UNIVERSITÉ DE NEUCHATEL UNIVERSITÉ DE FRANCHE-COMTÉ FACULTÉ DES SCIENCES UFR DES SCIENCES ET DES TECHNIQUES INSTITUT DE GÉOLOGIE LABORATOIRE DE CHRONO-ÉCOLOGIE RECHERCHE DES «SIGNATURES PALÉOCLIMATIQUES DANS LES REMPLISSAGES LACUSTRES FINI- ET POSTWÜRMIENS DU LOCLE (NEUCHÂTEL, SUISSE) ET DTLAY (JURA, FRANCE) À PARTIR DES ANALYSES PALYNOLOGIQUES, MINÉRALOGIQUES ET GÉOCHIMIQUES THESE Présentée à la Faculté des Sciences de l'Université de Neuchâtel pour l'obtention du grade de Docteur es Sciences y -tir par tÇV II KatriCK SUHUbLLAMMLH ', .-¦- ' " Soutenue le 8 Avril 1997 Devant le jury d'Examen Prof. B. KUBLER, Université de Neuchâtel Président Dr. H. RICHARD, UMR 6565 du CNRS de Besançon Examinateur Prof. J.-C. HUNZIKER, Université de Lausanne Examinateur Prof. M. DELALOYE, Université de Genève Examinateur Prof. B. AMMANN, Universität Bern Examinateur Prof. J. REMANE, Université de Neuchâtel Examinateur UNIVERSITEDENEUCHATEL FACULTÉ DES SCIENCES INSTITUT DE GÉOLOGIE UNIVERSITÉ DE FRANCHE-COMTÉ UFR DES SCIENCES ET DES TECHNIQUES LABORATOIRE DE CHRONO-ÉCOLOGIE DECHEDCHE DES SIGNATUDES PALÉOCLIMATIQIJES DANS LES DEMPLISSAGES LACUSTDES FINI- ET POSTWÜDMIENS DU LOCLE (NEUCHÂTEL, SUISSE) ET DlLAY (JUDA, FDANCE) À PADTID DES ANALYSES PALYNOLOGIQUES, MINÉDALOGIQuES ET GÉOCHIMIQUES THÈSE Présentée à la Faculté des Sciences de l'Université de Neuchâtel pour l'obtention du grade de Docteur es Sciences par Patrick SCHOELLAMMER Soutenue le 8 Avril 1997 Devant le jury d'Examen : Prof. B. KÜBLER, Université de Neuchâtel Dr. H. RICHARD, UMR 6565 du CNRS de Besançon Prof. 1--C. HUNZIKER, Université de Lausanne Prof. M. DELALOYE, Université de Genève Prof. B. AMMANN, Universität Bern Prof. |. REMANE, Université de Neuchâtel Président Examinateur Examinateur Examinateur Examinateur Examinateur IMPRIMATUR POUR LA THÈSE Recherche des signatures paléoclimatologiques dans les remplissages lacustres fini- et postwürmiens du Lode (Neuchâtel, Suisse) et d'Ilay (Jura, France) à partir des analyses palynologiques, minéralogiques et géochfmiques de M. Patrick Schoellammer UNIVERSITÉ DE NEUCHÂTEL FACULTÉ DES SCIENCES La Faculté des sciences de l'Université de Neuchâtel sur le rapport des membres du jury, Mme B. Ammann (Berne), MM. B. Kubier (directeur de thèse), J. Remane, M. Delaloye (Sion), J. Hunziker (Lausanne) et H. Richard (Besançon) autorise l'impression de la présente thèse. Neuchâtel, le 25 juin 1997 Le doyen: R. Dändliker A la mémoire de mon père Avant-Propos Ce travail n'aurait jamais pu être mené à son terme sans l'aide combien inestimable de ceux qui ont bien voulu me conseiller et me supporter. Aujourd'hui, il m'est très agréable de les remercier ici. je suis particulièrement sensible â l'honneur que m'a fait le Professeur Bernard Kubier en m accueillant à l'Institut de Géologie de l'Université de Neuchâtel et en me confiant la réalisation d'une partie du projet dont il est l'instigateur. Il m'a permis de trouver les moyens et l'environnement indispensables à une grande partie de mes recherches. Monsieur le Professeur Michel Bidault a su me transmettre sa passion pour la botanique, de plus, ses conseils ont toujours été pour moi d'un grand soutien ; qu'il en soit ici vivement remercié. Monsieur Pierre Pétrequin, directeur du Laboratoire de Chrono-Ecologie de Besançon, m'a donné les moyens et le cadre de travail nécessaire à la réalisation de la partie bisontine de mes travaux. Toute ma reconnaissance s'adresse â Hervé Richard pour la confiance qu'il m'a témoignée en me recommandant au Professeur Bernard Kubier et pour l'attention avec laquelle il a co-dirigé mon travail. Son investissement sur le terrain, ses remarques et ses encouragements ont toujours été pour moi très précieux. Je remercie vivement Messieurs les Professeurs Johannes Hunziker et Michel Delaloye pour l'intérêt qu'ils ont porté â cette partie du projet et l'honneur qu'ils m'ont fait de participer à mon jury de thèse. A ceux qui ont accepté de juger ce travail avec tout le poids de leurs compétences, Madame et Monsieur les Professeurs Brigitta Ammann de l'Université de Berne, Jürgen Remane de l'Université de NeucMtel, je tiens à exprimer ma respectueuse reconnaissance et ma profonde gratitude. Je ne suis pas en droit d'oublier la disponibilité et la passion que m'a fait partager Gilles Bossuet pour l'étude géophysique et sédimentologique de ce bassin sedimentale, je tiens également à lui exprimer tous mes remerciements pour l'aide qu'il m'a apporté dans la conception des figures et les corrections du manuscrit. 7 Michel Magny a effectue des analyses sédimentologiques dont il a bien voulu me communiquer les résultats. Ses précieux conseils, ses connaissances de l'histoire paléoclimatique des lacs jurassiens ont toujours enrichi mes réflexions. Je lui adresse ici mes plus vifs remerciements. Jacques Mouthon trouvera ici un modeste témoignage de ma reconnaissance pour les analyses malacologiques effectuées en dehors de son travail habituel et pour les longues conversations de l'année 1995. Les analyses isotopiques d'ilay ont été faites par Maria Laëtizia Filippi à l'Institut de Minéralogie et Pétrographie de l'Université de Lausanne. Les réunions de travail se sont toujours déroulées dans une ambiance chaleureuse, je lui adresse ici toute mon amicale sympathie. Qu'il me soit permis de dire combien j'ai apprécié le dévouement et la disponibilité d'Orlando Orlandini, qui malgré ses occupations aux Moulins du Col-des-Roches, nous a rendu d'innombrables services matériels et administratifs. Les Services Industriels de la ville du Lode ont aimablement mis à notre disposition les nombreuses archives concernant de près ou de loin le Marais du Col-des-Roches et nous ont communiqué leurs propres données météorologiques. Je suis également redevable envers Thierry Adatte qui m'a initié aux techniques de la diffraction et a accepté la relecture du manuscrit malgré la charge de son emploi du temps. Carlos Beck, Olga Sierra, Sabine Brocero se sont par ailleurs impliqués dans la réalisation de ce travail, avec patience, ils m'ont transmis toutes les techniques mises en oeuvre dans le domaine de la géochimie au LMPG. Mes remerciements s'adressent également à Martine Feuvrier qui a reçu la tâche ingrate de préparer une partie des échantillons pour l'analyse pollinique et à Florence Chapuis-Broc pour les premiers travaux de dactylographie à Besançon. José Richard a mis toute son énergie dans la préparation des plaques orientées lesquelles lui ont donné une surcharge de travail importante. Que les personnes qui ont participé aux campagnes de terrain trouvent ici le témoignage d'une reconnaissance particulière : Pascal Guenet, Hervé Richard, Michel Magny, Gilles Bossuet, Manuel Romero, Nelly Botella, Pascale Ruffaldi, Olivier Puertas, Carole Bégeot, Marc Rolli, Maria-Laetitia Filippi, Andreas Moscatello, Essaïd Zeroual, Sabine Brocero, Sophie Marguier, Jean-Claude Lambert. Christian Rieben, du bureau de géotechnique de Bienne, n'a pas hésité à nous transmettre les données sur lesquelles il avait travaillé et qui n'étaient pas encore remises aux Services Industriels, qu'il trouve ici toute ma gratitude. Pour son aide précieuse en matière d'informatique, et pour la réalisation de la maquette finale de ce mémoire, je ne saurais oublier Jean-Claude Rougeot, je lui témoigne ici toute mon amicale sympathie. Le Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique a assuré le financement de deux années de recherche (subside n°4031-033204). L'Université de Neuchâtel, m'a quant-à elle alloué une bourse d'échange exceptionnelle pour terminer la rédaction des divers rapports de cette recherche. Enfin, à tous ceux qui sont restés dans "l'ombre", parents et amis, je vous adresse ici tous mes remerciements pour votre inestimable soutien. Sommaire AVANT PROPOS 5 SOMMAIRE 11 RÉSUMÉ 19 INTRODUCTION 23 PREMIÈRE PARTIE : 1 Cadre général de l'étude 1. LA CHAINE JURASSIENNE 33 1.1. Cadre géographique 33 1.2. Cadre géologique 35 1.3. Cadre climatique 36 1.4. Cadre phytogéographique 37 2. PRÉSENTATION DES SITES 39 2.1. Le marais du Col-des-Roches, commune du Locle (Neuchatel - Suisse) 39 2.1.1. Situation géographique 39 1.2. Situation hydrogéologique 39 1.3. Cadre géologique quaternaire 40 1.4. Éléments de climatologie 45 1.5. Particularités de la végétation actuelle du Locle 46 2.2. Lelacd'Ilay 46 2.2.1. Cadre géographique 46 2.2.2. Cadre géologique 47 2.2.3. Éléments de climatologie 47 2.2.4. La végétation actuelle à Ilay 48 u PREMIÈRE PARTIE : 2 Méthodes et Techniques 1. LA RECONNAISSANCE DES CORPS SEDIMENTAIRES 51 1.1. Les forages anciens 51 1.2. Les Forages récents 52 1.3. Les méthodes géophysiques 55 2. REPRÉSENTATIVITÉ ET STRATÉGIE D'ÉCHANTILLONNAGE 57 3. CHOIX DES TYPES D'ANALYSES ET PRÉPARATION DU MATÉRIEL 57 3.1. La palynologie 57 3.2. Préparation des échantillons pour la minéralogie et la géochimœ 62 3.3. La minéralogie 63 3.4. LaGéochimie 67 DEUXIÈME PARTIE : 1 Morphologie du bassin lacustre, nature et géométrie des corps sédimentaires 1. RECONNAISSANCE DE LA MORPHOLOGIE DU BASSIN LACUSTRE QUATERNAIRE 79 2. RÉSULTATS 80 2.1. Distribution spatiale des résistivités 81 2.2. Structure du sous-sol associée aux anomalies de résistivité 83 2.3. Interprétation des cartes de résistivité 86 2.4. Interprétation quantitative des sondages électriques 88 3. GÉOMÉTRIE DES CORPS SÉDIMENTAIRES 91 3.1. Description des corps sédimentaires 91 3.2. Le remplissage sédimentaire 91 3.3. Répartition des corps sédimentaires 92 4. RÉSUMÉ 94 DEUXIÈME PARTIE : 2 Histoire de la végétation 1. LES ZONES POLLINIQUES LOCALES DES FORAGES DU MARAIS DU COL-DES-ROCHES (NEUCHATEL, SUISSE) 98 1.1. Les zones polliniques locales du forage LLC I 98 1.2. Les zones polliniques locales des forages LLC1-2 À LLC1-5 98 1.3. Les analyses ponctuelles du forage LLC2 98 1.4. Comparaisons des zones polliniques locales des trois forages 99 1.5. Zones polliniques locales et concentrations absolues 100 1.6. Histoire de la végétation sur le site du Locle 103 1.6.1. LePléniglaciaire 103 1.6.2. Lacune de la majorité du Tardiglaciaire 106 1.6.3. Le Préboréal 108 1.6.4. Le Boréal 109 12 1.6.5. L'Atlantique 109 1.6.6. Le Subboréal 111 1.6.7. Le Subatlantique 112 1.7. Rapports entre les types sédimentaires et la chronologie 113 1.8. Les indices polliniques de l'activité humaine 113 2. LES ZONES POLLINIQUES LOCALES DU FORAGE 2 DU SITE D'ILAY (JURA, FRANCE). LE DIAGRAMME DU SITE D'ILAY (JURA, FRANCE) 116 2.1. Les zones polliniques 116 2.2. Concentrations absolues et zones polliniques locales 116 2.3. Histoire de la végétation 118 2.3.1. Les apports des travaux antérieurs 118 2.3.2. Nouvelles données 119 2.4. Les indices polliniques de l'activité humaine 121 3. LES GRANDES LIGNES DE L'HISTOIRE DE LA VÉGÉTATION DU LOCLE ET D'ILAY 123 DEUXIÈME PARTIE : 3 Minéralogie, histoire des sédiments 1. LE MARAIS DU COL-DES-ROCHES (NE ; CH) 128 1.1. Minéralogie du sédiment total 128 1.1.1. Étude des minéraux non argileux du forage LLC I 128 1.1.2. Traitement statistique des données 130 1.1.3. Synthèse 133 1.1.4. Étude des minéraux non argileux des forages LLC 1-2 à LLCl-5 : 133 1.1.5. Traitement statistique des données du forage LLC I -2 à 5 135 1.1.6. Étude des minéraux non argileux 136 1.1.7. Traitement statistique des données 138 1.1.8. Comparaison des zones minéralogiques des trois forages : les associations minéralogiques 140 1.1.9. Synthèse 141 1.2. Minéralogie des fractions minérales argileuses < 2 um et 2 - 16 um 142 1.2.1. La fraction minérale argileuse < 2 um du forage LLC I 142 1.2.2. La fraction minérale argileuse 2-16 um du forage LLC I 143 1.2.3. Étude de la fraction argileuse et des minéraux en grains < 2 um des forages LLC I -3/4 et 5 145 1.2.4. La fraction minérale argileuse 2-16 um des forages LLC 1-3/4 et 5 146 1.2.5. Traitement statistique des données de la minéralogie des fractions granulométriques < à 2 um et 2-16 um 147 1.2.6. La représentation triangulaire des séries harmoniques 150 1.3. Les analyses minérales des fractions argileuses des sédiments oen1ngiens du bassin versant 1 52 1.3.1. La fraction < 2 um glycolée 153 1.3.2. La fraction 2-16 um 153 1.3.3. Les séries harmoniques des sédiments oehningiens 154 1.4. Comparaison des zones minéralogiques des fractions argileuses des sédiments lacustres et oehningiens 155 1.5. Interprétation - Discussion 157 1.5.1. Les apports de la minéralogie des sédiments du Locle 157 1.5.2. Analyse numérique des données 158 1.5.3. Les associations minéralogiques 158 1.5.4. Les faciès sédimentaires 159 1.5.5. Origine sedimentale 162 2. LE LAC D'ILAY (JURA, FRANCE) 167 2.1. Minéralogie du sédiment total 167 2.1.1. Les minéraux non argileux 167 2.1.2. Analyse Factorielle en Composantes Principales des pourcentages des minéraux 167 2.1.3. Zones minéralogiques et associations minéral ogiques du forage d'Ilay 170 2.2. ÉTUDE DES MINÉRAUX ARGILEUX 170 2.2.1. Identification des chlorites 172 2.2.2. Identification des micas 173 2.3. Discussion et interprétation 173 2.3.1. Les apports de la minéralogie à Hay 173 2.3.2. L'origine des minéraux à Ilay 173 3. SYNTHÈSE 174 3.1. Le Locle 174 3.2.ILAY 175 4. MINÉRALOGIE ET CHRONOZONATION 175 DEUXIÈME PARTIE : 4 Géochimie 1. LES ANALYSES CHIMIQUES DES SONDAGES DU MARAIS DU COL-DES-ROCHES (NE ; CH) 184 1.1. Les Analyses élémentaires sur sédiment total 184 1.1.1. Forage LLCl 184 1.1.2.ForageLLCl-2à5 186 1.1.3. Forage LLC2 187 1.2. La spéciation des carbonates : Les analyses chimiques de la phase acido-soluble 188 1.2.1. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble du forage LLCl 188 1.2.2. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble des forages LLC 1 -2 à 5 188 1.2.3. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble du forage LLC2 190 1.2.4. Comparaison des zones géochimiques des trois forages du Locle 190 1.2.5. Analyse Factorielle en Composantes Principales des données de la géochimie 192 1.3. Caractérisation des facies sédimentologiques 195 1.3.1. Les argiles silteuses grises 195 1.3.2. Les craies lacustres 196 1.3.3. Les gyttjas 196 1.3.4. Les tourbes 197 1.4. Origine des éléments 198 14 1.4.1. Analyse multivariée des données de la géochimie et de la minéralogie 198 1.4.2. Discussion 199 1.5. Synthese : les apports de la géochim[e au locle 202 2. LE FORAGE DU LAC DTLAY 202 2.1. Les analyses élémentaires du sédiment total 202 2.2. La spéciation des carbonates 204 2.3. Traitement statistique des données du forage d'Ilay 204 2.4. Les isotopes stables de l'oxygène (518O) et du carbone (513C) 206 2.5. Les apports de la géochimie à Ilay 208 2.6. Interprétations-discussion 208 2.6.1. Physico-chimie des eaux et des sédiments actuels 208 2.6.2. Chimie des sédiments anciens 209 2.6.3. Données isotopiques 212 3. HISTOIRE DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES ET CHRONOZONATION 213 DEUXIÈME PARTIE : 5 Reconstitution paléohydrologique au Co!-des-Roches 1. LES ANALYSES SÉDIMENTOLOGIQUES 219 2. LES ANALYSES MALACOLOGIQUES 221 3. COMPARAISONS DES DONNÉES DE LA MALACOLOGIE ET DE LA SEDIMENTOLOGIE 223 4. COMPARAISON DES RÉSULTATS DU LOCLE AVEC LES DONNÉES RÉGIONALES 224 5. SYNTHESE 226 TROISIÈME PARTIE : Synthèse 1. LES APPORTS DE LA GÉOPHYSIQUE ET DES DONNÉES ANCIENNES DE FORAGES AU LOCLE 233 2. LES APPORTS DE L'ÉTUDE POLLINIQUE DES SÉDIMENTS DU LOCLE 234 3. SIGNATURES PALY NOLO GIQ UES, MINÉRALOGIQUES ET GÉOCHIMIQUES DES FLUCTUATIONS CLIMATIQUES DANS LES SÉDIMENTS DU LOCLE ET D'ILAY 234 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 245 LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX 261 ANNEXES 271 Qésumé L'histoire du paléolac du Col-des-Roches (NE, CH) a été reconstituée sur la base d'un forage de 41 m et de 5 forages supplémentaires pour préciser la nature et la mise en place des différents corps sédimentaires. Le point de forage principal a été retenu après rassemblement des données d'une cinquantaine de points forés depuis 1858. Des méthodes géophysiques de surface ont été employées pour reconstituer la morphologie du fond du remplissage et établir un repérage spatial des corps sédimentaires. L'étude du contenu sporopollinique des sédiments a mis en évidence, pour la première fois dans le Jura, une séquence pléniglaciaire de près de 28 m. La plus grande partie du Tardiglaciaire fait défaut, mais le détail de la séquence holocène permet de suivre l'évolution du couvert végétal de cette partie du massif jurassien et de mettre en évidence des marqueurs anthropiques dès la seconde moitié de l'Atlantique ancien. Le début du Subboréal montre, quant à lui, une installation conjointe du sapin et du hêtre de manière très progressive. La minéralogie des fractions argileuses souligne la présence d'un épisode détritique dans le deuxième tiers du Boréal. La minéralogie, tout comme la palynologie, montre l'important héritage d'éléments du bassin versant tout au long du comblement de la dépression lacustre. Les mesures effectuées en géochimie corroborent les observations faites en minéralogie. Une reconstitution paléolimnimétrique de ce remplissage lacustre, allant du Dryas récent à l'Atlantique ancien, montre que les fluctuations hydrologiques qui ont affecté jadis ce plan d'eau s'intègrent parfaitement dans le schéma régional des fluctuations lacustres du Jura et des Alpes du nord dont le parallélisme avec les oscillations climatiques a été établi par ailleurs. L'étude d'une carotte courte du lac d'Ilay (Jura, France) a donné la possibilité de reconstituer de manière détaillée, grâce à un pas d'échantillonnage fin, l'histoire de la végétation des trois derniers millénaires, ce que ne pouvaient offrir les forages du Locle. Si la reconstitution paléohydrologique basée sur l'étude des concrétions carbonatées et de la faune malacologique est bien établie, il apparaît que la minéralogie et la géochimie employées ici ne disposent pas de la sensibilité nécessaire pour déceler des événements paléoclimatiques de courte durée et d'intensité relativement peu importante. MOTS CLÉS: JURA, SUISSE, PLÉNIGLACIAIRE, HOLOCÈNE, PALYNOLOGIE, HISTOIRE DE LA VÉGÉTATION, MINÉRALOGIE, GÉOCHIMIE, VARIATIONS DU NIVEAU LACUSTRE, HISTOIRE DU CLIMAT 19 A 41 metres depth core drilling and 5 other cores have been made in the Col-des- Roches palaeolake near Le Locle (Neuchâtel, Switzerland) in order to reconstruct the history of the lake and to determine the nature and chronology of the lacustrine infillings. The morphology of the basin and the geometry of the lacustrine infillings were determined by geophysical prospecting and several core drillings made since 1858. For the first time in the Jura mountains, the pollen analysis shows a glacial period sequence 28 metres deep. The major part of the Late Glacial is missing but the Holocene is well represented. During the Older Atlantic the first pollen revealing human impact can be observed. The fir and the beech appear together and gradually at the beginning of the Subboreal. Clay mineralogy shows a detritic phase during the middle of the Boreal. Mineralogy and palynology show the importance of reworked material from the catchment in the infillings. Geochemistry data gived the same detrital evolution scheme previously put into evidence by mineralogy. The reconstitution of lake level fluctuations from the Younger Dryas to the Older Atlantic are the same as those observed in all the Jura mountains and the Sw7iss Plateau. These fluctuations have a climatic origin. The study of a short core from lake Hay (Jura, France) permitted to reconstruct with a high resolution the vegetation history for the last three millenia. While the lake level fluctuations recorded in malacologie fauna and in the carbonaceous concretions are well established, it appears that malacology, geochemistry data are not sensitive enough to identify short and low intensive palaeoclimate events. KEY-WORDS: Jura, Switzerland, Glacial Period, Holocene, Palynology, Vegetation history, Mineralogy, Geochemistry, Lake level fluctuations, Climate history. 21 Introduction La Terre, au cours des temps géologiques, a traversé de nombreuses périodes de réchauffement et de refroidissement. Le Quaternaire, qui a débuté il y a près de 1.7 millions d'années, est caractérisé par la fréquence de cette alternance de phases glaciaires et interglaciaires. Si ces grandes phases climatiques sont, du moins pour les plus récentes, relativement bien connues aujourd'hui, de nombreuses recherches ont été entreprises ces dernières années pour décrire, à l'intérieur de ces grandes unités, des fluctuations climatiques de plus faibles amplitudes. S'agissant du Tardiglaciaire et de l'Holocène, la reconnaissance de ces fluctuations "mineures" a beaucoup évolué et ceci grâce à des approches fort différentes : paléobotanique, glaciologie, limnologie, études historiques, etc.. La première théorie sur les glaciations revient au suisse Louis Agassiz en 1843, cette théorie fit grand bruit dans la communauté scientifique de l'époque. Il fallut attendre le début du XX ème siècle, après que les idées d'Agassiz aient progressivement fait leur chemin, pour que deux géographes allemands, Penck et Bruckner proposent l'existence non pas d'une seule glaciation, mais d'une succession de quatre épisodes climatiques très froids. Vint ensuite la théorie du mathématicien Milankovitch qui proposa une origine astronomique à ces variations climatiques. La méthode des datations par le carbone 14 bouscula quelques temps cette hypothèse du fait des décalages observés entre les âges avancés par Milankovitch et les datations absolues. Milankovitch estimait le dernier minimum d'insolation vers 25000 ans alors que le 14C situait le dernier maximum glaciaire vers 18000 ans. Depuis, les recherches se sont diversifiées principalement dans le milieu océanique et dans les grandes calottes glaciaires actuelles. Ces recherches ont débouché sur la vérification de la théorie de Milankovitch (Mason, 1976 ; Joussaume, 1993 ; Duplessy, 25 Morel, 1992 ; Berger, 1992 etc..)/ sur la connaissance du rythme et de la périodicité de ces glaciations (Rampino et al., 1987 ; Pecker, Runcorn, 1990 ; Burroughs, 1992 etc..) et enfin sur l'établissement de modèles (Kendall, 1976 ; Panofsky, Brier, 1958 ; Imbrie, 1985 ; Philander, 1983 ; Berger, 1990). Ces modèles servent aujourd'hui à prévoir l'avenir climatique de la planète. Des études ont montré que nous retournions vers une période glaciaire dont un des maxima serait atteint dans 5000 ans. Toutefois, Burroughs (1992) introduit son livre en ces termes "Yet now more than ever, we need to understand why the climate changes and whether human activities are producing effects which are comparable to the natural variability of the global climate". Le réchauffement récent de la planète est-il la conséquence de l'effet de serre ou s'inscrit-il dans le cycle normal des changements de climat ? Pourquoi et à quel rythme la terre se réchauffe-t-elle ? Ces questions auxquelles tentent de répondre la communauté scientifique (Duplessy, Ruddiman, 1983 ; Broeker, Denton, 1990 ; Schneider, 1990 ; Burroughs, 1992 ; Huet, 1995 ; Magny,1995 ; etc..) sont loin d'être résolues. Si l'existence de cycles climatiques millénaires, voire pluriséculaires, marquant l'histoire de la terre semble maintenant admise, la mise en évidence de marqueurs plus ou moins directement liés au climat n'est pas toujours aisée (Robert, Chamley, 1990 ; Kolla et al., 1979 ; Grousset et al., 1983 ; De Visser, 1989 ; Ergin, 1982 ; Moscariello, 1996 ; Filippi, 1996). Il faut maintenant adopter une échelle différente pour comprendre les oscillations climatiques d'ordre séculaire ou pluriséculaire, ce que les modèles et les archives glaciaires ne font pas apparaître. Une place privilégiée est accordée à deux événements froids qui ont marqué l'histoire récente de la Terre : le Dryas récent et le Petit Age Glaciaire (Magny, 1995). Pourtant pour comprendre l'évolution du climat, il faut établir une histoire climatique depuis la fin de la dernière glaciation sans se limiter à ces deux épisodes. Pour tenter de répondre en partie à ces questions, un programme national de la recherche scientifique suisse (PNR 31) intitulé "Changements climatiques et catastrophes naturelles" a été mis en place. En son sein, plusieurs thèmes fédérateurs concernent plus particulièrement l'histoire du climat depuis la dernière glaciation. Le Jura, en raison de sa richesse en lacs, marais et tourbières est une zone privilégiée pour l'étude de l'évolution des climats passés à travers les témoins préservés dans les sédiments. Le programme JURACLIM, dans ce PNR 31, se propose d'étudier des séquences sédimentaires à travers la Chaîne Jurassienne et d'en tirer des informations sur l'évolution du climat des 20 derniers millénaires. Son but est de rechercher les signatures paléoclimatiques, de trouver des marqueurs communs aux différents sites et enfin de comprendre pourquoi certains événements sont mieux enregistrés que d'autres (Dryas récent et Petit Age Glaciaire). Cette recherche a nécessité de nombreux moyens visant à élaborer des bases de travail et de comparaison avec d'autres sites. A partir des données de la palynologie, de la minéralogie et de la géochimie, la recherche des marqueurs des changements climatiques a été entreprise par confrontation avec des travaux effectués en parallèle ou déjà publiés. Ces trois domaines de recherche ont été retenus afin de limiter le nombre de descripteurs dans la perspective de faciliter le traitement des données. D'autre part, il était également nécessaire de retenir un petit nombre de sites. 