Ressoures régionales
Géosciences et archéologie
(retour APBG Lorraine 1994)
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GEOSCIENCES et ARCHÉOLOGIE
L'apport du Mécénat Technologique et Scientifique d'E.D.F. (Électricité de France) et de l'Université de Nancy I à la progression de la connaissance et de la recherche en archéologie aboutit à la démonstration de la fonction de sanctuaire des eaux du site de Grand
Le 11 juillet 1989, la signature à Grand (88) d'une convention de Mécénat Technologique par Monsieur Christian Poncelet, Président du Conseil Général des Vosges, Monsieur Jacques Andrieu, Préfet des Vosges et Monsieur Marc Albouy, Directeur Adjoint des Études et Recherche d'Électricité de France, Président Fondateur d'ADMITECH, ouvre le champ d'application de la mesure physique à la compréhension d'un site archéologique romain.
Les campagnes de mesures menées de 1989 à 1992 avec les moyens techniques et instrumentaux d'Électricité de France et de l'Université de Nancy I sont motivées par l'existence d'une quantité importante d'observations réalisées durant plusieurs décennies par Monsieur et Madame Bertaux, archéologues de la DRAC. Cette base de données représente les préacquis indispensables à la mise en place d'une procédure de mesures permettant de quantifier efficacement les phénomènes.
Ces mesures et les mécanismes qu'elles caractérisent entrent dans un modèle géodynamique régional crée en 1986 à des fins industrielles, donc appliquées. Ce modèle élaboré au Laboratoire de Géologie Appliquée au Génie Civil de l'Université de Nancy I est destiné à comprendre l'évolution structurale d'un bassin continental récent à l'échelle de la Lorraine, en relation avec la tectonique distensive du rift rhénan. Les observations nombreuses, hétérogènes et dispersées des archéologues de Grand, entrent maintenant dans un cadre cohérent qui permet de comprendre les mécanismes naturels et la logique de l'intervention des aménageurs romains. Ce cadre de référence permet actuellement de planifier le programme des fouilles et des recherches soutenues par la loi de programme sur le patrimoine monumental.
L'objectif de la journée d'étude consacrée à Grand est de montrer comment un modèle conceptuel, créé et développé en 1986 pour résoudre un problème industriel, déborde de son champ d'application et devient un support au développement de la culture. Dès 1986, il permet de comprendre le développement en distension d'un bassin continental lorrain, lié au fonctionnement du rift rhénan. Il en résulte que le phénomène de la capture de la Moselle par la Meurthe découle d'un banal mécanisme d'érosion régressive, entretenu par la subsidence du rift rhénan. A Grand, les premières mesures structurales et hydrauliques intégrent immédiatement le modèle qui devient un outil d'aide à la décision en terme de prospection et d'optimisation de la programmation de la recherche en archéologie.
La journée du 12 juillet 1994 est placée sous le Patronage de Monsieur le Sénateur Christian Poncelet, Président du Conseil Général des Vosges.
La visite sur le terrain et en laboratoire sera assurée par :
- Bernard HAGUENAUER - Université de Nancy I
- Christiane HAGUENAUER - I.U.F.M. de Lorraine
- Pierre DELETIE - E.D.F.- Mécénat Technologique et Scientifique
- Monique SICRE - Responsable A.P.B.G.
GRAND dans son environnement actuel
| Aux confins occidental du département des Vosges, les "Hauts-Pays" de Grand forment une avancée vers la Champagne, région à laquelle ils étaient rattachés autrefois. Le plateau calcaire de l'Oxfordien, situé à l'extrémité méridionale de la Côte de Meuse, culmine aux environs de 400 mètres. Cette formation carbonatée a été dégagée et entaillée par les cours supérieurs de la Meuse, de la Marne, de l'Ornain et de leurs affluents. Elle forme une puissante assise (90 mètres environ), propice à la formation de vallées sèches (combes) et à l'installation de phénomènes karstiques. Le village de Grand, vu d'avion, apparaît avec son réseau de communication en étoile, au centre d'une zone défrichée encerclée par la forêt. La hêtraie-chênaie-charmaie, forêt climacique de l'étage collinéen lorrain, est partout présente. Elle témoigne, par son traitement en taillis-sous-futaie, de la demande ancienne de bois de feu et de bois d'oeuvre. Avec les changements économiques, cette demande a évolué. Les besoins de bois de feu deviennent insignifiants ; les besoins de bois d'oeuvre se réduisent en quantité mais tendent vers des fûts longs et droits. Le forestier prépare la conversion du taillis-sous-futaie, productrice de bois de qualité. Par le développement du tourisme culturel, Grand retrouve une nouvelle forme d'activité. |  |
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GRAND site gallo-romain
La topographie de ce site, situé entre trois grandes vallées, a favorisé une implantation humaine précoce. Diverses trouvailles datant du néolithique final (-2500/-1800), ont été découvertes à Grand même et près de la source des "Roises" au nord du village. La présence d'un bracelet à tampons et nodosités (4ème siècle avant J.C.), d'une fibule (25-100 avant J.C.), toutes deux en bronze, de plusieurs pièces gauloises dont un denier en argent, témoignent de la permanence de l'occupation de ce territoire, en liaison, probablement, avec les points d'eau (exsurgence au centre du village actuel et source des "Roises"). Le nom du village dérive du nom du Dieu gaulois Grannus.
