Les variations relatives du niveau de la mer à Marseille depuis 5000 ans

Marseille. Trames el paysages urbains de Gypris au Roi Reni. Acles du colloque de Marseille 1999. Aix-en-Provence, 2001. ~ludes Massaliètes 7, 35-42. Les variations relatives du niveau de la mer à Marseille depuis 5000 ans Christophe MORHA GE Le récolement de différents indices relevés au cours des/ouilles archéologiques et terrassements pratiqués depuis plus d'un siècle auiour du Vieux-Port aboutit à la restilutioll de l'évolutioll relative du niveau du plan d'eau au cours des 5000 dernières allnées. Trois phases principales d'exhaussement du niveau de la mer olll ainsi été mises en évidence: ulle phase rapide, entre 2500 et 500 ans av. J. C. un ralentissement net depuis l'antiquité tardive, puis, après une quasi-stabilisation du niveau depuis 500 ans, une reprise sensible de l'exhaussement depuis environ lui siècle. Ces données sont en accord avec celles qui ont été observées sur plusieurs points du littorol provençal à l'est de la/aille de la Durance. The piecing together ofdifferent clues discovered du ring the archaeological diggings and excavations around the Old Port, which have been carried out for more thon one hundred years, has final/y come to a head with the reconstruction of water level evolurion throughour the last 5000 years. Three main phases ofsea level risings have thus been high lighted : a rapid phase. between 2500 alld 500 years B.C, a marked abatement[rom the late period ofallliquity, andfinally, after a quasi-stabilisation ofthe levelfor 500 years, a perceptible rise for approximately one century. This data is in accortlance with that observed at several paillis on the coast of Provence ta the east ofthe Durance fault. L'objectif de cette recherche en cours était d'établir une «courbe» des variations relatives du niveau de la mer depuis 5000 ans la plus précise et la plus fiable possible du point de vue bathymétrique et chronologique '. Ces travaux précisent les données plus anciennes (Bonifay 1973 et 1989 ; Bonifay, Courtin 1995 ; Bonifay, Courtin, Thommeret 1971) parfois difficiles d'accès ou dispersés et non publiés (archives F. Benoit). Il nous a semblé important de présenter un état de la question. 1. Recherches avant la Seconde Guerre mondiale Cette question n'est traitée que de manière allusive, les mesures de variations du niveau de la mer n'étant pas précisées et les datations restant approximatives. Les auteurs décrivent la découverte des restes de plusieurs navires romains lors du percement, entre 1862 et 1864, de la rue Impériale (actuelle rue de la République). La seule épave à avoir été étudiée se positionnait vers 2 m sous le niveau de la mer (Varoqueaux 1968-1970). Deux tronçons d'un alignement de blocs de pierre, sur une longueur de 30 m, sont interprétés comme un quai. Une deuxième épave de grande dimension a aussi été observée à proximité (Vasseur 1911). Sous le grand magasin des ouvelles Galeries, le long de la Canebière, une petite barque attachée par une chaîne à un pieu (Clerc 1927-1929) se positionnait le long de la berge d'un ruisseau à environ 4 m d'altitude au-dessus de la mer (Denizot 1957). La pose des égouts et les travaux de voirie à la fin du XIX' s. ont également permis à l'ingénieur Lan de faire des observations sur les formations superficielles et le tracé de la ligne de rivage. Par exemple, il a signalé sous la place Vivaux un sédiment marin sableux vers 3,5 à 4 m de profondeur (sans préciser si c'était sous la surface du sol ou sous le niveau de la mer?). Aucune autre indication n'est fournie (Vasseur 1914,201-224). Ces éléments ont ensuite été surinterprétés et les cartes publiées des rivages antiques correspondent souvent à des spéculations graphiques, la plupart des auteurs confondant variation latérale du trait de côte et mobilité verticale du niveau de la mer. Cette recherche, contribution au PICG 437 (Coasral er/viranmental change dllri1lg sea-ievel highstands), a été développée dans le cadre de quatre fouilles archéologiques des places Jules-Verne et Villeneuve-Bargemon, dirigée par A. Hesnard (CNRS Centre Camille-Jullian) assistée de M. Pasqualini (DRAC SRA-PACA) puis par F. Conche (AFAN), de la place Général-de-Gaulle, dirigée par M. Souiron (Atelier du Patrimoine de Marseille), assisté de F. Cagnard (AFAN) et des fouilles récentes du jardin des Vestiges (Centre Bourse) sous la direction de H. Tréziny (CNRS Centre Camil1e Jullian).