26 Compte tenu de tous ces éléments, le Marais du Col-des-Roches (Canton de Neuchâtel, Suisse) a été choisi pour sa position altitudinale et l'absence de données anciennes. Le choix s'est également porté sur le lac d'Ilay (Jura, France) pour la nature de son sédiment, les données historiques à disposition sur la période Subatlantique et pour les corrélations paléoclimatiques déjà établies grâce à d'autres approches ; ce site test permet d'estimer la sensibilité des méthodes utilisées. Dans un premier temps, les sites retenus pour l'étude sont présentés dans leur contexte géographique, géologique et bioclimatologique ; les particularités propres à chaque station sont ensuite précisées dans cet environnement. Puis, chacune des méthodes mises en oeuvre est présentée. Le cadre paléoenvironnemental a été en premier lieu établi à partir des données de la palynologie. De cette façon, il a été possible de replacer les différentes étapes du comblement de ces lacs dans un cadre chronologique relatif par comparaison avec les données régionales. Les données de cette discipline offrent également la possibilité de suivre toutes les étapes de la colonisation humaine des zones étudiées et de décrire l'évolution de l'action de l'homme sur le couvert végétal. Enfin, la palynologie donne l'opportunité d'esquisser le cadre climatique dans lequel cette évolution de la végétation et les étapes du peuplement humain se sont opérées. La nature, la composition et l'origine des différents composants minéraux et chimiques des sédiments sont à l'image des apports, des processus sédimentaires et des conditions climatiques au moment du dépôt. L'étude des sédiments lacustres du Locle et d'Day a été entreprise pour connaître la nature et l'origine des minéraux qui les composent. Les minéraux peuvent avoir deux origines : l'une allochtone (apports éoliens, ruissellements, re-suspensions), l'autre autochtone (bioproduction, précipitations chimiques, formation sur place dans des conditions physico- chimiques et climatiques locales bien précises). Ces sources différentes conditionnent la composition minéralogique des sédiments. Les minéraux allochtones jouent le rôle de traceurs naturels ; par les associations constituées, ils indiquent leurs provinces d'origines (Bapst, 1987). L'analyse des variations de la composition minérale au cours du temps permet de repérer des épisodes de reprise d'érosion du bassin versant (apports détritiques accrus) ; l'augmentation des minéraux allochtones dans les sédiments peut être interprétée comme une réponse sédimentaire liée à des modifications climatiques ou à une influence humaine marquée sur le bassin versant. La pluviosité et la température sont les facteurs principaux contrôlant la solubilisation de nombreux éléments majeurs comme Si, Al, Na, K, Ca, Mg... provenant de la couverture pédologique et des affleurements du substrat (Gibbs, 1970 ; Gac, 1979 ; Sondag et al., 1993). Ainsi, la variation des apports chimiques des éléments des bassins versants du Locle et d'Ilay a dû accompagner les changements climatiques quaternaires et les modifications de végétation qui en découlent. Pour cette raison, nous présupposons que des signaux chimiques liés à ces variations peuvent être perçus dans ces sédiments. Le but de ce travail est d'essayer d'identifier des tels signaux sur les sites du Locle et d'Ilay. Enfin, les informations issues de la palynologie, de la minéralogie et celles de la géochimie sont confrontées avec celles d'autres disciplines : malacologie et sedimentologie, isotopes stables de l'oxygène et du carbone (pour le site d'Ilay), dans une tentative de synthèse paléoclimatique. 28 Ainsi toujours poussé vers de nouveaux rivages, Dans la nuit éternelle emporté sans retour, Ne pourrons nous jamais sur l'océan des âges Jeter l'ancre un seul jour ? Le Lac 1820 Alphonse de LAMARTINE Gravure du Musée d'Histoire du Lode montrant le Col-des-Roches vu du côté des Breneis. Dépourvue des arbres masquant actuellement le site, cette gravure illustre de manière saisissante l'encoignure érodée par les torrents qui ont débordé Vensellement du Col, notamment à l'époque würmienne, in Burger, Schaer, 1996. ( X\ y,- , W * i - -,J. ~ S1: 6°E 7°E J__ N A <# &^\ JL ^ O I 10km i / r / /—¦ *•> " "" BESANÇON „ ,y OS? »*-' .*_ ^ V FRANCE /* Le LOCLE 4 r \ rj T / / \. 4 ¦38* 13 >500m I? |500-10O0m ^iIIiJlOOQ- 150Om MW1500- 200Om ^Mj> 2000 m i Sites étudiés Figure 1.1 : Localisation des sites étudiés LLA CHAINE JURASSIENNE 1.1. CADRE GÉOGRAPHIQUE La chaîne du Jura s'allonge en un arc montagneux à convexité Nord-Ouest depuis les Alpes au Sud jusqu'aux contreforts de la Forêt Noire au Nord-Est (Chauve, 1975 ; Debelmas, 1974). La dissymétrie de son relief d'Ouest en Est lui confère également une originalité certaine, due en partie à des plateaux étages qui se succèdent à l'Ouest pour atteindre la Haute-Chaîne, alors que le rebord oriental s'abaisse brusquement sous la plaine molassique suisse. Le gradient altitudinal, régulièrement croissant dans le Jura septentrional, du Nord- Ouest au Sud-Est, est également une particularité de cette chaîne. Le Lomont culmine à 600 m dans le jura septentrional, dans le Jura central les altitudes avoisinent 1200 m, alors qu'au Sud dans le Jura Gessien, le Crêt de la Neige culmine à 1718 m (figure 1.1). .1 33 Doubsy" /..... Faisceaux plissés Plateaux et collines molassiques Plateaux jurassiens [ivî' T1I1I Préalpes Figure 1.2 : Aspect structural de la Chaîne jurasienne (d'après Chauve, 1975) I Haute-Chaîne 1¾¾;¾¾¾¾ Massifs cristallins ~Z3 Plateaux calcaires ~ de l'Ile Crfmieu Failles Chevauchements 1.2. CADRE GEOLOGIQUE 1.2.1. Esquisse structurale La chaîne jurassienne se présente sous la forme d'une alternance de zones plissées et de zones tabulaires à sub-tabulaires séparées par des failles. Trois domaines peuvent être individualisés (figure 1.2) : - Les zones pré-jurassiennes (territoire de transition entre la Bresse et le Bassin Parisien) sont constituées de couches tabulaires Cénozoïques ; - Le jura externe, partie convexe de l'arc qui est constitué des plateaux du Dogger et du MaIm et des faisceaux bordant la chaîne ; ces derniers sont formés par des petits synclinaux à fonds Jurassique Supérieur et/ou Crétacé et d'anticlinaux à coeur Trias-Lias (Debelmas, 1974); 34 .1 - Le Jura interne correspond à la partie concave en bordure de la plaine molassique suisse, ce domaine porte encore le nom de Jura plissé, de Faisceau Helvétique ou encore de Haute-Chaîne ; c'est un bourrelet montagneux parallèle à la dépression molassique suisse, constitué de plis parallèles orientés Nord-Sud ; les formations du Jurassique Supérieur composent les anticlinaux alors que les formations du Crétacé constituent le coeur des synclinaux. 1.2.2. Les formations glaciaires Les premières observations relatives aux formations glaciaires jurassiennes datent de 1782 (Deluc, 1838). Cinquante ans plus tard, un débat prit place, alimenté par ces premières observations relatives aux blocs erratiques allochtones. Ce débat dura près de deux siècles (Campy, 1982). L'aire de répartition de la glaciation rissienne originaire des Alpes est délimitée par des blocs, des galets et des lambeaux de moraines ou de cailloutis dépassant en altitude et en extension celle des dépôts würmiens. Cette importante calotte glaciaire pouvait être alimentée par des précipitations locales (Nussbaum, Gygax, 1935 ; Aubert, 1965 ; Campy, 1982) (figure 1. 3). Limite maximale certaine d'extension de la glaciation rissienne Domaine constamment en dehors de l'emprise des glaciations Limite d'extension de l'inlandsis jurassien pendant la glaciation rissienne Blocs erratiques Moraines fluvio-glaciaire rissiennes Limite de l'extension du glacier du rhône pendant le Wurm Dépôts mora iniques würmiens Figure 1.3 : Maxima d'extension des glaciers rhodaniens et jurassiens pendant le Riss er le Wiirm d'après Nussbaum, Gygax, (19351 .1 f|p I1PtIIfIp- Vs ^? V -¾- ^?¾ ws % 35 L'hypothèse de l'existence d'un glacier jurassien émise depuis 1843 par Agassiz, et corroborée par d'autres observations (Guyot, 1843 ; Pidancet, Lory, 1847) n'a pas été retenue à cette époque. Cette hypothèse d'une calotte glaciaire jurassienne unique est confortée en 1935 par les travaux de Nussbaum et Gygax sur la base d'une différenciation dans la composition des dépôts morainiques externes attribués au Riss. En 1965, Aubert argumente encore plus solidement cette hypothèse concernant la glaciation würmienne sur la base de nouvelles observations et de la réinterprétation des données anciennes. Campy (1982) entreprend d'aller plus loin à travers des études sédimentologiques de ces formations glaciaires. Selon lui, les reliefs du Haut-Jura ont été recouverts par des glaces d'origine locale pendant le Wurm. Les glaciers alpins venaient, à l'Est, au contact de cette calotte jurassienne (Campy, Am, 1991). La glace, comparable à un vaste dôme d'orientation Sud-Ouest/Nord-Est, épousait donc la topographie de la chaîne, recouvrant les plateaux et surcreusant les vallées et les dépressions. Le dôme se divisait en plusieurs langues glaciaires, empruntant des vallées préexistantes (langue de Champagnole, langue de Doucier...) (Campy, 1982). Des lacs proglaciaires marquaient Ia limite de l'extension maximale de ces langues de glace (figure 1. 4). i- 2000 m 1600 1200 -800 s Doubs L 400 (I)Lacdel'Arlier-810m(2)LacdelaSerpentìne-780m Col de Verges © Lac de la Thoreigne - 490 m ' ^^=¾^.-----A^ Lac de l'Angillon - 610 m @Lac de la Combe d'Ain - 530 m ©Lacdela Valouse - 450 m (^)Lac de l'Oignin - 560 m 30 _1_ 60 _l_ 90 km ___l Figure 1.4 : Calotte glaciaire jurassienne et lacs porglaciaires d'après Campy, (1982) 1.3. CADRE CLIMATIQUE Le climat constitue un des traits fondamentaux de cette région. Par les contraintes qu'il impose, il influence, parfois de manière déterminante, les équilibres du milieu naturel, la dynamique et la répartition des populations. Par l'organisation de son relief autant que par sa situation, le Jura est soumis à des conditions climatiques originales à l'intérieur même de la chaîne. Le climat de la chaîne jurassienne varie graduellement avec l'altitude. Les moyennes annuelles des précipitations (environ 1000-1200 mm/an) et des températures (environ 10-13 0C) sont sensiblement les mêmes pour le Jura occidental et méridional. A l'opposé, au-delà de 920 m d'altitude, la Haute-Chaîne reçoit de 1500 à 2000 mm/an de précipitations pour des températures moyennes annuelles variant de 6 à 8 0C (figure 1.5). 36 N A Besançon ill 245 m Précip. moi', win. : 1090 mm Temp. moy. ann. : 10,20C Temp. moy. mois le - froid : IJ0C Temp. moy. mois le - diaud : IBJ0C ^o Le Lode alt. 910m Prfcip. moy. inn. : 1490 mm Temp. moy. Ann. : 6JDC Temp. moy. mois le • froid : -2.10C Temp. mov. mois If - chaud : 15,9°C Villers-lB-ÜK »It. 75Sm Preap. moy. arm. : 1560 mm Temp. moy. arm. : Bj0C Temp. mov. mois Ie - froid : -0,5 0C Temp, moy. mois le - chaud : 15JCC Lons-Ie-Saunier alt. 255 m Prtcip. moy. ann. : 1240 mm Temp. moy. ann. : 13°C Temp. moy. mois le » froid : 2J0C Temp. moy. mois le - chaud : 200C Morbier ait. 928 m Précip. moy. ann. : 2020 mm Temp. moy. ann. : 6J0C Temp. moy. mois le - froid : • 2J°C Temp. mov. mois le » chaud : 13J0C ---------------'¦-------1--------------?------ Figure 1.5: Quelques paramètres climatiques de la Chaîne jurassienne (d'après Ruffaldi, 1993) Bo urg-e n- B res se O Ambérieu-en-Bugey ait. 253 m Trécip. moy. ann. : 1:60 mm Temp. moy. ann. : 10,60C Temp. moy. mois le * froid : U0C Temp. mov. mois le • chaud : 19J°C. Benonces alt. 950 m Prédp. moy. ann. : 1720 mm Temp. moy. ano, :7.1 Temp. moy. mois le * froid :-1.4°C Temp. moy. mois le • chaud : 15,80C 'Lyon Aix-1 es -Bains Belle)- ait. 260 m Preop. moy. ann. : 1230 mm Temp, moy-ann. : 11,1 "C Temp. moy. mois le » froid :2CC Temp. moy. mois le *duud :20J°C V ^S V Les vents ont une direction privilégiée, identique à l'axe de la chaîne soit Nord-Est/Sud- Ouest. Les vents dominants provenant du Sud-Ouest, apportent pluies et neige alors que le vent du Nord- Est (la bise), sec et froid, provoque des gelées et augmente en fréquence au cours des mois d'hiver . (Kessler, Chambraud, 1986 ; ÏRameau, Richard, 1990). 1.4. CADRE PHYT0GE0GRAPHIQUE La variété des paysages et la diversité du tapis végétal sont liées à la morphologie et à la nature de la roche mère, dans quasiment toute la chaîne. En effet, la présence de bancs calcaires alternant avec des marno-calcaires et des marnes détermine la répartition de la végétation également influencée par l'altitude, le climat et le type d'exposition purement stationnel. Des différences importantes dans la végétation conduisent à diviser le massif du Jura en trois secteurs principaux (Royer, 1991) (figure 1. 6) : - Le Jura occidental ; - Le Jura méridional ; - Le Jura oriental, lui même subdivisé en Jura septentrional, Jura central et Jura austrau- oriental. .1 rtô 'étude- 37 Figure 1.6: Cadre phytogéographique de la Chaîne jurassienne (d'après Rover, 1991 ; Ruffaldi, 1993) limite sous secteur Jura limites phytogéographiques : CH Jura oriental a - Jura septentrional b - Jura central c - Jura austrauoriental ÜZ1 Jura occidental a - balois alsatique b - bisontin c - salinois et lédonien d - Revermont ^^ Jura méridional a - Haut-Bugey b - Bas Bugey c-Ile Crémieu d - Jura savoisien Le Jura occidental qui correspond au Jura tabulaire et aux faisceaux est dépourvu d'éléments de la flore alpine, mais également d'éléments d'origine artico-alpine et d'éléments boréo-arctique des tourbières. Il est toutefois caractérisé par une certaine richesse en espèces subméditerranéennes. Le Jura méridional a Ia particularité de présenter des éléments de transition entre les séries de végétation médioeuropéennes et subméditerranéennes (Ruffaldi, 1993). Le Jura oriental correspond à la Haute-Chaîne. De très nombreuses tourbières riches en espèces artico-alpines et boréo-arctiques se rencontrent dans le Jura central. Le Jura austrau- oriental s'enrichit en espèces alpines et artico-alpines du fait de l'accroissement altirudinal (Royer, 1991 ; Ruffaldi, 1993). Certaines zones phytogéographiques s'expliquent par des conditions édaphiques particulières régnant dans les zones palustres et lacustres dont l'origine est liée à la présence de niveaux imperméables : argiles fluvio-glaciaire, faciès marneux du substrat. Si les fonds des vallées sont occupés par les prés, les pâturages, les cultures et les marais ; les anticlinaux sont quant à eux recouverts de forêts et de pâturages boisés (Gallandat, 1982). 38 2. PRESENTATION DES SITES 2.1. LE MARAIS DU COL-DES-ROCHES, COMMUNE DU LOCLE (NEUCHATEL - SUISSE) 2.1.1. Situation géographique La région du Locle est située à l'extrémité Nord-Est de l'arc jurassien (figures 1.1 et 1. 7). A cet endroit, l'altitude des reliefs ne dépasse guère 1300 mètres (Grand Som Martel : 1330 mètres), à l'exception des Vanarins (1400 mètres) et du Crêt de Conti (1404 mètres), tous deux situés sur le territoire helvétique. I |1300m .. Frontière _ Limites du Bassin . versant topographiqu f Marais du Col des Rod A 1500 m Morteau Villers-le-Lac Figure 1.7 : Situation géographique du Marais du Col-des-Roches (Neuchâtel, Suisse) Le Marais du Col-des-Roches occupe, à une altitude de 915 mètres, l'extrémité occidentale du synclinal Le Locle - La Chaux-de-Fonds (Suisse septentrionale). Ce Marais est séparé de la vallée du Doubs par un relief anticlinal orienté Nord-Est/Sud-Ouest. Au Sud- Ouest, un autre relief le sépare de la vallée des Ponts-de-Martel. 2.1.2. Situation hydrogéologique La zone dite du "Marais" correspond à une partie d'un ancien lac qui occupait toute la dépression du Locle, depuis le Crêt-du-Locle au Nord-Est jusqu'au lieu dit "Les Calâmes". .1 La superficie de cet ancien lac couvre approximativement 67 ha. Sa longueur avoisine 2250 mètres, alors que sa largeur maximale atteint 600 mètres. Le sommet du remplissage sedimentale du lac au lieu dit "Le Marais" se trouve à une altitude comprise entre 910 et 915 mètres. La dépression du lac du Locle correspond à un bassin versant topographique de 26 km2 (Burger, Schaer, 1996). Le lac devait être alimenté par des ruissellements et des apports issus de plusieurs vallées transversales : "La Combe Girard", "La Combe Robert" et "La Grecque" (Burger, Schaer, 1996). L'émissaire devait être constitué par un important réseau karstique au niveau des calcaires portlandiens à l'extrémité du Marais du Col-des-Roches (entre les Roches Houriet et les Roches Voumard). H est probable que le col ait joué le rôle d'exutoire, la vallée de la Rançonnière collectant les eaux via la vallée du Doubs. Depuis 1805, un souterrain assure l'évacuation et le drainage du Marais. Ce système est à l'origine de la disparition progressive du lac résiduel qui était encore visible au début de ce siècle (cf. page de couverture). 2.1.3. Cadre géologique quaternaire 2.1.3.1. Historique Les environs du Locle et de la Chaux-de-Fonds ont fait l'objet de nombreuses études géologiques (Nicolet, 1839 ; Desort, 1842 ; Jaccard, de 1858 à 1892). C'est Favre (1911) qui a publié la première carte géologique du synclinal du Locle - La Chaux-de-Fonds ; cette ancienne cartographie constitue la base de la carte géologique au 1/50000 ème de Morteau éditée en 1960 par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (figure 1.8). Dans ce travail, Favre préféra «étudier les tourbières avec détail, pensant qu'il serait utile d'en fixer les caractères avant qu'elles aient complètement disparu, soit par l'exploitation, soit par le dessèchement». Il ne reprit donc pas l'étude des formations jurassiques, crétacés et tertiaires, s'attachant à étudier les formations négligées jusqu'ici. Les travaux les plus récents concernent l'étage Oeningien et ses subdivisions (Kubier, 1962 a, b) et les formations crétacées (Turberg, 1987). Aucune étude détaillée n'a été consacrée aux formations quaternaires, qu'il s'agisse des dépôts morainiques ou des remplissages sédimentaires. Les formations glaciaires ne jouent qu'un rôle secondaire dans la vallée du Locle - La Chaux-de-Fonds, ce ne sont que de minces dépôts de moraines de fond et de moraines de retraits ainsi que de blocs erratiques de faibles tailles (Favre, 1911) (figure 1. 8). a) Les témoins de la glaciation rissienne, le glacier du Rhône Les vallées internes situées au nord du Haut Jura ont été atteintes par les langues glaciaires au moment de l'extension maximale de la glaciation du Riss (Nicolet, 1839 ; Jaccard, 1892 ; Du Pasquier, 1897 ; Favre, 1911 ; Nussbaum, Gygax, 1935). Les témoins de cette extension sont la présence des lehms à galets alpins (schistes, quartzites, gneiss à paragonite, schistes chloriteux), des restes d'Elephas primigenius (Jaccard, 1892) et d'une grande quantité de blocs erratiques, toujours de petite taille. La limite altitudinale du glacier du Rhône à l'époque du Riss est fixée entre 1140 et 1160 mètres (Jaccard, 1892 ; Favre, 1911) (figure 1.9). 40 -----------------------------------------------------1.1 MB Les Ponts-de-Martei / Figure 1.8 : Cane géologique simplifiée des environs du Lode (D'après la carte géologique de Morteau 1960 l/50000e. Feuille XXXV-24) Figure 1.9 : Attribution chronologique d'après Nussbaum et Cygax (1935) des moraines du Lode et de ces environs à la glaciation du Riss 1 iereiuae- 41 Figure 1.10: Attribution chronologique d'après Favre (1911) des moraines du Lode et de ses environs à la glaciation du Wurm. b) Les témoins de la glaciation wiirmienne, la calotte jurassienne Favre (1911) n'exclue pas, dans la région, la présence de dépôts morainiques jurassiens d'âge antérieur au Riss. Mais selon lui, l'invasion du glacier rhodanien a dû les faire disparaître. Par contre, les moraines jurassiennes, contemporaines de la glaciation würmienne, sont abondamment représentées. Cette existence est attestée par la présence de galets plus ou moins anguleux appartenant exclusivement à des niveaux kimméridgiens et portlandiens (Jurassique Supérieur). La proportion d'éléments allochtones (alpins) est faible ; ce sont surtout des quartzites remaniés lors de la glaciation. Ces dépôts morainiques couvrent exclusivement les collines du versant Sud-Est de la vallée du Locle (Les Jeannerets, Les Replattes, La Joux Pélichet, Le Montperreux, Les Cernayes) figure 1.10. Le dépôt morainique le plus important forme une colline de 1,5 km de longueur sur 300 mètres de largeur et 30 mètres de hauteur entre la vallée du Locle et celle de la Chaux- du-Milieu (figure 1.10). Les galets qui la composent sont de nature autochtone, kimméridgienne et portlandienne pour la quasi totalité. Un faible nombre de galets est d'origine lointaine ; leur nature est surtout quartzitique. La particularité de ce dépôt est de présenter des galets oehningiens de nature siliceuse et fossilifère à 1130 mètres d'altitude. Leur présence indiquerait qu'ils ont été transportés là par une moraine frontale d'un glacier remplissant la vallée du Locle et débordant dans la vallée de la Chaux-du-Milieu. Cette hypothèse implique l'existence d'un glacier suffisamment puissant pour avoir transporté du matériel de bas en haut, puisque les gisements actuels d'Oeningien atteignent tout au plus 1050 mètres d'altitude (Favre, 1911). 42 ________________________________Il Figure 1.11 : Attribution chronologique d'après Aubert (1965) des moraines du iode et de ses environs à la glaciation du Wurm, A partir de l'analyse des proportions d'éléments alpins contenus dans l'ensemble de ces dépôts morainiques, Nussbaum et Gygax en 1935, en attribuent l'origine à un épisode glaciaire antérieur au Wurm. A l'opposé, Aubert (1965) a montré qu'il s'était formé, au maximum wurmien, une véritable calotte de glace dans la partie occidentale de l'arc Jurassien : elle s'étendait du décrochement de Vallorbe-Pontarlier jusqu'à la vallée de l'Ain. Selon lui, les glaciers locaux devaient être minces et suffisamment puissants pour entraîner du matériel, mais pas assez pour eroder la roche mère. La vallée de la Brévine a dû être recouverte par une calotte qui devait s'étendre jusqu'au vallon du Locle, sans atteindre La Chaux-de-Fonds où les dépôts morainiques sont absents. La quantité de matériel morainique déposée dans le vallon de la Brévine-Chaux-du-Milieu témoigne de l'importance de cette calotte (figure 1.11). 2.1.3.2. L'englacement würmien de la vallée du Locle En fonction de la répartition géographique, de la position altitudinale de ces dépôts glaciaires et des données bibliographiques qui viennent d'être exposées, il est possible de proposer un schéma de la mise en place de ces dépôts. Pour cela il faut envisager une confluence de langues glaciaires vers la dépression du Locle (figures 1.12 et 1.13) : / / Répartition des dépôts morainiques en fonction de l'atitude Mouvement de Ia glace /&f: l-es Ponts-de-Martel W Figure LT 2 : Propositions des limites potentielles d'extension de la langue glaciaire dans la zone du Lode - la Brévine (au Wurm) Répartition des dépôts morainiques en fonction de l'altitude f Mouvement de la glace i > 1100 m ** Limite des lobes glaciaires Figure 1.13 : Stade de retrait présumé des différentes langues glaciaires du Locle-La Brévine U Ii - La plus importante est vraisemblablement celle qui venait du Sud-Ouest de la Brévine/la Chaux-du-Milieu (1) ; elle pouvait se déverser, par des régions où la topographie le permettait, vers le Nord en direction de Morteau (1') et en direction de Villers-le-Lac (1"). Le relief de la chaîne du Grand Som Martel, au Sud-Est, devait être infranchissable et favorisait ainsi le déversement dans la vallée du Doubs d'une part, et la progression de la langue en direction du Locle d'autre part. - Une avancée glaciaire, parallèle à celle de la Brévine, devait emprunter la vallée des Ponts-de-Martel en direction du Nord-Est (2). Il est probable qu'une partie de cette langue rejoignait la vallée du Locle depuis le secteur de "l'Entre deux Monts" (2'). - Le val de Morteau a gardé les traces d'une alimentation en matériel morainique déposé par une langue de glace venant du secteur pontisalien en suivant l'axe de la vallée actuelle du Doubs (4). - Malgré l'absence de traces de dépôts glaciaires dans Ie secteur de la Chaux-de-Fonds, il n'est pas exclu qu'une alimentation en glace se soit opérée depuis là (3). - Le contact exact entre toutes ces langues glaciaires dans la vallée du Locle reste difficile à définir. Mais, au maximum d'extension würmien, cette vallée paraît totalement remplie par les glaces. 2.1.4. Éléments de climatologie Les données météorologiques recueillies par les Services Industriels de la ville du Locle depuis près d'un demi-siècle environ permettent ici de souligner la position du site dans le contexte jurassien. La figure 1.14 est établie à partir des températures moyennes mensuelles et des précipitations moyennes mensuelles disponibles depuis 1949. Figure 1.14 : Diagramme ombrothermique de la ville du Locle établi à partir des relevés journaliers effectués de 1949 à 1994 Températures | ¦ ¦ ¦ ¦ tri d*grÉfrlciu!p û Précipitât». vlfk/ ~ IVi MlM I ¦IOC i it' i i ' ''il Ì Ü ! -80 Mit' i I I J -60 [ ' l î(l- I ' 1-40 15- J- ^i 10- j JJj^ 5- y1 ' NJ j .» ¦ Ni "¦^•^ . ^,-0 r ï Ì l ï I ? I i La température moyenne annuelle est de 6,5 0C, la température moyenne du mois le plus froid (janvier) est de - 2,15°C alors que la température moyenne du mois le plus chaud (juillet) atteint 16 0C. La pluviosité moyenne annuelle atteint 1500 mm ; ces précipitations sont régulièrement réparties sur l'année (125 mm/mois), mais avec un léger déficit au printemps et en automne. Le manteau neigeux peut apparaître dès octobre, mais plus fréquemment en novembre. La période d'enneigement maximale se situe aux mois de décembre et janvier (170 mm environ), mais elle est très variable d'une année à l'autre. 2.1.5. Particularités de la végétation actuelle du Locle Si les fonds des vallées sont occupés par les prés et pâturages et les marais, les anticlinaux sont recouverts de forêts et de pâturages boisés largement tributaires du climat et des actions anthropiques. La végétation actuelle de la région du Locle-La Chaux-de-Fonds appartient à la série montagnarde, plus précisément à la série de la hêtraie-sapinière. Le substrat induit la présence de la série thermophile et calcicole du hêtre à Carex alba et de la série froide et calcicole du hêtre à Cardamina heptaphylla. - La série de l'épicéa se rencontre habituellement plus au sud de la région du Locle ; sa présence très abondante sur le site est le résultat de la sylviculture. - La série de la hêtraie-sapinière est bien représentée dans la région locloise ; elle se développe à partir de 800 m d'altitude. Le hêtre et le sapin présentent une égale vigueur ; ils sont accompagnés de l'épicéa, de l'érable faux platane et du sorbier des oiseleurs. La strate arbustive est diversifiée. Des groupements nombreux dérivent de ce schéma. Les maigres groupements herbacés qui colonisent les dalles rocheuses sont à l'origine de la dénomination de "Chaux" (Burger, Schaer, 1996). Des pelouses très développées servent aux pâturages (pelouses à Bromus erectus, Brachypodium pinnatum, Helianthemum ovatum, Plantago lanceolata, major et media). Des prairies occupent également une part importante dans le paysage de la vallée Locloise (Burger, Schaer, 1996). Les groupements arbustifs propres à la déprise pastorale sont riches en Corylus avellana, Fraxinus exelsior et Acer pseudoplatanus. Des groupements de pentes (Roche Voumard) sont représentés par des érablaies où peuvent se développer les frênes et les noisetiers. L'épicéa peut dominer sur les pentes s'il a été planté, sinon il appartient aux groupements spécialisés de l'étage montagnard des stations climatiques froides exposées au nord sur des sols fissurés avec blocs. 