Introduction

1Dans les contextes urbains, fondamentalement anthropiques, les processus d’accumulation, de transformation et d’érosion des dépôts sont particulièrement intenses et diversifiés (Cammas et al., 2011). Ces processus relèvent de la fabrique de l’urbain, c’est-à-dire des interactions dynamiques, pensées ou non, entre les sociétés et la matérialité des espaces (Noizet, 2009). Les stratifications résultant de la combinaison de ces dynamiques socio-environnementales sont plus ou moins aisément interprétables en matière d’usage des espaces. Ces difficultés d’interprétation relèvent tant des cadres interprétatifs mobilisés que de l’histoire pédosédimentaire de ces stratifications. Parmi ces dernières, les terres noires sont d’épaisses couches sombres, d’apparence homogène, qui constituent l’essentiel de la documentation archéologique des villes des iv^e-xi^e s. Observées depuis le xix^e s., elles n’ont fait l’objet de protocoles de fouille et d’analyses stratigraphiques, archéologiques et géoarchéologiques adaptés qu’à partir des années 1980 (Fig. 1).

L’approche géoarchéologique de l’urbain

2L’étude géoarchéologique des paysages urbains a été entamée dès les années 1980 (Hall et Kenward, 1982). Bien que l’analyse des relations entre le développement des villes et leur environnement proche ait été entrepris (Butzer et al., 1983), les villes sont alors surtout perçues comme des artefacts (Rosen, 1986). Pourtant, le paysage urbain est le résultat de l’accumulation de matériaux hétérogènes, apportés à des fins de construction, de production artisanale ou de consommation et sujet à des transformations permanentes, selon des processus autogène ou allogène (Borderie, 2011a), selon qu’ils découlent des activités proprement urbaines ou de son environnement (bassin-versant, fleuve, littoral).

3Jusqu’à la fin des années 1990, les études portèrent surtout sur les échelles larges des hydrosystèmes, fruits de la collaboration entre géographes et archéologues lors de grands chantiers préventifs (CNAU, 1988 ; Bravard et al., 1989), toujours d’actualité (Chaussée et al., 2009). À une autre échelle, les approches intrasites, parmi lesquelles l’analyse des terres noires, ont permis alors de préciser ou d’établir les interprétations des espaces, au Moyen-Orient (Matthews, 1992 ; Matthews et al., 1997) et en France à Lattes (Cammas, 1994). Toutefois, ces approches géoarchéologiques sont restées sous-exploitées. Par exemple, seul 1,5 % des articles publiés par la revue Geoarchaeology de 1987 à 2010 portent sur les contextes urbains, c’est-à-dire 9 articles seulement.

4Ces échelles très fines ou très larges ont pu être mises en lien récemment en joignant l’étude des processus de stratification et de la configuration du site urbain (conditions de milieu, ressources sédimentaires locales, etc.) avec celle de son évolution (Schwien et al., 1998 ; Arlaud, 2000 ; Deschodt et Sauvage, 2008). La nature des dépôts et des sols urbains, leur transformation, selon les activités perceptibles directement ou indirectement (pollutions), est une co-construction des dynamiques socio-environnementales (Heimdhal, 2005 ; Davidson et al., 2006 ; Golding, 2008 ; Noizet et al., 2011). Dès les années 1980, l’étude des terres noires s’inscrit dans cette perception multi-scalaire des dynamiques socio-environnementales (Macphail, 1981), car leur récurrence en contexte urbain est, pour les iv^e -xi^e s., le principal témoin sédimentaire des activités humaines.

Les terres noires et la stratification urbaine

5Les terres noires s’intercalent entre les stratifications antiques (avant le iv^e s.) et médiévales (après le xi^e s.) qui, elles, sont plus aisément interprétables car constituées de nombreuses unités stratigraphiques (US) distinctes résultant d’actions de creusement, de construction, d’étalement…, constituant ainsi des structures (mur, mosaïque, latrine…).