36 Christophe MORHA GE 2. Recherches de l'immédiat après-guerre Des fouilles archéologiques ont été effectuées dans un premier temps par H. Rolland, puis sous la direction de E Benoit, dans le quartier détruit au nord du Vieux-Port. Une équipe pluridisciplinaire s'était alors formée avec Claude Gouvernet pour la stratigraphie, Paul Mars pour la malacologie et René Molinier pour la botanique. Malheureusement, la plupart des résultats sont restés inédits ou ont été dispersés. Cinq secteurs ont fourni de précieux renseignements (fig. 1). 1) À l'angle sud-est du carrefour de la rue de l'amandier et de la rue Saint-Laurent, E Benoit a découvert «une construction en grand appareil, avec incrustations de coquillages, paraissant appartenir à un quai romain» (Benoit 1947 et fig. 2). Celle découverte n'a pas été positionnée par rapport au 0 NGE 2) Dans le secteur de la Vieille-Poissonnerie (2' sondage du secteur Il) au nord de la rue Saint-Christophe et sous la chaussée de la rue de la Daurade, C. Gouvernet a décrit une stratigraphie caractérisée par quatre types de sédiments (Gouvernet 1946 et fig. 3). Les tessons ayant été mélangés, cette stratigraphie n'est pas calée dans le temps. Au sommet, apparaissent des remblais divers sous les fondations et les caves des immeubles. Des bancs de graviers grossiers et roulés, enduits de concrétions ferrugineuses, évoquent un écoulement de type torrentiel. Ces sédiments sont riches en débris de poteries. Des masses lenticulaires de graviers et de sables correspondent à une formation de plage de mode calme. Les sédiments «révèlent par leur distribution en petits amas, l'action constante et puissante des eaux de ruissellement sur des formations littorales non soumises à l'action brutale de la vague, ou à celle de la marée» (Gouvernet 1946). ns'agit d'une plage émergée contenant des coquilles marines (Cardium sp., Lima sp.) et terrestres (Cepaea nemoralis). À la base, un «complexe fossilifère de plage» pauvre en débris de poteries est constitué principalement de lentilles de sables et de galets quartzeux et calcaires. Il contient de nombreux morceaux de bois et des débris osseux d'animaux domestiques et d'élevage. La limite supérieure de celle couche correspondrait au niveau marin de l'époque. 3) Rue de l'araignée (secteurs IX, XlI et Xml, le long d'une coupe nord-sud, de 50 m de long, C. Gouvernet (1947 et 1948) distingue à nouveau deux principaux corps sédimentaires. VIEUX-PORT... Fig. 1. Localisation des principaux secteurs ayant révélé des indices paléogéographiques (M. Bouiron). Fig. 2. Blocs de pierre trouvés lors du creusement d'une tranchée. Récupération de deux dalles présentant des faunes marines fixées. La dalle au premier plan mesure 1,68 m de long pour 0,54 m de large et 0,50 m de hauteur. Elle a pu appartenir à un quai (coll. Benoit. SRA, Aix-en-Provence).