2.2. LE LAC D'ILAY 2.2.1. Cadre géographique La région d'Ilay est située dans la partie Sud-Ouest de l'arc jurassien (figure : 1.1). Le lac d'Ilay ou lac de la Motte tient son nom de l'îlot boisé situé dans sa partie Est, et qui était jadis occupé par une abbaye (figure 1.15). La dépression lacustre a une orientation Nord-Est/Sud-Ouest. Elle est limitée à ses extrémités septentrionale et méridionale par des reliefs qui la séparent du lac de Narlay d'une part, et de la vallée du Hérisson d'autre part. Elle est bordée à l'Ouest par des reliefs à pente douce du plateau de Champagnole dont l'altitude moyenne est de 820 m (documents 46 ------------------------------------------------------------------1.1 du SRAE, 1986). D'une superficie de 72 ha, le lac d'Ilay s'étire sur plus de 1900 m, sa largeur maximale atteignant 400 m. Le plan d'eau se trouve à 774 m. 2.2.2. Cadre géologique Ce lac occupe le fond d'un synclinal crétacé. Qualifié par Delebecque en 1898 de lac de "dépression centrale", il tire son origine comme ces voisins (Narlay, Grand et Petit Maclu...) de l'activité glaciaire (Campy, 1982) ayant affecté le Jura pendant le Wurm (figure 1.16). Lac de Narlay Lac du Petit Maclu Grand Maclu IKm Figure 1.15 : Limite* du bj^ Uw fob bdumbrecotnpMtenierit fermée, i-'fà^ -j£:-; î* canKtisr esl «mont* Svnème de blocage -----Tige etterieur* Coumuv en carburr Figure 1.20 : Schémas simplifiés des différents types de carottiers et de leurs principes de prélèvement 54 1.2 (V Le piston est un carottier dont le principe de fonctionnent repose sur une vitesse rapide de coupage du sédiment. Ce type d'outil est classé dans les carottiers dits "à parois minces" ; il est destiné au prélèvement des sédiments à faible cohésion, de l'ordre de 0.01 millipascal (mPa) à 0.3 mPa. Il a une vitesse de prélèvement voisine de 30 cm/s. (2) Le carottier à câble fonctionne en pression-rotation. Cet outil se présente sous la forme d'un carottier double comportant un tube intérieur muni d'une trousse coupante dépassante et rétractable par rapport à la couronne de découpage qui est située sur l'enveloppe extérieure. Ce carottier "à câble" est équipé d'un système de repêchage rapide qui accélère la remontée des trains de tige avant d'accéder au tube intérieur. Ce type de matériel fonctionne avec l'ajout de fluides de forage qui permettent d'une part de réduire le coefficient de paroi en limitant le frottement du sédiment sur l'extérieur du carottier, et de remonter d'autre part les "cuttings" qui, faute d'être évacués, pourraient bloquer la remontée du carottier. (3) Le carottier russe, type GYK, est constitué d'une chambre demi-cylindrique muni d'un volet central fixé sur pivots. La pénétration du carottier (I), volet fermé, jusqu'à la profondeur désirée est assurée par pression ; une rotation de 180° découpe ensuite un demi- cylindre de sédiment (2 et 3). C'est ce mode de prélèvement qui fournit les meilleurs résultats en évitant la compaction du sédiment et en ne perturbant pas sa position stratigraphique. Cependant cet équipement ne peut pas être utilisé manuellement au delà d'une profondeur de Wm. C'est pourquoi une sondeuse mécanique APAGEO équipée de tarières et de deux carottiers russes (l'un de 50 cm, l'autre de 1 m) adaptés aux caractéristiques de la machine, a été employée pour les forages LLC1-2, LLCl-3, LLC1-4, LLC1-5 et LLC 1-6 distant de moins de 1 m du forage LLC I. Quatre campagnes différentes ont été nécessaires pour perfectionner l'adaptation du matériel afin d'obtenir un forage continu. La défaillance d'une pièce maîtresse du système n'a pas permis de poursuivre le forage LLCl-6 au delà de 13 m de profondeur. Sur le site d'Ilay, le forage a été réalisé manuellement avec un carottier russe de type GYK de 0.5 m de longueur sous une tranche d'eau de 1.50 m environ. 1.3. LES MÉTHODES GÉOPHYSIQUES Elles ont été employées pour reconnaître la topographie du fond du bassin lacustre et caractériser les variations d'épaisseur du remplissage sédimentaire. En raison de problèmes législatifs locaux liés à l'utilisation des explosifs, l'étude sismique profonde n'a pas pu être réalisée par le laboratoire de Besançon. Seules les méthodes électriques ont été utilisées pour Ia prospection du Marais du Locle. Ces méthodes permettent de mieux comprendre la structure du sous-sol grâce à l'étude des résistivités électriques des formations qui le composent. 1.3.1. La résistivité électrique Cette propriété caractérise l'aptitude d'un matériau à conduire le courant électrique ou, à l'inverse, sa résistance. Cette propriété est utilisée ici pour caractériser les variations horizontales et verticales qui affectent le remplissage sédimentaire et le substrat dans l'emprise du bassin de réception. Cette propriété physique est liée à la cohésion et à la porosité des matériaux du sous-sol. L'état d'hydratation ainsi que la quantité de sels dissous (electrolytes) sont les acteurs des transferts de charges de la conductibilité de ces matériaux. Les dispositifs de mesure de cette propriété peuvent être variés, mais deux modes d'investigation du sous-sol sont préférentiellement utilisés : le traîné et le sondage électrique. Dans le cas du traîné on intéresse une tranche du sous-sol d'épaisseur à peu près constante déterminée par la dimension, en surface, du dispositif de mesure. Ce mode d'investigation est surtout sensible aux variations latérales de la résistivité électrique que l'on peut cartographier par l'exécution de plusieurs traînés. Le sondage électrique porte sur l'étude des variations verticales de la résistivité. H apporte des informations quantitatives à la verticale du point de mesure. Il est possible de déterminer l'épaisseur et la résistivité des couches à l'aplomb du point de sondage. 1.3.2. Le sondage électrique Le sondage électrique (figure 1.21) consiste à mesurer successivement la résistivité électrique du sous-sol ( p = A V/T) à des profondeurs d'investigation croissantes, proportionnelles aux dimensions en surface du dispositif quadripôlaire de mesure (I intensité du courant injecté par deux électrodes A et B, A V la différence de potentiel qui apparaît entre les 2 autres M et N, et K, coefficient géométrique déterminé par la position des électrodes les unes par rapport aux autres ; en configuration Schlumberger, elles sont en ligne et symétriques par rapport au centre du dispositif avec MN«AB). La courbe du sondage (figure 1.21) représente, selon une échelle bi-logarithmique, l'évolution de la résistivité avec la profondeur en fonction de la demi-longueur AB/2 du quadripole. L'interprétation aboutit à l'établissement d'un modèle quantitatif de la distribution des résistivités de plusieurs couches successives de terrain dont on détermine précisément l'épaisseur et la profondeur. 37 sondages électriques ont été réalisés sur un réseau maillé couvrant de manière homogène toute la superficie prospectable du marais, soit 15 ha environ. a I MnU1N Ib \*»—. P = Lignes de courant pour un dispositif de mesure avec un faible écartement des électrodes AB Augmentation de la profondeur d'investigation quand l'écartement des électrodes AB croît I LE LOCLE HI MODELE 4 COUCHES K&isrivb* EpaêvtH Il Qm OJBm 33 1Ä lì UBO 70 Figure 1.21 : Technique du sondage électrique, dispositif Schlumberger (d'après : Meyer De Stadelhofen, 1991 ; Bossuet et a/., 7 993) 56 .2 2. REPRÉSENTATIVITÉ ET STRATÉGIE D'ÉCHANTILLONNAGE La stratégie d'échantillonnage couramment adoptée pour des d'études palynologiques, sédimentologiques et géochimiques intéressant un bassin peu connu est celle qui consiste, dans un premier temps, à analyser une colonne sédimentaire dans son intégralité avec un pas d'échantillonnage régulier (tous les 5 à 10 voire 15 cm au Locle). Ensuite, le pas de prélèvement est resserré aux endroits où l'on observe de brusques changements de faciès (tous les centimètres ou les demi-centimètres). Cette stratégie imposait de mesurer des descripteurs nombreux pour fournir aux sondages une base de travail dans les différentes disciplines (pour le Marais en particulier). A l'opposé, l'échantillonnage a été dense et systématique sur les sédiments des carottes du lac d'Ilay compte tenu des travaux déjà disponibles (tous les deux centimètres). 3. CHOIX DES TYPES D'ANALYSES ET PRÉPARATION DU MATÉRIEL Au départ, étaient prévues des analyses granulométriques, minéralogiques et géochimiques. Mais il fallait, avant tout, fixer le cadre paléoenvironnemental et climatique pour pouvoir, dans un second temps, concentrer les efforts sur des périodes choisies (Dryas récent et Petit Age Glaciaire) compte tenu de la durée du projet limitée à trois années. L'étude palynologique a donc été mise en oeuvre prioritairement. Les différentes étapes de ia chaîne opératoire sont reportées sur la figure 1.22. 3.1. LA PALYNOLOGIE 3.1.1. la méthode Les sédiments lacustres contiennent un grand nombre de spores et de pollens. Toutes les espèces végétales produisent des quantités souvent considérables de spores et de pollens qui sont généralement véhiculés par les courants atmosphériques, par les insectes ou par l'eau. Ce sont des éléments dont la taille est comprise entre 2,5 et 200 urn (Pons, 1970 ; Richard, 1988) et à paroi est très résistante leur garantissant une bonne conservation. D'innombrables caractères de la paroi peuvent former des combinaisons infinies et permettent, lors de l'observation d'un pollen ou d'une spore, de déterminer l'identité de la plante l'ayant produit. Les caractères spécifiques observés sont : la forme et la taille du grain, la structure de la paroi, le nombre et la répartition des surfaces spécialisées de Ia paroi. Le dénombrement de ces éléments (spores et pollens) permet de retracer l'évolution de la végétation dans une région donnée et de proposer par la suite une interprétation en termes de climat par comparaison avec les données des régions limitrophes. isa&ESBs&mmE L^UJJJJJJUJJJJ JJ, J, L M M Jl SYNTHESE Figure 1.22 : La chaîne opératoire. 3.1.2. Les techniques 3.1.2.1. Extraction et préparation des échantillons tourbe rvtt-j I sédiments argilo-silieux rythmites i T" Poids différents selon la maille d (¦chjr.iiilcrjijpc. en penerai : i V I -,1E-I : - : r- i 3 g- HCl 0,5 N pendant II rit-urv> Filtrer avec un filrre de 250 um et rincer avec 1 I^Oö Répéter 3 fois. i NaOH 10% à chaud pendant 20 mn pour U Inurbi'et les gyrtja, pendant 15 mn pour la craie, les sédiment1, arpio-silieux et les rvthmites \ Il s'agit d'éliminer par dissolution chimique la totalité de Ia gangue minérale et les restes végétaux non polliniques pour concentrer les spores et les pollens (figure 1.23). La richesse potentielle des sédiments détermine la méthode de préparation chimique. Pour les sédiments riches en pollens (les tourbes, les craies et les limons organiques), on utilise la méthode dite NaOH et, pour les autres, (sédiments argileux, sableux ou argilo-sableux) la méthode de Thoulet (méthode simplifiée par Bastin et Couteaux, 1966) qui permet de concentrer les rares pollens présents. Les pollens et les spores sont conservés dans une solution d'eau glycérinée à 30 % et sont prêts pour l'observation microscopique. La méthode volumétrique décrite et utilisée par de nombreux auteurs (Cour, 1974 ; Clerc, 1988 ; Ruffaldi, 1993) a été mise en oeuvre pour l'établis- sement des concen-trations absolues des pollens contenus dans ces sédiments (nombre de pollens et de spores par gramme de sédiment). Tous les échantillons ont été traités dans cette optique. 3.1.2.2. La déter- mination des pollens La détermination des pollens et des spores s'est faite à l'aide de microscopes photoniques binoculaires Leitz Dialux 22 et Laborlux D. Le grossissement utilisé était de 312,5 (objectif x 25 ; oculaires x 12,5), voire de 500 (objectif x 40 ; Figure 7.23 : Méthodes de préparation des échantillons pour chaque type de sédiment (d'après Bastin et Couteaux, 7 966) HF 40% à chaud pendant 15 mn I HCl 10% rincer avec H Oo apitahon dans la liqueur dense de THOULET pendant 15 sec par mixer Waring Commercial Blender M-C 3. 75 ml par échantillon J---------------------- Aptes brassage dans le mixer, le surnageant est récupéré dans des filtres Schleicher et Schiill n°604 T I Filtres dans HF 40% à chaud pendant 15 mn | I HCl 10% I ( rincer avec H -OS > I C acide acétique pendant 30 mn ) I C acétolyse pendant 8 mn ) * ( rincer avec H2OÖ ) I < eau glycérinée : 2/3 de glycérine + l/3d'H20Ô ) ( mesure des culots obtenus (ul) ) Entre chaque phase, une centrifuga don de 3000 trs/mn est effectuée pendant 5 mn. Après passage dans la liqueur dense de Thoulet, la centri fuga non est montée à 4000 trs/mn pendant 15 mn. L'acétolyse se réalise avec 9 parties d'anhvdride acétique et 1 partie d'acide sulfurique, en comptant 20cm3 par échantillon. La solution de Thoulet est préparée avec 732 gr. de iodure de Cadmium. 664 gr. de lodure de Potassium et 604 ml d'HiOâ. sa densité est de 2,1. La solution peut-être utilisée plusieurs fois après passage dans les filtres Schleicheret Schüll n°589 en prenant soin de ramener sa densité à 2,1 par ebullition après chaque manipulation. oculaires x 12,5) ou 1250 (objectif x 100 à immersion ; oculaires x 12.5) lorsque cela s'avérait nécessaire. De 300 à 900 pollens ont été dénombrés par échantillon. Le recours à la collection de référence a été indispensable tout au long de cette recherche. Parallèlement, divers ouvrages ont été consultés : Faegri et Iversen (1989), Erdtman (1969) ; Travers et al, (1976) ; Punt et al, (1976) ; Hedberg (1946), Moe (1974), Stone et Broome (1975) ; Reille (1990, 1992), ainsi que les reproductions microphotographiques jointes à de nombreuses publications. Malgré tout, un certain nombre de grains de pollens n'ont pas pu être déterminés en raison de leur mauvaise conservation ou de l'incertitude quant à leur appartenance à tel ou tel taxon (le terme taxon couvre ici les notions d'espèce, de genre ou de famille) ; ils ont été systématiquement dénombrés et regroupés, dans les diagrammes, sous la rubrique "indéterminés". 3.1.2.3. La construction des diagrammes polliniques Les logiciels DIAM et SCOPOLI ont été conçus et développés par le Laboratoire de Chrono-Écologie pour faciliter les phases de comptage et d'élaboration des diagrammes qui constituaient une part importante du travail du palynologue. Ces logiciels sont implantés sur un matériel Macintosh doté d'un système de gestion de base de données (4eme dimension ACI©). Scopoli permet d'enregistrer les comptages polliniques dans cette base de données au moment de leur lecture au microscope. La saisie se fait par l'intermédiaire d'une table à digitaliser simulant l'ex-feuille de comptage en papier et le crayon (Greffier, Richard, Ruffaldi, 1992). Le logiciel DIAM utilise les comptages enregistrés dans la base pour produire sur l'écran du micro-ordinateur un diagramme pollinique relatif via une imprimante. La présentation reste classique avec les pollens arboréens (A.P.) comptabilisant arbres et arbustes classés à gauche du diagramme ; les pollens non arboréens (N.A.P.) étant classés à droite. L'ordonnancement tient compte des indications écologiques des taxons par rapport au milieu (humidité et luminosité...). Les travaux de Gaillard (1984) et de Ruffaldi (1993) ont servi de référence pour déterminer les groupes suivants : les héliophiles strictes, les héliophiles, les herbacées à écologie variable, les herbacées liées à l'activité humaine, les hygrophiles et les aquatiques. Le diagramme central représente le rapport A.P./N.A.P., avec à gauche la contribution de Pinus (le pin) dans ce rapport, à droite celles des Poaceae (les poacées), des Cyperaceae Qes cypéracées, laîches) et d'Artemisia (armoise). Les spores, exprimées en nombres, sont exclues des comptages car leurs fortes représentations peuvent parfois écraser les valeurs des autres taxons, elles sont représentées à l'extrémité droite des diagrammes. À l'extrémité gauche des diagrammes, la lithologie des faciès avec la profondeur sont représentées schématiquement à partir des symboles utilisés par Troels-Smith (1955). Les diagrammes polliniques en concentrations absolues sont représentés sous forme d'histogrammes. Les calculs sont faits automatiquement par le logiciel Diam. Par contre la représentation reste partiellement manuelle. La stratigraphie et la position des échantillons y figurent à gauche. Ensuite, sont dessinés les profils des taxons arboréens et herbacés susceptibles de fournir des éléments nouveaux pour l'interprétation. À droite, est reportée la zonation du diagramme relatif. 60 -------------------------------------------------------1.2 Les concentrations absolues issues de la méthode volumétrique donnent le nombre de pollens par gramme de sédiment. Pennington et Sackin (1975) ont notamment démontré l'intérêt de leurs calculs pour l'interprétation des diagrammes tardiglaciaires. 3.1.2.4. justification des zones polliniques locales La représentation du diagramme pollinique conduit dans un premier temps à délimiter les zones polliniques locales. Elles correspondent à des ensembles au contenu en spores et en pollens homogène et différent de celui des zones situées immédiatement au dessus et au dessous (Birks, 1973 ; Welten, 1982 ; Wegmüller, 1966 et 1977). Certains auteurs parlent également de biozones (Ammana, 1989 ; Hadom, 1992,1994). Le recours à l'outil mathématique (Beaulieu de, Goeury 1987; Goeury, 1988) peut également être utilisé pour délimiter plus objectivement ces zones polliniques dont la zonation ne doit pas tenir compte des facteurs chronologiques, climatiques et stratigraphiques. 3.1.2.5. Les zones polliniques locales et la chronologie Pour pouvoir intégrer les données acquises ici dans un cadre plus régional, il est fait référence aux travaux antérieurs effectués dans des sites limitrophes. Les zones polliniques sont, soit comparées aux apparitions des principaux taxons tardiglaciaires et holocènes choisis comme indicateurs, soit comparées à d'autres événements particuliers signalés dans la littérature. Souvent, plusieurs zones polliniques locales peuvent être regroupées dans des unités plus importantes. Ces unités, appelées biozones, sont celles décrites par Firbas (1949 et 1954) complétées par des dates radiocarbones (Mangerud et al, 1974 et 1978) constituent des chronozones. Cette chronozonation est encore très largement utilisée (figure 1.24). Le Tardiglaciaire y apparaît subdivisé en 2 phases froides, Dryas ancien et Dryas récent Figure 1.24 : Zonation du Tardiglaciaire et de l'Holocène Firbas, 1949. 1954 Mangerud et a!.. 1974. 1978 Dates Subattantique -2700¦ Subboréal -4500¦ Atlantique -7500¦ Boréal -9000¦ Préboréat -------------10000 Dryas récent --------------UOOO Aller0d -------------11 800' Dryas ancien supérieur -------------12 400 B0lling -------------13 300 Dryas ancien Zones IX VIIJ VIl VI V- >&ma ïtl ALPES Beaulieu ei al.. 1994 -2700' -4"î00- -SOOO- ^90001 %'}>: ^10 200' .10 800, -J.» JURA Beaulieu et al.. 1994 -2700' J7(X). •8000- -9000. k10000 Welten. 1982 SUISSE Ammajin. 1989 Lutter et al.. 1992 -2500' -5(KjO ¦ -8000' SiSSP __1 1000 IU UUU "T ¦+¦¦¦ ïb la -2500' -4450 — -8000¦ 9500 rr "IO 000— as 10 800SSKS H 30U ¦13 300—: •i * 000 ¦12700' interrompues par une phase de réchauffement, l'interstade tardiglaciaire B0lling-Aller0d. D est à noter que l'existence d'un Dryas ancien supérieur marquant une discontinuité dans l'interstade Bolling-Allered est très controversée. L'Holocène est partagé en 7 chronozones allant du Préboréal (IV) au Subatlantique ancien et récent (respectivement IX et X). Les limites des chronozones sont précisées par des datations radiocarbones, elles mêmes discutées par comparaison avec celles citées dans les régions limitrophes (Beaulieu et al, 1994). 3.2. PREPARATION DES ECHANTILLONS POUR LA MINERALOGIE ET LA GÉOCHIMIE L'échantillon de sédiment est prélevé à la seringue, afin d'en connaître le volume. Il est ensuite pesé puis déshydraté à l'étuve à 105 0C pendant 24 heures (figure 1.22). Il est de nouveau pesé pour en calculer, après dessiccation, sa teneur en eau (Manger, 1963). Le calcul de la teneur en eau (Kubier, 1984 ; Kubier, Schwalb, 1988 ; Schwalb, 1992) ou celui de l'humidité massique (Chamayou, Legros, 1989) est : m //w s (Masse de sédiment humide - Masse de sédiment sec) Teneur eau (%) =-----------------------------------------------------------------^x 100 Masse de sédiment humide Le calcul de la porosité (Kubier, Schwalb, 1988 ; Schwalb, 1992) ou teneur en eau volumique (Manger, 1963 ; Chamayou, Legros, 1989) correspond au pourcentage d'eau exprimé en volume d'eau par rapport au volume de sédiment sec. La porosité totale est calculée à partir de la perte en eau du sédiment. La masse volumique de l'eau étant par ailleurs : Masse d'eau peau--------------------= 1 Volume d'eau rg cm-3] Le calcul de la porosité devient : (Masse de sédiment humide - Masse de sédiment sec) x 100 porosité (%) =_________ Masse de sédiment humide ___ „ Masse d'eau Volume de sédiment prélevé Volume d'eau Porosité (%) = Teneur en eau (%) Volume de sédiment prélevé Les échantillons secs subissent ensuite un broyage dans un mortier en agate pendant 2 minutes. La poudre obtenue est destinée dans un premier temps à l'analyse diffractométrique. Cette analyse non destructrice permet de conserver intact le sédiment pour les analyses géochimiques. 3.3. LA MINÉRALOGIE 3.3.1. Le principe de la méthode Les réseaux cristallins peuvent absorber, transmettre et surtout diffuser un rayonnement de nature électromagnétique comme les rayons X dont l'énergie importante et la longueur d'onde sont voisines de la dimension des atomes (soit entre 0,7  et 2  ou encore entre 0,07 nm et 0,2 nm). Ce phénomène de diffusion (ou de diffraction) des rayons X par un réseau d'atomes est régi par la loi de Bragg (Persoz, 1969 ; Bradley, Brown, 1980 ; Reynolds, Moore, 1989) et s'écrit : 2 d sin 6 = n X 3.3.2. Les techniques de mesure Les rayons X sont obtenus dans un tube à vide très poussé (10"6 mm de mercure) par le choc d'électrons sur une anticathode de cuivre dont la nature détermine la longueur d'onde du rayonnement émis. En radiocristallographie, la radiation monochromatique de la raie la plus intense du spectre (Ka) est utilisée (Mulot, 1960 ; Reynolds, Moore, 1989). L'analyse minéralogique est faite par un diffractomètre SCINTAG XDS 2000™ dont les caractéristiques figurent dans le tableau 1.1 : 3.3.2.1. L'analyse des poudres désorientées «Roche Totale» Cette technique de préparation répond au fait que la surface de la poudre offre toutes les orientations qui seront donc statistiquement bien représentées. Le sédiment total (figure 1.22) séché à 105 0C est broyé 2 minutes dans un mortier en agate. La poudre obtenue est Tableau 1.1 : Caractéristiques du diffractomètre et des paramètres analytiques utilisés. Energie : 45kV, 40 mA Rayonnement: CuKa, 1=1,54060 À Détecteur spectral : Cristal de germanium PSl de Kervex (Ie cristal de germanium est refroidi par effet Peiner, il permet d'éliminer la raie K du Cuivre et les parasites du fer sans recourir à des filtres) Continuous scan ; 1° 26 / min Fentes normales : O.5/0.3 Chopper increment : 0-03° 26 Ka2-stripping Fast Fourrier Noise Filter active Background correction automatique Noise Threshold : 1.5 Smoothing points : 3 ESD (Estimated standard deviation) multiplier : 4.0 Sample spin : porte objet tournant, taiüe moyenne 15 mm tassée à 20 bars par une presse hydraulique dans un porte échantillon en acier. Ces échantillons sont soumis l'un après l'autre aux rayons X deux fois de suite, la vitesse de rotation est de 1° 29/minute entre 1 et 65° 28. Les intensités brutes des pics et la position de ces derniers sont enregistrées automatiquement. Un court programme effectue une première correction sur la position des pics des minéraux {"Fasi Fourrier Noise") et une correction du bruit de fond. Les corrections effectuées, les résultats (diffractogrammes) des analyses sont imprimés. Les diffractogrammes ont des dimensions fixées par le système informatique de gestion (XDS 2000), seuls des zooms sur les intensités brutes et/ou l'échelle de rotation (degré 20) peuvent être pratiqués. Les listes des différents pics d'un même minéral, leurs positions en degré 20 ainsi que les valeurs des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) et en CPS (Coups Par Seconde) relevées par le compteur suivant le programme appliqué, peuvent être imprimées. 3.3.2.2. Composition minêralogique - identification des minéraux Pour établir l'inventaire minêralogique, il faut comparer les diffractogrammes des échantillons, soit à une série de diffractogrammes de référence dont on connaît la position et l'intensité des pics (cf. tableau 1.2), soit à des cartes de référence "JCPDS". La composition minêralogique des échantillons inconnus est déduite lorsque tous les pics ont été attribués à un minéral. Tableau 1.2 : Tableau des valeurs des positions en degré 20 et en Angstrom (À) des pics 100 (Pics ayants les plus fortes intensités) des minéraux Position en Position en Minéral degré 26 Angstrom Calcite 29.45 3.030 Aragonite 26.22 3.396 Dolomite 30.94 2.888 Quartz 26.65 3.342 Phyîlosilicates 19.90 4.460 Feldspaths potassiques 27.50 3.240 Plagioclases 27.89 3.194 Pyrite 33.03 2.709 Roche totale Pic 100 avec CuKaI = 1.54060 A Tableau 1.3 : Tableau des coefficients d'absorption massique des différents minéraux rencontrés utilisés dans le calcul des pourcentages (d'après Rolli, 1992) Standard Intensité en CPM du pic 100 (cf. Tableaul.l) Coefficient d'absorption massique Phyîlosilicates Quartz 200000 800000 47 36.40762 Feldspaths potassiques Plagioclases 174450 333286 50.56204 34.19769 Calcite 231375 74.43243 Dolomite 316840 48.93391 Aragonite Pyrite 60430 72273 74.43243 191.1596 matrice 47 3.3.2.3. Calculs des pourcentages Un programme infor- matique : Mac Dosage (Klug, Alexander, 1974 ; Brindley, Brown, 1980 ; Ferrerò, 1966 ; Persoz, 1969 ; Rolli, 1992) permet de réaliser un dosage semi-quantitatif de la composition des sédiments analysés. Ce dosage semi-quantitatif se fonde sur le fait que les intensités des pics d'un échantillon reflètent les proportions de chaque élément du mélange. La quantification se fait donc en 64 1.2 comparant l'intensité d'un pic caractéristique des minéraux présents à celles d'étalons externes en tenant compte des coefficients d'absorption massique des minéraux (tableau 1.3) ; ce dosage répond à la loi : ï = Io x Cm x um/ue Io : intensité du minéral pur (Standard), I : intensité du minéral à quantifier, um : coefficient d'absorption massique du minéral pur, ue : coefficient d'absorption massique de l'échantillon (le minéral + sa matrice), Cm : concentration du minéral dans l'échantillon. 3.3.2.4. L'analyse des plaques orientées Échantillon Passage aux Ultra-Sons 1 à 2 min Répéter jusqu'à élimination totale de l'acidité par vérification du pH Décarbonatation par HO à froid, 20 min avec insuflation d'air Rinçage à l'eau désionnisée légèrement alcalinisée par l'ammoniaque Centrifugation 5 min à 3000 tr/min Cette technique est utilisée pour caractériser les minéraux argileux ; pour ces minéraux, ce sont les plans cristallins parallèles à la surface des feuillets qui sont presque exclusivement représentés (001). Pour un minéral argileux donné, on détermine facilement l'épaisseur du feuillet qui correspond à la distance réticulaire de la première raie de diffraction sur le spectre de rayon X, d(001) ; des réflexions sous multiples (harmoniques) d (001)/2 ; d (001)/3 etc.. vont également apparaître. Un second type d'échantillon est decarbonate pour en séparer les fractions minérales argileuses K selon la méthode des !plaques orientées. La ~s£paratjon granulo- métrique utilisée ici est celle du Laboratoire de Minéralogie, Pétrographie et Géochimie de Neuchâtel mise au point par Rumley et Adatte (1983) ; Starkey et al., 1984. La figure 1.25 résume l'enchaînement des différentes étapes. Centrifuger à 1000 tr /min pendant 1 min 28 s pour une centrifugeuse de diamelre : 20 cm Remettre en suspension et prélever le résidu total JI Prélever les fractions < 2 um à^ mi-hauteur des tubes la première fois Répéter cette opération 6 fois en jetant les <2 puis Compléter avec de l'eau distillée Agiter, laisser déposer pendant ,g 2 min 30 s prélever aussitôt à mi-hauteur des j tubes la fraction 2-16 um Répéter cette opération pour tous les échantillons Déposer les différentes fractions sur des plaques en verre dégaissées, laisser sécher à l'air libre Figure 1.25 : Méthode de séparation rapide des tractions inférieures à 2 et 2-16 y m (d'après Rumley, Adatte 1983 ; Starkey et ai, 1984) 3.3.2.5. Separation des fractions Deux types de fractions sont obtenues, celles comprises entre 2 et 16 um et celles inférieures à 2 um. - La fraction 2-16 um est soumise dans un premier temps aux rayons X ; la vitesse de rotation est de 2° 20/minute, deux passages sont effectués entre 1° 28 et 50° 26. - La fraction inférieure à 2 um, quant à elle, est soumise deux fois aux rayons X . La vitesse de rotation est la même que celle de la fraction 2-16 um. Les deux balayages sont réalisés entre 1° 26 et 30° 26, l'un pour la préparation séchée à l'air et l'autre pour la préparation qui a résidé sous atmosphère d'éthylène glycol. Ce traitement remplace les molécules d'eau interfoliaires par celles du glycol ce qui entraîne un gonflement de toutes les smectites à 17  ; l'illite, la chlorite, la kaolinite et la vermiculite ne montrent pas de changements à ce traitement. 