6Jusqu’aux années 1980, l’homogénéité apparente des US massives de terres noires a conduit à les interpréter à priori comme résultant d’abandon, de remblais massifs ou de mise en culture des espaces urbains, entretenant ainsi les modèles de villes sans vie urbaine, affaiblies par les attaques des barbares et désertées par les élites (Galinié, 2010). Pourtant, l’approche géoarchéologique a permis, dès le début des années 1990, de montrer que les terres noires résultaient d’une combinaison complexe de processus différents dont le résultat n’est similaire qu’à une échelle macroscopique (Macphail, 1994 ; Cammas et al., 1998 ; Devos et al., 2009). Des travaux récents (Nicosia et al., 2012 ; Borderie, 2013), portés à une échelle plus fine que l’US, montrent que ces terres noires admettent une structuration interne, des gradients de distribution des constituants et de couleur et englobent même des structures plus petites (trou de poteau, foyer, lambeau de sol d’intérieur…). Cette structuration interne invite à considérer la part des processus pédologiques de transformation des dépôts, dans un contexte – la ville – où tout est contraint par l’activité anthropique. La connaissance des processus de formation des US (dépôt et transformation) et de leurs caractéristiques permet de connaître les activités qui en sont à l’origine, donc de renseigner les fonctions des centres urbains au cours de l’Antiquité tardive et du premier Moyen Âge (Fig. 2).

Méthodes d’étude des terres noires

Approche topographique

7Les terres noires se trouvent, de manière récurrente pour les iv^e-xi^e s., dans un grand nombre d’agglomérations du nord-ouest de l’Europe (Macphail et al., 2003 ; Verslype et Brulet, 2004). Toutefois, au sein de chaque ville ou d’une ville à une autre, cette récurrence n’a pas encore été quantifiée. La mise en place d’un recensement systématique permet de renseigner les caractères macroscopiques des sédiments : épaisseur et étendue maximales et minimales, couleur, stratifications apparente, etc. La localisation des terres noires relativement aux éléments structurants de l’espace est alors significative des dynamiques d’usages des espaces, que ces éléments soient contemporains, antérieurs ou postérieurs. Par exemple, la proximité aux enceintes, aux édifices de cultes et leur présence sur les axes viaires et relativement au bâti permettent d’envisager les types d’occupation des espaces, le rapport au sol et, surtout, l’organisation des espaces urbains, pour une période où le parcellaire est presque totalement inconnu (Tab. 1).

Approche stratigraphique

8Seule la fouille fine par US permet l’identification et l’enregistrement des variations verticales et latérales des caractères sédimentaires (David, 2004). Une organisation peut être constatée sur des distances de plusieurs mètres, dans les densités et le type de macro-constituants observés (fragments de céramiques, de tuiles, de mortier, scories…), ainsi que par celles des structures elles-mêmes (agrégats et alignements de constituants, trous de poteaux, fosses, solins… ; Gébus et Gama, 2004). Ces agencements peuvent parfois être mis en relation avec des éléments topographiques : axes de circulation, bâtiments… Des variations plus fines peuvent aussi être perçues par la structuration latente des macro-constituants, c’est-à-dire leur distribution spatiale en trois dimensions. Différentes phases d’apports et de remaniement peuvent être mises en évidence (Borderie et Pétronille, 2009) et, à l’échelle plus fine, des micro-stratifications peuvent être identifiées, donc renseigner les accumulations en jeu.

9Enfin, c’est en associant l’étude des terres noires avec celle des US plus fines, des structures archéologiques qu’elles peuvent contenir, dans lesquelles elles se trouvent ou qui leur sont adjacentes (fond de cabane, tranchée de récupération de murs, solins…) que peut être obtenue une vision globale de l’organisation des espaces. Les dynamiques pédo-sédimentaires peuvent en effet être différentes en espace intérieur ou extérieur, dans les structures excavées ou les aires ouvertes.

Caractérisation des unités stratigraphiques

10La nature des apports constitutifs des terres noires peut être renseignée en partie par la caractérisation des unités stratigraphiques (teneurs en charbons fins, en matières organiques, en phosphore, en métaux lourds…). En plus de leurs caractères extrinsèques, notamment leur situation stratigraphique évoquée plus haut, ces caractères intrinsèques permettent d’identifier les processus d’accumulation et de transformation. De plus, en appui à la description archéologique, elles permettent de comparer les US entre elles par des critères quantitatifs ou semi-quantitatifs. Le Tab. 1 recense les principales méthodes utilisées pour caractériser les US de terres noires. Un inventaire plus détaillé est également donné par Borderie (2011b, p. 81-82).

Micromorphologie

11L’application de la micromorphologie à l’étude des terres noires est entreprise dès le début des années 1980 en Grande-Bretagne (Macphail, 1981 ; Courty et al., 1989) et 1990 en France (Cammas et al., 1995 ; Gebhardt, 1997).

