Holocene coastal changes along the Gironde estuary (SW France): new insights from the North Médoc peninsula beach/dune system

Résumé En Fr

L’Amélie beach is located near the mouth of the Gironde estuary (south-western Atlantic coast of France). It has been greatly eroded by recent storms, especially in the winter of 2013-2014. Erosion of the dune front and beach has uncovered a set of estuarine and aeolian sediment deposits containing numerous archaeological remains. A campaign of topographic surveys was undertaken with DGPS and TLS equipment during the springs of 2014 and 2015 along the 2 km length of L’Amélie beach in order to reconstruct the elevation and stratigraphy of these deposits. Sedimentological analyses (grain size, micro-faunal) were performed to better constrain the depositional environment. Archaeological remains and several radiocarbon dates obtained from sediment samples collected in the field were used to propose a consistent chronological framework for this sedimentary sequence. Ten main lithofacies were distinguished from the lower part of the beach to the top of the dune. The base of the sedimentary sequence is composed of Pleistocene deposits dating from MIS 9 (unit 1a) to MIS 2 (unit 1b) (Bosq et al., 2019). The Holocene sedimentary infilling began around 5000 BC with an accumulation of coarse marine sands, which suggests the presence of a tidal inlet. On both sides of this tidal channel, archaeological remains dating from the early Neolithic period up to the Bronze Age testify to a human occupation of the coastal area. From ca. 5000 to ca. 3500 cal. a BP, a characteristic deposit of intertidal mudflats indicates the transformation of the tidal inlet into estuarine marshes protected by a coastal dune barrier. Between ca. 3500 and ca. 3000 cal. a BP, the dune barrier records a phase of erosion resulting in the exposure of the marsh to stronger hydrodynamic conditions. From ca. 2800 to 1650 cal. a BP, a second phase of estuarine sedimentation is recognized. This period is characterized by significant human occupation as indicated by the presence of numerous archaeological remains of the Iron Age and Gallo-Roman periods, associated with the exploitation of a saltwater-to-brackish environment. From 1650 to 1250 cal. a BP, the estuarine salt marsh is gradually overrun by northward migrating coastal-dune fields. After 1250 cal. a BP, the marsh is completely covered by aeolian sands. These results are consistent with previously published data and allow us to detail the local sequence of palaeogeographic changes of the north-Médoc peninsula. Using the ‘sea-level index points’ method (Hijma et al., 2015), the analysis of radiocarbon dated levels also provides new relative sea level records for this part of the French Atlantic coast. Finally, the phases of coastal dune activity/stability recognized along L’Amélie beach are synchronous with those in the wider Aquitaine coastal region, suggesting a regional driving factor. We propose that the shared sedimentary dynamics are the consequence of the onshore migration of intertidal and subtidal sand banks distributed at the mouth of the Gironde.

Le long du littoral de Soulac, à l’embouchure de la Gironde, l’érosion marine provoquée par les récentes tempêtes hivernales a mis au jour un ensemble de dépôts sédimentaires à caractère estuarien et dunaire contenant de nombreux vestiges archéologiques. Des relevés topographiques réalisés au DGPS et TLS durant les printemps 2014 et 2015 ont été effectués le long des 2 km de la plage de l’Amélie dans le but de reconstituer la stratigraphie de ces dépôts. Des analyses sédimentologiques (granulométrie, micro-faune) ont été réalisées afin de caractériser les unités lithologiques et reconstituer le cadre paléoenvironnemental. L’étude du mobilier archéologique et plusieurs datations par le radiocarbone ont permis de proposer un cadre chronologique cohérent pour cette séquence sédimentaire. Dix principaux lithofaciès ont été distingués depuis le bas de plage jusqu’au sommet de la dune. La base de la séquence se compose de formations pléistocènes datée du MIS 9 au MIS 2 (Bosq et al., 2019), lesquelles montrent une topographie déprimée dans la partie centrale de la plage de l’Amélie. Le colmatage sédimentaire de cette dépression débute vers 5000 BC par le dépôt d’un sable grossier marin suggérant la présence d’une passe tidale. De part et d’autre de ce vaste chenal de marée, des vestiges archéologiques datant du Néolithique ancien jusqu’à l’âge du Bronze témoignent d’une occupation humaine du secteur. De 5000 à 3500 a cal. BP environ, un dépôt caractéristique des vasières intertidales indique la transformation du milieu en marais estuarien protégé par un cordon dunaire. Entre 3500 et 3000 a cal. BP, ce cordon enregistre une phase d’érosion qui se solde par l’ouverture du marais sur la mer. De 2800 à 1650 a cal. BP, une seconde phase de sédimentation estuarienne est reconnue, signalant le retour à des conditions d’abri. Cette période se caractérise par une forte occupation humaine et la présence de nombreux vestiges archéologiques de l’âge du Fer et de l’Antiquité associés à l’exploitation d’un environnement intertidal à saumâtre. De 1650 à 1250 a cal. BP, le marais est progressivement colmaté par les dépôts dunaires qui progradent en direction du nord. Après 1250 a cal. BP, le marais est entièrement recouvert par les sables éoliens. Ces résultats sont cohérents avec les données publiées antérieurement et permettent de détailler localement la séquence des changements paléogéographiques de la péninsule du nord-médoc. En appliquant la méthode des « sea-level index points » (Hijma et al., 2015), l’analyse des niveaux datés par le radiocarbone apporte également de nouvelles données sur la remontée du niveau marin relatif dans cette partie du littoral atlantique français. Enfin, les phases d’activité et de stabilité des dunes reconnues le long de la plage de l’Amélie montre un déphasage par rapport aux évolutions dunaires du reste de la côte aquitaine et suggère une dynamique sédimentaire influencée par la migration vers la côte des bancs de sables intertidaux et subtidaux distribués à l’embouchure de la Gironde.