3.3.2.6. L'analyse des résultats Pour chaque échantillon, les analyses fournissent trois types de diffractogrammes et de listes avec tous les pics des minéraux et leurs intensités. L'inventaire minéralogique est conduit de manière comparable à celui des poudres. En effet, la composition de la fraction phyllosilicatée est connue lorsque chaque pic est attribuable à un minéral. Dans des tableaux, sont relevées toutes les intensités brutes en Coups Par Seconde (CPS) des séries harmoniques et des minéraux en grains de la fraction inférieure à 2 um glycolée et celles de la fraction 2-16 um. Généralement, l'exploitation des résultats porte sur la comparaison des profils des intensités brutes des minéraux en grains des deux fractions d'une part et sur les intensités brutes des pics 001 des séries harmoniques d'autre part. Il s'agit de M 001, CHL 001 de K 001 et enfin de IS 001 cf. tableau 1.4. Des pourcentages, dont la représentation peut amener des éléments à la discussion, peuvent être calculés. La somme des intensités brutes des différents minéraux est égale à 100 %. Ainsi, l'intensité relative des micas est calculée comme suit : Intensité brute du pic 001 du mica micas (%) = =-------------------------------------------------x 100 ^ des intensités brutes des autres minéraux Pour la fraction 2 um, la position du pic vers 4 et 5° 28 peut être relevée alors que les positions moyennes des "plateaux" vers 10° 26 et vers 15° 28 sont significatives. Ces positions sont obtenues par "Profile Fitting" ou encore par "déconvolution" ; cette opération consiste à décomposer un pic complexe en plusieurs pics élémentaires selon la fonction 7 de Pearson. Ces calculs permettent d'apprécier le pourcentage d'illite dans les interstratifiés du type illite-smectites (IS). Reynolds, Moore (1989) propose un mode de calcul de ce pourcentage qui est basé sur la position des pics 002 et 003 de ces interstratifiés : % de smectite = (4.7198605006 x A2 -91.843364241 x A +449.63133345) A = position du pic 003* - position du pic 002* *Interstratifiés Illite-Smectite 66 -------------------------------------------------------------------1.2 La diffraction par les rayons X de la fraction argileuse est également un moyen physique d'estimer la composition chimique des micas (Rey, Kubier, 1983) et des chlorites (Oinuma et ah, 1972) à partir des analyses de ces séries harmoniques des plaques orientées. Les valeurs des intensités brutes sont reportées dans des diagrammes ternaires. Par comparaison avec des plages caractéristiques de compositions chimiques connues, il est possible de déterminer la tendance muscovite-illite-phengites des micas de séries sédimentaires au cours de la diagenèse ou alors la tendance ferro-magnésienne des chlorites. Les pics retenus sont les pics 001, 002, 005 des micas et les pics 001,002, 003 des chlorites. Minéral Position en degré 29 Position en Angstrom Quartz 20.85 4.257 Pyrite 33.03 2.709 Feldspaths potassiques 27.3 3.25 Plagiociases 27.85 3.20 Paragonile 9.20 9.60 Amphibole 10.28 8.60 Mica001=M001 8.70 10.10 Mica 002=M 002 17.60 5.02 Mica 005=M 005 45.00 1.99 Chlorite 00I=CHL 001 6.10 14.40 Chlorite 003=CHL 003 18.60 4.74 Chlorite 004=CHL 004 25 3.55 (Caolinite 001=K 001 12.20 7.10 Interstratifiés type Illite-Smectite= IS 001 vers 4/5 versi 7.45 Tableau 1.4 : Tableau rassemblant les positions en degré 20 et en Angstrom des pics des séries harmoniques des minéraux des fractions < à 2 pm et 2-16 pm 3.3.3. Les zones minéralogiques, définition En géologie, l'usage n'est pas de diviser les profils obtenus en une série de sections comme c'est le cas en palynologie, discipline qui relève en réalité de la micropaléontologie. II semble nécessaire de suivre ici la même démarche qu'en palynologie afin de délimiter le plus objectivement possible des sections qui seront ici des zones minéralogiques par comparaison aux zones polliniques locales. Cette zonation ne devra pas tenir compte de facteurs chronologiques, climatiques et stratigraphiques. Une zone minéralogique est donc identifiée lorsque les valeurs d'un ou plusieurs minéraux propres à cette zone sont homogènes et ne se retrouvent pas de part et d'autre de celle-ci. 3.4. LA GEOCHIMIE Une première analyse géochimique peut être pratiquée sur la poudre ayant servit à la diffraction X. Quelques milligrammes seulement sont nécessaires aux dosages élémentaires du carbone total, de l'hvdrogène total et de l'azote total. Une autre fraction du sédiment est décarbonatée pour effectuer les dosages des cations et anions contenus dans le matériel : c'est la spéciation des carbonates (Davaud, 1976 ; Weber, 1981 ; Beck, 1987 ; Bapst, 1987 ; Jantschick, 1991 ; Schwalb, 1992 ; Zeroual, 1995). Les décarbonatations des échantillons se font avec de l'acide chlorhydrique de normalité 1,25 pendant 30 minutes à 800C sous agitation mécanique vive. La réaction terminée, le mélange est passé sur un filtre (de type HVLP 0,45 um préalablement étuvé) muni d'un système d'aspiration. Deux fractions sont obtenues (cf. figure 1.22, page 62). L'une acido-soluble est récupérée dans une fiole jaugée et ajustée exactement à 100 ml. La fraction non soluble, soigneusement rincée à l'eau distillée, appelée résidu insoluble (RI) est pesée après un passage à l'étuve à 1100C pendant 24 heures. 3.4.1. Les analyses élémentaires C. H. N. 3AAA. Le principe Le principe de ces dosages repose sur l'aptitude plus ou moins grande d'un gaz à être transporté rapidement (vitesse d'élution) par un gaz transporteur inerte. C'est une Chromatographie en phase gazeuse. La vitesse de propagation d'un gaz est fonction du poids et de la taille moléculaire (Giovannini et al, 1975 ; Froelich, 1980 ; Watson et al, 1982 ; Verardo era/., 1990). 3AA.2. La technique de mesure L'appareil utilisé pour effectuer les analyses élémentaires C. H. N. est du type Carlo- Erba Element n°8 Analyser géré par micro-ordinateur comparable à celui utilisé par Guppy et al, (1978). L'échantillon, réduit sous forme de poudre, est introduit dans une nacelle en étain, laquelle est calcinée à très haute température (10500C) en présence d'oxygène. Les gaz issus de cette incinération sont véhiculés par de l'hélium à travers deux colonnes ayant des fonctions oxydo-réductrices. Les gaz à analyser ont des vitesses d'élution différentes. L'azote est le premier à être détecté, suivi du carbone, puis de l'hydrogène. Au niveau du détecteur, les signaux chimiques sont transformés en signaux électriques (par un transducteur) exprimés en millivolts. Ces mesures sont comparées à celles d'un standard, l'unité informatique calcule et enregistre les pourcentages des éléments mesurés. Le standard utilisé est le Cyclohexanone-2,4-dinitrophényl Hydrazone ayant pour formule brute Q2H14N4O4. La teneur en C, H, N est donnée par un facteur de calibration K donné par l'analyse du standard. T {%) x Constante T (%) : pourcentage théorique de l'élément C, H ou N dans le standard. A.R : aire du pic de l'élément C, H ou N. 68 _____________________________________1.2 Le pourcentage de l'élément C, H ou N est donné par la formule : £(%) = Kx A.B. Constante E (%) : pourcentage de l'élément C, H ou N. A. E. : aire du pic de l'élément C, H ou N dans l'essai. 3.4.2. L'absorption atomique : Ie dosage des cations Fe2+/3+, Mg2+, Mn4+/2+, K+, Na+, Sr2+ ¦ 3.4.2.1. Le principe Le principe de l'absorption atomique (Ward et al, 1969 ; Aruscavage, Crock, 1987) peut être résumé ainsi : chaque élément de la classification de Mendeleiev a un nombre propre d'électrons associés à son noyau. La configuration normale de ces électrons est un état stable sur les différentes orbitales. Si on applique une énergie importante sur un atome, il rentre dans un état instable ou état d'excitation. L'atome retourne rapidement à un état plus stable en rendant l'énergie absorbée sous forme de lumière ; la quantité et la qualité de l'énergie rendue sont en relation avec l'élément concerné et sa concentration. L'énergie d'excitation peut être produite par la flamme d'un mélange d'air et d'acéthylène, par un arc électrique produit par un champ magnétique intense (four graphite) ou encore par le chauffage de cellules de quartz (Robinson, 1966 ; Welz, 1976 ; Aruscavage, Crock, 1987 ; Beck, 1987). 3.4.2.2. La technique de mesure L'échantillon est vaporisé dans une flamme produite par un mélange d'air et d'acétylène. Cette énergie thermique est le moteur déclenchant la dissociation moléculaire, c'est-à-dire la production des atomes libres (gaz), lesquels retournent spontanément à l'état initial en émettant un rayonnement électromagnétique spécifique et proportionnel à la quantité de l'élément contenu dans l'échantillon (tableau 1.5). Cette quantité de lumière est détectée par l'appareil. Ces atomes à l'état libre sont capables d'absorber des radiations spécifiques produites par une lampe. Elément Longueur d'onde Flamme Seuil de sensibilité Limite de détection (nm) (mg/l> (mg/1) Ca2+ 422,7 Air+Acétylène 0,09 0,002 Fe2+/3+ 248,3 Air+Acétylène 0,1 0,004 Mg2+ 285,2 A ir+Acétylène 0,008 0,0001 Mn4+ 279,5 Air+Acétylène 0,05 0,002 K+ 766,5 A ir+Acétylène - 0,0002 Na+ 589,0 Air+Acétylène - - Sr4+ 460,7 Air+Acétylène - - Tableau 1.5 : Tableau des paramètres analytiques tirés de Perkin Elmer User's Cuide L'appareil utilisé est un spectrophotomètre d'absorption atomique (Atomic Absorption Spectrophotometer ou AAS 5100 PC de PERKIN ELMER™). Le système est équipé d'une source lumineuse (de type H.C-L. Hollow Cathode Lamp) émettant une radiation spécifique de l'élément à doser. Le faisceau émis par cette lampe est divisé en deux rayons dont l'un traversera les atomes à l'état instable et y sera absorbé. L'autre rayon est dévié et servira de référence à l'appareil lors de la détection. Dans ce système de double faisceau, la mesure représente le rapport entre l'intensité de la lumière transmise à travers les échantillons et l'intensité du faisceau de référence (figure 1.26). 4 \2 ———f. 2 I_____il. 6\ ~~©-^ j^HJ&fl-H« 10 1 source lumineuse ("hollow cathode") 2 prismes 3 rayon traversant l'échantillon à analyser 4 rayon de référence 5 échantillon à l'état vapeur dans une flamme air-acétylène 6 combineur de rayons 7 monochromateur 8 détecteur 9 amplificateur, traducteur 10 mesure et enregistrement Figure 1.26 : Schéma du fonctionnement du spectrophotomètre d'absorption atomique de type Perkin Elmer™ muni d'un double faisceau 3.4.3. La colorimetrie : le dosage des éléments Si02, P04, Al 3.4.3.1. Le principe de la colorimetrie Tout élément en solution est capable d'absorber et de transmettre une certaine quantité du rayonnement qui le traverse. La mesure de la quantité de lumière transmise par rapport à la quantité initiale est proportionnelle à la quantité de l'élément en solution (figure 1.27). La loi de Beer-Lambert décrite par Baedecker (1987) régit ce principe de l'absorbance qui rentre en application en colorimetrie. A = exLxC A : représente l'absorbance (logarithme naturel de l'inverse de la transmission), e : coefficient d'absorption massique spécifique de l'élément, L : longueur de substance traversée, C : concentration de l'élément. 70 Rayon incident de longueur d'onde connue ,------, D ^ I I Rayon transmis Transmission (T)= I/Io 1,00 cm Absorbance (A) = Ln 1/(T) Longueur (L) de Substance traversée Figure 1.27 : Schéma théorique du principe des dosages en colorimetrie - a) La méthode de dosage de la silice (Si02) Elle est basée sur le principe suivant : l'heptamolybdate d'ammonium, à pH = 1.2, réagit avec la silice, mais aussi avec tous les phosphates pour donner des hétéropolyacides. L'acide oxalique additionné contribue à la destruction de l'acide molybdophosphorique (hétéropolyacide) sans toucher à l'acide molybdosilicique. Une couleur jaune de départ est réduite par le chlorure d'étain donnant un complexe bleu, proportionnel à la concentration en silice, dosable par colorimetrie à 695 nm. - b) La méthode de dosage des orthophosphates (P04) Son principe de base est le suivant : l'heptamolybdate d'ammonium réagit avec les orthophosphates pour former de l'acide molybdophosphorique. Dans un second temps, cet acide est réduit en phosphomolybdenum de couleur bleue par le chlorure d'étain en milieu acide. L'intensité du composé bleu est proportionnelle à la concentration en orthophosphates. Le composé bleu est dosable par colorimetrie à 690 nm. - c) La méthode de dosage de l'aluminium (Al) Le principe de sa méthode est le suivant : raluminium en présence de pyrocathechol violet en milieu alcalin, forme un complexe dosable par colorimetrie à 590 nm. 3.4.3.2. La technique de mesure L'appareil de dosage RI.A. (Flow Injection Analysis Tecator™) utilisé est composé de trois parties : un "Autosampler 5017" précède un "FlAstar 5010 Analyser" lui même suivi par un spectrophotomètre automatique "FlAstar 5023". Cette chaîne de mesure est gérée par un mi ero-ordinateur ; elle est capable de mesurer en série, sur 40 échantillons, un paramètre identique (ici S1O2, PO4 ou Al). Une analyse dure en moyenne 55 secondes par paramètre et par échantillon. Le nombre d'injections de l'échantillon et le temps de rinçage sont des fonctions qui peuvent être programmées individuellement. Le programme de gestion de ces fonctions est également capable de surveiller la qualité des pics de densité optique en fonction du temps. Si un incident survient au cours de la lecture de la densité optique, la mesure est rejetée. Une prise d'essai de 40 ou 200 ul d'échantillon est réalisée, puis propulsée par un liquide de composition proche de celle contenant les éléments à doser. Différents réactifs sont injectés en fonction de l'élément à doser et réagissent avec celui-ci en donnant des composés colorés dosables par colorimetrie. La quantité de lumière transmise est proportionnelle à la concentration de l'élément dosé. Une cellule spectropho tome trique analyse la quantité de lumière transmise par rapport au faisceau lumineux de référence. Elle convertit la différence entre les deux signaux lumineux en un signal électrique exprimé en millivolts, ce dernier est comparé à une courbe d'étalonnage. Chaque échantillon est mesuré deux fois, un résultat moyen est calculé puis enregistré directement par l'ordinateur. 3.4.4. La Tirrimétrie : dosage du calcium (Ca2+) 3.4.4.J. Le principe de la méthode L'utilisation d'une substance chimique chelatante ajoutée en excès à la substance à doser est appliquée ici : c'est la méthode du dosage indirect. En effet, l'excès de chélatant est dosé en retour par une autre substance. Par différence, la quantité de substance à doser est déduite. 3.4.4.2. La technique de mesure Uéthylène diamine tétracétique, plus connu sous le nom d'EDTA, est le chélatant du calcium. L'excès d'EDTA est dosé par de l'acide chlorhydrique 0,1N. Ce dosage est automatisé grâce au Titromètre MetrohmTM muni d'une électrode spécifique. Cet appareil mesure en continu la différence de pH provoquée dans la solution contenant le Ca2+ à doser par l'ajout d'HCl 0,1M. La quantité de Ca2+ coïncide avec la quantité d'HCl ajoutée pour le rétablissement d'un pH neutre. L'appareil muni d'une imprimante et d'un ordinateur, restitue la quantité de calcium (en mg) pour 1 litre de solution. 3.4.5. Les analyses isotopiques 16Of18O et 12O13C Les analyses ont été faites par M.-L. Filippi à l'Institut de Minéralogie et Géochimie de Lausanne. Les analyses isotopiques ont porté sur la craie lacustre et sur les tests d'une espèce de gastéropodes {Bithynia tentaculata (L.)) conformément à la méthode décrite par Mc Crea (1950). Les gastéropodes et les sédiments riches en matière organique ont été traités par NaOCl 5 % (Charef, Sheppard, 1984) pour éliminer la matière organique. Avant les analyses isotopiques, les tests des gastéropodes ont été délicatement nettoyés avec un pinceau fin et par l'action des ultra-sons pendant 10 à 30 secondes. Le facteur de fractionnement est de 1.01025 à 25° C pour l'oxygène (Sharma, Clayton, 1965), il est de 1.00931 à 50° C pour le carbone (Swart et al, 1991) ; ces facteurs ont été utilisés pour les réaction entre CaCO3 et H3PO4 (100%). Tous les rapports isotopiques ont été déterminés par un spectromètre de masse multicollecteur de Finnigan MAT 251. Les résultats sont exprimés en unité standard pour mille (%o) avec référence au standard international PDB (Craig, 1957). 72 _____________________________________1.2 Ô0/ R échantillon - R standard „_ %o = ---------------------------------- x 1000 R standard ou R est le rapport (!3CZ12C) ou (18CV16O) 3.4.6. Les zones géochimiques, définition Par souci d'homogénéité, des parties de profils ont été délimitées le plus objectivement possible ; ici ces zones sont appelées zones géochimiques par comparaison avec les zones polliniques locales et les zones minéralogiques. En effet, cette zonation ne tient pas compte des facteurs chronologiques, climatiques et stratigraphiques. Une zone géochimique est donc identifiée lorsque les variations d'un ou plusieurs descripteurs chimiques sont homogènes et propres à cette zone et ne se retrouvent pas de part et d'autre de celle-ci. Carottier Russe de 1 m monté sur une foreuse APAGEO lors du prélèvement des sédiments du forage LLCI-2 en Août 1992 (photo P. Schoellammer) / A Ô lac ! rochers muets ! grottes !forêt obscure ! Vous, que le temps épargne ou qu'il peut rajeunir, Gardez de cette nuit, gardez, belle nature, Au moins le souvenir ! Le Lac, 1820 Alphonse de LAMARTINE Plwtographie conservée au Musée d'Histoire du Lode montrant les travaux de correction du Bied à la rue des Marais, devant le jardin public en Avril 1900 in Burger, Schaer, 1996 MOQPHOLOGIE DU BASSIN LACUSTQE, NATUQEET GÉONÉTQIE DES COQPS '•it Àl3ë88i&$J%£ t^A ¦Ä * * * ¦ ** I » * ; -- - A *$ *• * * * ¦*•*,. .-; * * ? t* *- ¦ * *.t • ¦**¦¦' _¦*¦*»* ¦ */j ,* t* » •••*• *, •¦ pénétration de la sonde nombre de coups de 100 kgm/lOcm 50 40 30 20 10 0 50 40 30 20 10 0 i »_____i______i_____L 50 40 30 20 10 0 i____i____i____j____i____i pourcentage de récupération des carottes Figure 2.1 : Diagramme de résistance des sols au battage du carottier (d'après les données du laboratoire de géotechnique De CERENVILLE, 1981) 3 £ Moriioioie ou D W& Î f% 1. RECONNAISSANCE DE LA MORPHOLOGIE DU BASSIN LACUSTRE QUATERNAIRE. Cette reconnaissance a été effectuée au Marais du Col des Roches, à partir d'une prospection géophysique mettant en oeuvre les méthodes électriques. Ce choix présupposait l'existence d'un contraste entre les résistivités électriques du substratum, essentiellement Oeningien dans cette partie du site, et celles des sédiments formant le remplissage du lac quaternaire. • Le substratum oeningien, constitué de roches de nature très variable et poreuse (marne, pierre morte) ainsi que les graviers sus-jacents pris dans une gangue limono- argileuse, apparaissaient avec des teneurs en eau comprises entre 15 et 30 % comme un horizon plutôt compact, ce qu'illustre les diagrammes de résistance mécanique au battage du carottier enregistrés dans plusieurs forages (figure 2.1). Ce substratum pouvait a priori se manifester comme une formation électriquement plus résistante que le remplissage lacustre sus-jacent, qui, de la base au sommet, regroupe des sédiments meubles (sédiments argilo- silteux, craies lacustres, limons tourbeux et tourbes), aux teneurs en eau plus élevées (W % compris entre 30 et 700) donc extrêmement poreux et conducteurs. La figure 2.2 présente les corrélations significatives que l'on peut établir par couples de paramètres entre les valeurs de teneur en eau, de l'indice des vides reflétant la texture et de l'indice de compressibilité mesurées sur plusieurs échantillons représentatifs des faciès de ce remplissage. 1______________________________________________ 79 ce (an1/kg) ce (emVkg) tourbe, limon tourbeux limon crayeux limon argileux tourbe, limon tourbeux Of. 05 sS IU OJ S% timon crayeux OJ 0.1 limon argileux P O 0.5 0.75 1 1J5 I.S US 3 3JS W IJi 3 M 30 W » M 70 BO 90 100 lia 130 Relation entre indice de compression ce et indices des vides e. Droite de régression. Relation entre indice de compression ce et teneur en eau w%. Droite de régression. w% 3 limon tourbeux y% X5 2 jpBlimon ± tourbeux 1.5 limon crayeux 1 J^r limon argileux 0,5 s^9 limon crayeux induré w% 0 20 40 60 80 100 120 Relation entre indice des vides e et teneur en eau w%. Droite de régression. Figure 2.2 : corrélations entre les valeurs de teneur en eau, de l'indice des vides et de l'indice de compressibilité mesurées sur plusieurs échantillons représentatifs des faciès de ce remplissage.(De Cerenville, 198 V !RESULTATS Les 37 sondages électriques implantés sur une grille régulière (maille rectangulaire de 50x100 m) ont été exécutés avec des longueurs de ligne déployées parallèlement aux orientations majeures du contexte géomorphologique (figure 2.3). L'acquisition des données selon cette procédure permet une reconnaissance tridimensionnelle, à faible et moyenne profondeur du sous-sol sur toute la surface prospectée, soit environ 15 ha. Au cours de la prospection, des répétitions de mesure ont permis de s'assurer de l'absence d'une dérive climatique de la résistivité. Les premières images "non interprétées" que l'on peut tirer des courbes de sondages sont des cartes d'isorésistivités pour des demi-longueurs données de quadripole électrique (figure 2.4) et des pseudo-sections de résistivités (figure 2.5) ; ces documents visualisent en fonction de la profondeur, respectivement la distribution des résistivités dans un plan sub- horizontal et un plan vertical. Les mesures de résistivité concernent des formations situées à une distance maximale de AB/4 du centre du quadripole. Cet ordre de grandeur s'applique autant vers la profondeur que latéralement. Les résistivités ne se réfèrent pas à un point pour une tranche de sol située à une profondeur déterminée, mais elles intègrent à partir de la surface du sol un volume d'autant plus important et plus étendu que la longueur AB/2 du dispositif est grande. 80 Figure 2.3 : Plan de localisation des sondages électriques et des forages mécaniques 2.1. DISTRIBUTION SPATIALE DES RÉSISTIVITÉS Entre la surface du remplissage lacustre et une profondeur maximale de 10 m environ (figure 2.4, cartes AB/2 = 1 m à AB/2 = 20 m), la dynamique des variations de la résistivité apparente est faible : les valeurs les plus résistantes (> 27,5 Qm) se distribuent depuis la base des structures de glissement de "La Molière" (Burger, Schaer, 1996) en direction du centre du Marais sous la forme d'une très large anomalie (A). La limite de son extension latérale est marquée par un gradient quasi rectiligne orienté Nord-Ouest Sud-Est qui, superficiellement, se prolonge à angle droit dans une direction Nord-Est Sud-Ouest. Le maximum de résistivité, anomalie B (> 45 Om) est enregistré au pied de la butte "des Calâmes". Au delà de cette limite, et dans tout l'espace prospecté du marais, les valeurs de résistivité sont plus conductrices (< 27,5 ßm), avec un minimum (anomalie D), bien individualisée à la base du promontoire des "Jeannerets" qui constitue le bourrelet principal du glissement de "La Jaluse" (Burger, Schaer, 1996). A plus grande profondeur (de AB/2 = 30 m à AB/2 = 150 m) les valeurs s'échelonnent sur une gamme de resistivités un peu plus étendue, de 20 à plus de 70 m. Les valeurs plus résistantes (> 27.5 Qm), se distribuent toujours depuis la base du glissement de "La Molière" mais avec un maximum de résistivité (> 45 Qm), anomalie (B') décalé vers l'Est, et située maintenant dans le prolongement d'un épaulement qui depuis la ferme de La Molière .i-------------------(j,j hassîri lacustre—81 O 20Om axe à perméabilité élevée 150 m F/gure 2.4 : Distribution spatiale des résistivités apparentes AB/2 de 1 à 150 m s'avance dans le Marais. Compte tenu de l'effet intégrateur des plus grands quadripoles, la croissance en amplitude (>à 70 fìm) et en extension de cette anomalie B' implique que la structure à l'origine de cette anomalie se poursuit et s'étend en profondeur. L'anomalie résistante E, décelée à grande profondeur (carte en AB/2 = 150 m) dans la combe des "Calâmes" pourrait matérialiser à cet endroit l'extension de cette structure. 82 .1 A l'inverse, la diminution de la taille des anomalies les plus conductrices, C et E (< 27.5 Qm) que l'on constate avec l'augmentation de la profondeur atteste d'un rétrécissement de leur forme vers le bas, avec un effet intégrateur qui s'exprime cette fois en sens contraire . 2.2. STRUCTURE DU SOUS-SOL ASSOCIÉE AUX ANOMALIES DE RÉSISTIVITÉ Douze pseudo-sections de résistivités ont été construites selon deux directions perpendiculaires recoupant longitudinalement et transversalement le Marais (figure 2.5 a, b, cetd). Sur chaque pseudo-section de resisti vite sont représentées en échelle logarithmique, les longueurs AB/2 (m) du dispositif de mesure, les profondeurs d'investigations maximales correspondantes ainsi que les logs strarigraphiques simplifiés des forages les plus proches, projetés sur l'axe de la coupe. F20 Sl S2 Anomalie D £27 — S3/ —) 0,5 0,75 1 1.5 2.5 3.5 5 7,5 10 15 20 25 35 50 If Toit des formations compactes 1 : Pseudo-section de résistìvìté S1-S37. 2 : Pseudo-section de resistivi té S6-S3. S7 F22 S35 S8 ~ 5 c, 7 ï « = 15 ~Z 20 I 30 « 40 5 50 " 70 100 F23 S36 S9 — 3j g « S12 3: Pseudo-section de résistivitéS7-S9. 4 : Pseudo-section de résistivité S10-S12. — 0,5 — 0,75 — ï _ 1.5 2,5 — 3.5 à _l tourbe limons organiques s»blm. k L L i LI argilo-sikeu» im — ^^^^1 substral renin Kien Figure 2.5 a : Pseudo-section de résistivité recoupant transversalement ie Marais d'après les données de C Bossuet .1 IiIJ il«!!! IdLI ¦}'. '-S 83 i1-; Ii Ii IDO OJ 075 !! 5 : Pseudo-section de résistivité S13-S15. S2D S21 S28 S22 F26 — 05 — OTS ikli 7 : Pseudo-section de résistivité S20-S22 iourbe limons Organiques sabirs craies irgilo-silirax graviers Subtral oeninpen Fav9 S16 S29 S17 S30 S18 1 l U II S19 Puits des Rondes CL". OJS 6: Psoudo-M>ciiondereMstivitéS16-S19. tcmdtfr rlirtntur , ,- -Si* W >* JP- s.