12La micromorphologie est l’étude de l’organisation des constituants du sol et de leur nature à l’échelle microscopique, qui est significative de la dynamique des milieux de sédimentation et de l’évolution des couvertures pédologiques (Cammas et Wattez, 2009, p. 186). L’analyse des micro-constituants, de la masse fine des sédiments archéologiques et de leur organisation relative selon des guides de description (Bullock et al., 1985 ; Stoops, 2003), contribue à « comprendre leur formation et leurs modes d’intégration dans les contextes archéologiques » (Macphail et Goldberg, 2010, p. 589), notamment par l’identification d’unités micro-stratigraphiques (UMS) ou de micro-faciès.

13L’approche interdisciplinaire, qui combine la micromorphologie avec des méthodes géophysique et géochimique et des études quantitatives et qualitatives de mobilier, permet d’apporter rapidement des résultats contribuant à l’interprétation des terres noires et à la compréhension plus générale des processus de formation des stratifications urbaines. Les interprétations de jardin ou d’abandon qui n’ont pas été étayées par de telles études sont souvent caduques. Les travaux récents montrent, en outre, comment la systématisation de ces approches est profitable, démontrant la multiplicité des processus produisant des terres noires (rejets, habitat, parcage, artisanat…). La perception de la ville des iv^e-xi^e s. a été ainsi renouvelée.

Éclairages récents sur les terres noires

Caractères physico-chimiques et stratigraphiques

14La reconnaissance macroscopique des terres noires est fondée sur leur couleur, leur épaisseur et leur homogénéité apparente. Pourtant, ces caractères ainsi que les caractères physico-chimiques présentent de fortes variabilités d’une ville à l’autre et d’une stratification à l’autre. L’épaisseur des terres noires est souvent comprise entre 0,4 et 0,8 m (Courty et al., 1989, p. 263 ; Macphail et al., 2003). Toutefois, elles sont parfois plus épaisses et admettent systématiquement, sur le terrain ou aux échelles microscopiques, des stratifications fines ou des gradients de couleur, de texture et de concentration de mobilier (Verslype et Brulet, 2004). Parfois même, ces stratifications sont constituées d’une superposition de nombreuses US perceptibles à l’œil nu (Borderie, 2011b, p. 241-281). La coloration des terres noires est souvent sombre (de 7.5 YR 5/1 à 10 YR 2/1), liée à la présence importante de fragments de charbons et de végétaux souvent brûlés et de matière organique observables en microscopie. Toutefois, cette coloration varie et des terres noires ont des teintes grises, jaunes ou vertes selon leur teneur en micro-fragments de charbon, en fer et/ou en phosphore (Macphail, 1994 ; Borderie, 2011b, p. 311-328 ; Fig. 3).

15Les caractéristiques physico-chimiques des terres noires résultent du fond pédo-géochimique local, des apports liés aux activités et de leurs transformations. Bien que leur texture soit souvent limono-sableuse, les terres noires n’admettent aucun tri et peuvent être très sableuses, en contexte alluvial par exemple (Macphail, 2003, p. 92-93 ; Heimdhal, 2005 ; Nicosia, 2012, p. 115). Peu carbonatées en Grande-Bretagne ou en Belgique (Macphail, 2003, p. 92-93 ; Devos et al., 2009, p. 273), elles le sont davantage dans le Bassin de Paris (Borderie, 2011b, p. 340-345 ; Fig. 4). En outre, une part de ces carbonates peut provenir de la dégradation de matériaux de construction tels que mortiers et calcaires (Macphail, 1994, 2010).

16Les assemblages de constituants sont très riches dans les terres noires. Les constituants d’une taille supérieure à quelques centimètres sont surtout des matériaux de construction altérés : pierres, mortiers, terres cuites, enduits (Guyard, 2003, p. 95 ; Fondrillon, 2007, p. 434 et 442). Les constituants de la taille des sables et des limons reflètent davantage la diversité des activités à l’origine des dépôts. S’ils résultent en partie de la dégradation des matériaux de construction, ils proviennent surtout d’activités domestiques (déjections, os) ou artisanales liées à l’utilisation des végétaux (phytolithes) et du feu (cendres, micro-fragments de charbons) parfois à hautes températures (scories, silice fondue, verre). La présence de fragments de plomb altéré dans des cendres, à Leicester, est un exemple de ces activités artisanales (Macphail et Crowther, 2009 ; Fig. 3 A et B). L’état de ces constituants – brûlés, déformés, fragmentés – et leur organisation témoignent de l’utilisation faite des espaces.