Le développement de Grand est lié à l'arrivée des Romains et à la construction en ce lieu d'un sanctuaire des eaux dédié à Apollon puis à Apollon-Grannus, Dieu guérisseur. Bâti à la fin du premier siècle après J.C., sous les Flaviens, ce site cultuel vit affluer un grand nombre de pèlerins et, parmi eux, deux empereurs semblent y avoir consulté les Dieux : Caracalla en 213 et Constantin en 309. Sur la "table de Peutinger", dernier état d'un itinéraire routier romain où sont représentées les grandes voies romaines, les principales villes étapes et les sanctuaires des eaux, Grand figure sous le nom d'Andésina avec le symbole caractéristique d'une grande station thermale.
| Depuis 1760-61,
date du 1er rapport
archéologique établi sur le site, de nombreux
archéologues (Le Gendre, Jollois, Salin, Billoret, Bertaux,
....) ont fouillé les ruines de Grand. En 1989 J. C. Golvin propose la reconstitution suivante : |
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LES MONUMENTS ROMAINS VISITABLES
L'AMPHITHÉÂTRE
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C'est une vaste construction pouvant
accueillir entre 16000 et 20000 pèlerins ; il s'appuie sur
le versant naturel d'un vallon étroit et peu profond : la
combe "La Roche". Conçu avec une arène elliptique
complète (50,8 m/34 m.), il a pour particularité
de présenter une cavea (partie
réservée aux spectateurs) incomplète
formant une large demi-ellipse comportant trois maeniana dont les
gradins ont disparu, sur le versant face au nord tandis qu'elle est
réduite à une rangée de gradins sur le
versant face au sud. Il semble avoir été
abandonné définitivement dans le dernier quart du
4ème siècle. Depuis sa destruction par Ste
Libaire, selon la légende, les blocs de calcaire ont servi
à la construction des habitations du village actuel. |
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LA BASILIQUE
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Ce monument civil romain se compose
d'une vaste salle rectangulaire terminée par un
hémicycle, entièrement pavée par une
mosaïque. La basilique servait probablement de tribunal ou de
curie locale. Une galerie couverte, aux portiques et aux murs
ornés de marbres et de stucs donnait accès
à la basilique. Cette mosaïque est la plus grande
de la partie nord de l'empire romain. |
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LE TEMPLE DU "JARDIN HUGUET" ET LES THERMES
Grâce aux travaux d'adduction d'eau du village en 1963, ont été découvert :
* le Temple du "Jardin Huguet" qui s'inscrit par sa décoration ornementale dans la pure tradition architecturale romaine. Les sculptures sont consacrées soit à Apollon, soit à Bacchus.
* Les Thermes dont une salle était chauffée par hypocauste. D'autres salles présentaient un pavement de marbres en damiers et des murs ornés de plaquettes imitant une marqueterie.