% •V*" * - -*"¾' 4£ si« -£ P-SS ^ -1S4- \ * -reu** 1V i \ > \ '- ^ Figure 2.5 b : Pseudo-section de résistivité recoupant transversalement le Marais d'après les données de G. Bossuet L'examen de l'ensemble de ces coupes, permet de faire sur la morphologie du bassin lacustre les observations suivantes : - le gradient vertical qui affecte en profondeur les courbes d'isorésistivité coïncide dans la majorité des forages avec l'apparition des niveaux du substratum oeningien, pierre morte indurée en alternance avec des faciès marneux plus tendres (pseudo-section 1, figure 2.5 a) ; ce gradient marque aussi, dans l'axe du synclinal notamment (pseudo-section 11,12, figure 2.5 d) le sommet des sédiments détritiques grossiers à texture compacte, accumulés à la base du remplissage lacustre (gravillons et graviers calcaires dans une matrice de limons argileux et sableux). Sur les pseudo-sections de résistivités transversales 3 à 7 (figure 2.5 a et b), ce gradient et la forme convexe des courbes d'égale résistivité témoignent d'une remontée très prononcée du toit «résistant» du substratum oeningien en direction du versant Sud-Est. A l'inverse, celui-ci plongerait en direction du versant opposé au Nord-Ouest ; à son approfondissement maximum (pseudo-section 12, sondages 16 et 13 ; figure 2.5 d), dans l'axe du synclinal, seuls les dépôts grossiers qui lui sont immédiatement superposés affecteraient la distribution en profondeur de la résistivité. 84 S24 S21 15 20 — [_ S2S S30 8: Pseudo-section de resìsti vite S24-S2. S3! S34 S36 iourte limons organique m «** fLLÌLJj argilo-silteu« ^^^H substrat oeninKieri 9 : Pseudo-section de resistivi té S28-S36. S25 S22" SIS S15 S12 S9 S4 S37 F27 OJ 0.75 10 : Pseudo-section de résistivitê S25-S37. Figure 2.5 c : Pseudo-section de résistivitê recoupant longitudinalement le Marais d'après les données de G. Bossuet - pour les anomalies D et B, les gradients verticaux et latéraux de résistivitê (pseudo- sections 1, 2, 8,) attestent du caractère superficiel et de l'extension limitée de ces discontinuités ; ces anomalies résulteraient respectivement du glissement depuis le versant Sud-Est, de marnes très conductrices (< 20 Qm) pour l'anomalie D, et de matériaux essentiellement calcaires (sables et graviers sans matrice) plutôt résistants, pour l'anomalie B. - s'agissant du remplissage lacustre quaternaire, l'interface de sa base avec le sommet des graviers ou du substrat s'individualise relativement bien en profondeur ; ce remplissage montre par contre d'importantes variations latérales de résistivitê liées aux changements intervenant dans Ia nature et la texture des horizons intéressés par la mesure, mais liées aussi à la position de ces horizons par rapport au niveau de la nappe superficielle dans le marais. !Il :ij 85 l'i I I ï 5 H 100 03 075 1 13 2 23 3.5 5 73 10 IS 20 25 35 50 P 11: Pseudo-section de résistivité S20-S1. Toit des forma lions EjSpffl tourbe !Hü limons organiques \^M sables illill craies tuta argilo-iiltmx g graviers substral oeningien 12 : Pseudo-section de résistivité S29-S35. Figure 2.5 d : Pseudo-section de résistivité recoupant longitudinalement ie Marais d'après les données de C. Bossuet 2.3. INTERPRÉTATION DES CARTES DE RÉSISTIVITÉ La succession des cartographies de la résistivité des plus faibles aux plus grandes profondeurs permet de proposer l'interprétation suivante : L'anomalie résistante B, enregistrée à l'aplomb d'une remontée du substratum, matérialiserait la poursuite, dans le remplissage lacustre, de l'accumulation des matériaux à l'origine du bombement topographique de la butte des "Calâmes" ; leur nature reconnue superficiellement par un sondage serait essentiellement calcaire (sables et graviers pratiquement sans matrice) et l'origine des éléments, jurassique et crétacé. L'anomalie D, située à la base du promontoire des "Jeannerets" marquerait le prolongement dans le Marais du bourrelet principal du glissement de "La Jaluse". Sa nature exclusivement marneuse, reconnue jusqu'à 5 m de profondeur par un forage à la tarière expliquerait alors les valeurs très conductrices enregistrées dans cette partie du site. Plus généralement, la comparaison des cartographies les plus superficielles de la résistivité ( AB/2 = 1 m à AB/2 = 10 m) avec une cartographie de la surface piézométrique (figure 2.6) montre également que la distribution de la résistivité est influencée par la position du niveau de la nappe phréatique et le rabattement résultant du pompage du puits des Rondes. Selon Burger, Schaer (1996), « ...dans l'aquifère profond qu'exploite ce puits, le rabattement piézométrique autour de l'ouvrage n'est pas symétrique mais au contraire orienté dans la direction préférentielle de l'appel d'eau, suivant un axe à perméabilité élevée que reflète le sillon dans la nappe superficielle...». Sur la carte en AB/2 = 5 m par exemple, c'est la direction de cet appel 86 -3- •S3 i- 'V. 913.5 - X X ttüetiäääl&ft«t •"¦»j" SJ3.5 -5V. •*ma,f*a Figure 2.6 : Déformation de Ia surface piézométrique de la nappe phréatique, sous l'effet du pompage dans l'Oeningien sous-jacent, au puits des Rondes ; les lignes isopièses sont exprimées par leur altitude (d'après Burger, Schaer, 1996) d'eau que suivraient parallèlement, depuis le puits des Rondes le tracé des courbes d'isorésistivité comprises entre 27.5 et 35 Qm. A plus grande profondeur {de AB/2 = 15 m à AB/2 = 150 m), la cartographie figurerait le prolongement dans le Marais des structures à l'origine du relief mouvementé des pentes du versant Sud-Est du bassin. Entre la butte des "Calâmes" et la ferme de la "Molière", le substratum oeningien résistant présente une succession de niveaux dans lequel prédomineraient les bancs calcaires compacts par rapport aux passées argileuses plus tendres ; il s'enfoncerait "peu profondément" assez loin dans le Marais dans la zone délimitée par le contour de l'anomalie A. A partir de 20 m de profondeur environ, cette extension s'effectuerait depuis un épaulement (calcaire ?) localisé au droit de l'anomalie B'. Corrélativement, c'est dans cette zone que l'épaisseur des sédiments lacustres déposés serait Ia plus faible. A l'inverse, la zone où le remplissage lacustre, tous faciès sédimentaires confondus, serait le plus épais se situerait plutôt dans l'axe du synclinal (plages de résistivité de l'anomalie C) et donc proche de son versant le plus abrupt compte tenu de la dissymétrie transversale de son relief. .1 [lu bassin lacustre 87 1000 RHO (Ohnun) 100 LE LOCLE 7 MODELE 5 COUCHES Résistivité Epaisseur 22Qm 0,54 m 42 22 100 44 1,10 21,00 4,60 io : limon sableux limon cl tourbe limon tourbeux argileux graviers ^w*" ^S^fîS^ ^Z % S marne, pierre morte Mesures ¦Calcul 2XOm 13,00 2330 I I I I I I I M______i i I I I m AB/2(m) J-----l-l llllll 10 100 1000 RHO (Ohm.m) 1000 C 100 - 10 - LELOCLE10 MODELE 4 COUCHES Résistivité Epaisseur 24Qm 0,50 m 35 IJO 26 36,00 70 limon tourbe crayeux limon argileux • Mesures graviers, sable — Calcul 7MS 16,60 2SJ0 40,00m I I I M II) I I i i i nu 10 100 AB/2(m) I I I I I i i| i 1000 1000 RHO (Ohm.m) 100 - LE LOCLE U MODELE 6 COUCHES Résistivité Epaisseur 23Qm 0,69 m 34 1,70 24 17,00 94 17,00 10 19,00 240 10 - limon tourbeux tourbe 3^" limon argileux ï#:& ^m arguì 2JXJm BJO l l l l l l I l l graviers lîtu marne, pierre morte 1930 i I i i i L m i Mesures ¦Calcul AB/2(m) J-----Lj_ JJJ 100 1000 1000 RHO{Ohm.m) 100 LE LOCLE 36 MODELE 4 COUCHES Résistivité Epaisseur 21Qm 0,58 m 33 1,60 18 12,00 70 limon tourbeux limon crayeux 1 I I i 1 111 • Mesures Calcul AB/2{m) 1 I i iiiiii Figure 2.7 : Sondages électriques paramétrés sur les logs stratigraphiques des forages mécaniques 2.4. INTERPRÉTATION QUANTITATIVE DES SONDAGES ÉLECTRIQUES L'interprétation directe des 37 courbes expérimentales de sondages a été développée à partir d'un logiciel d'interprétation automatique à deux niveaux de précision : méthode de Gosh avec un filtre à 9 coefficients et méthode de Johansen avec un filtre à 140 coefficients (Gosh, 1971 a et b ; Zohdy, 1989). Grâce aux sondages électriques paramétrés sur 4 forages carottés (figure 2.7), il a été possible de déterminer l'épaisseur du remplissage lacustre 88 .1 Figure 2.8 : Représentation cartographique en courbes isohypses de la base du remplissage lacustre meuble meuble et de fournir une cote relativement précise du toit des formations compactes sous- jacentes, qu'elles soient indifféremment constituées par la pierre morte et les marnes du substratum oeningien ou par les graviers qui le surmontent. Les sondages électriques et les forages mécaniques ont permis de représenter la cartographie, en courbes isohypses, de la base du remplissage lacustre meuble (figure 2.8). On constate que la topographie du toit des formations compactes dessine une structure en terrasses comparable à celles décrites en surface par Burger et Schaer (1996) dans le secteur de la Jaluse par exemple. Les nombreux glissements décrits par ces auteurs affectent l'Oeningien qu'il soit de nature marneuse ou crayeuse. Ces glissements, d'orientation Sud-Nord (versant abrupt), sont entaillés latéralement par les vallons perpendiculaires à celui du Locle (La combe Girard, la combe de la Jaluse, la combe des Jeannerets...). La zone la plus profonde apparaît ainsi relativement étroite ; elle se situe dans l'axe synclinal du vallon de Locle, allongée parallèlement au versant le plus abrupt. Le toit des formations lacustres compactes se trouve aux environs de la côte 880 m. .1 89 PETlT-SOM MARTEL 134] m LAC DE CHAILLEXON (BRENETS) 750 m LE MONT 1 IdO m (m) NW 1300 PETIT MARTEL 1000m SE Figure 2.9 a : Coupe géologique interprétative (A- A') à travers les formations géologiques de la région du Lode NW SE Légende Q Fa Alluvions récentes [Tj] m3Tononien (TjJ m 1 Helveiten-Burdigalten ^j n 3 Hauterivien HI n 2 Valanginien ¦ jpPurbeckien j 9 Portlandien j 8 Kimmeridgien j 7 Sequanien 3] j 5 Argovien S j3Cal1ovien Q j 2 Baihonien Failles Figure 2.9 b : Coupe géologique interprétative (B- B'} à travers les formations géologiques de la région du Lode La construction de deux coupes géologiques interprétatives à travers les différentes formations géologiques valident les informations fournies par la géophysique sur la paléotopographie du synclinal du Locle-La Chaux-de-Fonds (Figure 2.9 a et b). La cartographie des formations géologiques présentes sur la carte géologique de Morteau a été faite par Favre (1911). 90 1 3. GEOMETRIE DES CORPS SÉDIMENTAIRES La géométrie des corps sédimentaires a été appréhendée à partir de 50 forages effectués depuis le début de ce siècle dans le Marais du Col-des-Roches avec un degré de précision dans la description sédimentaire variant selon la finalité des forages (annexe n° 1). 3.1. DESCRIPTION DES CORPS SÉDIMENTAIRES De l'exécution échelonnée dans le temps de ces 50 forages découlent deux problèmes : - la gestion de l'ensemble de cette masse de données sédimentaires ; - la nécessité de décrire de façon homogène tous les niveaux sédimentaires observés depuis les forages les plus anciens jusqu'aux forages les plus récents. Ces problèmes ont été résolus par le recours à un système informatique utilisant le logiciel STRATO (Brochier et al, 1991 ; Corboud, 1991 ; Bossuet et al, 1993 ; Bossuet, 1994 ; Bossuet et al, 1996). Ce système permet la description des couches sédimentaires du remplissage et leur représentation graphique ; ce logiciel permet en particulier de dessiner les logs des différents forages sous forme de transects. L'homogénéité de la description est assurée par un système de codage des sédiments et un enregistrement au moyen de trois critères qui définissent de façon objective chaque niveau. Ces niveaux sont décrits en distinguant deux matrices sédimentaires : la primaire (ou principale) et la secondaire, et l'adjonction de codes de traces qui permettent d'intégrer des éléments observés de manière discontinue dans un niveau. La matrice principale indique toujours le caractère dominant dans le niveau. Lorsque la sémantique descriptive est fixée, la définition de chaque niveau est repérée par la profondeur de son sommet et de sa base. Cette description obéit à une syntaxe stricte qui est contrôlée par un logiciel de saisie au moment de l'entrée des données dans l'ordinateur. La liste et la définition des matrices et des traces propres aux sédiments du Col-des-Roches est présentée en annexe n°2. 3.1 LE REMPLISSAGE SÉDIMENTAIRE Le remplissage du Locle présente une séquence stratigraphique typique des comblements des lacs jurassiens à savoir : des dépôts détritiques à la base du remplissage (sables et graviers, silts et sédiments argilo-silteux), puis des dépôts bio- géochimiques (craies lacustres) et enfin des dépôts organiques au sommet (tourbes, débris végétaux). Plusieurs faciès ont été distingués à l'intérieur de ces trois ensembles. Dépôts détritiques : - des limons finement sableux, gris-beige à olive, contenant des lits de débris organiques (LIS) ; .1 91 - des limons argileux, brun à gris, un peu crayeux avec des gravillons (LAG) ; - des graviers et des gravillons (GRA) qui peuvent être enrobés dans une matrice limono-argilo-sableuse (GAS) ; - des sables plus ou moins grossiers (SAG, SAB, SLA) ; - des limons argileux varvés de sables fins (RAG, RAS, RLS). Dépôts bio-géochimiques : - un premier dépôt correspondant aux craies de couleur grise ou ocre, riches en mollusques (LTO) ; - un second dépôt regroupe les sédiments intermédiaires entre les craies et les tourbes, comme par exemple les gyttjas crayeuses et constitue un continuum entre les niveaux tourbeux et les alternances de limons crayeux et les limons tourbeux et les craies proprement dites (LCR). Dépôts organiques, 5 types principaux qui sont de la base au sommet : - des tourbes décomposées de couleur brun-noir (TON) ; - des tourbes et limons tourbeux à bois (TLB) ; - une alternance de tourbe et limon tourbeux et/ou limon crayeux (RTC) ; - une alternance de tourbe et limon tourbeux (RTL) ; - une alternance de tourbe et limon tourbeux et/ou limon sableux (RTS). 3.3. RÉPARTITION DES CORPS SÉDIMENTAIRES La géométrie des corps sédimentaires a été appréhendée à partir de profils straügraphiques longitudinaux d'orientation Nord-Est/Sud-Ouest et de profils transversaux d'orientation Nord-Nord-Ouest/Sud-Sud-Est. Les profils montrent que Ia dynamique sédimentaire du comblement est très influencée par la morphologie du substratum et les variations locales morphostructurales. Les profils transversaux montrent que le substrat est atteint à moins de 15 m de profondeur dans la partie sud du Marais (forage 23). Le toit de la roche mère se trouve, au contraire à près de 25 mètres (forage 22) dans l'axe principal de la dépression du Locle. En bordure du remplissage lacustre, du côté du versant le plus abrupt, le substrat est atteint à 1 voire 2 mètres de profondeur. Dans ces forages, une mince couche sédimentaire détritique est intercalée entre le substratum et des niveaux tourbeux peu épais (forage 37). Un des profils longitudinaux (entre les forages 15 et 29) met en évidence une remontée du substrat séparant (forage 20) deux zones de plus grande profondeur. La succession pôle détritique, pôle carbonate et pôle organique ne se rencontre que dans la partie ouest de l'ancien lac. Dans la partie est, séparée de la précédente par la remontée du substrat, les formations organiques viennent coiffer directement les formations détritiques. Les épaisseurs de ces formations sont nettement moins importantes dans cette partie du lac. 92 ------------------------------------------------2.1 Coupe longitudinale : échelle horizontale l/3000ème, échelle verticale l/400ème NE 200 300 400 substratum oeningien remblais modernes 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 séquences rythmées d'argiles siiteuses grises et sables séquences rvthmées de tourbes et de limons tourbeux Coupe tranversale : échelle horizontale l/1500ème, échelle verticale 1/400 ème NO SE 9?0 91 S V 37......._ 22 ?* / 910 >=^ £> 905 - '-. ' '. ' ' ', ' ""\ _ <&., 900 -----" ^-*"1 895 ;-;-' '_->.' ^-—¦ longitudiT ..¦^¦*$0§v Wl W: }>'* A m %m&mmm- %.w ^.i^l-^Y. '¦-¦¦ 50 100 150 200 250 300 Figure 2.10 : Répartition des corps sedimentai res dans le lac quaternaire du iode Les séquences les plus dilatées apparaissent dans les forages 24 et 25. La description des différents faciès sédimentaires du forage 25 qui correspond aux forages LLCl, LLCl-2, LLCl-3 et 4 et LLCl-5 et 6 est donnée en annexes n° 3. Le toit du substrat est atteint à 40 m dans le forage 24 alors qu'il n'a pas été atteint dans le forage 25, où sont encore observés des sédiments détritiques, à 41 m de profondeur. Les formations détritiques (argiles, limons argileux, sables et graviers) peuvent atteindre entre 25 et 30 mètres d'épaisseur dans la partie la plus profonde du lac ; l'épaisseur de ces faciès sédimentaires varie entre 15 et 5 m dans l'autre partie du lac. Le passage à la sédimentation carbonatée se produit à la côte 900 m environ. L'épaisseur des sédiments carbonates est peu importante (2 m) ; elle est localisée dans la partie la plus profonde. La sédimentation organique est rencontrée dans tous les forages avec une épaisseur comprise entre 5 et 10 m. Peu de forages ont été exécutés dans la partie du Marais qui a été prospectée par les méthodes géophysiques. 93 4. RESUME 1 - Cette étude permet de donner une représentation spatiale du toit des formations compactes de ce remplissage lacustre. 2 - Ces données permettent également de mettre en évidence la morphologie de la base du remplissage dont on pouvait prévoir l'allure à partir de coupes géologiques : - une dissymétrie transversale (Nord-Sud) affecte les formations géologiques et le remplissage lacustre depuis le versant abrupt jusqu'au versant en pente douce. - une zone profonde (supérieure à 41 m ) et étroite est localisée dans l'axe du synclinal, en bordure du versant abrupt. - dans cet axe synclinal, il est possible de distinguer deux zones de sédimentation séparée par un seuil Hé à la présence d'accidents structuraux affectant le substratum. 3 - la structure de glissement de la Molière, identifiable en surface, est très bien repérée en profondeur sur le versant en pente douce. 4 - L'image obtenue par la distribution spatiale des résistivités dans les couches les plus superficielles du remplissage suit l'axe de perméabilité induit par le puits des "Rondes". 5 - La synthèse des données sédimentologiques issues des forages anciens et récents permet d'appréhender la répartition des corps sédimentaires : - de nombreux passages latéraux de faciès sont observés dans la zone la plus profonde du Marais - le passage entre les faciès détritiques et les faciès autochtones se fait approximativement à la côte 900 m. - une certaine tabularité des couches autochtones recouvrant les couches sédimentaires détritiques est observée. De plus, un léger pendage orienté ENE-WSW affecte ces couches autochtones vers la zone profonde. Les points de forage du Locle ont été implantés à partir de ces nouvelles données, des travaux anciens de Favre (1911), de données géotechniques récentes (De Cerenville, 1981), et en fonction de l'emplacement des constructions, du réseau de voiries et de l'accessibilité aux parcelles. Malheureusement, et pour cette dernière raison, aucun forage n'a pu être réalisé dans le centre du Marais. 94 _________________________________J.l " : Photographie aérienne de la Combe argovienne de Entre deux Monts, vue de l'est, avec ses prairies sur roches marneuses, bordées de part et d'autre par les crêts calcaires du MaIm, sur lesquels persiste la forêt. Dans le coin supérieur droit, on peut voir les prairies de la plaine du Locle in (Burger, Schaer, 1996) Les changements intervenus dans la végétation du Jura neuchâtelois sont connus dans les grandes lignes, depuis le début des années 30 grâce aux travaux de Keller (1928) et de Spinner (1926 a, b ; 1927 a, b, c ; 1929). Mais les premières recherches sur les marais tourbeux de la région des Ponts sont beaucoup plus anciennes ; elles ne concernent pas la palynologie mais la genèse des tourbières. Ces études remontent au début du XIX ème siècle (Lesquereux, 1844). Il faut attendre près de 40 ans pour que de nouvelles investigations, avec des techniques modernes, soient engagées. Matthey (1971) a entrepris, dans la vallée des Ponts au Sud, les premières analyses polliniques auxquelles il est encore possible de se référer actuellement. Les plus récents travaux sont ceux qui concernent la vallée du Doubs (Campy et al, 1985 ; Di Giovanni, 1994 ; Cupillard et ai, 1994). Le secteur des Franches- Montagnes, plus au Nord, a également fait l'objet de travaux beaucoup plus récents (Hubschmid, Lang, 1985 ; Reille, 1991 ; Guélat et al, 1993). Le Marais du Col-des-Roches n'avait donc à ce jour jamais été retenu pour une étude paléoenvironnementale détaillée. Plusieurs forages, décrits en annexes n°3 et 5 (LLC I, LLC 2, LLC 1-2, LLC 1-3 et 4, LLC 1-5 et 6 effectués respectivement en 1992,1993 et 1994 avec le soutien financier du PNR 31) ont été étudiés pour la séquence sédimentaire qu'ils présentaient et pour l'intérêt palynologique particulier que ces forages étaient susceptibles de fournir sur l'histoire de la végétation régionale. L'échantillonnage a été effectué systématiquement tous les 5 à 10 cm suivant les forages ; au total 424 échantillons ont été préparés et analysés représentant près de 200 000 grains de pollens et de spores répartis dans 118 taxons. 2.2_________________________________ 97 1. LES ZONES POLLINIQUES LOCALES DES FORAGES DU MARAIS DU COL- DES-ROCHESINEUCHAÏÏL, SUISSE) Les descriptions des zones polliniques locales de tous les diagrammes se trouvent en annexes n°4. Les descriptions lithologiques du forage LLCl sont en annexe n° 3. 1.1. LES ZONES POLLINIQUES LOCALES DU FORAGE LLCl Le diagramme 1 (planche 2.11, hors-texte), présente les pourcentages relatifs des analyses polliniques comptabilisant les taxa tertiaires. Le diagramme 2 (planche n° 2.12, hors-texte), présente également les pourcentages mais en excluant des totaux les taxa tertiaires. La zonation pollinique (cf. chapitre Méthodes et Techniques : § 3.1.2.4 et 3.1.2.5) proposée est la même dans les deux diagrammes. Le diagramme 3 (palnche 2.13 hors-texte) présente les pourcentages relatifs des taxons pour la partie supérieure du forage LLCl. 1.2. LES ZONES POLLINIQUES LOCALES DES FORAGES LLC1-2 À LLC1-5 Le diagramme 4 (planche 2.14, hors-texte) est un diagramme synthétique construit à partir des analyses du forage LLC 1-2, des forages jumeaux LLC 1-3 et 4 et des forages LLC 1-5 et LLC 1-6 (annexes n° 3) réalisés à environ 2 m de LLCl. Les zones polliniques locales sont décrites dans l'annexe n° 4. 1.3. LES ANALYSES PONCTUELLES DU FORAGE LLC2 Seuls quelques échantillons ont été traités afin de replacer les changements de faciès dans une cadre paléoenvironnemental local établi à partir des deux précédents forages. Les résultats sont présentés dans la figure 2.15, sous la forme d'histogrammes car le pas d'échantillonnage est très lâche. Le diagramme présenté, permet de distinguer 3 zones polliniques décrites en annexe n°6. Les descriptions lithologiques du forage LLC2 sont en annexe n° 5. 0 510% Ann/pa: ftrföSrtnrtawr. J9W 100% 0 30 II ï I I -il i : i ; il i i nu f- r-r r Ilgil« SÎlItus« gris« C -4>>>îD = 2=P''^ ALrTKESARBRES «««¦aiiiRfeiiïîii CYPERACÊAE |Ej AUTOS HERBACEES fì I \hm %t >n ftSSzi Si gyttjas M$S?j »He « pavias Figure 2.15 : Analyses polliniques ponctuelles du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) .hiatus 98 2.2 1.4. COMPARAISONS DES ZONES POLLINIQUES LOCALES DES TROIS FORAGES La figure 2.16 montre les correspondances existant entre les zones polliniques locales définies dans les trois forages. Bien que relativement contrastées les zones polliniques locales identifiées dans ces trois forages relatent nécessairement une histoire commune de la végétation dont l'expression varie d'un forage à un autre. Datation i4C (B.P.) LLCl-2 /5 LLCl LLC2 Assemblages polliniques CHRONOZONES 1745 ±50 _____ acceptable 2375 ±55 -___ acceptable ?5?5 + 55 17 10 zone à Picea, Abies, Carpinus, Juglans SUBATLANTIQUE 16 9 zone à Fagus, Picea, Carpitius acceptable 4315 ±75------ acceptable 5125 ±65 —— acceptable 6280 ± 65 -~-~ acceptable 15 8 zone à Abies, Picea, Fagus 2700 B. P. ------- SUBBORÉAL 14 7 zone à Abies et Fagus ATLANTTIQUE récent ----------6000 B. P. ATLANTIQUE ancien 13 zone à Fraxinus Abies ei Fagus 12 zone à Fraxinus, Uimus Corylus et Quercus acceptable 8725 ±80 ------ vieillie 9120 ±75 ------ vieillie 9745 ±80------ vieillie 20680 ± 230 incertaine 13760 ±120 incertaine 15680 ±140 incertaine 11 6 3 zone à Corylus et Quercetum-Mixtum 10 5 l zone à Corylus, Ulmus et Quercus BORÉAL 9 4 2 zone à Corylus, Ulmus Quercus et Pinus 8 zone à Pinus, Corylus 7 3 zone à Pinus, Betula, Corylus PRÉBORÉAL 6 2 zone à Pinus, Betula, Poaceae 5 zone à Pinus 4 zone à Juniper us, Cyperaceae DRYAS RECENT WïUS.KÏffi'K~ SSS.t,-:s,'SS¥S-iftïJSS!Sï :¾¾'.".'.. PLÉNIGLACIA1RE 3 zone à Juniperus, Betula... 2 zone à Pinus, Artemisia, Betula... 1 1 1 zone à Pinus, Artemisia .