétrie, avec ajout de la St. 211, structure la plus ancienne du site (C. Godard, INRAP). Calibration réalisée sous Oxcal4.4 (Bronk Ramsey, 2009) à l'aide de la courbe IntCal20 (Reimer et al., 2020).</caption><thead><tr><th>N°St.</th><th>Code laboratoire</th><th>N° échantillon</th><th>Type échantillon</th><th>Âge mesuré BP (et écart-type)</th><th>δ13C</th><th>Date radiocarbone calibrée BP à 95,4 %</th><th>Date radiocarbone calibrée BC à 95,4 %</th><th>Âge médian cal BC</th><th>Période chronologique</th><th>Observations</th></tr></thead><tbody><tr><td>202</td><td>Beta - 538164</td><td>NOG-202-A</td><td>charbon de bois</td><td>9420 ± 30 BP</td><td>-24.1 o/oo</td><td>10741 - 10571 cal BP</td><td>8792 - 8622 cal BC</td><td>8707</td><td>Mésolithique ancien</td><td>-</td></tr><tr><td>207</td><td>Beta - 538169</td><td>NOG-207-B</td><td>charbon de bois</td><td>9360 ± 30 BP</td><td>-25.5 o/oo</td><td>10685 - 10499 cal BP</td><td>8736 - 8550 cal BC</td><td>8642</td><td>Mésolithique ancien</td><td>-</td></tr><tr><td>211</td><td>Poz-130297</td><td>NOG-211-C</td><td>charbon de bois</td><td>9690 ± 50 BP</td><td>-24.5 o/oo</td><td>11230 - 10796 cal BP</td><td>9281 - 8847 cal BC</td><td>9064</td><td>Mésolithique ancien</td><td>-</td></tr><tr><td>562</td><td>Poz-13029</td><td>NOG-562-A</td><td>charbon de bois</td><td>9350 ± 50 BP</td><td>-24.2 o/oo</td><td>10710 - 10 406 cal BP</td><td>8761 - 8457 cal BC</td><td>8609</td><td>Mésolithique ancien</td><td>-</td></tr><tr><td>575</td><td>Poz-130301</td><td>NOG-575-A</td><td>charbon de bois</td><td>9580 ± 50 BP</td><td>-28.5 o/oo</td><td>10710 - 10 406 cal BP</td><td>9201 - 8781 cal BC</td><td>8991</td><td>Mésolithique ancien</td><td>-</td></tr><tr><td>101</td><td>Poz-131105</td><td>NOG-101-A</td><td>charbon de bois</td><td>8350 ± 120 BP</td><td>-29.6 o/oo</td><td>9593 - 9027 cal BP</td><td>7588 - 7078 cal BC</td><td>7333</td><td>Mésolithique moyen</td><td>-</td></tr><tr><td>214</td><td>Poz-130298</td><td>NOG-214-F</td><td>charbon de bois</td><td>8310 ± 50 BP</td><td>-25.6 o/oo</td><td>9460 - 9134 cal BP</td><td>7511 - 7185 cal BC</td><td>7348</td><td>Mésolithique moyen</td><td>-</td></tr><tr><td>305</td><td>Poz-131115</td><td>NOG-305-C</td><td>charbon de bois</td><td>8310 ± 40 BP</td><td>-26.2 o/oo</td><td>9450 - 9140 cal BP</td><td>7501 - 7191 cal BC</td><td>7346</td><td>Mésolithique moyen</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="3">306</td><td>Beta - 552378</td><td>NOG-306-E</td><td>charbon de bois</td><td>9370 ± 40 BP</td><td>-25.5 o/oo</td><td>10703 - 10440 cal BP</td><td>8754 - 8491 cal BC</td><td rowspan="3">7785</td><td rowspan="3">Mésolithique moyen</td><td rowspan="3">date NOG-306-E rejetée</td></tr><tr><td>Beta - 548367</td><td>NOG-306-D</td><td>charbon de bois</td><td>8370 ± 30 BP</td><td>-24.5 o/oo</td><td>9476 - 9296 cal BP</td><td>7527 - 7347 cal BC</td></tr><tr><td>Poz-130434</td><td>NOG-306-F</td><td>charbon de bois</td><td>8290 ± 50 BP</td><td>-25.6 o/oo</td><td>9451 - 9038 cal BP</td><td>7502 - 7089 cal BC</td></tr><tr><td>406</td><td>Beta - 548366</td><td>NOG-406-B</td><td>charbon de bois</td><td>8210 ± 30 BP</td><td>-25.5 o/oo</td><td>9284 - 9026 cal BP</td><td>7330 - 7083 cal BC</td><td>7207</td><td>Mésolithique moyen</td><td>-</td></tr><tr><td>560</td><td>Poz-131055</td><td>NOG-560-A</td><td>charbon de bois</td><td>6050 ± 40 BP</td><td>-25.0 o/oo</td><td>7150 - 6786 cal BP</td><td>5201 - 4837 cal BC</td><td>5019</td><td>Néolithique ancien</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="2">411</td><td>Beta - 503960</td><td>Nogent-sur-Seine_1001</td><td>charbon de bois</td><td>5430 ± 30 BP</td><td>-25.0 o/oo</td><td>6295 - 6191 cal BP</td><td>4346 - 4242 cal BC</td><td rowspan="2">4525</td><td rowspan="2">Néolithique moyen</td><td rowspan="2">conservation de la date la plus récente, située à la base du comblement</td></tr><tr><td>Poz-131052</td><td>NOG-411-B</td><td>charbon de bois</td><td>5890 ± 40 BP</td><td>-27.1 o/oo</td><td>6838 - 6571 cal BP</td><td>4889 - 4622 cal BC</td></tr><tr><td>112</td><td>Poz-131106</td><td>NOG-112-B</td><td>charbon de bois</td><td>3810 ± 50 BP</td><td>-37.1 o/oo</td><td>4406 - 4014 cal BP</td><td>2457 - 2065 cal BC</td><td>2661</td><td>Néolithique final/ Bronze ancien A1</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="2">505</td><td>Beta - 548364</td><td>NOG-505-A</td><td>charbon de bois</td><td>3430 ± 30 BP</td><td>-29.8 o/oo</td><td>3824 - 3575 cal BP</td><td>1875 - 1626 cal BC</td><td rowspan="2">1695</td><td rowspan="2">Bronze ancien (A2)</td><td rowspan="2">confrontation des deux dates et définition de l'intervalle commun pour attribution chronologique</td></tr><tr><td>Poz-131054</td><td>NOG-505-B</td><td>charbon de bois</td><td>3360 ± 30 BP</td><td>-25.9 o/oo</td><td>3689 - 3488 cal BP</td><td>1740 - 1539 cal BC</td></tr><tr><td>526</td><td>Poz-130433</td><td>NOG-526-A</td><td>charbon de bois</td><td>3510 ± 35 BP</td><td>-20.5 o/oo</td><td>3884 - 3691 cal BP</td><td>1935 - 1742 cal BC</td><td>1839</td><td>Bronze ancien (A2)</td><td>-</td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tab. 2 : Tableau de synthèse des données pédologiques et archéo-environnementales à Nogent-sur-Seine par phase chronologique (C. Godard, INRAP)</caption><thead><tr><th></th><th>Traits pédologiques principaux des comblements des structures</th><th>Dosage moyen de CaCO<sub>3</sub> mesuré</th><th>Environnement restitué</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mésolithique</td><td>apports grossiers et massifs indurés (lentilles et fragments juxtaposés, discontinus) ; ancien horizon humifère remanié ; absence d'horizon Bt remanié ; accumulation de calcite le long des parois, au sein des unités basales et des colmatages humifères ; parois indurées</td><td>entre 32 et 48 %</td><td>milieu boisé, arbres à feuillage caduc et résineux, sous-bois clair, litière sèche</td></tr><tr><td>Néolithique</td><td>comblement majoritairement non calcaire ; horizon Bt remanié ; rares accumulations de calcites, souvent en partie basale ; auréoles de décarbonatation (en particulier pour les fosses du Néolithique ancien)</td><td>entre 10,85 et 25 %<br>(47 % pour la St. 411 ayant subi un important effondrement de paroi)</td><td>milieu boisé, arbres à feuillage caduc et persistance du pin (Néolithique ancien) ; puis environnement boisé mais destabilisé (défrichement) et en cours d'ouverture (Néolithique moyen)</td></tr><tr><td>âge du Bronze ancien</td><td>comblement majoritairement non calcaire ; quelques lits plus humifères ; horizon Bt remanié ; recarbonatation située le long des parois et fines précipitations de calcite</td><td>entre 10 et 27 %</td><td>milieu anthropisé semi-ouvert (haies, friches et prairires)</td></tr><tr><td>âge du Bronze final</td><td>comblement majoritairement non calcaire ; remblaiement volontaire (lentilles obliques), forte anthropisation ; couches très humifères ; rares accumulations de calcites au contact de ces dernières</td><td>non mesuré</td><td>milieu anthropisé, pâtures et champs supposés</td></tr><tr><td>transition Hallstatt/La Tène</td><td>comblement non calcaire ; rares lentilles d'horizon Bt remanié ; phénomènes de rubéfaction et de mélanisation, forte anthropisation ; comblement terminal massif avec rejets détritiques ; pas d'accumulation de calcite</td><td>entre 8 et 12 %</td><td>milieu ouvert et cultivé (céréales, légumineuses)</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tab. 3 : identification anthracologique des charbons de bois récoltés au sein des structures archéologiques (C. Godard et S. Coubray, INRAP). Effectif des échantillons étudiés : n=20. Effectif des échantillons déterminés : n=15.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Périodes<br>chronologiques</th><th rowspan="2">Structures<br>étudiées</th><th colspan="6">Identification anthracologique</th></tr><tr><th>Quercus sp.<br>Fc (chêne<br>caducifolié)</th><th>cf.Quercus<br>(type chêne)</th><th>Acer<br>(érable)</th><th>Betula<br>(Bouleau)</th><th>Pinus cf.<br>sylvestris<br>(Pin type<br>sylvestre)</th><th>cf. Pinus<br>(type pin)</th><th>Fagus<br>sylvatica<br>(hêtre)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Mésolithique<br>ancien et moyen</td><td>fosses St. 211, 305,<br>306, 406, 575, 592</td><td></td><td>•</td><td></td><td>•</td><td>•</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Néolithique<br>ancien et moyen</td><td>fosses St. 218,<br>41, 560</td><td>•</td><td></td><td>•</td><td></td><td></td><td>•</td><td></td></tr><tr><td>âge du Bronze<br>ancien</td><td>fosses St. 505<br>et 526</td><td></td><td></td><td></td><td>•</td><td></td><td></td><td>•</td></tr><tr><td>âge du Bronze final</td><td>fosses polylobée<br>St. 113</td><td>•</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>transition Hallstatt<br>final/La Tène<br>ancienne</td><td>silos St. 509, 513, 514</td><td>•</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

