Les outils géophysiques en pédologie : exemples et réflexions pour la cartographie de sols en archéologie

Session 8 : Nouveaux instruments pour le travail de terrain et l’enregistrement / New instruments for field work and recording

Par François-Xavier Simon [intervenant], Guillaume Hulin, Benjamin Fores, Julien Thiesson


Résumé / Abstract
Carte comparative des données de prospection magnétique (gauche) et du signal électromagnétique proportionnel à la susceptibilité magnétique (droite), sur le site de Fond de l’Anse (Saint-Pierre-et-Miquelon). La carte EM permet de repérer un niveau sédimentaire associé à un probable aménagement là où la méthode magnétique est surtout sensible aux structures en creux / Comparative map of magnetic prospecting data (left) and the electromagnetic signal proportional to magnetic susceptibility (right), at the Fond de l’Anse site (Saint-Pierre-et-Miquelon). The EM map makes it possible to identify a sedimentary level associated with a probable development, where the magnetic method is particularly sensitive to hollow structures. Crédit : BD ORTHO®, IGN, François-Xavier Simon, Benjamin Fores, 2023.

La géophysique est un outil couramment utilisé pour la cartographie des sols, que ce soit en agronomie pour spatialiser des unités de sols à l’échelle de la parcelle ou en pédologie pour caractériser les horizons via des mesures en laboratoire des propriétés magnétiques par exemple. En archéologie, la géophysique est avant tout utilisée pour la détection de structures (bâties et en creux) ou pour la cartographie de paléochenaux lorsque la compréhension des dynamiques fluviales. Certaines prospections, permettent d’observer des phénomènes liés soit à des variations pédologiques à l’échelle du site, soit à des nappes de sédiment ou des niveaux en lien avec l’occupation du site. En effet, alors que certaines méthodes géophysiques reposent sur la détection de perturbations locales (méthode magnétique différentielle, géoradar), d’autres méthodes s’intéressent plutôt aux propriétés géophysiques du sol, comme les méthodes électrique ou électromagnétique (EM). Les premières sont les plus utilisées car elles sont plus efficaces pour la détection de structure dans la plupart des cas et possèdent un fort pouvoir de résolution. Les secondes permettent quant à elles, de distinguer les structures archéologiques si le contraste est suffisant mais également de discerner les variations de propriétés du sol encaissant. Elles sont ainsi plus intéressantes pour la cartographie de niveaux archéologiques ou des variations pédologiques. En effet, ces deux méthodes permettent d’évaluer les propriétés électriques et magnétiques (pour l’EM) qui varient en fonction de la roche-mère, de la pédogenèse, des activités anthropiques mais aussi de la teneur en eau et en argile des sols.   Au travers des exemples proposés nous verrons que la caractérisation géophysique de ces sols ne permet pas de conclure sur l’origine des éléments cartographiés. Elle nécessite en complément des approches invasives et des analyses et observations de sols complémentaires, pédologiques ou micro-morphologiques. De même, comme pour la détection de structures, il est important de rester vigilant sur l’efficacité et la pertinence de ces méthodes en fonction des milieux étudiés. Nous présenterons des exemples de cartographie de sols et de niveaux d’occupation. Nous tenterons de discriminer les contextes favorables à leur identification mais aussi leurs signatures géophysiques. L’objectif sera d’estimer le potentiel de ce type de cartographie pour la compréhension des sites et leur pertinence comme outil d’aide à la lecture des sols.   

Mots clés : géophysique, caractérisation spatiale, détection, espace d’occupation

Geophysical tools in pedology: examples and considerations for soil mapping in archaeology

Geophysics is a tool commonly used for soil mapping, whether in agronomy to map soil units at plot level or in pedology to characterise horizons using laboratory measurements of magnetic properties, for example. In archaeology, geophysics is used above all to detect structures (built and hollow) or to map palaeochannels when understanding fluvial dynamics. Some surveys enable us to observe phenomena linked either to pedological variations on the scale of the site, or to layers of sediment or levels linked to the occupation of the site. While some geophysical methods are based on the detection of local disturbances (differential magnetic method, georadar), other methods focus more on the geophysical properties of the ground, such as electrical or electromagnetic (EM) methods. The former are the most widely used because they are more effective at detecting structures in most cases and have a high resolution. The latter, on the other hand, enable archaeological structures to be distinguished if there is sufficient contrast, but also enable variations in the properties of the surrounding soil to be discerned. They are therefore more interesting for mapping archaeological levels or soil variations. In fact, these two methods can be used to assess the electrical and magnetic properties (for EM), which vary according to the bedrock, pedogenesis, human activity and also the water and clay content of the soil. Through the examples given, we will see that geophysical characterisation of these soils does not allow conclusions to be drawn about the origin of the elements mapped. It also requires invasive approaches and additional soil, pedological or micro-morphological analyses and observations. Similarly, as with the detection of structures, it is important to remain vigilant about the effectiveness and relevance of these methods in relation to the environments studied. We will present examples of soil mapping and levels of occupation. We will attempt to distinguish the contexts that are favourable for their identification, as well as their geophysical signatures. The aim will be to assess the potential of this type of mapping for understanding sites and its relevance as a tool for reading soils.

Keywords: geophysics, spatial characterisation, detection, occupation space


Pour citer cette communication

SIMON, François-Xavier, HULIN, Guillaume, FORES, Benjamin & THIESSON, Julien. (2023). Les outils géophysiques en pédologie : exemples et réflexions pour la cartographie de sols en archéologie. Dans K. Fechner, J. Deák, C. Carpentier, O. Blin, Ph. Husi, M. Liard et J.-B. Rigot, Lire le sol en archéologie : pratiques de terrain et regards croisés / Reading the soil in archaeology: field practice and interdisciplinary perspectives, 29 nov. – 1er dec. 2023, Tours, Inrap / UMR 7324 CITERES-LAT. DOI : 10.34692/n0vm-1h41.


Auteurs



Citer ce billet
Inrap (2024, 29 janvier). Les outils géophysiques en pédologie : exemples et réflexions pour la cartographie de sols en archéologie. Rencontres scientifiques et techniques de l'Inrap. Consulté le 26 mai 2024, à l’adresse https://doi.org/10.58079/vov1

1 réponse

  1. 29 janvier 2024

    […] Les outils géophysiques en pédologie : exemples et réflexions pour la cartographie de sols en arc… […]

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