<& HIATUS Figure 2.16 : Comparaison des zones polliniques locales identifiées après analyse pollinique des trois forages du Lode Les aires grisées mettent en évidence les hiatus et le manque d'informations liés aux conditions de prélèvement du forage LLC 1 (carottier à piston). Les zones polliniques locales 2 à 5 du forage LLC 1-2 à 5 n'ont pas d'équivalence dans le forage LLC I. Cette constatation est également valable pour les zones 8,12 et 13 du forage LLC 1-2 à 5. Les zones polliniques locales identifiées sur le forage LLC 2 renvoient, sommairement il est vrai, à des zones définies plus en détail dans les forages LLC I. 1.5. ZONES POLLINIQUES LOCALES ET CONCENTRATIONS ABSOLUES 1,5.1. Introduction Plusieurs auteurs ont souligné l'importance de la méthode des concentrations absolues (Cour, 1974 ; Gaillard, 1984 a ; Ruffaldi, 1993). Pennington et Sackin (1975) en montrent la nécessité pour l'interprétation des diagrammes polliniques du Tardiglaciaire. Pour ces auteurs, les flux polliniques varieraient peu au cours de l'Holocène ; les pourcentages relatifs suffiraient à l'interprétation des diagrammes. Les variations enregistrées dans les concentrations absolues totales peuvent-être dues à plusieurs causes (Gaillard, 1984 a) : - à la nature du dépôt ; - à un changement dans la vitesse de sédimentation ; - à l'apparition ou la disparition d'un fort producteur pollinique ; - à une modification de la densité ou de la structure de la végétation. Les sédiments les plus profondément prélevés dans les remplissages lacustres correspondent souvent à des argiles sableuses, parfois très riches en graviers (cf : annexes 3 et 5). Les concentrations polliniques absolues y sont extrêmement faibles et variables. Ces dépôts sont vraisemblablement issus d'une accumulation très rapide et discontinue. Le transport de l'importante quantité de matériaux déposée par des eaux torrentielles est favorisée par l'existence d'une végétation arbustive et herbacée réduite. La combinaison d'une végétation peu développée et d'une vitesse de sédimentation élevée serait à l'origine des faibles concentrations absolues (Gaillard, 1984 a, b). Mais un effet climatique n'est jamais à exclure : un changement de régime hydrologique pourrait réduire la charge sédimentaire entraînant une baisse de la vitesse de sédimentation. Des datations absolues par le radiocarbone effectuées avec un pas serré d'échantillonnage permettent d'appréhender les vitesses de sédimentation. A l'opposé des concentrations polliniques élevées dans les argiles suggèrent la présence de communautés végétales plus denses. L'analyse des concentrations absolues a été effectuée sur tous les sédiments traités pour cette étude. Seuls sont présentés de manière détaillée les résultats pour le Plénigladaire (forage LLC I, figure 2.17, annexes n° 9 et 10), et pour l'Holocène (forage LLC 1-2 à 5, figure 2.18, annexes n° 11 et 12). Toutes les zones polliniques mises en évidence par les comptages relatifs, ainsi que la plupart de leurs caractéristiques ont été confirmées par les valeurs absolues. îoo--------------------------------------------2.2 AKB^sns e irci -«eres m© hekacebi.io jus im is fnuui.iK) cokiusmei imsfuKi artimeia rowrut hperaceae bbasskace« apkceae fiutekdlu Nombndr[ioiim (ilKl liIOTl (ilffij lilH (il B) (.10) /p AjsHmml 0 1 ¦ 3 i :B M ïï 33 40 SO 1 S U 11 ï! I! J« (320 O • * 1 lîOOlîHiO l'ï 3 33 il 1 î î( î OUOBa tlîjlîf iM I!:*3 £¦ ; ; ; J si -J ; J S !» '3! : 5 ii Figure 2.17 : Concentrations polliniques absolues des sédiments pléniglaciaires du iode 1.5.2. Résultats, Synthèse L'interprétation des concentrations absolues représentée sous forme d'histogrammes fournit des informations supplémentaires sur les changements qui ont affecté le couvert végétal. Il apparaît tout d'abord une nette fluctuation des ERA. en relation avec la nature des sédiments (argiles, craies, gyttjas, tourbes) et les vitesses de sédimentation, du Pièni glaciaire jusqu'à la période sub-actuelle. Manifestement ces variations ne peuvent être attribuées exclusivement aux seules influences climatiques. Pendant le Pléniglaciaire, l'existence d'une couverture végétale médiocre, morcelée, est en partie reflétée par des F.P.A. faibles mais supérieures à celles observées par ailleurs dans d'autres régions (Andneu, 1989,1991 ; Ruffaldi, 1993,1996 ; Fauquette, 1995). Au cours de l'Holocène, sur le site du Locle, les variations des F.P.A. ne semblent pas être indépendantes du type de faciès sedimentale dans lequel les pollens sont conservés contrairement à ce qui a pu être observé par d'autres auteurs. Les plus fortes productions polliniques ne correspondent pas, au cours de l'Holocène, aux fortes productions de Finns et Conflus (zones 12, gyttjas et zone 15, tourbes fibreuses du forage LLC 1-2 à 5). Les faibles CHENOFO- AHACfAE 1T1SKP' J[INOTWS flUEKUS FRAÏTW CAEHNlS KWW ""0^ "I* 1^ OTEWpAE [BPPO[HAE 1IC3 SAUX BETUU BMB CCRTUIS ULW)S i»' TIUA »103 ALSTIS AIES FACUS BCEA JAiLANS AMlBTES ASBlS HERBES iB-ARTEMStA WKO RUPENDUA'11" CEKEAIlA l,v tòioMfcrdtate .iF .ioT xior Ii(f) tl0) 1102 l!0! ,io1 ,io3 .io' 'io3 ¦!* »ioî -io3 "Tfir" SÌSSira? 0 h «oi m : 40 id 430 40 a: i < e 12 0 m so 2 4 0 4 Botsiîo 4 n 0 «m dis» 0» 70 — ¦ — 1— I------- I---- ) U » . . _ - _ . - _ 1— „ - _ I IS ¦ - ¦ - ¦ - r — ¦ - - ' / b > f . - 1 . - - l \ 15 ; : E : -' r r : - - : - f; - : - - { \ 14 'i : — . : E- =- s=- - - —- r C r ¦ = / 13 • — ^ - Pi- iL" — F - --- .... .—' - \> U > ¦ C t - " t - r ( W . gr - i- s- : L m- = i , y : ' : - : ^ 11 i icee —- : fe_ -.... £— f ^__ m*...... P- f- h .... Lr..... s- ..£_- - - W W Li—ij— :ccd - . ¦ "T h— — - E- b- ^- l L >- I eec ¦ ; _ Ü \ Ecce-:ce2ll r_ F - <, 9 > ï«d : i _ s—:— : —' ¦ : : _ ~ "— £" ï 7 a Eee5 .5 jeedLÎ id £- E 5 F----------------------------------------------------- F" Z] =d . fe--------- f_l \- :z L.... f1— T"] - T f~— Kl..... 1— rz--------------- ET p... r------ l__^- 1— r 1----------------------------- ' É=~ U...... f~~ 5 I rrrr . - S___ t. B. L_ g. b . 4 ¦j " F L i 2. il H F/gure 2.70 ; Concentrations polliniques absolues des sédiments du Dryas récent et de l'Holocène du Lode concentrations polliniques des sédiments sommitaux coïncident avec les tourbes où les pollens y sont souvent mal conservés. Il est probable que l'exondation des tourbes due au drainage, fruit de l'activité humaine, conditionne fortement la baisse des F.P.A. Enfin, les concentrations absolues permettent de préciser la limite entre le Préboréal et le Boréal. En effet, dans la zone 8 du forage LLC 1-2 à 5, les pourcentages de Pinus sont encore très élevés par rapport à la hausse de Corylus. Les F.P.A. font apparaître en réalité que dans cette zone pollinique le nombre des grains de Pinus a chuté alors que celui de Corylus est déjà très important. 102 2.2 1.6. HISTOIRE DE LA VÉGÉTATION SUR LE SITE DU LOCLE Les descriptions des zones polliniques locales n'ont d'intérêt que si l'on peut les corréler avec celles des régions limitrophes et que si elles sont calées chronologiquement. A partir des informations obtenues sur l'histoire de la végétation dans cette partie du Jura (Spinner, 1926 a, b ; 1927 a, b, c ; 1929 ; Matthey, 1971 ; Campy et al, 1985 ; Cupillard et al, 1994) ces zones polliniques locales ont pu être comparées à toutes ces données. De plus, les datations 14C permettent de replacer, dans le cadre de la chronologie dite "européenne" (Beaulieu de, Reille, 1983), les changements du contenu pollinique des sédiments du Locle. 13 dates ont été effectuées sur les niveaux organiques du forage LLCl du Lode, les mesures ont été faites en partie par le Laboratoire de Radiocarbone d'Oxford via Lyon et par l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zürich. Toutes ces dates radiocarbone sont présentées dans la figure 2.19 et 2.20. La nature du matériel mesuré, la profondeur des prélèvements dans le forage et les âges attendus sont rassemblés dans le tableau 2.20. Toutes ces datations viennent compléter celles qui sont déjà disponibles dans le Jura et le Plateau suisse (Wegmüller, 1966 ; Matthey, 1971 ; Richard, 1983 ; Ammann et al, 1983 ; Gaillard, 1984 a, b ; Ammann, Lotter, 1989 ; Lotter, Zbinden, 1989 ; Ammann, 1985,1989 a et b ; Lotter et al, 1992 a, b, c ; Rachoud-Schneider, 1993 ; Ruffaldi, 1993 ; Beaulieu de et al, 1994) figure 2.19. 1.6.1. Le Pléniglaciaire (zone pollinique locale à Pinus entre 13 et 41 m) : la période fini-wunnienne La prédominance de Pinus associée aux Poaceae et à de rares herbacées héliophiles steppiques {Heïianthemum, Artemisia, Plantago) caractérise la zone pollinique 1. Quelques arbres ayant des exigences écologiques très différentes (Abies, Fagus, Picea) sont également rencontrés. Des pollens de Juglandaceae (Carya, Pterocarya, Platycarya), mais également de Taxodiaceae (Tsuga), d'Ulmaceae (Zelkova), d'origine tertiaire se trouvent mêlés à des taxons quaternaires. Des analyses effectuées dans des niveaux marneux de l'Oehningien montrent la présence de plusieurs de ces taxons y compris celle de taxons qui existent encore actuellement : Tilia, Alnus, Abies, Pinus, Quercus. Le résultat de ces analyses corrobore les observations faites sur la présence de remaniements de I'Oeningien dans le Marais (Favre, 1911 ; Favre etal, 1937). Les spectres polliniques pléniglaciaires montrent une complexité certaine. Des taxons forestiers mésophiles (Fagus, Picea, Quercus), voire thermophiles (Tilia, Acer, Buxus), cohabitent en effet avec des taxons steppiques héliophiles, ceci est incompatible avec les assemblages polliniques des environnements glaciaires. Des spectres polliniques présentant un tel mélange sont interprétés comme étant le résultat d'importants remaniements sédimentaires (Sidler, 1984, 1985 ; Beaulieu de, Reille, 1984 a, b ; Andrieu, 1991 ; Reille, Andrieu, 1991 ; Ruffaldi, 1993). Par ailleurs, l'uniformité de cette zone pollinique 1 traduit bien une végétation régionale pauvre, liée à des conditions climatiques extrêmes. L'allure des courbes en dents de scie pourrait résulter des triages hydrodynamiques exercés sur la sédimentation et n'auraient donc pas de signification climatique (Sidler, 1984, 1985 ; Andrieu, 1989). Cette particularité des spectres pléniglaciaires est reconnue par différents auteurs (Andrieu, 1991 ; Reille, Andrieu, 1991 ; Beaulieu de, Reille, 1992 a, b ; Ruffaldi, 1993) qui signalent dans des dépôts du Pléniglaciaire Supérieur un amalgame de pollens d'origine lointaine ou régionale et de grains non contemporains des dépôts. Firbas, 1949,1954 Périodes Subatlantique -------------2700- Subboréal -------------4500- Atlantique -7500- Boréal -----------9000H Préboréal ---------ÎOOOOH Dryas récent 11000- Zones X IX VIII vn - VI ALPES BeaulLeu et al., 1994 -2700- ««"^T* JURA Beaulieu et al., 1994 SUISSE Ammann, 1989 Lotteret al., 1992 -2700- .4700- -2500- -4450- .¦f Vi <** I *f 1 H *¦** I »' /A.-,,.I.....v................;*»,¦- - f— ill «III; •IN fm Assemblages Datation 14C polliniques du Locle mp i 1745 ±50 zone a Pìcea, Abies, Carpinus, Juglans zone à Fagus, Picea, Carpinus zone a Abies, Picea, Fagus zone a Abies et Fagus zone à Fraxinus Abies et Fagus zone à Fraxinus, Ulmus Corylus et Quercus zone à Corylus et Quercetum-Mixtum zone à Corylus, Ulmus et Quercus zone à Corylus, Ulmus Quercus et Pinus, zone à Pinus, Corvlus zone à Pinus, Betula, Corylus zone à Pinus, Betula, Poaceae zone à Pinus zone a Iunipeni5, Cyperaceae zone a Jurùperus, Betula... zone à Pinus, Artemisia, Betula... acceptable 2375 ±55 acceptable 2525 ±55 acceptable 4315 ±75 acceptable 5125 ±65 acceptable 6280 ±65 acceptable 7210 ±85 acceptable 8725 ±80 vieillie 9120 ±75 vieillie 9745 ±80 vieillie zone a Pinus, Artemisia Hiatus 20680 ±230 incertaine 13760 ±120 incertaine 15680 ±140 incertaine Figure 2.19 : Comparaison des zones polliniques locales définies au Locle avec la chronozonation admise dans la littérature régionale 104 2.2 1.6.1.1. Les problèmes méthodologiques rencontrés Sidler (1984, 1985) a rencontré, dans l'analyse pollinique des sédiments du lac de Zürich, des difficultés comparables à celles rencontrées au Locle. Dans des sédiments d'âge anté Holocène, les conifères dominent mais les feuillus n'atteignent pas des pourcentages aussi élevés qu'au Locle. Pour cet auteur, la présence inattendue de palynomorphes pré- quaternaires témoigne indubitablement d'apports détritiques très anciens (Molasse marine et Helvétien) conduisant à reconnaître l'incompatibilité des associations polliniques. Lorsque les associations de conifères et de feuillus sont dominées par les herbacées et les arbustes, elles indiqueraient plutôt une végétation autochtone alors que les autres assemblages traduiraient des remaniements sédimentaires. Selon Sidler {loc. cit.), la possibilité de discriminer l'origine tertiaire ou quaternaire peut être hasardeuse "Sur la base de l'observation de l'état de conservation des pollens ainsi que sur la coloration, il n'a pas été possible d'opérer une distinction entre les grains éventuellement autochtones et les grains remaniés car les conifères prennent bien la coloration sauf les tertiaires et les secondaires." Au Locle, le même problème s'est posé. Si les pollens de pin (pré-quaternaire et quaternaire) ont pu être reconnus, aucune distinction n'a pu être faite sur l'origine des autres taxons (Tilia, Alnus, Quercus, les herbacées). 1.6.1.2. Comment proposer un âge absolu à ces sédiments ? Pour replacer les caractéristiques de cette végétation dans le cadre de l'évolution de la végétation régionale, il est nécessaire d'envisager une hypothèse. Cette hypothèse prend en compte les incertitudes quant à l'étendue de la dernière glaciation dans cette partie de la chaîne jurassienne d'une part et l'imprécision des datations radiocarbones effectuées d'autre part. De plus, de tels spectres n'ont pas encore été décrits dans cette partie du Jura et dans les régions limitrophes. Les travaux portant sur les dépôts glaciaires de la région locloise sont peu nombreux et donnent des arguments souvent contradictoires (cf. partie 1, § 2.1.2.2). Actuellement il n'est pas permis de privilégier un point de vue plutôt qu'un autre sans avoir engagé une étude régionale de l'ensemble des dépôts glaciaires rissiens et/ou würmiens compte tenu des conditions difficiles d'observation sur le terrain. Ce n'est qu'au prix d'un important travail de cartographie et d'analyses sédimentologiques que les conditions dans lesquelles ces dépôts se sont mis en place pourront être précisées. Ces réserves posées, il est cependant possible d'envisager (cf. § 2.1.2.2) qu'une langue glaciaire ait atteint la dépression du Locle au maximum du développement du glacier würmien. Dans cette hypothèse, les datations de la zone pollinique locale 1 du Locle posent problèmes : - les mesures 14C sont incohérentes avec la position stratigraphique des échantillons datés ; - les trois dates 14C sont certainement vieillies par la matière organique plus ancienne (tertiaire) dans le cas présent, comme elles le sont en grande partie pour l'Holocène au Lode (cf figure 2.19 et 2.20). Dans la littérature, il est régulièrement fait mention que les mesures radiométriques sont systématiquement vieillies dans les périodes qui précèdent l'Holocène (Reille, Andrieu, 1991 ; Ammann, 1989 a, b, c). Si les sédiments étaient d'âge antérieurs au Wurm, les dates devraient être nettement plus anciennes. Par exemple, le dernier interglaciaire (Éémien) s'est achevé il y a environ 125 000 ans. Pendant cette période, une dynamique végétale proche de celle de l'Holocène s'y est développée (Beaulieu de, Reille, 1984 a, b ; 1985 ; 1989 ; 1992 a, b ; Reille, Beaulieu de, 1988 a, b ; Woillard, 1975,1982). Au Locle, aucune caractéristique de cet interglaciaire n'est visible ; l'attribution de ces dépôts à Ia déglaciation wiirmienne est permise de facto. - Les spectres polliniques attribués à la fin du Pléniglaciaire et du Tardiglaciaire n'ont pas (ou peu) de points communs avec les zones polliniques décrites aux mêmes périodes sur d'autres sites du Jura, du Plateau Suisse, des Vosges Saônoises et du Massif Central (Woillard, 1975 ; Welten, 1982, 1988 ; Beaulieu de, Reille, 1984 a et b, 1989 ; Sidler 1984,1985 ; Reille, Beaulieu de, 1988 a, b ; Reille, Beaulieu de, 1990 ; Pugin et al, 1993 etc.). La plupart des études concernant le Pléniglaciaire final dans les régions limitrophes (Campy, Richard, 1988 sur les sites suivants : Les Cruilles, les lacs de Maclu et de Chalain), les Échets (Beaulieu de, Reille, 1984 a, b ; 1986), le lac de Cerin (Ruffaldi, 1993,1996) aboutissent à une définition précise des caractéristiques polliniques de cette période qui ne sont pas retrouvée en totalité au Locle. Les sédiments argileux du Col-des-Roches se sont donc déposés entre le début de la libération de cette cuvette par le glacier würmien et le début du Tardiglaciaire. Actuellement, il n'est pas possible de savoir si la mise en place de ces sédiments a été continue ; elle a dû être très rapide. Le réseau karstique, qui jusque là drainait le matériel érodé en direction de la vallée du Doubs (Burger, Schaer, 1996), a été rapidement colmaté par les glissements des niveaux marneux Oeningien au moment du retrait du glacier würmien permettant ainsi l'installation du lac quaternaire. 1.6.2. Lacune de la majorité du Tardiglaciaire Les associations polliniques caractéristiques du Tardiglaciaire sont presque en totalité absentes sur le site du Locle. Cette lacune comprend le Dryas ancien, l'interstade Bolling-Allerod et une grande partie du Dryas récent. Il n'est pas possible de suivre, par exemple, la progression d'Artemisia marquant "l'événement 15000 B. P." (Andrieu, Eicher, Reille, 1993 ; Beaulieu de et al, 1994). Dans le Jura, le principal critère d'identification du Dryas ancien (entre env. 15 000 BP - 13 300 BP) est l'expansion des espèces steppiques comme Artemisia, Helianthemum, Thalictrum... Helianthemum et Thalictrum sont nettement plus représentés vers la fin de cette chronozone qu'au début de celle-ci (Beaulieu de et al, 1994). Les modifications des communautés végétales résultent d'un changement de conditions climatiques intervenant à la transition Pléniglaciaire - Dryas ancien. La très grande pauvreté en pollen des sédiments de cette période (argiles) est connue dans de nombreux sites (Küttel, 1977 ; Richard, 1983 ; Gaillard, 1984 a, b ; Ammann, 1989 a, b, c ; Andrieu, 1991 ; Lotter et al, 1992 a, b, c ; Ruffaldi 1993 ..-). La pauvreté du contenu pollinique du Dryas ancien n'est liée ni au type sédimentaire, ni à un type de conservation pollinique particulière, mais serait plutôt le reflet d'une végétation clairsemée. Ce caractère pourrait expliquer les variations aléatoires de la 106 --------------------------------------------------2.2 Sondage Profondeur en cm Type de sédiment Laboratoire et N0 de comptage Age Radiocarbone (BP) Intervalle de temps de l'Age Calibré cal. BC Zone pollinique locale Chronozones (d'après zones poil iniques locales) Indications de la date Commentaire su r la validité des dales LLC 1-2 141-143 tourbe Ly-10! 1745± 50 !47(175. 197)419 cal. AD Zone i Picea. Ahirv Carpinus e\ Jvgians Su bal !antique Subatlantique Acceptable LLC 1-2 197-200 gyttj a/crai e Ly-102 237S± 55 758(681.544)370 Zone u Picea. Ahie\. Carpinus et Ju.clani Subal !antique Subailanuque Su bat I antique Acceptable LLC 1-2 230-282 tourbe Ly-103 2525±55 805(767)409 zone iFofui. Pire,; Cl Carpmui Subatlantique Acceptable LLCl-2 405-408 tourbe Ly-I(M 4315±75 3251 (2919)2698 Zone a Abin. Pu ru ci Fagm Subboréal Subboréal Acceptable LLC 1-2 634*635 tourbe Ly-105 5125±67 4010(3956)3779 /one Ù Abtrt ri Fa tu j Suhtvrcal / Aibnnput' rtccni Ailjr.iuuc rui'cnv Atlantique jn.-icn Atlantique arK-ien Botta! Atlantique jnoen Atlantique récent Acceptable LLCI-2 788-790 tourbe Ly-IO(S 6280± 65 5329(5246)5062 /.OnC Ù Quercetum-mixtum et Ahie* Atlantique ancien Acceptable LLC 1-2 845-847 tourbe Ly-107 7210±85 6187(6008) 58Kl y.nnc il Fraxinu\ Uimus. Coty}u\ r: Querem Atlantique ancien Acceptable LLC 1-4 967-968 g yrtj a/tourbe Ly-108 8725± 80 7963 (7850. 7822. 7703)7541 zone ù Conlui rt Querceium-mtxjutn Boréal Rejetée car viellie LLCI-4 !031-1032 craie et matière organique Ly-109 9120±75 8340(8088)8010 zone a Corylm. Ulmus e: Quercus ilnu-j! F1Ti-KTTJl "Borea) V Jc ni ri J." ijj re Pieni ri j.-iji rv F'k-niç Ij1-Ui ri- Préboréal Rejetée car viellie LLC I-4 M37-U3S craie et matière organique Ly-IlO 9745±80 9059(9016)8625 zone ù Pinusci Corylus Préboréal Rejetée car viellie LLCl 2039-2045 gyttja UZ-3564 ETH-11.647 20103 ,]D3 i102 xV)Ì !»«»lau „io! nb Wal df poDns/gr- ,,03 sed. («10« 0 UUU UUU uuof uuq Sil.» M 40 60 I 2 3 20 40 eo 20 40 60 20 40 60 4 S 12 S) 0 10 20 30 D 20 40 Il 4 E 12 0 Î 4 6 D 1 4 6 C i : so 10 20 30 40 F= f Z =- - 1 5 SUBATLANTIQUE — = =— :~ V 4 UUU" b ; uuq uuq uuä IZ. — i" i 3b ^ — - - Z - 3a - — -— _-- — — 2 ggj] (O uuu UUU UUU - : uuu! so uuä ------ __ UUU UUU uuq :=_ __ _ =- _ uutj loa UUU i— — _ ---- - --- r— =— — =- ------ --- S Ie uuq _ uuq v u li no I=- ¦— - ---- s Id SUBBOREAL UUU uuu uuq uuu DUU ..„ UUU IW uuu uua uuu uuli uuu i i I : - Ic __ : --- — - C Ib uua. im uuu uuu — — > Ia — Profond Lit ho I O)n Craie P 9 h 3 W 3 Iu u u uu i Iu uu ou l W 81 Gyttja II Figure 2.23 : Concentrations polliniques absolues des principaux taxons du forage d'Ilay - le quatrième de - 105 à - 65 cm avec des concentrations assez élevées de l'ordre de 20.103 grains/gr. de sédiment. 2.3. HISTOIRE DE LA VÉGÉTATION Afin de reconstituer l'histoire de la végétation sur le site d'Ilay, les zones polliniques locales détaillées plus haut sont comparées aux zones polliniques régionales décrites dans de nombreux sites français et suisses (Wegmüller, 1966 ; Matthey, 1971 ; Ammann et al, 1983 ; Richard, 1983 ; Gaillard, 1984 a, b ; Ammann, 1985,1989 a, b ; Ammanii, Lotter, 1989 ; Chaix et al, 1989 ; Lotter et al, 1992 a, b, e ; Guélat et al, 1993 ; Ruffaldi, 1993 ; Beaulieu de et al, 1994 ; Magny et al., 1995). Les zones de Firbas (1949,1954) définies et datées pour le Plateau Suisse servent de base à la chronologie et sont utilisées en tant que chronozones. 2.3.1. Les apports des travaux antérieurs La région d'Ilay a, pour sa richesse en milieux lacustres et palustres (cf figure 1.20 partie 1), suscité de nombreux travaux. Les sites étudiés les plus proches sont : le lac de Petit- Maclu et de Narlay (figure 1.15 et 1.16) analysés par Wegmüller en 1966. Dans le premier, sont décrites les chronozones allant du Dryas ancien à !Atlantique récent. En revanche, le 118 2.2 second donne une évolution plus détaillée de la période Holocène et plus particulièrement du Subboréal et du Subatlantique. Ilay a fait l'objet d'analyses polliniques et archéologiques (Chaix et ai, 1989) puis d'analyses polliniques, sédimentologiques et malacologiques (Magny et al., 1995). 2.3.2.1. Le Subboréal Wegmüller (1966) place Ia limite Atlantique récent/Subboréal quand la courbe de Fagus atteint 40 % et que les courbes d'Ulmus et de Tilia régressent de manière continue. A cette limite, cet auteur observe également la diminution des pollens de Poaceae de type Cerealia et un changement de sédimentation (niveau de gyttja craveuse intercalé dans la craie lacustre). Tout le Subboréal est marqué par des taux d'Abies et de Fagus variant entre 20 et 30 %. Dès le début de cette chronozone, les indices anthropisation sont variés et prennent de plus en plus d'importance. Une mesure radiocarbone date, à Narlay, les premières occurrences de Carpinus à 3500 ± 200 BP (Wegmüller, loc. cit.). Cette date est à notre sens beaucoup trop vieille et doit être rejetée. 2.3.2.2. Le Subatlantique Sur le site de Narlay, la limite entre le Subboréal et le Subatlantique est fixée par l'augmentation rapide des pourcentages d'Abies et de Quercus (Wegmüller, 1966 ; Magny et ai, 1995). La date 1050 ± 80 BP (Wegmüller, 1966) cale chronologiquement la brusque hausse d'Abies sur ce site. La hausse des Poaceae, des Poaceae de type Cerealia, la récurrence de Juniperus ainsi que celle d'Alnus contemporaine d'un recul d'Abics soulignent, pour cet auteur, la limite entre le Subatlantique ancien (IX) et le Subatlantique récent (X). A cette altitude, on remarque que le hêtre et le sapin dominent très nettement la strate arborée ; Carpinus occupe une place plus importante dans la dynamique de la végétation que Picea. Les travaux les plus récents (Magny et al, 1995) placent, à Ilay, Ia limite Subboréal/Subatlantique entre - 98 et - 93 cm de profondeur. Cette limite correspond à la croissance de Carpinus et à la régression de Picea dans les spectres polliniques. Dans la plupart des diagrammes récent, la fin du Subboréal coïncide avec une augmentation des pollens d'herbacées liées à l'activité humaine comme les Cerealia, Plantago lanceolata. Artemisia et Rumex (Richoz, Gaillard, 1989 ; Guélat et ai, 1993 ; Richard, 1993 ; Richard, Gery, 1993 ; Richoz et al., 1994 ; Gauthier, 1996 par exemple). A Narlay, sur le diagramme de Wegmüller (1966) rien de tel n'apparaît et laisse penser que la limite qu'il propose est mal placée : elle se situerait plutôt vers 240 cm de profondeur (Richard, 1995 ; Gauthier, 1996) contre 110 cm (Wegmüller, 1966). Le diagramme proposé dans les travaux de Magny et al. (1995) donne seulement l'intervalle de profondeur dans lequel on a la plus forte probabilité de placer la limite Subboréal/Subatlantique à Hay. 2.3.2. Nouvelles données Une maille d'échantillonnage plus fine (2 cm) contre 4 voire 15 cm pour les auteurs précédents (Wegmüller, 1966 ; Magny et al, 1995), permet de suivre de manière plus détaillée l'évolution de la végétation pendant le Subboréal et le Subatlantique sur le site d'Ilay (figure 2.12). 2.3.2.2. Le Subboréal (zones la, Ib, le et Id) En se référant aux travaux cités ci-dessus, le Subboréal est partiellement représenté sur ce diagramme où seule la partie terminale (zone pollinique locale la à d) est enregistrée. La hêtraie-sapinière est bien développée, l'épicéa est très discret sur ce site. Certains éléments de la chênaie-mixte {Quercus, Ulmus, Fraxinus) sont encore relativement abondants. Les pourcentages d'Alnus sont très élevés, ils suggèrent la présence d'aulnaies proche du point de forage. Les pourcentages des Poaceae, des Poaceae de type Cerealia de même que ceux des plantains et d'Artemisia sont très élevés. Les plantes indicatrices d'une activité humaine sont régulièrement représentées. Les défrichements sont importants comme l'indiquent les pourcentages de Juniperus, Betula et Çorylus. Toutefois (zone Id), la hausse des spores soulignerait une intensification de la pratique des brûlis (Tolonen, 1983 ; Richoz, Gaillard, 1989) ; une diversification taxonomique s'en suit, elle est probablement liée à la présence de nouveaux biotopes. L'augmentation des rudérales {Artemisia, Rumex, Chenopodiaceae) peut être attribuée à une occupation humaine de l'Age du Bronze Final. La limite supérieure de cette période est placée entre les zones Id et le lorsque la présence de Carpinus devient continue. 23.2.2. Le Subatlantique (zones le, 2, 3a et 3b, 4 et 5) Le Subatlantique est couvert, sur ce diagramme, par les zones polliniques locales le, 2 à 5. Cette chronozone est toujours dominée par le hêtre ; Abies est en régression contrairement à Aînus qui prospère. La végétation arborée paraît regagner les espaces défrichés précédemment. Ainsi Juniperus, Betula, Fraxinus et Corylus se développent. Carpinus, grâce à sa grande faculté de régénérescence, est probablement favorisé par les défrichements. L'existence de pâturages boisés est soulignée, dans les diagrammes, par les augmentations des pourcentages de Juniperus (Roesch, 1983 ; Richoz, Gaillard, 1989 ; Richoz et al, 1994). Ce taxon est favorisé car déprécié des animaux. Plantago lanceolata, moins représenté qu'auparavant, suggère également l'existence de pâturages boisés (Hadorn, 1987, 1992). La présence quasi permanente de spores monolètes souligne une dynamique végétale de recolonisation de certains milieux. La présence de Juglans caractérise, malgré ses faibles pourcentages l'époque gallo-romaine. La fin de la zone pollinique 2 est datée par le radiocarborte à 1610 ± 65 BP. La sous- zone 3a est datée, dans sa partie supérieure, à 1705 ± 65 BP. Ces dates indiquent le début du Haut Moyen-Age. Ces dates 14C sont inversées, calibrées cette incohérence n'apparaît plus : - Ly - 25-0 (OXA - 4392) donne 1705 ± 65 BP soit [153 - 494 AD] - Ly 24-0 (OXA - 4391) donne 1610 ± 65 BP soit [268 - 586 AD] La seconde partie du Subatlantique est représentée par les zones polliniques 3b à 5. L'augmentation des Poaceae et des plantains témoignent d'une recrudescence de l'impact de l'homme sur le milieu (zones 3a et 5). Paradoxalement, des indices polliniques comme Juniperus et Corylus soulignent une déprise pastorale. Indirectement, les pourcentages de 120 __________________________________2.2 Salix, de Betula et de Fraxinus (et peut être Alnus), espèces colonisatrices des milieux ouverts et des ourlets forestiers, augmentent parallèlement à ceux de Juniperus et de Corylus. Ces variations coïncident avec un changement sédimentaire très marqué : le passage d'une sédimentation organique à une sédimentation carbonatée. La végétation riveraine se développe considérablement, elle se traduit dans le diagramme par des pourcentages accrus à'Alnus, Salix et Filipendula en particulier. Ces taxons révèlent la présence d'une mégaphorbiaie se boisant progressivement avec Salix et Alnus (Putot, 1975 ; Gallandat, 1982 ; Richard, 1991, 1993). Ces spectres polliniques donnent une relativement bonne perception de la végétation locale. 