# Quelle place pour la céréaliculture en Gaule Narbonnaise ? État de la question et nouvelles perspectives de la modélisation spatiale, agro-écosystémique et multi-agents dans le projet MICA

Nicolas Bernigaud, Nuria Rovira Buendia, Laurent Bouby, Justine Gomes, Alberte Bondeau, Joel Guiot

## ► To cite this version:

Nicolas Bernigaud, Nuria Rovira Buendia, Laurent Bouby, Justine Gomes, Alberte Bondeau, et al. Quelle place pour la céréaliculture en Gaule Narbonnaise ? État de la question et nouvelles perspectives de la modélisation spatiale, agro-écosystémique et multi-agents dans le projet MICA. XIX CIRCA UILLAM. El món dels cereals: producció, distribució i consum, Museu Arqueològic de Banyoles, Ajuntament de Banyoles; Grup de Recerca Arqueològica del Pla de l'Estany; Laboratori d'Arqueologia, Història Antiga i Prehistòria, Institut de Recerca Històrica, Universitat de Girona; Archéologie des sociétés méditerranéennes, Montpellier; Université de Pau et des pays d'Adour. Laboratoire IRAA-CNRS, Pau., Nov 2023, Banyoles, Espagne. **hal-04335760**

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Submitted on 11 Dec 2023

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Distributed under a Creative Commons CC BY 4.0 - Attribution - International License
# Quelle place pour la céréaliculture en Gaule Narbonnaise ?
## État de la question et nouvelles perspectives de la modélisation spatiale, agro-écosystémique et multi-agents dans le projet MICA
# La céréaliculture aujourd'hui dans le sud de la France

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## Orientation technico-économique des exploitations

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Source: BEAUVAIS et al. 2022

## Part de la surface en blé tendre dans la SAU
# Quel impact des changements climatiques sur l'occupation du sol ?

ANR MICA : Modelling
Interactions between Climate
change and Agriculture in Ancient
West

https://mica.hypotheses.org/

*Impact des changements climatiques sur l'agriculture et le choix des espèces & variétés cultivées*

> « Au XIXe siècle, le Narbonnais est essentiellement une terre à blé; la culture de la vigne est encore restreinte.

> Aux alentours de 1810, la sécheresse du climat et la faiblesse des rendements aidant, l'agriculture s'oriente vers la production vinicole »

NÉGRIER 2001
Problématiques générales

* Quelle géographie et quelle importance de la céréaliculture en Narbonnaise à la période romaine par rapport aux autres productions agricoles ?

* Quel impact potentiel des changements climatiques sur la géographie des cultures ?
# Quel impact des variations climatiques les sociétés et l'occupation du sol ?

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<table><caption>Fluctuations des glaciers suisses
(d'après Holzhauser 2005)</caption><tr><td>Age du Bronze</td><td>Age du Fer</td><td>Empire</td><td>Moyen Age</td><td>Moderne</td></tr></table>

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2017

- Optimum Climatique Romain
  (IIe s. av. J.-C.-IIe s. ap. J.-C.)

- Petit âge glaciaire de l'Antiquité tardive
  (IVe-VIe s. ap. J.-C.)
colloque

# le TEXTE et la PRATIQUE
dialogues pluridisciplinaires
sur le statut du traité d'agriculture

1er > 3 juin 2022 - Lyon

## La céréaliculture en Gaule narbonnaise durant l'époque romaine : croisement des données archéologiques et archéobotaniques

Núria Rovira, Stéphane Mauné, Frédérique Durand, Isabel Figueiral, Laurie Flottes, Justine Gomes, Philippe Marinval, Jérôme Ros, Margaux Tillier, Vincenzo Pellegrino, Hervé Bohbot et Laurent Bouby

ASM
Archéologie
des Sociétés Méditerranéennes

LABEX
ARCHI
MEDE

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Isem
Institut des Sciences de l'Evolution-Montpellier

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Ipso Facto
Bureau d'Etude et de Recherche
Archéologie • Océanographie

ARCHEODUNUM
INVESTIGATIONS ARCHEOLOGIQUES

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# Les céréales en Narbonnaise à l'âge du Fer

« Après avoir marché quatre jours de suite depuis l'endroit où il avait franchi le Rhône, Hannibal arriva dans une région très peuplée et riche en blé appelée l'Ile et qui doit son nom au fait qu'elle se trouve à un confluent.