17Les terres noires présentent ainsi des teneurs importantes en matières organiques. En plus des micro-fragments de charbon et de végétaux, elles admettent un C/N élevé. Les taux de phosphore sont importants, entre 15,5 et 25,5 g/kg (Borderie 2011b, p. 342-343, méthode Mikkelsen, 1997). Des teneurs élevées en métaux lourds, issues d’activités polluantes contemporaines de la formation des terres noires, ont pu être mesurées : plus de 1 800 mg/kg à Metz (Augry et al., sous presse, norme NF X 31-147). Sans le contrôle des analyses micromorphologiques, ces données chimiques doivent être interprétées avec prudence. Des contaminations en phosphore (Deansway, Worcester, Anderitum/Pevensey Castle ; Macphail et Linderholm, 2004 ; Macphail, 2011) et en métaux (Londres Guildhall ; Macphail et al., 2008) peuvent, en effet, être provoquées par des rejets de latrines postérieures aux terres noires (Fig. 4).

Processus de formation

18Le plus souvent, les terres noires sont constituées d’une succession d’apports peu épais, remaniés directement par l’activité biologique ; il s’agit donc de sols cumuliques (Cammas et al., 1998). Les micro-US qui peuvent être observées résultent alors de la combinaison du volume et de la fréquence des rejets, de l’intensité de la bioturbation, des piétinements et de l’humidité du milieu. La concurrence entre ces différents processus conditionne la création d’interfaces et leur conservation. Lorsque les interfaces ne sont pas perceptibles, c’est par l’organisation de la microstructure que la succession de surfaces et de sub-surfaces est identifiable. Dans tous les cas, ces accumulations progressives sont caractéristiques de rejets plus ou moins rythmés qui perdurent au cours du temps. Les terres noires peuvent aussi résulter d’apports destinés à aménager des espaces (sols construits, étalement de matériaux), sans que les dépôts ne soient massifs. Dans les espaces intérieurs, ces aménagements sont, dans la plupart des cas, évidents à identifier sur le terrain : sols construits, planchers, réfections… Toutefois, la transformation des stratifications peut les rendre moins facilement identifiable et interprétable et ils peuvent ne laisser que des traces ténues (Borderie, 2011b, p. 282-295).

19L’homogénéité apparente des terres noires correspond surtout à la combinaison simultanée des processus de dépôt et de bioturbation plutôt qu’à une restructuration partielle ou totale de la stratification. Les unités de terres noires les plus homogènes peuvent résulter de processus mécaniques de remaniement, comme le travail du sol (Devos et al., 2009), toutefois, même dans ces unités, il est possible de percevoir différents processus et temporalités des apports grâce à la hiérarchisation des traits pédo-sédimentaires (Borderie, 2013). L’importance des processus de bioturbation dans la formation des terres noires a été mise en évidence dès les années 1980 par R.I. Macphail (1981, 1994). Dans la majeure partie des cas, cette bioturbation importante indique des espaces peu piétinés, comme l’ont montré les résultats des études menées à Paris (Cammas, 2004, p. 49) et à Metz (Gébus et Gama, 2004). Toutefois, cette bioturbation peut aussi être accompagnée d’indices importants de fréquentation des espaces, comme à Beauvais (Borderie, 2011b, p. 249-254 et 280-281), Paris et Mâcon (Cammas, 2004, p. 49 et 53), et peut parfois même prendre place dans les zones de rejets d’espaces intérieurs, comme à Beauvais et Noyon (Borderie, 2011b, p. 265-274 et 316-319).

20La percolation et la stagnation de solutions dans les terres noires ont été mises en évidence par R.I. Macphail (1994). Elles peuvent contribuer à la dissolution de constituants, notamment carbonatés, également altérés par l’évolution de l’acidité. Toutefois, des lentilles de cendres (Fig. 3 G et H) particulièrement sujettes à la dissolution peuvent parfois être observées, comme à Noyon (Borderie, 2011b, p. 284-295). Cette préservation peut alors s’expliquer par la rapidité du recouvrement, par des matériaux relativement imperméables comme des sables argileux, et le caractère particulièrement tassé des stratifications. L’humidité des milieux entraîne également la formation de vivianite. Ces cristaux de phosphate de fer (Fig. 3 C et D) peuvent se former en sub-surface, en extérieur, ou dans des sols construits en intérieur (Borderie, 2011b, p. 337). Ils sont significatifs de la richesse des dépôts en matériaux phosphatés, généralement issus des déjections ou des os (Courty et al., 1989, p. 267), ainsi que de la dégradation de végétaux (McGowan et Prangnell, 2006).