LES VARIATIONS OU NIVEAU DE LA MER À MARSEILLE 37 À la base: des sables jaunes et des graviers littoraux en bancs irréguliers et inclinés vers le sud el s'appuyant contre une petite falaise oligocène. Les faunes ont été déterminées en vrac : P. Mars (1947) Ydistingue trente-quatre espèces de mollusques caractérisant un environnement marin à légère tendance saumâtre. Les dépôts sont d'origine mixte et «résultent de la mise en place par la mer de matériaux transportés par les eaux de ruissellement. Ces formations révèlent l'action permanente d'une mer s'étalant dans le Vieux-Port, au voisinage du 0 actuel» au début du VI' s. av. J.-C. (Gouvernet 1948). La formation littorale est scellée par des éléments torrentiels ferruginisés. «Il en résulte que le plan d'eau du Lacydon antique s'étalant, par temps calme, jusqu'à la base du cordon littoral, était sensiblement au niveau de la mer actuelle» (Gouvernet 1948). Étant donné la continuité de la stratigraphie sur plus de 5 m d'épaisseur, l'auteur exclut toute régression marine entre la période grecque et le Moyen Âge, confirmant ainsi la thèse de la fixité du niveau de la mer Méditerranée au cours des temps historiques, en vogue depuis les travaux de E. Suess (1908-1918), L. Cayeux (1907) puis G. Denizot (1939, 1951 et 1957). 4) Au pied de la butte Saint-Laurent, en bordure du port et à environ 30 m en retrait par rapport à l'angle nord-est du /. 1",... "(,6 pavillon oriental de la consigne de Saint-Jean, F. Benoit (1953, 100-102) a reconnu «les substructions d'un quai antique». Ce quai a été dégagé sur 20 m de long. Il est constitué de blocs juxtaposés sans mortier ni fondation, en calcaire rose de la Couronne. Les faces latérales des dalles étaient incrustées de balanes, donc baignées par l'eau de mer. Cette structure, datée de la seconde moitié du In s. de notre ère, reposerait vers - 0,25 m NGF (Benoit 1972). 5) Au sud de la place Vivaux, F. Benoit (1948, 207 209) a décrit à l'aval des entrepôts romains (conservés in silll dans le musée des Docks) une zone de halage constituée de quatre poutres de bois posées sur la plage antique sableuse vers - 0,20 m NGF (fig. 4). Les céramiques étudiées par L.-F. Gantès (communication personnelle) la datent du li' s. av. J.-c. F. Benoit a aussi décrit un appontement, constitué de pieux en pin d'alep et en chêne (Molinier 1948), il indique en outre que «des huîtres de Viti 3. Fouilles de la Bourse 1'....=0 Fig. 3. Stratigraphie sous la rue de la Daurade (secteur II. 1) (coll. Benoit, 1948, SRA, Aix-en-Provence). grande taille sont restées collées aux pilotis après leur mort, auxquelles adhèrent des petites huîtres». La profondeur de cette structure n'est malheureusement pas indiquée. 11 mentionne aussi à proximité une estacade constituée de «six files de piliers de bois, ayant conservé à la partie supérieure les traces d'un cercle de métal, alignés parallèlement au port» (Benoit 1972). L.-F. Gantès a démontré qu'il s'agissait des fondations de bâtiments d'époque moderne (Gantès 1992). Les fouilles du bassin de la Bourse (Guéry 1992), entreprises à partir de 1967, ont mis en évidence la présence d'une invagination marine dans l'angle nord-est du N

