Pierre VOINCHET

Depuis les prémices de la recherche en préhistoire, la découverte de nombreux sites dans les nappes alluviales fossiles du Pléistocène inférieur et moyen situées près des cours d’eau montre que ces formations ont, de tout temps, été des zones privilégiées d’occupation humaine.

Depuis mon recrutement au sein du MNHN en 2005, mon travail de recherche en Géologie appliquée à l’étude du Quaternaire et des sites préhistoriques a porté sur la datation par résonance de spin électronique (ESR) de quartz blanchis extraits de sédiments.

Ce travail suit trois axes principaux : une contribution méthodologique, indispensable à l’utilisation fiabilisée de la méthode ESR et des applications à la datation de systèmes fluviatiles fossiles pléistocènes d’une part et de sites préhistoriques associés d’autre part. Cette recherche s’inscrit dans l’établissement d’une chronologie des premiers peuplements humains en Eurasie et est fortement ancrée sur des travaux de terrain à travers ma participation active à des programmes de recherche en France et à l’étranger (Indonésie, Philippines, Chine, Thaïlande, Japon, Géorgie, Yémen, Tunisie, Italie, Espagne, Allemagne, Angleterre, Portugal, …).

Développements méthodologiques en ESR

Le développement de ces recherches en Préhistoire et Géologie m’a conduit à m’intéresser aux différents aspects de la méthode ESR, la plus apte à fournir un calage chronologique aux vestiges préhistoriques recueillis dans les dépôts sédimentaires quaternaires. L’application de la méthode ESR aux quartz extraits de telles formations sédimentaires est récente. Une des principales difficultés de la méthode est liée à l’estimation de la qualité de la remise à zéro du géochronomètre utilisé afin de dater l’événement qui nous intéresse, ici le dépôt du sédiment. C’est pour mieux contraindre cette limitation que je me suis particulièrement intéressé au comportement vis à vis de la lumière et de l’irradiation des grains de quartz transportés par les processus naturels. Mes travaux dans ce domaine ont permis de valider l’emploi de la méthode ESR pour datés des sédiments fluviatiles sur toute l’étendue du Quaternaire voire sur des périodes plus anciennes du Néogène.

Les résultats obtenus ces dernières années ont mis en lumière trois problématiques que je souhaite étudier dans le futur. La première concerne les quartz d’origine volcanique trouvés dans les sédiments d’Asie insulaire (Philippine, Indonésie et Japon). Ces quartz, souvent bi-pyramidés, ont des centres paramagnétiques avec un comportement particulier, complétement différent voir inverse de celui observé pour les quartz issus de sédiments d’autres régions du monde. La seconde problématique concerne l’application de la méthode à de nouveaux support minéraux que sont les feldspaths, fréquemment associés aux quartz dans les dépôts sédimentaires et souvent utilisés en luminescence stimulée optiquement, et dont la comparaison des résultats avec ceux obtenus sur les quartz pour les mêmes échantillons de sédiments permettra d’améliorer la pertinence des résultats.

Peuplements préhistoriques anciens

Je me suis particulièrement focalisé sur l’étude de la mise en place de chronologie des systèmes fluviatiles des régions étudiées puis d’y replacer les sites montrant l’arrivée ancienne des hominidés ou de leur installation sur le temps long. Du point de vue préhistorique, mes travaux ont, par exemple, mis en évidence une arrivée de l’Homme Préhistorique avant 1 millions d’année dans le centre de la France, le peuplement ancien des Philippines, ou encore une arrivée de la culture Acheuléenne en Europe (Italie et France) vers 700 000 ans. D’un point de vue géologique, mes travaux ont notamment permis de dater le début de la surrection de la chaîne des Qinling Mountains en Chine, barrière naturelle séparant les provinces biogéographiques Nord et Sud de la Chine à travers la datation de l’évolution de plusieurs systèmes fluviatiles ayant pu servir de voie de passage aux hominidés.

La plupart de ces recherches ont impliqué des doctorants ou des étudiants de master et ont conduit à des publications régulières dans des revues de préhistoire ou de géologie, auxquelles ils ont été associés ou sont premier auteur.

Je compte étudier plus avant l’influence des changements de dynamique fluviale (capture et/ou changement de cours des fleuves) sur les peuplements humains. Les cours d’eau constituent des voies de passage privilégiées ainsi que des zones d’approvisionnement indispensables en matière première. La modification de leur trajet a eu un impact majeur sur les déplacements des hominines et les zones de peuplements humains. Les études récentes engagées sur la modification du tracé de la Loire ou de celle de la rivière Hanjiang en Chine constituent le point de départ de cette recherche. Dans le même temps, ces recherches sont alimentées par la poursuite des datations concernant les plus anciennes nappes renfermant des vestiges ou traces d’occupation humaine dans le nord de la France et à l’étranger. Enfin, après la datation à 700ka du site philippin de Kalinga en 2018, je me suis engagé sur la problématique du peuplement des iles au Pléistocène moyen, notamment en Sicile depuis 2021.

Géologie du Quaternaire

De nouvelles problématiques impliquant la datation de sédiments ont vu le jour ces dernières années. La datation de cours d’eau en contexte de montagne où l’influence des glaciers joue un rôle important, reste pour le moment à l’état de test (Têt, Ariège, Aude). De la même façon, l’influence de l’eustatisme sur la mise en place des terrasses alluviales en contexte littoral est là aussi encore mal comprise, en l’absence de cadre chronologique robuste. Ces deux contextes particuliers seront au cœur de mes recherches futures. Cette démarche m’a conduit à mettre en relation phases de creusement des vallées fluviatiles au Pléistocène, grands cycles climatiques quaternaires et activité tectonique à échelle locale ou régionale.

Initiées lors de mes premières recherche, l’utilisation des datations de formations fluviatiles et/ou marines pour déterminer des taux de surrection locaux ou régionaux, ce qui m’a par exemple permis de mettre en évidence la surrection et la déformation du Bassin de Paris au Quaternaire, et ainsi de reconstruire l’évolution globale d’une région s’est développée depuis quelques années. Des collaborations de plus en plus nombreuses avec des chercheurs en tectoniques sont en cours de réalisation (Portugal, Chine) ou en préparation (France, Arabie Saoudite).

Le quartz est un minéral ubiquiste, très résistant à l’usure liée au transport et constitue un des principaux constitutifs des sédiments. L’étude des grains de quartz peut apporter de nombreux renseignements quant à l’origine et aux conditions de transport de ces sédiments. A ce titre, je co-porte depuis le début de l’année 2022, l’ANR QUARTZ mise en place avec le BRGM et le CEREGE, concernant l’utilisation du quartz comme traceur dans les sédiments alluviaux via une caractérisation multi-méthodes et des approches dosimétriques.