English version:

Fig. 1: location of the Cardinal II archaeological operation in the Seine watershed (A) and simplified topographical and geological context (B). Geological background map by BRGM (1 : 50000) and IGN orthophoto. MNT produced using the IGN 5 m altitude database (A. Gonnet, INRAP)
Fig. 2: distribution plan of the structures uncovered during the operation: for ease of reading – the scale does not allow the structures to be clearly distinguished in plan – the colored dots indicate the chronological phasing of the remains (C. Godard, INRAP)

Fig. 3: biface unearthed within a soil level from the Middle Pleniglacial (identification M. Biard, INRAP ; drawing E. Boitard-Bidault, INRAP)

Fig. 4: synthesis of the profiles of the Mesolithic pits discovered at Cardinal II (C. Godard, INRAP)

Fig. 5: synthesis of transversal cross-section profiles of Neolithic and Bronze Age "V-Y" pits discovered at Cardinal II (C. Godard, INRAP)

Fig. 6: Quaternary pedostratigraphic synthesis of Nogent-sur-Seine (compiled data) and chronostratigraphic correlation with the loess sequences of Northern France (A. Gonnet, INRAP)

Fig. 7: comparative transects of Holocene erosive dynamics between the different sectors of the operation (A. Gonnet, INRAP)

Fig. 8: The Mesolithic pits St. 305 (A) and 306 (B), both dated to the Middle Mesolithic, were however subject to very different erosive dynamics (C. Godard, INRAP)

Fig. 9: Main pedological features identified in the Mesolithic structures, here with the example of the pit St. 210 (A: overall view of the structure, B: detail of the inside wall and the southern filling). Legend annotations: pca = carbonate wall, h = humus unit, L = reworked surrounding soil, c = carbonate nodule (C. Godard, INRAP)

Fig. 10: pedological indices of a leaching after the Middle Mesolithic with the example of the pit St. 306. Annotations legend: pca = carbonate wall, h = humus unit (C. Godard, INRAP)

Fig. 11: Main pedological features identified in Neolithic structures, here with the example of St. 502 (A) and 560 (B). Legend annotations: acc = accumulation of carbonates following a decarbonation halo, h = humus unit, L = reworked surrounding soil, Bt rem = reworked Bt horizon (C. Godard, INRAP)