2.4. LES INDICES POLLINIQUES DE L'ACTIVITÉ HUMAINE SUR LE SITE D'ILAY Les données archéologiques attestent que l'occupation de l'île de la Motte remonte au Néolithique (Chaix et al, 1989). L'activité humaine est, à travers la présence de certains pollens {Cerealia et rudérales), importante et continue (figure 2.24). Toutefois, des variations d'intensité de l'action de l'homme sur le milieu sont observées. La partie médiane du diagramme (zone 2), correspondant à l'époque Gallo-romaine, montre un impact humain sur la végétation plus faible que pour les périodes précédentes : le Bronze Final (zones la à Id) et l'Âge du Fer (zone le). Le diagramme d'anthropisation montre que le site d'Ilay est le siège d'une occupation humaine importante à la fin du Subboréal (Bronze Final). Les indices polliniques d'anthropisation sont notamment très abondants à la transition Subboréal-Subatlantique (entre les zones polliniques locales Id et le). La première partie du Subatlantique (Age du Fer) se traduit (zone le) par une activité humaine bien marquée qui va rapidement diminuer (début de la zone 2). Les pourcentages de Juniperus, en nette augmentation, suggèrent une phase de déprise. L'époque Gallo-romaine débute avec la présence de Jugîans ; les faibles pourcentages de céréales et la relative abondance de Juniperus (zone 2) soulignent ici une période de déprise ou bien l'installation de pâturages boisés (Behre, 1981 ; Richoz, et ai, 1994). Au cours de cette période, on note une certaine stabilité dans la représentation des indices polliniques. Les datations radiocarbone effectuées sur ce forage font apparaître que l'époque Gallo- romaine est bien dilatée. Ces datations 14C permettent d'attribuer la partie supérieure de ce diagramme la période du Haut Moyen Age, du Bas Moyen Âge, à l'Époque Moderne et Contemporaine. Sur ce site, le Haut Moyen Âge n'apparaît pas comme une période de déprise, l'activité humaine est régulière. Habituellement, dans les diagrammes effectués dans le Jura, la multiplication des indices polliniques d'anthropisation marque le début du Bas Moyen Âge (Cupillard et al, 1994 ; Gauthier, 1996), mais dans ce diagramme ceci n'est pas reconnaissable. Au sommet de ce diagramme, le développement maximal des indices d'anthropisation marque les Époques Modernes et Contemporaines. La dendrochronologie a permis de dater des restes d'un pont en bois (1394 AD) reliant l'île à la berge (Lambert, Lavier, 1993 ; Magny 2.5 O- JUUl 1A-JUUl JUUi - JUUi JUUI 20-Juui JUUi . JUU JUUI 30-JUu JUUt UUUI JUUI JUUI 130- ÌH 0 2.5 J_____1_____I_____L 5% _l___ n UUUl - JUUI JUUI 7n_ j u u I /IT J uui UUUi -U(JUI JUUI JUUI JUUi JUU . UUU JUUi 90-jüü: JUUl -UWUI JUUl „___JUUi 100" jwu' JUU' - UUUl UUU' UUUI HQ-JUUi 1X,J JUUi JUUi "JUUI JUUl 120" 'u u ' 1^-U JUUi JUU< " JUUI JUUi JUU JUUI * JUUI JUUI no-iuS: UUUI - JUUl JUUI JUUl JUUi JUU' -UUUi UUUI 16u Juui JUUi . JUUi UUUI JUUt 170 J"U JUUI UUUt -3 O O a C O ?5' ¦ CEREAUA H CANNAB/HUM 0 JUNIPERUS D JUGLANS fi Plantes rudérales Epoque moderne et contemporaine Bas Moyen-Age Haut Moyen-Age Epoque Gallo-Roma ine Âge du Fer Âge du Bronze IX VIII N re W- :>nes oqu hist ¦o -t » O -H'^ lini » -r ja c O 05 |_^ jd oca I ues D 3* O 3 O IS O 3 re Figure 2.24 : Diagramme pollinique d'anthropisation ö'liay et al, 1995). Ces bois sont certainement en relation avec l'installation d'un monastère sur l'île à l'époque médiévale. Il est possible que l'image de la végétation qui est obtenue à partir de ce forage soit faussée par la proximité du site archéologique et de la rive. Les analyses polliniques détaillées de cette carotte permettent en outre, de percevoir globalement différents stades d'évolution de la végétation des secteurs proches du point de forage, en particulier dans la zone 3b où une hausse du niveau de l'eau est envisageable. Cette hausse pourrait provoquer une extension des zones où l'aulne se développe favorablement. La forte représentation d'Alnus peut correspondre également à différents stades d'abandon des prairies proches du lac (Richard, 1993). Ces zones sont caractérisées sur le diagramme par les variations des pollens de plantes issues de la mégaphorbiaie, d'Alnus et de Salix. On sait que le Filipendulion est un groupement à hautes herbes présent dans les zones inondables non fauchées et nitrophiles. Lorsqu'il n'est plus entretenu par l'homme, ce groupement végétal peut évoluer en Alno-Padion (boisement progressif par l'aulne et les saules) (Gallandat, 1982 ; Richard, 1991, 1993 ; Hadorn, 1992, 1994). Mais, il ne faut pas exclure la possibilité que ces forts pourcentages d'Alnus soit liés à la dispersion très forte de ce taxon ou à son accumulation sur la rive du lac ; il faut donc rester prudent car il est un "élément perturbateur" des diagrammes polliniques (Janssen, 1959 ; Ruffaldi, 1993). 3. LES GRANDES LIGNES DE L'HISTOIRE DE LA VÉGÉTATION DU LOCLE ET DTLAY La détermination du contenu sporopollinique des sédiments du Lode et d'Ilay a permis de reconstituer les grandes lignes de l'évolution du couvert végétal depuis plus de 20 000 ans. Au Locle, malgré les incohérences des datations 14C, il est possible d'avancer l'hypothèse selon laquelle la sédimentation de la cuvette lacustre a commencé immédiatement après le retrait du glacier würmien. La végétation y est caractérisée localement par une flore herbacée pauvre. Les spectres polliniques sont dominés par les apports lointains de pin dans près de 28 m de sédiments. Une lacune importante dans l'histoire de la végétation au Locle couvre quasiment tout le Tardi glaciaire. Toutes les étapes décrites sur les sites voisins à propos de la colonisation progressive des espaces libérés par la glace n'apparaissent pas. Seule l'extrême fin du Dryas récent semble bien marquée ; une dominance du pin, du genévrier et du bouleau y est observée. Le tapis herbacé est constitué principalement d'armoises, de poacées et de plantes héliophiles caractéristiques de milieux très ouverts. Le Préboréal {env. 10 000 - 9000 BP) est caractérisé par l'abondance du pollen de pin qui suggère la présence de véritables pineraies relativement proches du site. Toutefois, les premiers pollens de feuillus (bouleau et noisetier) témoignent du développement de ces taxons à plus basse altitude. .2______________________'"' " '^':'"" ; ' '___ 123 ~\.~ß Très brusquement le diagramme montre une diminution des pollens de pin au profit de celui du noisetier caractéristique du Boréal (env. 9000 - 8000 BP). L'essor de cette essence au feuillage caduc traduit les premières améliorations climatiques autour du site. Parallèlement, d'autres essences progressent au niveau régional ; ce sont les ormes, les chênes, puis plus tardivement le tilleul. Ces arbres atteignent leur plein essor pendant l'Atlantique ancien (env. 8000 - 6000 BP). Au Lode comme sur d'autres sites, l'abondance du lierre et du houx soulignent cet optimum climatique. Le frêne et l'érable montrent leur développement maximal au cours de cette période. L'optimum de Fraxinus est très bien calé chronologiquement, il débute vers 7210 ± 85 BP [6183 (6008) 5881] cal. BC et s'achève vers 6280 ± 65 BP [5329 (5246) 5062] cal. BC, cette dernière date correspond à la fin de l'Atlantique ancien sur le site du Locle. Les limites chronologiques de l'Atlantique récent ont été placées à 6280 ± 65 BP [5329 (5246) 5062] cal. BC et à 5125 ± 65 BP [4040 (3956) 3779] cal. BC au Locle. Pendant cette période, on assiste à l'installation et au développement du sapin, du hêtre et de l'aulne. En revanche, le frêne, l'orme et le tilleul régressent. C'est dans ce cadre environnemental que les premières traces d'une activité humaine sur ce site sont véritablement reconnues. Au Locle, le Subboréal est calé entre 5125 ± 65 BP [4040 (3956) 3779] cal. BC et 2525 ± 55 BP [805 (767) 409] cal. BC. Le Subboréal est caractérisé par l'essor de la hêtraie-sapinière et de l'épicéa. Sur le site d'Ilay, le Subboréal est partiellement représenté ; le hêtre, le sapin et l'aulne y jouent un rôle important dans la végétation. Le Subatlantique débute au Locle vers 2525 ± 55 BP soit vers [805 (767) 409] cal BC mais il n'y est pas enregistré en totalité ; il se termine vers 1745 ± 50 BP soit [147 (175, 197) 419] cal. AD. Il est, en revanche relativement détaillé à Ilay. La végétation du Subatlantique est caractérisée dans les deux sites par la prédominance de la hêtraie-sapinière et l'apparition du charme et du noyer. La proportion du charme est plus importante à Ilay. Dans les deux cas, les taux de noyer sont peu importants en raison de l'altitude de ces sites. Les diagrammes polliniques d'anthropisation montrent que l'impact de l'homme sur la végétation a été continu depuis le Subboréal. Au Locle, cet impact est discontinu mais les phases d'activité sont d'intensité croissante du Subboréal au Subatlantique. A Ilay, on a pu remarquer une continuité dans l'activité humaine sans véritable intensification au Subatlantique comme on le voit souvent sur les diagrammes rencontrés dans la littérature. Cône d'épicéa 124 _______________________:---------------2.2 ¦mx^iMm> WW:'^fß Le Col-des-Roches à ta fin du siècle dernier, par Fritz Huguenin-Lassaugette. Les glacis d'éboulis qui tapissent la falaise du Col commencent à être exploités, le tunnel routier ayant supplanté le chemin qui les gravissait en écharpe jusqu 'à l'échancrure rocheuse (cf. Page de couverture) pour redescendre en France. Le chemin de fer Le Locle-Morteau, inauguré en 1884, a nécessité la construction d'un second poni sur le Bied, Gravure du Musée d'histoire du Lode in Burger, Schaer, 1996 La nature, Ia composition et l'origine des différents composants minéraux et chimiques des sédiments sont à l'image des apports, des processus sédimentaires et des conditions climatiques au moment du dépôt. Les minéraux peuvent avoir deux origines : l'une allocatone (apports éoliens, ruissellements, re-suspensions), l'autre autochtone (bioproduction, précipitations chimiques). Ces sources différentes conditionnent la composition minéralogique des sédiments. Les minéraux allochtones jouent le rôle de traceurs naturels ; par les associations constituées, ils indiquent leurs provinces d'origines (Bapst, 1987). La composition minéralogique globale des sédiments de ces deux lacs permet de définir minéralogiquement les faciès composant les différentes unités lithostratigraphiques rencontrées dans les forages. Dans un second temps, une analyse plus détaillée des fractions argileuses de ces sédiments permet de déterminer les phyllosilicates et les minéraux en grains qui leurs sont associés. Seules les préparations orientées permettent de différencier les divers minéraux argileux ; leurs réflexes 001 sont caractéristiques. Ces analyses devraient également mettre en lumière des associations minéralogiques qui pourraient être masquées, dans le sédiment total, par la présence de certains minéraux. En effet, il arrive qu'un type particulier de minéral (comme la calcite) soit sur-représenté et favorisé. Ces analyses visent également à repérer un ou plusieurs minéral (aux) qui pourraient refléter les oscillations climatiques (Finger et ai, 1984 ; Dean, 1993 ; Bertaux et ai, 1996). 3________________________________________ 127 1. LE SITE DU LOCLE, LE MARAIS DU COL-DES-ROCHES (NEUCHATEL ; SUISSE) 1.1. MINÉRALOGIE DU SÉDIMENT TOTAL 1.1.1. Étude des minéraux non argileux du forage LLC I et description des zones minéralogiques Nous avons prélevé 156 échantillons pour 41 m de sédiment dans le forage LLC I ; ils ont été traités selon la méthode qui est exposée § 3.2. partie 1, chapitre 2. L'analyse diffractométrique des poudres donne la composition minéralogique globale suivante : inni UUUl JULiU LLLl LLLI LLLI LLLI LLLI LLLI LLLI LLLl LLLI J-I-L Vt L I LLLI LLLI LLLI LLLI LLLI LLLI LLLI LL Ll ET o Ot) Calcite (.103) Aragonite (.103) Dolomite (.103) Quartz Phyllosilicates Feldspaths-K Flagioclases Pyrite (.103) (.103) (-103) (.103) (.103) a. I___j sédiment non prélevé J-Jj^j Craie I '':''i Gyttja PlTl] Argiles et sables SSj Sédiment organique Figure 2.25 : Composition minérale du sédiment total du forage LLC 1 du Marais du Col~des- Roches (NE, CH) obtenue par diffraction aux rayons X1 Intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) 128 23 Calcite Aragonite Dolomite Quartz Phyllosilicates Feldspath-K Plagioclases Pyrite Indosés 0 25 50 75 ICO ü 2.5 5 1.5 LO O 2,5 5 1.5 10 O 5 10 15 O 102030405060 0 OS 1 1.5 2 0 ! 2 3 4 0 1 2 3 4 0 20 40 60 o. y Q. e sédiment non prélevé nTuì Craie Gyttja [2 Argiles et sables Sédiment organique C Figure 2.26 : Pourcentages des minéraux du sédiment total en fonction de la profondeur du forage LLC I du Marais du Col-des-Rocbes (NE, CH) - des minéraux carbonates : la calcite, l'aragonite et la dolomite ; - des minéraux silicates : le quartz, les feldspaths potassiques, les plagioclases et les phyllosilicates ; - un minéral d'une autre nature (sulfuré) : la pyrite, témoin d'un milieu réducteur persistant. La figure 2.25 présente les intensités des pics (en CFM) des différents minéraux de ce forage ; la figure 2.26 présente les valeurs des pourcentages des minéraux contenus dans ces sédiments. Les données brutes sont disponibles dans les annexes 15 et 16. Six zones minera logiques majeures (RTl à RT6, RT : Roche Totale) peuvent être distinguée ; elles sont décrites en annexe n° 17. 1.1.2. Traitement statistique des données Les méthodes statistiques sont nombreuses ; on peut, par exemple, rechercher les coefficients de régression linéaires entre les différents minéraux (étape 1 de la figure 2.27). C'est un travail long est fastidieux qui est de plus difficile à interpréter. L'Analyse Factorielle en Composantes Principales (ACF) a donc été employée car le nombre de variables (minéraux) et d'échantillons (niveaux) est suffisamment élevé (Benzécri, 1973, 1980 ; Bouroche, Saporta, 1989). UACP permet de représenter tous les échantillons dans un espace à n-1 variables. Si les variables sont corrèlées, alors elles forment un facteur principal (facteur 1) qui a le pourcentage de variance le plus élevé. Les facteurs suivants (2, 3 ...) ont des poids plus faibles (étape 2 de la figure 2.27). Sur ces plans factoriels, chaque échantillon est décrit par sa contribution. Pour des besoins stratigraphiques, nous avons choisi comme Gindraux et Kubier (1989) de représenter la contribution des échantillons en fonction de la profondeur pour plusieurs facteurs (figure 2.28). Dans chaque cas, le poids des variables est précisé. L'ACP a été réalisé sur les pourcentages des minéraux. Le fait de choisir les données en pourcentages plutôt que les intensités brutes évite de prendre en compte les variations d'intensités dues à révolution du tube produisant les rayons X au cours du temps. Mais l'utilisation des pourcentages entraîne l'existence d'une relation entre les différentes O30 5O6O110O 2 4 6 S 0 2 4 6 8 0.0 15 3.0 0 4 8 12 16 IO 30 50 0,5 1.5 2.5 0.0 0.6 1.2 Figure 2.27 : I- Comparaison des minéraux deux à deux : recherche des coefficients de corrélations linéaires entre les variables 2- Analyse factorielle en Composantes Principales des pourcentages de tous les minéraux du sédiment total du forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 130 .3 variables : leur somme vaut toujours 100 (Bouroche, Saporta, 1989). Sur les deux figures (2.27 et 2.28), les lignes en pointillée correspondent à des limites de contribution ; de part et d'autre de ces lignes les contributions sont souvent opposés. On peut observer 7 limites délimitant 8 zones de distinctes. Les zones 1, 2 et 4 correspondent aux argiles silteuses grises. Le niveau qui n'est pas en place, à - 21 m de profondeur (3), est très bien individualisé. La zone 5 correspond aux faciès des craies lacustres. Entre les zones 5 et 6 on observe une variation des contributions qui est due à la présence de silico-clastiques bien que la calcite domine toujours dans le sédiment. Cette limite coïncide avec l'apparition des craies organiques identifiées comme des gyttjas dans les logs strati graphiques. Entre 3 et 4 m de profondeur, les tourbes sont représentées, sur les figures, par des contributions très différentes de celles des zones 6 et 8 (alternances de gyttjas et de tourbes). facteur score (I) facieurscore(2) Sans Feld spai hs Sans Fcldspaihi Sans Marvin». Sjns Fcldîpaih.s. ions ics minéraux tous les minéraux ni Plagioclascs (!) ni Piagirxlascs(2i Pljptvusct Plapuclascs ci mJ.-«:- < I ¦ ci mdosés(2) ES ? T«n ._____-^^ 2 ¦ ^^H 3 ^M 4 ^H S ¦ 7 i 8 1 ^ ¦ i ^^m 3 4 ^^m 5 ^B H 6 8 ¦ 9 ^^H 1 MHl 2 I ¦Ml 3 Ml 4 11 2 MH 3 4 MMl 5 HHI h" 7 MMB 1 Phyllosilicates 2 Quartz 3 Calcite 5 Aragonitc 7 Feldspaths-K 9 Indosés 4 Dolomite 6 Pj'ri le 8 Plagioclases [ 11 jj argiles silieuscs grises | ;,;,;;;,; j gylijas ^ûûij craies hcusirei-s |^tourbes | | min pniIcvf Figure 2.28 : Analyse factorielle en Composantes Principales des pourcentages des principaux minéraux du sédiment total du forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) .3 131 facteur scores (i) facteur scores (2) facieut scores Ol facieir scores (4Ì i » u m - c - « :j ii i» 41 W e w » bi bt — 't> kj e to * » » _ i. io o kj i » be _ VUV HUU DUU UUU UUU BUU UUU UUU IL L HL I L L tin 1500 LLLI LLlI LLLI LLLI LLLI LLlI LlLI LLIi HlI L L I LLL L L L LlL ILL LlL III 500 . — 1000 Vvn- uTT| LL L UL UL LL 20» 251X1 MOO 3500 4000. Ï:ù:.± fi ft S V 3 2 O r O O W-2 pi mh t* pi. Z Ö r > E Ie R -fr _ __ __ — 1 " ' "¦?¦ • ^- nil I = - — — — — -= - - _ - =^ 1 P ^~ W — L r~ " E = 3 S go* liÉîj argiles siltcuses grises ):: kA gynjas [S S SJ craies lacusirees c C ï tourbes | | non prélevé Figure 2.29 : Analyse factorielle en Composantes Principales des niveaux du forage LLC 7 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) Dans un second temps, nous avons comparé les niveaux entre eux. Pour cela, chaque variable (minéraux identifiés) devient un échantillon, et chaque niveau devient une variable. Les résultats de la contribution des variables sont présentées dans la figure 2.29. Les traits en pointillés correspondent comme précédemment à des limites de contribution. Quatre limites sont clairement identifiées. - La première, entre les zones 1 et 2, correspond à la distinction entre les niveaux d'argiles silteuses grises et les craies lacustres. - La seconde, entre les zones 2 et 3, marque Ia présence d'un niveau tourbeux, mais ne permet pas de distinguer les craies organiques des autres craies lacustres. 132 - La troisième, entre les zones 3 et 4, correspond à Ia limite inférieure des tourbes. - La quatrième, entre les zones 4 et 5, marque la limite supérieure des tourbes. 1.1.3. Synthèse Le traitement mathématique des données permet de donner un caractère moins subjectif aux zones minéralogiques (RT) qui ont été identifiées. On constate en définitive que la zonation obtenue par le traitement statistique confirme les observations qui ont été faites. La composition minéralogique des argiles, des craies, des gytrjas et des tourbes sont détaillées et confirmées par ces analyses. - Les argiles silteuses grises sont composées de calcite, de dolomite et d'aragonite détritique avec du quartz. - Les craies lacustres sont composées de calcite et d'aragonite mais sont dépourvues de dolomite. - Les craies organiques (gyttjas) sont composées de calcite, d'aragonite, de pyrite et de quartz / dolomite. - Les tourbes sont mineralogiquement caractérisées par la présence de phyllosilicates et de quartz et l'absence totale de calcite. 1.1.4. Étude des minéraux non argileux des forages LLC1-2 à LLC1-5 : description des zones minéralogiques L'étude porte sur 86 échantillons prélevés entre -1 et -13 m de profondeur sur des carottes extraites avec une sonde russe ne compactant pas les sédiments. Les diffractogrammes de poudres non orientées les plus caractéristiques de trois faciès (tourbes, gytrjas, craies) sont présentés ici (figure 2.30). IH JiK LE____1Ji 5»0>&E U.: L Is^-^-j^—. l-w. n^U*i^-U^jL*j_jIA. ¦ylWji «u» _2E__________Jtt. M00Q Q Tourbes Gyttja ,DDOOD SIC" . »?* i.pa ;. m» JU ,U „ ^l. „ ¦¦ I. y.j jL_*LXJl* ,jlJuL. JL-I uLi jU4-L ,AiLMiJU|l M U" .3 3*te il/v/ti 'I- e.on «..» i V r* -T= '-?"' JIl' S-S- K-CAOt LLCl-J/. DU LKLE •OCHE TOT.LF ,} -10» O 1.I.C1-J I ^P C C N „,. C n -16» e» iui-1 I ! II ,1 L. - C II ,1.1. Craies lacustres Figure 2.30 : Diffractogrammes caractéristiques des tourbes, des gyttjas et des craies du forage LLC 1-2 du Marais du Coi-des-Roches (NE, CH) Légende a : aragonite C : calcite hkl : phyllosilicates Q : quartz 133 IDUUU IB UUU IDUUU I U UU fïïïïn IUUUU Calcite l! 10.10" XiM* 500 - 10O0 - Aragonite Pyrite Quartz > Phylliisilicatts li WCWI Plnpioclases 3 2. 2^ Ìli: ^jJ arsilM sii««««gris« ^$888818yB'a tourbe uuuvu crl)\e PAu ort^riKiw II If /sTo Ì-S ? Figure 2.3 7 : Composition minérale du sédiment total du forage LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des- Roches (NE, CH) obtenue par diffraction aux rayons X1 Intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) sii Calcite Aragonite Dolomite Quartz Plagioclases Phyllosilicates Indosés 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 0 1 2 3 4 1 2 3 0 0.2 0.4 0.6 1 3.5 6 8.5 10 30 50 70 1390-J__i-J__I__I 4___i___i—i—1 -1—I—I—I—I -,—I--------1-------1 -I------1------1------1 _J—i—I—1— -I------1------1------1 b 3 7 Craie Gyttja titiLitta Argiles sii teuses ir Figure 2.32 : Pourcentages des minéraux du sédiment total en fonction de la profondeur du forage LLC 1-5; détail de la tranche 12/13 m du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 134 L'analyse a permis de déterminer la composition minéralogique suivante : - la calcite, l'aragonite et la dolomite ; - le quartz, les phyllosilicates et les plagioclases ; - la pyrite. Calcile Aragonite Dolomite Quartz Plagiodases Phyllosilicates Pyrite Indosés 0 25 SO 75100 0 2 4 6 S 0 1 2 3 4 0 5 10 15 0 OJ Of. tî 15 30 45 0 0.5 1 1.5 0 15 30 45 60 Figure 2.33 : Pourcentages des minéraux du sédiment total en fonction de la profondeur des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) La figure 2.31 permet de suivre la répartition des intensités brutes des pics des minéraux présents, en fonction de la profondeur. Les pourcentages sont reportés sur les figures 2.32 et 2.33. Les données brutes et les pourcentages sont regroupés dans les annexes n° 18 et 19. Les variations observées permettent de définir 7 zones minéralogiques principales notées RTl à RT8 et décrites en annexe n° 20. La figure 2.32 montre un agrandissement de la base du forage LLC 1-2 à 5 (entre 11 et 13 m de profondeur). Cet agrandissement permet de subdiviser la zone RTl (calcite, dolomite et aragonite) en 2 sous-zones : 1.1.5. Traitement statistique des données du forage LLC 1-2 à 5 La figure 2.34 donne les résultats du traitement statistique des pourcentages des minéraux du sédiment total des forages LLC 1-2 à 5. Six zones ont pu être mises en évidence à partir de la contribution des échantillons. Le passage de la sédimentation détritique (argiles silteuses et gyttjas, zones 1 et 2 en gris clair) à la sédimentation autochtone (craies, zone 3 en gris plus foncé) est très bien caractérisé par des contributions opposées. La 135 -Tous les minéraux Tous les minéraux |~moins les plagioclases ~| Tous les minéraux moins les plagioclases ei les indosés I» Wl IUUI JUUI IUUl IUUt IUUt IUUt IUUI .1.UJlJ Facteur score (1) Facteur score (2) Facteur score (3) Facicurscore(l) Facteur score (2) Facteurscorc(l) Facteur score (2) Facteur score (3) _;.£:. Co1--£k.El.£ C ù UiU0I... £„!:,, ü^,Cii-ol--^-j^- i.^^0~--» li^i-o-M«» J. o - >. i- :ti.ii.0u.i:,S„ 4t-Mit'**. «¦'- - '¦ -S-1S-______'.J t-u0t.l.»l,ut » s _ II ^- D ¦ -I S ^-1 C ^-- ^ --" CT1 O 6 s, ¦ - - -- •1 In S II ; tu ^ i> r =. 4 r *¦*«* -„_---------] 03 O H H-" l - ', 3 éal s= H*tt" ¦B •-t _ ^ »« i——^ 2 O" S^1 I a n OO ¥-¦ 2 SI |4 1 ^^ 4 5 7 I Calcite 2 Dolomite 3Aragonite 4 Quartz 5 Pyrite 6 Plagioclases 7 Phytlosilicates 8 Indosés K L L I «Tglt« iHttmes (tues [jjjjjlj <*»io Imhho J „..-j rtwuiOTEinüpie ^g larto Figure 2.34 : Analyse factorielle en Composantes Principales des pourcentages des minéraux du sédiment total du forage LLC 1 -2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) séquence de craie lacustre, moins détritique, (zone 3) est identifiée par des limites de contribution très contrastées et homogènes. Le passage aux craies organiques est également très net (limite entre les zones 3 et 4). En revanche, la limite entre les zones 4 et 5, comme celle entre les zones 5 et 6, sont plus difficilement identifiables. Ces limites correspondent au passage entre les craies organiques et les alternances de gyttjas/tourbes d'une part et au passage entre ces faciès et les tourbes. Les analyses de ce forage confirment ce qui a été observé auparavant. La distinction entre les craies, les craies organiques et les gyttjas est plus aisée. 1.1.6. Étude des minéraux non argileux et description des zones minéralogiques du forage LLC 2 L'analyse diffractométrique porte sur 82 échantillons. La composition minéralogique des sédiments de ce forage est sensiblement la même que celle des forages précédents : dolomite, calcite et aragonite ; feldspaths potassiques, quartz et phyllosilicates. 136 Deux diffractogrammes typiques obtenus à l'issue de ces analyses sont reportés sur la figure 2.35. La figure 2.36 donne les intensités brutes de ces minéraux. Les données de base sont en annexes n° 21 et 22 La composition minérale de ce forage se distingue par l'absence de la pyrite et des plagioclases. La variation des pourcentages des minéraux présents dans le sédiment permettent de distinguer deux zones minéralogiques décrites en annexe n° 23 (figure 2.37): B.B3B J.J36 2.076 2.as2 1 .BS3 1 HL 33.1JCUSE LLC II fIDSHE TOTiLE L-A »UmuJWhW+L. \ -S90 C- À, - OD - BC -L~ä uV.. jU-sV-.Ua—J. '\mju^-*Lj^Ja^ . ^T .»î I1^Hl W FK LLCIISOIT.NI 10:LLCII D*TE: 0S/13/B3 11¾ 19: 13 SO 89« CH BCCHE PT:1.BCOOO TDT»LE STEP: O. 03000 SCINT »SA«* •f- 1. SiCEC TS B.B3S 4.436 2. 176 Î.25Î 1.B23 l.f-J BZIS.0 5ONtMGE LLC II 3403.4- BOCHE TOTALE C - 90 «eeo.e-issa.2-3733.E- -636 C- I Q c o I I Ll c c Sc I ni c Ccr si V - SO - 70 - so 3113.0" JiBO . J- -BSl CM N _L ! ! J! -J^- - 50 - «o 1667.B- -666 CH I Li I I Jl - 30 1245.2- V I I I 1 il, ,1 .L . - SO S JS. S- -69* C» I i I I il ,1 .L. - 10 ^ I I .. I. I .1 il. IfI >-, ic an -,n on Tourbes Légende d : dolomite a : aragonite hk! : phyllosîlicates C : calcite Q : quartz Sédiment organo- Hmoneux : Gyttjas Figure 2.35 : Diffractogrammes caractéristiques de deux unités sédimentaires du forage LLC 2 du Marais du Co l-des-Roches (NE, CH) Cil cilc Aragon ile Dolomite Feldspath: Quartz Phyllosilkjles Potassiques 11 îocao o 40«i o son n ira ti aoKii o *oœ ..