Bordée par le Rhône d'un côté et de l'autre par l'Isère »

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Champ de dolia, oppidum d'Ensérune</figcaption></figure>

Polybe, II, 49

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FIG. 1. -- Carte de répartition des sites étudiés : 1, Castelnaudary ; 2, Mireval ; 3, Villasavary ; 4, Bram ; 5, Ventenac ; 6, Carcassonne ; 7, Rouffiac et Pomas ; 8, Lastours ; 9, Villegailhenc ; 10, Malves ; 11, Trèbes ; 12, Ladern-sur-Lauquet ; 13, Mailhac ; 14, Narbonne ; 15, Salles-d'Aude ; 16, Sigean ; 17, Aignes ; 18, Nissan-les-Ensérune ; 19, Magalas ; 20, Béziers ; 21, Clermont-l'Hérault ; 22, Aumes ; 23, Bessan ; 24, Agde ; 25, Saint-Bauzille-de-la-Sylve ; 26, Pignan ; 27, Fabregues ; 28, Balaruc-le-Vieux ; 29, Castelnau-le-lez ; 30, Etang de Mauguio ; 31, Nages ; 32, Villetelle ; 33, Gailhan ; 34, Calvisson ; 35, Vic-le-Fesc ; 36, Montpezat ; 37, Beaucaire ; 38, Saint-Bonnet-du-Gard ; 39, Comps.

Localisation des structures de silos et dolia à l'âge du Fer en Languedoc (d'après Garcia 1987)
Une place secondaire pour la céréaliculture dans l'économie domaniale de Narbonnaise ?

« Si vous me demandez quel est le meilleur domaine, je vous répondrai :
sur un domaine de cent arpents et bien situé, la vigne est la meilleure récolte (1), si elle est productive : je place ensuite un potager arrosable (2) ; au troisième rang, une oseraie (3) ; au quatrième, l'olivier (4) ; au cinquième, une prairie (5) ; au sixième, les céréales (6) ; au septième, un taillis ; puis un verger (7), et enfin une forêt de chênes (8). »

Caton, *De re rustica*, I

« Dans toute la Narbonnaise, en effet, les productions du sol sont identiquement les mêmes qu'en Italie, tandis qu'en avançant vers le nord et dans la direction du mont Cemmène on ne rencontre déjà plus de plantations d'oliviers ni de figuiers ; les autres cultures, il est vrai, continuent de prospérer, mais, pour peu qu'on avance encore dans la même direction, on voit la vigne, à son tour, ne plus réussir qu'avec peine.

En revanche, tout le reste de la Gaule produit du blé et en grande quantité, ainsi que du millet, du gland et du bétail de toute espèce, le sol n'y demeurant nulle part inactif, si ce n'est dans les parties où les marécages et les bois ont absolument interdit toute culture ».

Strabon IV, 1
# Une place secondaire pour la céréaliculture dans l'économie domaniale de Narbonnaise ?

> « Durant l'Antiquité, les céréales constituaient la production principale des exploitations agricoles mais d'un point de vue archéologique, les vestiges les plus aisément repérables sont ceux de la production de l'huile et du vin.

> C'est que les blés n'ont guère besoin d'installations bâties pour être préparés et stockés à l'exception des greniers souvent détruits par le temps alors que les olives et le raisin nécessitent des moulins, des fouloirs, des pressoirs et des entrepôts qui laissent des vestiges presque indestructibles sous forme de meules et de blocs de pierre caractéristiques, de massifs de béton de tuileau, de cuves enterrées et de grandes jarres, les dolia. »

Cours n°5 de J.-P. BRUN 2022
Quelle vision de la céréaliculture par les sources historiques,
archéologiques et archéobotaniques ?
# Stockage

ROVIRA et al. en préparation

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## Typologie des greniers en milieu rural pour l'époque romaine

Type 1 : Silos

Type 2 : Stockage dans les dolia

Type 3 : Greniers surélevés sur poteaux

Type 4 : Greniers surélevés sur murets de refend

Type 5 : Greniers surélevés sur caissons maçonnés

Type 6 : Greniers surélevés sur piliers

Type 7 : Greniers pourvus de contreforts

Type 8 : Greniers pourvus de piliers internes

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Type 9 : Greniers de type tour

Type 10 : Greniers à plan basilical

Type 11 : Greniers pourvus de compartiments

Type 12 : Granges

Type 13 : Caves

Type 14 : Greniers qui réoccupent un édifice précédent

Type 15 : Greniers à l'étage

Type 16 : Greniers plan simple

Type 17 : Fenils

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<figure><img src="image_21.png" /></figure>

<figure><img src="image_22.png" /></figure>

## Typologie des greniers en milieu rural pour l'époque romaine

Source: PELLEGRINO 2018

## Carte de répartition des espaces de stockage des céréales en Narbonnaise

(Ier-IIIe s. ap. J.-C.) (N=40)

Travail V. PELLEGRINO au 30/05/2022
# Mouture

ROVIRA et al. en préparation

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Carte de répartition des découvertes de moulins hydrauliques ou à sang en Gaule Narbonnaise
(Ier-IIIe s. ap. J.-C.)
Inventaire S. Mauné au 30/05/2022</figcaption></figure>