38 Christophe MORHANGE l: vu Pt Il.~---..., 1 -"7-.-.~t. 1 ';;.~.:..,.~l~.,... _,...,..,~L~"...@.,.~.-. r;::;:a) \~f~;;:yf,~i:~ ~; :f:-;?~fq~y:\ :,:...,..,-- '7''' 1 l,, 1 l,., r T-i ~, 1 :... 1.1 -L, 1, r " :..--"~.. :! '1,,., t t ~...,_.. :' t,:,,;. U 1 -.-...,.. lt~... "... J. t<h.r(, '1...,- I--~--i Fig. 4. Sondage IX. s. Zone de halage hellénistique (coll. Benoit, SRA, Aix-en-Provence). Lacydon. On a malheureusement peu d'information concernant les vestiges préromains. Les équipements mis au jour (drain, canalisation, quai «primitif») sont difficilement utilisables pour estimer la variation verticale du niveau de la mer, faute de cote d'altitude précise disponible (Guéry 1992). En revanche, le port romain a été reconnu sur 180 m de long. On dispose de cinq indicateurs de mobilité relative du niveau de la mer. 1) Dès 1969, M. Euzennat rapporte que le niveau marin antique est marqué par une ligne d'érosion soulignée par des coquillages encore attachés au quai (Euzennat 1969, 426-427). P. Pirazzoli et J. Thommeret (1973) ont daté les balanes de la limite supérieure du peuplement (à - 0,25 m GF) de 2220 ± 80 ans BP 2 et de 2290 ± 80 ans BP '. Les balanes sont donc mortes entre 400 et 500 ans ap. J.-c., au moment où ce secteur colmaté a cessé d'être en communication avec la mer (Jourdan 1976). 2) La base d'un trop-plein du réservoir d'eau douce, daté de la première moitié du II' s. de notre ère, se situe à 2 MC 697 A, date calibrée, selon les tables de Stuiver et Braziunas (1993), 35 ans av. J.-c. - 344 ans ap. J.-C. 3 MC 697 B, date calibrée 132 ans av. J.-c. - 252 ans ap. J.-C.

LES VARIATIONS DU NIVEAU DE LA MER À MARSEILLE 39-0,20 m NGF, ce qui suppose un niveau de la mer inférieur d'au moins 0,30 m par rapport au 0 NGF, pour que l'orifice du trop-plein soil fonctionnel (Guéry, Pirazzoli, Trousset 1981). 3) Une surface de circulation est dalée du débul du Il' s. de notre ère. Celle aire, vers 0 NGF, serait aujourd'hui ennoyée (Guéry, Pirazzoli, Troussel L981). 4) Une roue à aubes, dalée des IV' et V, s. ap. J.-c., alimentée par des eaux de source, a son berceau à -0,80 m NGE Le fossé d'évacuation (à - 0,35 m NGF) dirigeait l'écoulemenl vers le niveau de base (Guéry, Pirazzoli, Trousset 1981). 5) Les surfaces d'utilisation, datées du VI' s. ap. J.-c., se positionnent entre 0 et + 0,20 m NGF (Bonifay 1983) et seraient donc aujourd'hui partiellement ennoyées. 4. Nouvelles données obtenues sur les récents chantiers La méthodologie suivie (Laborel, Laborel Deguen 1994 ; Morhange 1994) et les données correspondantes ont déjà été présentées (Morhange et al. 1996; Morhange et al. 1998 ; Morhange, Laborel, Hesnard 2001). Nous ne donnons ici que les mesures les plus fiables et les plus précises. 1) Sous la place Villeneuve-Bargemon, à la base de la stratigraphie, une couche de galets trangresse Le substrat oligocène jusqu'à - 0,164 m NGE L'épaisseur de la couche est de 0,20 m au sud et de 0,70 m au nord. Les 3000 2000 1000 J.-C. 1000 ---_.. _~-------~-----; ------ -_.. ~.. _--_.._-------'------- ---- galets présentent une morphologie marine particulière avec de la faune fixée (Osrrea sp., Chama sp., SerpuLa concharum et Pomaroceros Lamarckii) qui indique le sommet de l'étage infralilloral en mode calme. Les coquilles ont été datées 4420 ± 45 ans BP (Ly 8423), soit 2463 22 L5 ans av. J.