21La formation des terres noires résulte donc de la combinaison complexe de processus d’accumulation et de transformation liés à l’utilisation des espaces et à la nature des matériaux présents.

Par-delà les terres noires

Des terres noires à la vie urbaine au premier Moyen Âge

22Connaître la formation des terres noires permet de renseigner les activités humaines qui sont à l’origine de leurs caractères et de leurs transformations.

23Dans les terres noires, les informations permettant d’interpréter les fonctions des espaces sont étroitement entremêlées. Les US admettent des temporalités dilatées et il est rarement possible de donner la localisation précise des activités en jeu. Par cela, les grilles interprétatives utilisées habituellement (CNAU, 2007) sont difficilement adaptables. La présence à l’échelle microscopique de nombreux indices d’activités domestiques et artisanales, dans les accumulations progressives de rejets, nécessite un saut interprétatif important pour constituer la preuve d’un espace à vocation « artisanale » ou d’un « habitat privé ». La grande majorité de ces indices se trouve pourtant dans les dépôts interprétés comme des rejets rythmés. Bien que les espaces où se trouvent ces rejets soient parfois interprétés comme des zones dépotoirs, les travaux relatifs à la gestion des déchets suggèrent que ces espaces puissent admettre d’autres fonctions (Keene, 1982 ; Bridges, 1991 ; Bourgeois, 2003 ; Leguay, 2003 ; Golding, 2008).

24La superposition des processus d’accumulation et la nature particulièrement riche et rythmée des rejets à l’origine des terres noires suggèrent, de plus, des variations fonctionnelles importantes au cours du temps, des espaces aux fonctions multiples dans lesquels sont rejetés les déchets d’aires d’activités aux limites diffuses. Les teneurs très importantes de plomb mesurées à Metz (Augry et al., sous presse) montrent comment une intense activité artisanale polluante, nécessitant sans doute des infrastructures sommaires, peut être détectée par les impacts sédimentaires qu’elle induit.

Un chantier pour l’avenir

25L’interprétation des terres noires est l’un des enjeux majeurs de l’histoire des sociétés des iv^e-xi^e s. en Europe du Nord-Ouest. Bénéficiant des acquis récents de la géoarchéologie appliquée aux contextes urbains, l’interprétation de ces dépôts a pu être précisée grâce à la mise en place d’approches interdisciplinaires. Les terres noires sont le résultat d’une combinaison de processus liés aux conditions du milieu et, surtout, induites par les pratiques socio-spatiales. Si la part de certains processus externes à la ville peut être importante dans l’accrétion, comme les apports alluviaux (Heimdhal, 2005 ; Nicosia et al., 2012), les processus « naturels » y sont perçus comme relevant d’une co-construction socio-environnementale (Marliac, 2002).

26Les terres noires ne sont donc pas synonymes d’abandon, bien au contraire, et sont rarement le résultat d’une pratique urbaine de l’horticulture. Les terres noires sont principalement le résultat d’une accrétion progressive, par dépôt et transformation en place de rejets d’activités diverses qui produisent et rejettent des matériaux composites, surtout organiques, dans des espaces pouvant être voués à des fonctions diverses et masquant des occupations aussi bien intérieures qu’extérieures. Cette gestion particulière des déchets, cette relation particulière au sol interrogent sur le rapport au statut de certains espaces, comme la présence de terres noires à proximité des cathédrales à Beauvais, Noyon, Paris, Rouen ou Reims, ou leur absence sur l’emprise du talus interne à l’enceinte de l’Antiquité tardive, comme à Noyon et à Evreux.

27Les terres noires constituent une documentation riche qui commence seulement à être exploitée. Les protocoles d’analyse et d’interprétation des processus de formation, donc des activités humaines, sont aujourd’hui définis et une meilleure connaissance des contextes urbains des iv^e-xi^e s. peut être engagée dès à présent en multipliant les points d’observations, leur comparaison, et en établissant un référentiel à l’échelle des agglomérations. La précision des contextes chronologiques permettra, de plus, de percevoir les étapes de ces dynamiques urbaines. Enfin, l’analyse fine de certaines caractéristiques et constituants des terres noires, comme les matières organiques, les teneurs en métaux lourds et les micro-fragments de charbon, est particulièrement prometteuse. Ces informations enregistrées dans les terres noires sont autant de témoins des modalités d’occupation et de sédimentation des sociétés urbaines.