LE POMERIUM ET LES REMPARTS
| En 1969 les travaux d'assainissement, ont permis de mettre en évidence, sur le passage circulaire qui entoure actuellement le village de Grand, un fossé d'origine gallo-romaine : le pomérium, limite antique des "villes". Un rempart délimite la partie consacrée au Dieu ; il n'englobe de ce fait que des monuments publics. Ce rempart forme un polygone marqué par la présence de 22 tours et portes disposées tous les 20 mètres. |  |
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GRAND un sanctuaire des eaux
Les ressources en eau des "Hauts-Pays"
La reculée du Cul du Cerf, le Trou des Fées
La Manoise est un ruisseau qui a entaillé le plateau calcaire oxfordien portant le village de Grand ; ce plateau calcaire d'une altitude proche de 400 m surplombe le Cul du Cerf. La Manoise traverse en aval, des étangs aménagés sur des terrains argileux calloviens. L'épaisseur du massif carbonaté est de 90 m. La source jaillit topographiquement 75 m sous la surface du plateau. Il en résulte que la base du Massif carbonaté est saturée en eau sur 15 m. En période de crue, l'eau jaillit avec violence du pied de la falaise et donne la Manoise. Lorsqu'elle jaillit l'eau est turbide, d'une densité importante et possède une grande capacité de transport. Elle évacue alors vers l'aval tous les éboulis qui dévalent par gravité au fond du thalweg. Les versants de cette vallée ont une pente proche de 45° et leurs pieds sont constamment déblayés. Il en résulte que ces versants ne peuvent atteindre leur profil d'équilibre. Ce site est intéressant car il permet d'assister à la progression d'une érosion régressive. Au Cul du Cerf les calcaires s'éboulent le long de deux gouttières parallèles et sont de teinte claire car les algues ou les lichens n'ont pas eu le temps de s'y installer Un peu en aval, les pins sont enracinés sur des éboulis de teinte grise, car colonisés par des végétaux ; ces débris calcaires sont là depuis plusieurs décennies. Une loupe de végétation accrochée sur le versant, comme le montre les arbres qui s'y sont implantés, est âgée d'une trentaine d'années ; cette relique nous donne une idée de la pente et de la position topographique du versant lorsque les arbres s'y sont installés. Au cours de ces trente années l'érosion a enlevé environ 1,50 m de calcaire. A l'échelle historique la reculée du Cul du Cerf progresse très rapidement.
Les spéléologues régionaux ont investi ce trou et y ont fait des relevés topographiques (altitude. direction. ..). Les conduits et les chambres visités sont alignés selon une direction préférentielle, N 40° E, qui est la même que celle de la vallée de la Manoise.
L'étude de ce plateau à l'aide de cartes, de photographies aériennes. de photographies par satellite, montre qu'il est fissuré, fracturé par tout un ensemble de failles de direction conjuguée N 40° E à N 340° W ; l'eau chargée en dioxyde de carbone emprunte ce réseau, et contribue à la formation de chambres dont les plafonds, lorsqu'elles sont proches de la surface, s'effondrent en créant des dolines. Le Trou des Fées, en Forêt de Trampot, est constitué par 2 dolines sécantes. L'eau de la nappe phréatique apparaît, dans la doline amont, à une cote d'environ 4 m sous le sol, puis descend en cascade vers la doline aval, plus ancienne, plus profonde, avant de disparaître dans un conduit vertical qui alimente, la nappe profonde à la base du massif carbonaté. Cette eau est protégée, car en milieu forestier les risques de pollution sont faibles. La nappe phréatique superficielle qui alimente le Trou des Fées, a été exploitée par les habitants du plateau jusque vers les années 1961-1963, par des puits à faible profondeur entre 4 m et 15 m. Cette ressource en eau, tributaire des conditions climatiques, était gérée par les villageois à l'aide de citernes. réserves d'eau,... Les fluctuations de cette nappe ont conduit les habitants des villages à se regrouper en un syndicat qui exploite le captage de la Manoise, prélevant l'eau la plus profonde du massif calcaire (90-95 m) à la limite des terrains argileux, là où l'eau est quantitativement plus abondante.
La Source de Routeuil
| A mi-chemin entre Grand et Avranville, dans le vallon de la Maldite, la source émerge au pied d'un grand saule, arbre hygrophile par excellence. L'eau jaillit d'une faille et donne naissance au cours d'eau permanent de la Maldite, rivière déjà cartographiée au 18e siècle. Cette rivière conflue avec l'Ognon à Gondrecourt-le-Chateau, pour former l'Ornain, affluent de la Marne. La Maldite fait donc partie du bassin versant de la Seine. En amont de la source de Routeuil le cours de la Maldite est intermittent et emprunte une vallée sèche jusqu'au revers de la Côte de Meuse. Cette vallée, forme une gouttière en bordure de forêt, de direction générale S-N. L'eau y est présente à faible profondeur car exploitable par des éoliennes (puits allant jusqu'à environ 2,50 m dans les alluvions de la rivière). L'observation du paysage ou d'une carte topographique permet de constater qu'il existe toute une série de combes parallèles de direction N 40° E, qui convergent vers la vallée de la Maldite. A Grand, 3 combes ont eu un grand intérêt la Combe Antoine, la Combe des Roises et la Combe de la Roche. L'érosion s'installant là où le terrain est vulnérable, elles traduisent dans le paysage la position des grandes failles dans lesquelles chemine l'eau. Ce sont ces failles de direction N 40 E et N 340° W que les romains ont utilisées pour aménager le réseau souterrain du site de Grand. |  |
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Quand Gironde coule...