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Restitution des grands moulins de Barbegal
(Bouches-du-Rhône)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Bas-relief du boulanger MARCUS CAREIUS
ASISA (Narbonne)</figcaption></figure>
# Moissons

<figure><img src="image_28.png" /><figcaption>### Typologie des faucilles
BERNIGAUD 2023</figcaption></figure>

<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>### Cartographie des découvertes de faucilles en Gaule romaine (n= 221)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>### Régions céréaticoles désignées par la carte de densité des faucilles</figcaption></figure>

http://outagr.huma-num.fr/Outagr/
## Commerce

« Ils ne se nourrissaient plus que de millet et d'orge gâté, dont ils avaient jadis pourvu les greniers en cas de siège »

César, B. C., II, 22

« Les Massaliotes occupent un territoire où pousse l'olivier et qui est couvert de vignes, mais pauvre en céréales à cause de son aridité »

Strabon, IV, 1, 5

« Ces vignobles qui sont la seule culture de la cité et grâce auxquels elle se procure en dehors tous ses approvisionnement »

Paulin de Pella, *Eucharisticos*

Massil(iam) Rubrio [...]sino, hord(ei) Cavar(um), sicci, mundi, [...]i, m(odii) mille (et quingenti).

« A destination de Marseille, pour Rubrius ..sinus, 1500 boisseaux d'orge du pays des Cavares, sec, mondé,... »

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

Source: LIOU & MOREL 1977

<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>Le territoire des Cavares (au centre) sur la Table de Peutinger (fin du IVe s.)</figcaption></figure>
# Données carpologiques

ROVIRA et al., à paraître

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

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- 114 sites étudiés

- 204 contextes/assemblages
Données carpologiques

* **Orge vêtue et blés:** céréales les plus fréquentes et abondantes au cours de la période romaine

* Blé amidonnier devient minoritaire par rapport à l'âge du Fer mais il est régulièrement présent

* Millet commun, peu attesté, semble progresser durant le Bas Empire

* Avoine (difficultés à identifier l'espèce cultivée) & seigle semblent aussi suivre cette dernière tendance

ROVIRA et al., à paraître

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

<figure><img src="image_36.png" /></figure>
Données carpologiques

<figure><img src="image_37.png" /><figcaption>Tardo-républicain</figcaption></figure>

<figure><img src="image_38.png" /><figcaption>Haut-Empire</figcaption></figure>

<figure><img src="image_39.png" /><figcaption>Bas-Empire</figcaption></figure>

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>Fréquence attestation Carbo par période + Vitis</figcaption></figure>
# Quel bilan ?

* Vision encore lacunaire d'un point de vue spatial à l'échelle de la Narbonnaise

* Déséquilibre régional des données (Languedoc vs Provence)

* Difficultés à identifier la production

<figure><img src="image_41.png" /></figure>
*Approches modélisatrices*

- LPJmL

- SMA

- Suitability maps
# Modélisation agro-écosystémique Lund Potsdam Jena managed Land (LPJmL): Principes

*Modéliser à l'échelle du globe les rendements des principales plantes cultivées en fonction de données climatiques*

<figure><img src="image_42.png" /></figure>

### Modeling tool: LPJmL

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

Irrigated and rainfed agriculture, grasslands, natural vegetation

C, H₂O exchange

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

* River discharge (Gerten et al., 2004; Biemans et al., 2009)

* Irrigation water requirements (Rost et al., 2008)

* Water consumption of crops (Fader et al., 2010)

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Phenology

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Management

<figure><img src="image_47.png" /></figure>

Production

<figure><img src="image_48.png" /></figure>

## Entrées

* Données climatiques mensuelles

* Températures

* Précipitations

* Nombre de jours de pluie

* Nébulosité

* Concentration atmosphérique en CO₂

* Structure du sol

* BONDEAU et al. 2007

* FADER et al. 2015

LPJmL

## Sorties

* Rendements (T/h)

* Production

* Période de croissance

* Cycle du carbone

* Évaporation des sols

* ...

<figure><img src="image_49.png" /></figure>

Modélisation des rendements céréaliers dans le monde (1991-2000) en tonnes/hectares
# LPJmL for the Past

## PLOS ONE

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

OPEN ACCESS

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PEER-REVIEWED

RESEARCH ARTICLE

Regional paleoclimates and local consequences: Integrating GIS analysis of diachronic settlement patterns and process-based agroecosystem modeling of potential agricultural productivity in Provence (France)

Daniel A. Contreras Eneko Hiriart, Alberte Bondeau, Alan Kirman, Joël Guiot, Loup Bernard, Romain Suarez,

Sander Van Der Leeuw

CONTRERAS et al. 2018

<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Moyennes annuelles par siècle des T et P pour la zone d'étude pendant l'Holocène</figcaption></figure>