Fig. 12: General view of the Early Bronze Age V-shaped pits, with St. 505 (A) and 526 (B), initially surveyed in quarters (C. Godard, INRAP)

Fig. 13: Details of the basal filling of the St. 505 pit and main pedological features observed. Legend annotation: h = humus unit, L = reworked surrounding soil, Bt rem = reworked Bt horizon, f = fauna (suidae), acc = accumulation of carbonates, pca: carbonate wall (C. Godard, INRAP)

Fig. 14: Longitudinal section of the polylobed pit St. 113, highlighting its digging dynamics (lobes 1 and 2) and filling. Legend annotation: acc = accumulation of carbonates, lent = lenses of sediment alternating between surrounding soil and reworked humus (C. Godard, INRAP)

Fig. 15: general view of two of the three excavated silos, with St. 509 (A) and 514 (B), mechanically cut in half (C. Godard, INRAP)

Fig. 16: detail of the base of the St. 509 silo, where the filling is melanized by combustion (C. Godard, INRAP)

Fig. 17: comparison of calcimetric data and radiocarbon dating of the structures of Cardinal II (A. Gonnet, INRAP)
Fig. 18: malacological data by structure: circular diagrams of individual frequencies by ecological group and bar diagram of specific frequencies. Chronological attribution of structures by radiocarbon dating on charcoal (S. Granai, GéoArchéon)

Fig. 19: model of pedological evolution of the Luvisols champenois based on the study of the structures of Nogent-sur-Seine, Cardinal II (A. Gonnet, INRAP)

Tab. 1: results of radiocarbon dating of pits analyzed by calcimetry, with the addition of St. 211, the oldest structure on the site (C. Godard, Inrap). Calibration made with Oxcal4.4 (Bronk Ramsey, 2009) using IntCal20 calibration curve (Reimer et al., 2020).

Tab. 2: Summary table of pedological and palaeoenvironmental data at Nogent-sur-Seine by chronological period

Tab. 3: anthracological identification of charcoal collected within archaeological structures (C. Godard and S. Coubray, Inrap) Number of samples studied: n=20. Number of samples determined: n=15.

## DONNÉES SUPPLÉMENTAIRES

Annexe I – Synthèse des résultats calcimétriques sur les comblements des structures anthropiques et les encaissants du site de Nogent-sur-Seine, Cardinal II (Aube, France) / Summary of calcimetric results on the fillings of man-made structures and the surrounding rock at the Nogent-sur-Seine, Cardinal II site (Aube, France)

DOI: https://doi.org/10.34847/nkl.2ed32y28

Annexe II – Nombre et type de carporestes mis au jour au sein des structures d'ensilage de l'âge du Fer du site de Nogent-sur-Seine, Cardinal II (Aube, France) / Number and type of carporestes found in Iron Age silos at the Nogent-sur-Seine site, Cardinal II (Aube, France)

DOI: https://doi.org/10.34847/nkl.ca17bdag

### Céline GODARD

INRAP Grand Est, 15 avenue de Valmy, 51000 Châlons-en-Champagne
celine.godard@inrap.fr

### Adrien GONNET

INRAP Grand Est, UMR 6266 IDEES, 15 avenue de Valmy, 51000 Châlons-en-Champagne
adrien.gonnet@inrap.fr

### Kai FECHNER

INRAP Hauts-de-France, UMR 7041 ARSCAN, 11 rue des Champs, 59650 Villeneuve d'Ascq
kai.fechner@inrap.fr

### Salomé GRANAI

GéoArchéon, UMR 8591 Laboratoire de géographie physique : environnements quaternaires et actuels, 30, rue de la Victoire, 55210 Viéville-sous-les-Côtes
salomegranai@geoarcheon.fr

### Sylvie Coubray

INRAP Direction Scientifique et Technique, UMR 7209, Archéozoologie, Archéobotanique :
sociétés, pratiques et environnements, 121 Rue d'Alésia, 75014 Paris
sylvie.coubray@inrap.fr

Notes de bas de page :

<footnote n="1">¹ La carbonatation secondaire correspond à l'accumulation, par précipitation, de carbonate de calcium initialement dissous dans le sol.</footnote>

<footnote n="2">² L'argilluviation correspond à la migration verticale des particules d'argiles dans un sol, lors de la pédogenèse. Elle aboutit à la formation d'un horizon d'argilluviation, noté Bt.</footnote>