-c. Ce sédiment indique donc un niveau marin avec une précision médiocre de ± 0,20 m. 2) Une bio-accumulation d'algues calcaires (Mesophyllum coralloides) constitue un faciès de maërl jusqu'à une hauteur maximale de - 0,148 m NGE L'épaisseur minimale de la couche est de 0,10 m au nord du chantier Villeneuve-Bargemon. Les thalles ont été datés 3705 ± 45 ans BP (Ly 8374), soit 1759-1521 ans av. J.-c., indiquant un niveau marin, correspondant au sommet de l'étage infralittoral avec une précision médiocre de ± 0,20 m. 3) Place Villeneuve-Bargemon, un quai, daté vers 600 575 ans av. J.-c., montre une limite supérieure moyenne des balanes vers -0,63 m NGF correspondant au niveau marin de l'époque à ± 0,5 m près (Hermary, Hesnard, Tréziny 1999). Un niveau comparable, vers - 0,67 m ± 0,10 m NGF (vers 510-500 ans av. J.-C.), a été observé sur les pieux d'un quai aménagé devant la muraille archaïque de la Bourse (Herrnary, Hesnard, Tréziny 1999). 4) Sur le quai hellénistique de la place Jules-Verne, fondé vers 100 ans av. J.-c., une limite supérieure de balanes indique un niveau marin vers - 0,68 m NGF (± 0,10 ml. Les balanes sont mortes lors du colmatage et 2000., ONGF --..--- ------- - -----,...-- -..-...,-.. ---... -------~------ 0,1. -..---- ------- -- ----;...-..--...:...-- -------. ------- -F05S~-mo~er <>,2 Çluai ra ain --- ------- -----..,-... -- -... ~- (LB) - -----;- (DG) ------.------- 0,3 ---~----------~----- ----- 0,4 f--~-+_- ;_;=±=:_'_-_.,_f--:----+_-_;_-_t0.5 : Quai r main : : -------- -.. ----;-----{V~}-o-.oJarrôiriâ ri------:------- ------- ------- -- --- -~'~-l!~~bt_c!'!1-~_-~~~i he l~tiq-j~jy.~-- ------- 1-- ----- -- - ------- -------;- --:------(-V}-----,------- -------{-------,.., '.. 0-, J _ 1--+---++-;--+---.;;--+-----.;-;--t---+-:_-+1 m -- :ct.. ---~------- -------:----.-;--- -".+-- ------)... _---...~- -- --;----.. : Ligne- ~-~i~~~~-------- -------r------- -------j------- :'Agé-d 'B'rb-riz~-" --- --'UtiidphyÎÎü - iicîîênqiifes -- ---i---"'''''--4~'j--'-' --l---ka~'9lall-+----+' --+ 1,5 Li e de rivage Laborel et al, 1994 : --1éol(~~i)qy::::::e----- ------- ------- ---Mort:range al.;-1996------ Donhées M rseille : (JV~ Jules erne : DG:::; de Ga Ile : VB=, Villene ve Baréemon LB=:La. Bou se.' '_2 --------:--------.:$E- 1 '--_L-_-'--_~--'---...L ~_...L._-'- de l'abandon du quai vers 50 ans av. J.-c. 5) Sur le quai romain de la place Jules-Verne, fondé vers 20 ans ap. J.-c., une limite supérieure de balanes indique un niveau marin vers - 0,65 m NGF (± 0,10 m) datant de la deuxième moitié du Il' s. de notre ère. 6) Sur un mur bordant un fossé de la fouille de la place Général-de-Gaulle, une limite supérieure de balanes vers - 0,12 m NGF a été datée 250 ± 130 BP (LGQ 906) ou plus jeune que 1440 ans de notre ère. Cette datation est compatible avec la date connue du comblement du fossé en 1660 par Louis XlV. Aucun indice de niveau marin supérieur à la cote actuelle n'a été identifié. 5. Discussion Le diagramme âge/profondeur (fig. 5) montre que le niveau relatif de la mer a connu trois principales phases depuis 5000 ans. Fig. 5. Mobilité relative du niveau de la mer à Marseille et à La Ciotat (c. Morhange).