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>Distribution des sites de la fin de l'âge du Fer/ rendements potentiels en céréales</figcaption></figure>

<figure><img src="image_54.png" /></figure>

<figure><img src="image_55.png" /><figcaption>Microrégion d'étude (Lubéron)</figcaption></figure>
## LPJmL for the Past

<figure><img src="image_56.png" /></figure>
LPJmL for the Past

<figure><img src="image_57.png" /><figcaption>Températures</figcaption></figure>

<figure><img src="image_58.png" /><figcaption>Précipitations</figcaption></figure>

<figure><img src="image_59.png" /><figcaption>Nombre de jours de pluie</figcaption></figure>

<figure><img src="image_60.png" /><figcaption>Nébulosité</figcaption></figure>

III. Approches modélisatrices

<figure><img src="image_61.png" /></figure>

<figure><img src="image_62.png" /><figcaption>Wheat yield per T/ha (2000 BP)</figcaption></figure>

<caption>Reconstruction of potential yields in 1st c. BC</caption>
# Centennial variations of WHEAT's potential yields (t/HA)
6th c. BC - 7th c. AD

* Increase of yields during Iron Age

* Noticeable peak in 3rd c. BC

* High yields during Roman period

* Decrease during early Middle age

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

<figure><img src="image_64.png" /></figure>

<figure><img src="image_65.png" /></figure>
# Simuler les interactions sociétés-climats
## -> Les Systèmes Multi-Agents (SMA)

* Impact des changements climatiques et réponses des sociétés (échelle locale -> globale)

<figure><img src="image_66.png" /></figure>

<figure><img src="image_67.png" /></figure>

<figure><img src="image_68.png" /></figure>

Capitale de cité

<figure><img src="image_69.png" /></figure>

Bénéfices des
exploitations
viticoles

<figure><img src="image_70.png" /></figure>

Bénéfices des
oliveraies

<figure><img src="image_71.png" /></figure>

Bénéfices des
fermes

<figure><img src="image_72.png" /></figure>

Modèle ROMCLIM: simulations pour la rentabilité potentielle des exploitations viticoles, oléicoles et céréalières gallo-romaines en fonction des changements climatiques
(d'après Bernigaud et al., soumis à la revue Plos One)

* Tester des scénarios alternatifs
  (« étudier le passé comme un futur »)

* Observer en sortie des modèles l'effet des variations de paramètres sur les systèmes de peuplement, la géographie des cultures, la démographie, etc.
(phénomènes émergents)
# Céréaliculture et pédologie

## III. Approche modélisatrice
-Cartes de potentialités

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>Nombre de sites par unité pédologique</figcaption></figure>

<figure><img src="image_74.png" /></figure>
Potentialité pédologique des sols pour la céréaliculture antique

<table><thead><tr><td>Nature sols</td><td>Superficie (km²)</td><td>%</td><td>Nombre de sites</td><td>% sites</td><td>Kgain</td><td>Appréciation</td></tr></thead><tbody><tr><td>Leptosol</td><td>25074</td><td>30,3 %</td><td>29</td><td>40,8 %</td><td>0,25</td><td>Modérément favorable</td></tr><tr><td>Fluviosol</td><td>7733</td><td>9,34 %</td><td>22</td><td>30,9 %</td><td>0,69</td><td>Très favorable</td></tr><tr><td>Cambisol</td><td>35503</td><td>42,9 %</td><td>13</td><td>18,3 %</td><td>-1,34</td><td>Défavorable</td></tr><tr><td>Luvisol</td><td>8438</td><td>10,1 %</td><td>5</td><td>7,4 %</td><td>-0,43</td><td>Défavorable</td></tr><tr><td>Regosol</td><td>326</td><td>0,39 %</td><td>1</td><td>1,4 %</td><td>-2,5</td><td>Défavorable</td></tr><tr><td>Solonchak</td><td>732</td><td>0,88 %</td><td>1</td><td>1,4 %</td><td>0,37</td><td>Modérément favorable</td></tr></tbody></table>

$$Kgain = 1 - (\% \text{ area} - \% \text{ sites})$$
# Carte de potentialité pour la céréaliculture antique

<figure><img src="image_75.png" /></figure>

## 1. Proche du grand réseau routier

* < 10 km

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## 2. Proche d'une agglomération antique

* < 30 km

<figure><img src="image_77.png" /></figure>

## 3. Proche d'une grande voie fluviale

* < 10 km

<figure><img src="image_78.png" /></figure>

## 4. Sols

* Fluvisols

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## 5. Caractéristiques climatiques

* Potentiel LPJmL

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Suitability map for cereals

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# Suitability map for cereals VS archaeological data

<figure><img src="image_82.png" /><figcaption>### III. Approche modélisatrice
-Cartes de potentialités</figcaption></figure>
Pour conclure