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Il est de
notoriété publique qu'à l'occasion de
pluies
exceptionnelles (février 1990), de fontes des neiges subites
(1910), l'eau envahit "le Grand Jardin", en amont du Centre
Archéologique actuel, se fraye un passage au travers du
village
par des espaces aménagés entre les maisons,
inonde la
place et disparaît entièrement à la
sortie du
village. Ces débordements épisodiques traduisent
un
engorgement du réseau karstique naturel. La gouttière topographique désignée sous le nom de "Gironde" peut être franchie en période de crue par un gué aménagé en amont du Centre Archéologique. |
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L'apport de la mesure physique à la compréhension des mécanismes et du fonctionnement hydraulique du site de Grand - L'exploration récente du site
Démonstration de la fonction du Sanctuaire des eaux du Site de Grand
Afin de comprendre l'aménagement de Grand, la recherche entreprise dans le cadre de la convention de Mécénat Technologique et Scientifique relève de l'expertise géologique, hydrogéologique et géotechnique. La démarche repose sur l'observation et la mesure des phénomènes impliqués. L'accès à l'observation et à la mesure peut-être direct et correspond à la géologie, ou indirect, il relève dans ce dernier cas de l'apport de la géophysique.
La visite sur le site a pour objet de présenter les conditions optimales d'utilisation et d'exploitation des informations de surface et de subsurface.
Les observations et les mesures directes exploitent les conditions d'accès offertes par les puits et les galeries complétés par une campagne de forages réalisés autour et à l'intérieur de l'église. La base de mesure repose sur l'enregistrement, de la pluviométrie, des hauteurs d'eau dans les piézométres et des circulations identifiées par marquage de l'eau.
Les compléments d'information apportés par la géophysique font intervenir les techniques de la microgravimétrie, du géoradar et de la magnétométrie.
Toutes les données sont intégrées dans le modèle géodynamique et hydraulique élaboré à l'échelle régionale et locale ; elles mènent aux conclusions suivantes:
- l'église est construite sur un remblai archéologique comblant une cavité. Cette cavité est reconnue par les sondages et la géophysique.
- Le régime hydraulique de la nappe d'eau qui occupe cette cavité est indépendant du régime de la nappe qui occupe les calcaires autour de l'église.
Le niveau piezométrique de la nappe qui occupe la cavité de l'église est corrélable avec le régime des précipitations. Les battements importants de cette nappe imposent des variations fréquentes et amples des sous pressions exercées sur les fondations et particulièrement sur les piliers porteurs de l'église.
Fortement endommagée en 1733 et en 1769, la démonstration scientifique du danger que présente l'église à l'égard du public vient d'aboutir à sa fermeture préalable à sa restauration. La situation de la chapelle Sainte Libaire, construite dans les mêmes conditions, a conduit à la même décision préfectorale.
L'eau qui alimente la cavité correspond à la nappe phréatique. Elle est draînée par un conduit karstique de direction structurale N. 40° E, renforcé par l'apport de l'eau de deux conduits parallèles, situés l'un au Nord, l'autre au Sud du précédent. La convergence vers la cavité obéit à un aménagement de fractures et de conduits souterrains.
Cette cavité correspond probablement au bassin sacré, lieu du culte d'Apollon. La comparaison avec le sanctuaire apollinien de Claros en Turquie, proche d'Ephèse , permet de comprendre l'aménagement du bassin sacré, antérieur à sa destruction et à sa disparition sous le lieu du culte chrétien.
L'eau est évacuée vers l'aval par le karst de direction N-40° E qui passe sous la Chapelle Sainte Libaire, puis la Petite Chapelle, avant d'alimenter la Maldite. La Source de Routeuil est une excurgence des eaux du bassin hydrogéologique de Grand.
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Les aménageurs romains ont habilement exploité les ressources en eau d'un réseau karstique développé dans les calcaires oxfordiens de Grand. La logique de l'aménagement hydraulique obéit aux grandes directions structurales crées par la distension qui affecte toute la Lorraine en relation avec le fonctionnement du rift rhénan. |
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