40 Christophe MORHANGE Entre 2500 ans av. J.-c. et 500 ans ap. J.-c., la montée du niveau de la mer est relativement rapide, de l'ordre de 0,7 mm/an. Depuis l'antiquité tardive, on assiste à un ralentissement marqué de la vitesse de montée relative du niveau de la mer de l'ordre de 0,1 mm/an depuis 1500 ans. Cette décélération des vitesses aboutit à une quasi-stabilisation du plan d'eau depuis environ 500 ans. Enfin, depuis la fin du siècle dernier, les marégraphes indiquent une nouvelle montée du niveau marin de l'ordre de 0.11 m (B lanc, Faure 1990). Cette observation est compatible avec la théorie actuelle de l'effet de serre et de ses impacts sur la montée du niveau marin. Ces données marseillaises se superposent bien au nuage de points que nous avons obtenu par l'étude des bioconstructions littorales d'algues calcaires à Lylhophylllllll lichenoides à La Ciotat (Morhange el al. 1993 ; Laborel el al. 1994). Les autres courbes obtenues sur le littoral méditerranéen français par J. Aloïsi, A. Monaco, N. Planchais, J. et Y. Thommeret (Aloïsi el al. 1978), localement précisées par A. L'Homer, F. Bazile, J. et y. Thommeret (L' Homer el al. 1981), M. Dubar et E. Anthony (1995), Blanc (1995-1996) et S. Sartoretto, M. Verlaque, J. Laborel (1996) mettent aussi en évidence cette décélération des vitesses depuis 5000 ans BP qui est bien connue dans le monde (Pirazzoli 1991 ; Pirazzoli 1996). La signalisation, fréquemment citée, d'un niveau holocène supérieur au niveau actuel au cap Romarin en Languedoc (Aloïsi el al. 1978) s'est récemment révélée correspondre à une période beaucoup plus ancienne (Laborel el al. 1998). Sur le site très particulier de Fos, C. Vella, M. Bourcier et M. Provansal (Vella, Bourcier, Provansal 1998 ; Vella, Provansal 2000) mettent en évidence des niveaux marins nettement au-dessous des autres mesures, avec un décalage maximal de - 2 m par rapport à Marseille ou La Ciotat (Vella 1999). Ces observations doivent être discutées en relalion avec le schéma tectonique régional. À Fos, les substrats pléistocène et miocène semblent peu susceptibles de tassement. Au sein de la série holocène, les points retenus à la base des tourbes permettent de limiter l'hypothèque de compactions éventuelles. C. Vella et ses collaborateurs retiennent donc la probabilité de mouvements tectoniques négatifs pour expliquer la différence observée avec les autres sites (Vella, Bourcier, Provansal 1998). Cette hypothèse serait compatible avec la présence de la faille active de Salon-Cavaillon (Combes 1984 ; Terrier 1991 ; Tesson, Allen 1995 ; Peulvast el al. 1999). La similitude des résultats obtenus entre Marseille et La Ciotat plaide donc en faveur d'une slabilité relative à l'est de la faille de la Durance. La mobilité tectonique et isoslatique est inférieure aux fourchettes de précision des indicateurs utilisés. La mise en évidence récente de plusieurs niveaux marins submergés, attribués à l'holocène, entre Carry-le-Rouet et Port-Cros, semble confirmer cette hypothèse (Collina-Girard 1992 et 1997 ; Lambeck, Bard 2000). Christophe MORHANGE Maître de conférences à l'université de Provence Institut universitaire de France CEREGE (UMR 6635) Europâle Méditerranéen de l'arbois BP80 F - Aix-en-Provence Cedex 4 Abréviations bibliographiques Aloïsi el al. 1978 : ALOïSt (J.-c.). MO ACO (A.). PLANCHAtS (.), THOMMERET (J.), THOMMERET (Y.) - The Holocene transgression in the golfe du Lion, Southwestern France: paleogeographie and paleobotanicaj evolution. Géographie Physique et Quaternaire. 32, 2, 1978, J45-162. Benoit 1947 : BE OIT (F.) - Notes de terrain 1947, Fonds F. Benoit. Avignon, archives du Palais du Roure. Benoit 1948 : BE OIT (E) - Informations archéologiques, XIIe circonscription. GaJfîa, 6.1948,207 216. Benoit 1953 : BE OIT (E) - Informations archéologiques, XIIe cir conscription. Ga/lia. 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