„..., hiatus yyttia 'îîïiiî. arpi let ti ileuses Figure 2.36 : Composition minéralogique des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) d'après la diffraction aux rayons X1 Intensités brutes en Coups Par Minute (CPM) .3 137 Calcite Aragoiiite Dolomite Quartz Phyllosilicates Indosés 0 25 50 75 100 0 hiatus gyttja ! L L L. n. i argiles si] teuses remblais Ol O d Z O (&¦. M O) o og C W ¦73 H Figure 2.37 : Pourcentages des minéraux des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 1.1.7. Traitement statistique des données Pour ce forage, nous avons également comparé les contributions de chaque échantillon pour différentes variables. Trois limites de contribution sont clairement identifiées dans ce forage (figure 2.38). Chaque faciès sédimentologique (argiles silteuses grises (1), gyttjas (2) et tourbes (4)) est statistiquement bien repéré sur les facteurs 2 et 1 (sans les indosés). En revanche, le facteur 1 et le facteur 2 (excluant les indosés) montrent une opposition très marquée entre les faciès argileux, les gyttjas d'une part et les sables/graviers et les tourbes d'autre part. Les variables phyllosilicates et quartz ont dans ce cas un poids important qui ne permettent pas de séparer sûrement les gyttjas des argiles silteuses, mais différencient précisément les tourbes. 138 .3 facicurscorcU) [ous les minéraux racicur score (2) ions les minÉraux fadeur score (1) sans Icsindosds faclcur score (2) sans les indosés 1¾¾¾ « \p -V ^ < ? X- T Ln IO — Œ b^ lu kj O k> *» ^CO- — œ o *¦ W ;j io B. q-N oc — i n ~ '-n C 5Ln- - Ln U 5 ""¦-. Atlantique ancien :.;:.' ;. ¦: :-- 1 --- ---- 4 2 1 --- ---- ---- .^^ *= — -^ - = - — — : ZI Boréal ----- ;---- ^E. n^ --- _I^II Pléniglaciaire == = ----- r ---- 2 ¦ 3 ^m 4 ^H ¦ 6 i ^ 2 tm 3 ^H 5 ^H 6 W^^M 1 2 I 3 ¦§¦ 4 ^H 5 ¦¦¦ 1 Phyllosilicates 2 Quartz 3 Calcite 4 Dolomite 5 Aragonîie 6 Indosés L L LI argiles silteuses grises 1;:.¾:!) gyttjas )0$iÊ& sables et graviers Egg tourbes j (non prélevé |:-'- '.j remblais O Figure 2.38 : Analyse factorielle en Composantes Principales sur les pourcentages des minéraux présents dans te sédiment total du forage LLC2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) Statistiquement on remarque que le mélange de sables et de graviers (zone 3) apparaît soit avec les argiles silteuses et les gyttjas, soit avec les tourbes. Ceci peut s'expliquer par la composition minéralogique de ce sédiment : il contient tous les types de minéraux. Dans tous les cas, l'échantillon supérieur (zone 5) se démarque des autres par sa composition.minérale (remblais) et la contribution de cet échantillon est toujours opposée aux autres dans les différents facteurs (zone 4). 139 Forage LLCl Forages LLC1-2 à 5 Forage LLC2 6 Calcite, dolomite, quartz, phyllosilicates 8 Phyllosilicates, Calcite, quartz 5 Quartz, phyllosilicates 7 Phyllosilicates, quartz 2 Phyllosilicates, quartz 4 Calcite, dolomite, quartz, phyllosilicates 6 Calcite, aragonite, dolomite l|||||i|j|l:| 3 Calcite, aragonite, dolomite S Calcite, quartz, phyllosilicates i Ai 4 Calcite, aragonite, pyrite 2 Calcite 3 Calcite j :|-flÌ|;PI|:||l 2 Calcite, plagi oclases e d le b a Calcite, dolomite, aragonite 1 Calcite, dolomite, aragonite 1 Calcite, dolomite, aragonite "IvI !*!: 11"-:! !£1 ilË£ ¦££&£ : llllfllJjlll Figure 2.39 : Comparaison des zones minéralogiques des trois forages du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 1.1.8. Comparaison des zones minéralogiques des trois forages : les associations minéralogiques La figure 2.39 montre les correspondances existant entre les zones minéralogiques définies dans les trois forages. Bien que relativement contrastées les zones minéralogiques identifiées dans ces trois forages relatent nécessairement une évolution commune de la composition sédimentaire dont l'expression varie d'un forage à un autre. Les aires grisées matérialisent les informations qui ne sont pas renseignées dans les forages. - La zone minéralogique RT I7 constituée par l'association minéralogique calcite- dolomite-aragonite, domine les 28 mètres de la base du forage LLCl. Elle est beaucoup moins développée dans le forage LLC 2, sur seulement 4 mètres. Les forages LLC 1-2 à 5 ont été réalisés pour étudier dans le détail la séquence holocène, il est donc logique que la partie profonde ne soit pas aussi documentée. - Les zones minéralogiques RT 2 et RT 4 des forages LLC1-2 à 5 sont uniques. Il n'y a pas de zone minéralogique à calcite majoritaire dans Ie forage LLC 2. Dans ce forage, les sous-zones RTl c et d ont des pourcentages de calcite élevés, mais ce minéral est accompagné de la dolomite et du quartz. On observe une bonne correspondance entre les zones RT 2 (LLC 1) et RT 3 (de LLC 1-2 à 5) où la calcite est majoritaire. 140 3 Dans les trois forages, on différencie très bien l'association minéralogique constituée par le quartz et les phyllosilicates. Elle est très développée dans le forage LLC 2 (zone RT 2). 1.1.9. Synthèse - Les argiles silteuses grises (sédiment glacio-lacustre) avec des niveaux de sables et/ou de graviers (cf. chapitre 1 de cette seconde partie, et annexes 3 et 4)sont caractérisées minéralogiquement par l'association calcite-dolomite-aragonite (zones RTl). - La craie lacustre est caractérisée dans les zones RT2, RT3 des forages LLCl et LLC 1-2 à 5 par deux associations minéralogiques : - un ensemble à calcite majoritaire ; ce n'est pas véritablement une association puisque la calcite est quasiment le seul minéral présent ; - une association à calcite, aragonite et pyrite. - Les craies brunes que nous avons en partie appelé gyttjas se caractérisent par une association à calcite, aragonite et dolomite. - Les véritables gyttjas que l'on rencontre dans les zones RT4/6 et RT 5/6/7 sont caractérisées par l'association minérale calcite-aragonite-dolomite avec du quartz et des phyllosilicates. - Les tourbes sont minéralogiquement très bien identifiées ; on y trouve essentiellement l'association quartz-phyllosilicates. La matière organique a un coefficient d'absorption atomique très faible, elle est comme transparente aux rayons-X, les minéraux présents sont donc mieux mis en évidence. Le pourcentage des indosés révèle en partie la quantité de matière organique qui n'est pas diffractée, mais également la présence de phyllosilicates. La limite supérieure des zones RTl correspond à la fin du Pléniglaci aire-Tardi glaciaire dans les trois forages. Cette limite peut être considérée comme une limite isochrone. Les autres zones et associations minéralogiques n'ont pas cet intérêt. La présence de dolomite est, pour l'Holocène, un indicateur de détritisme (dans le sédiment total) dès la fin de l'Atlantique ancien dans le forage LLCl. La succession des associations minéralogiques traduit une évolution dans la sédimentation depuis la base jusqu'au sommet du forage. Le remplissage de la cuvette lacustre débute par un sédiment détritique recouvert par un sédiment autochtone (craie ou tourbe). Ainsi, par le seul biais de l'analyse minérale d'une poudre provenant du marais, il est possible de retrouver le faciès sédimentaire auquel elle appartient en comparant les minéraux déterminés avec les associations minérales de ces différents faciès. .3 141 IC FSBtfC UXl H t-tt HU HIfHkI. ,M 9.fst a.foi J-MH i.y?* '-P?_ 1^?" 'P *-fj VJJiJjL-LLjj OUI UCl EV LBCLI «¦en» t-n m ^ j_: U^kJi* ,>>, Jl li«, JJfri/Hl,,« ^ rt...........îl Cnit Unit«: * ¦» "____BL. *1 W î Craies lacustres - UJ t» a.|ti '.• *.t I f StH C O VOUE UJl W LDCLC ÏO- Ä: -IB« Cp a < hi Oytt-lfi UmI* 2 :^j J—J—jL-A, iti .,¦ ¦-T" ' ?" '-P° »,ou i.io ____:____is____¦¦ "____a____Jo____— ¦¦____a____ Amp : amphibole CW : chlorite F-K : feldspati« potassique IS : illite/smectite K : kaolinite M : micas PIg : albite Fy : pyrite Q: quartz Figure 2.40 : Diffractogrammes caractéristiques des préparations orientées des sédiments du Marais du CoI- des-Roches (NE, CH) 1.2. MINÉRALOGIE DES FRACTIONS MINÉRALES ARGILEUSES < 2 pm ET 2 - 16jim La seconde étape de l'analyse minérale consiste à inventorier les minéraux de la fraction argileuse ou résidu insoluble (cf première partie au chapitre 1 § 3.3.2.4 et 3.3.2.5). L'étude consiste à identifier les phyllosilicates et à suivre leur répartition dans les fractions < à 2 um et dans la fraction 2-16 um. Pour servir de référentiel, des échantillons provenant des formations du bassin versant ont été analysés. 1.2.1. La fraction minérale argileuse < 2 um du forage LLC I Cette étude a porté sur 66 échantillons prélevés entre - 41 m et -10 m de profondeur. La figure 2.40 montre des diffractogrammes caractéristiques de chaque faciès sédimentaire 142 .3 Phylloiilicil« [ MLnénux tn gni 0 M) 4OT 0 MO 0 ICUO AND MOOSOlM Figure 2.47 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse < à 2 fjm glycolée des sédiments compris entre W et 41 m dans le forage LLC I du Marais du Col-des- Roches (NE, CH) obtenus lors des analyses des fractions granulome triques. Les minéraux phylliteux sont par ordre décroissant d'intensité représentés par les smectoïdes (smectite-illite), les micas, la kaolinite et la chlorite. Les smectoïdes sont des minéraux gonflants de la fraction < 2 urn qui passent de 16 à 17 A après traitement au glycol ; ils contiennent entre 70 et 80 % de couches gonflantes. Les minéraux en grains ne sont pas différents de ceux qui constituent le sédiment total ; leurs intensités sont très inférieures à celles des argiles et sont par ordre décroissant d'intensité représentés par le quartz, les feldspaths, l'albite, la pyrite et les amphiboles. Les intensités brutes des minéraux varient en fonction de la profondeur de prélèvement des échantillons (figure 2.41). Les données brutes se trouvent dans les annexes n° 24. On distingue une zone principale à smectoïdes entre 41 et 12 mètres de profondeur qui peut être subdivisée en 8 sous-zones et une zone à amphiboles décrites en annexe n° 25. Les zones sont intitulées F2- suivi du numéro de la zone (F : pour fraction, 2 : pour < 2 um). 1.2.2. Description des zones de la fraction minérale argileuse 2-16 um du forage LLC I Le cortège minéralogique de la fraction granulométrique décarbonatée comprise entre 2 et 16 um se distingue de celui de la fraction < à 2 urn par la présence de paragonite parmi LTUUI JUUI U mi Pjngonll« ---------1 Fhyllmiltam | ¦ ¦ ¦ , MkM(IOl Colorito ODI K iol tall* DOl -J MïnéniH fin grain Ftldspadu FMaulqi» Pyri» Amj*iBolr 0 SCO +300 0 BE «J 0 JlM «0 0 JM IMO 1 M IP 0 «0 t t ** S 1¾¾¾¾ Cytijj JL L l| At^Ictmblc | j SWiowninonprtlev* Figure 2.42 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse 2-16 um des sédiments compris entre 10et41 m dans le forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) les phyllosilicates (figure 2.42) ; les intensités brutes sont en annexe n° 26. Le cortège minéralogique des minéraux en grains comprend également le quartz, les feldspaths potassiques, les plagioclases, la pyrite et les amphiboles ; leurs intensités brutes sont nettement supérieures à celles de la fraction < à 2 um. Par ordre décroissant d'intensité on trouve les micas, le quartz, la chlorite, la !caolinite, les feldspaths potassiques, l'albite, Ia pyrite, les amphiboles et la paragonite. Le principal changement observé dans cette fraction concerne l'apparition plus tardive des amphiboles dans le sédiment (à -13 m), elle était identifiée à -14.50 m dans la fraction < 2 um. On remarque l'absence de paragonite en dessous de 36 m de profondeur. Au dessus de 14 m, sa présence est sporadique et les intensités relevées sont faibles. Les zones F16-2, F16-3 et F16-4 correspondent à des zones où les intensités des argiles et des rninéraux en grains sont en hausse. Entre chacune de ces zones on observe une diminution des intensités brutes de tous les minéraux. Dans ces trois zones, les intensités brutes de la pyrite varient différemment. On retrouve, comme dans la fraction < 2 um, une zone où la pyrite montre des intensités nettement plus élevées (zone F16-3). 144 2.3 Smectoïdes —I PhylItKiIleal« J---------------J ________________ I---------------iMinfrmixen crains j— Micas Ch lori t« Kiolinite 001 001 0Ol Quarti Ftldspiths-K Albit« Pyrit* UUi UUi UUi UU UU UUi UUi UUi UU UU =¦ 0 7 Gyiijas ISB Crai es lacustres EID **¦ ;s- y Figure 2.43 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse < à 2 ym glycolée des sédiments des forages LLC 1-3 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 1.2.3. Étude de la fraction argileuse et des minéraux en grains < 2 um des forages LLC 1-3/4 et 5 Les variations des intensités brutes (annexe n° 27) sont reportées sur la figure 2.43. La composition minéralogique de cette fraction argileuse est sensiblement comparable à celle rencontrée dans le forage LLC I (figure 2.41). 54 échantillons ont été traités ; ils concernent les sédiments compris entre -13 et - 8.60 m de profondeur. Les phyllosilicates sont représentés par des smectoïdes (smectite-illite), des micas, des chlorites et de la kaolinite. Les minéraux en grains sont essentiellement composés de quartz, de feldspaths potassiques, d'albite et de pyrite ; les amphiboles n'ont pas été identifiées dans ce forage. La zonation minéralogique conduit à distinguer 10 zones détaillées dans l'annexe n° 28 (figure 2.43). .3 145 2- 3? mm <**• in Figure 2.44 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse 2-16 um non glycolée des sédiments des forages LLC 1-3 à 5 du Marais du Cot-des-Roches (NE, CH) 1.2.4. La fraction minérale argileuse 2-16 um des forages LLC1-3/4 et 5 La figure 2.44 montre que la zonation minéralogique (annexe n° 30) de la fraction 2-16 um est quasiment identique à celle de la fraction < 2 urn. La paragonite ne figure pas parmi les argiles minérales et l'amphibole n'est pas identifiée parmi les minéraux en grains. Les intensités brutes (annexe n° 29) de l'albite sont très inférieures à celles qui ont été relevées dans le forage LLCl. Les intensités brutes des micas sont plus élevées ; celles de la chlorite et de la !caolinite sont comparables. Les minéraux en grains ont des intensités brutes légèrement supérieures à celles de la fraction < 2 um. Les zones différentes seront détaillées ci-dessous. La zonation utilisée est : zone F16 suivi du numéro de la zone. 146 Tous les minéraux minéraux argileux minéraux en grains i uu vu I UUUU LlLLl Facieur score ( I ) Fadeur score { 2) Fadeur score (3) Facteur score ( I ) Facteur score ( 2) Facteur score ( 1 ) Facteur score (2) Facteur score (3) hrd § i s ajpiles jillcutes crises 1 Smectites 3 Chlorite 5 Quartz 7 Albite IB I" ""»"S 0^" I_______! »ftiimcni non prtte^ 2 Micas 4 Kaolinite 6 Feld s paths S Pyrite 9 Amphiboles Figure 2.45 : Analyse factorielie en Composante Principales des données des intensités brutes des minéraux de la fraction < 2 ^m glycolée du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches 1.2.5. Traitement statistique des données de la minéralogie des fractions granulométriques < à 2 um et 2-16 um Nous avons essayé de traiter les données brutes issues de la diffraction des plaques orientées. Les données brutes sont dans les annexes 24, 26, 27 et 29. L'Analyse factorielie en Composantes Principales a été menée tout d'abord sur les intensités de tous les minéraux, sur les intensités des minéraux argileux, puis sur les intensités des minéraux en grains. Les échantillons correspondent aux observations et les minéraux aux variables. 1.2.5.1. Les fractions granulométriques < 2 fjm glycolée s Trois limites de contribution, séparant 4 zones, sont bien définies dans le forage LLCl (figure 2.45). La zone qui contient des amphiboles (zone 4) est en particulier bien individualisée même lorsque l'on ne s'intéresse qu'aux minéraux argileux. La base du forage LLCl, zone 1 entre 30 et 41 m de profondeur, est dans tous les cas clairement identifiée. A l'opposé, les résultats des analyses des forages LLC1-2 à 5 montrent des contrastes plus marqués entre les différentes limites de contribution (figure 2.46). Huit zones sont mises en évidence entre 13 et 8.60 m de profondeur ; les zones 1, 2, 3 et 4 sont les plus marquées. Il n'est pas possible de faire le lien entre le forage LLCl et les forages LLC 1-2 à 5 que ce soit par comparaison des zones minera logiques de la fraction granulométrique ou par le .3 147 ¦ Tbus les minerai« ¦ __. ,___ nünerwx ___, . minéraux____ I argileu* enpUta F«tnn*ort fra«».w, *. C^-CC - t_ .^ __ _; 8 ^ ™ ' --------ï 1—- — *f> - -- — ' ,— -^ __; *— — — _: __ ^. _: 9Vi 7 "¦'"" t_ _ _ [ r _ : 1 -H - _j ,__ ' — '--------- IHn ^- ___. — ^ZJZj ^- _— _Z; TuT îîT __ __[ ___________'¦ _ .. vu r ¦-------------- ¦ ™ " -—s—"¦ "— !_ ,_ -----!_____--------- . . - lOtt y y 6 JJ JJ U 1 . [_,. - -. . . — ---------i .— —* - - - L. . . ..... 5 IfCfIl UTÎTr IiJ "~5- -^ —y £ ^ ¦< ULI«) "J^ST^-tä. :.~ ~" " ì"**" """" " ' ' vi rr-^iiliï*,^-=r i" jj;-:ì; "¦i^--«'-L-"-'* ¦ m ¦f-ÖÜI: |: H^ i| l^lliillill ¦¦ëee^e; i:N^|:|'l'-|-.t 4 UUU I1W -i.^Sli'iULa: JO= £.*:*;¾* sis i'£i":i/l£Ï Ji: 'j-'^'jy.'- ¦£^i'i^i'iJii-ii"'- II-:; -a" JZS E=___ -s ^=W-*-- 3 irr - - - -Jft.. i -"==------- —"t----- —=1— "^ï-------- — 2 ILt -— ^^" —== ¦ ¦ I lïl IW ----="-:---- "fer ~ -S J*-^ Ì" =— If 3 ìì ïiitl "I**"'ülmia|iba ffii^S^ijj P0J" [JJJJj;Jl mia I ] ¦axnqiM 1 Smectites 3 Chlorite 5 Quaiu 7 Albiie 2 Micas 4 Kaolinite 6 Feldspaths 8 Pyrite Figure 2.46 : Analyse factorieile en Composante Principales des données des intensités brutes des minéraux de la fraction < 2 pm glycolée des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du CoI- des-Roches Tous les minéraux ¦ minéraux argileux Faneur score (I) 1000 i .i O « * O. ÏÏÎU^ilhM J ^ -¦-_______<_---ï-.- 1500 ---=^. mm 2000 —_ c- SOO — _— - 3000 -_ -":.;.J_7--:-^" =---¦¦ =.-¦¦ .' 3500 ^.-.JT^.--^ Z— 4000 - Facteur score ( 2) Facteur score (3) IJ - O - .J W J. * A. i) O minéraux engrains Facteurseore(I) Facteur score (2) Facteur score (I) Facteur score (2) k 1 Micas 3 Kaolinite 4 Quartz 6Albite EHS3 argiles sinenses Um gytijas i;S= = ;|craies | | sédiment non prélevé 2 chlorite 9Paragonite 5 Feldspaths 7Pyrite Figure 2.47 : Analyse factorieile en Composantes Principales des données des intensités brutes des minéraux de la fraction 2-16 pm du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches 8 Amphiboles 148 2.3 traitement mathématique des données. On pensait que le fait de traiter séparément les minéraux argileux des minéraux en grains allait apporter des éléments de réponses ; or, il n'en est rien. Il ne fallait peut -être ni travailler sur les données brutes ni choisir l'Analyse factorielle en Composantes Principales pour traiter ces données. Gindraux et Kubier (1989) s'étant heurtés à des problèmes comparables avaient préféré l'Analyse Factorielle des Correspondances selon Benzécri. Mais, il faut également rappeler que l'analyse des données permet de décrire un tableau de données tel qu'il est et qu'elle ne permet pas d'en tirer automatiquement des lois géologiques ou autres (Bouroche, Saporta, 1989 ; Gindraux, Kubier, 1989; Dean, 1993). i--------------Tous les minéraux - Facteur score (1) Facteur score {2) Figure 2.48 : Analyse factorielle en Composante Principales des données des intensités brutes des minéraux de la fraction 2 -16 pm des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Rocbes 1.2.5.2. Les fractions granulométriques 2 -16 /jm Le traitement statistique des données brutes de la fraction 2-16 um permet d'individualiser beaucoup plus précisément des limites de contribution qui peuvent être mises en relation avec des limites de zones minéralogiques décrites plus haut. Les zones F16- 3, F16-6 et F16-8 sont clairement identifiées sur la figure 2.42. Ces zones minéralogiques coïncident avec les zones 2, 4 et 6 (figure 2.47) qui présentent des contributions élevées et comparables sur plusieurs échantillons. La figure 2.48 permet de distinguer huit zones dans le forage LLC 1-2 à 5. Ces zones peuvent également être mises en relation avec les zones minéralogiques de la figure 2.44. ________ ______ minéraux _____ ______ minéraux ______ argileux en grains Facteur score (3) Facteur score (1) Facteur score ( 2) Facteur score (1) Facteur score (21 MDOl MOOl forage LLCl O M002 forage LLC1-5 IQA(OOI) F [V. B ioti [c // Phengites M005 MC02 M005 / Q Fraction 2-16 Jim Fraction < 2 jjm glycolée * ^^ D'iprti Key« Kubier, 19S3 M002 M005 M002 M005 2 A COOS) Figure 2.49 : Représentation triangulaire des séries harmoniques des micas des sédiments des forages LLC 1 et LLC 1-2 à 5 du Marais du Col- des-Roches (NE, CH) Fraction 2-16 (im Fraction < 2 jim glycolée Seule la limite entre les zones 6 et 7 de la figure 2.48 est difficilement repérable. Cette limite correspond à la base de la zone minéralogique F16-8. On remarque sur la figure 2.48 que ce sont les contributions des échantillons sur le facteur score 3 (tous les minéraux) et sur le facteur score 2 (des minéraux en grains), qui permettent l'individualisation la plus nette de cette zone. Les intensités brutes de la pyrite sont à l'origine de cette observation. Toutefois, on constate que le facteur score 1 (minéraux argileux) montre des contributions moins élevées avec les niveaux inférieurs (zone 6). Ces contributions sont opposées à celle de la zone 8. Dans ce cas, on est en droit de penser que la variation du contenu minéralogique observé dans la zone F16-8 correspond à une réalité géologique puisqu'elle est également identifiée mathématiquement. 1.2.6. La représentation triangulaire des séries harmoniques Ce type de représentation est un moyen d'apprécier la composition chimique des minéraux argileux à partir des intensités brutes des séries harmoniques (cf : première partie, chapitre 2 : "Méthodes et Techniques", § 3.3.2.6). 1.2.6.2. la série harmonique des micas La figure 2.49 illustre les résultats de la représentation des pics des micas pour les deux types de fractions (< 2 um glycolée et 2-16 um). Les côtés des triangles sont gradués tous les 10 %. En effet, la mesure des réflexes 001, 002 et 005 permet de déterminer plus précisément la nature des micas (Rey, Kubier, 1983). - La fraction granulométrique décarbonatée < 2 um glycolée présente une seule plage non dispersée dans le forage LLC 1 et les forages jumeaux LLC 1-3/4 et 5. Par comparaison 150 .3 avec les travaux de Rey, Kubier (1983), la plage couverte par les points des forages du Locle correspond au domaine des phengites, micas dioctaèdriques. - La fraction granulométrique décarbonatée comprise entre 2 et 16 um, présente deux nuages de points peu éloignés dans le cas du forage LLC I, un seul nuage dans le cas des forages jumeaux LLC 1-3/4 et 5. Les plages de points sont peu dispersées ; elles correspondent au domaine des phengites. La comparaison de la position des plages des micas montre que le matériel analysé est le même dans les deux fractions granulométriques (< à 2 um glycolées et 2 et 16 um) de ces forages. Les sédiments lacustres du Col-des-Roches contiennent dans les différentes unités lithostratigraphiques des micas détritiques qui sont des phengites. Cette origine est CHL002 CHL002 forage LLCl-2 à5 7A<002> Fole Fernque Fraction 2-16 jim CHL003 CHLOOl Fraction <2 ILm Glycolée CHL 002 forage LLO 14A (001) D'après Oinuma el al., 1972 4.7 A (003] CHL 003 CHLOOI Fraction 2-16 \im Fraction < 2 fim glycolée Figure 2.50 ; Représentation triangulaire des séries harmoniques des chlorites des sédiments des forages LLC I et LLC 1-2 à 5 du Marais du Col- des-Roches (NE, CH) corroborée par les travaux de Pochon, (1976,1978) qui a montré que les micas contenus dans les sols du Haut-Jura sont hérités de la roche mère. Les micas contenus dans les sédiments lacustres sont hérités de la roche mère et des sols. 1.2.6.2. la série harmonique des chlorites La figure 2.50 illustre les résultats de la représentation des pics des chlorites pour les deux types de fractions (< 2 um glycolée et 2-16 um). Une graduation des côtés des triangles correspond à 10 % . - La fraction 2-16 um donne une plage relativement peu étendue pour le forage LLC I. A l'inverse, une aire avec une importante dispersion des points caractérise les mesures des forages jumeaux ; la dispersion est peut être due à l'hétérogénéité du matériel- - La fraction < 2 um glycolée du forage LLC 1 montre, quant à elle, une plage unique mais très allongée selon le rapport ChI 001/ChI 002. Pour les forages LLC 1-3/4 et 5 on observe une dispersion importante des valeurs mesurées suggérant, en partie, la présence d'un matériel différent. Par comparaison avec les travaux de Oinuma et al., (1972), on remarque que la composition chimique des chlorites varie selon la fraction granulométrique considérée. Mais, la composition chimique des chlorites est comparable d'un forage à l'autre. La dispersion des points laisse penser que la composition chimique des chlorites varie d'un niveau à l'autre. 1.3. LES ANALYSES MINERALES DES FRACTIONS ARGILEUSES DES SÉDIMENTS OEHNINGIENS DU BASSIN VERSANT Dans le but de préciser la nature minéralogique des formations du substrat dans cette partie du bassin, un forage à la tarière, situé vers le lieu-dit "la Molière" a été exécuté (cf. figure 1.20). Sept échantillons prélevés au hasard sur cette colonne sédimentaire ont été Smectoïdes Micas 001 Chlorites 001 Kaolinite 001 Quartz 200 400 0 I«-nmm m&m 2SO- j&ijjiajsifäffi - W3W&!$à 320-SIS mmm nnm wmm mmmm 4iijgsppj^ tes^gàsiiji - ^H ¦HH mm 41°-miillli "l^B -wmmm - mmmmß -m 1 "l II "1111111111 ¦Ml terre végétale Figure 2.51 : intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction minérale argileuse inférieure à 2 pm glycolée des marnes de l'Oeningien Moyen du Locle (NE, CH) analysés. Les fractions granulométriques ont été séparées et analysées de la même manière que pour les forages dans les sédiments quaternaires ; l'assemblage minéralogique est le suivant : - pour les phyllosilicates : micas, chlorites, kaolinite, smectoïdes ; - pour les minéraux en grains : quartz et feldspaths potassiques. profondeur % smectite dans % illite dans smectoïdes smectoïdes en cm les smectoïdes les smectoïdes 002 (CPS) 003 (CPS) 100 85 15 93 77 160 91 9 162 97 280 86 14 163 127 320 86' 14 111 62 410 87 13 169 168 560 86 14 122 133 152 Tableau 2.1 : Appréciation des pourcentages d'illite et de smectite dans les smectoïdes des marnes de l'Oehningiens Moyen du iode .3 1.3.1. La fraction < 2 firn glycolée Ce sont les intensités brutes (annexe n° 31) des smectoïdes (figure 2.51) qui fournissent les valeurs les plus élevées (elles dépassent 2000 CPS). Seul l'échantillon n°10 n'atteint pas 1500 CPS. Les intensités brutes varient peu le long du profil. Le calcul des pourcentages de smectite (couches gonflantes) dans ces smectoïdes atteint 85 % (tableau 2.1). Les intensités brutes des micas sont très inférieures à celles des smectoïdes ; elles oscillent entre 200 et 400 CPS avec un minimum à 160 cm. Leur amplitude de variation n'est pas importante. Les intensités brutes de la chlorite sont encore plus faibles que celles des micas. Elles diminuent entre 160 et 320 cm pour atteindre des valeurs inférieures à 100 CPS. Dans la partie profonde du forage, elles dépassent les 300 CPS. Les intensités de la kaolinite montrent, dans ce forage, une répartition comparable à celle des micas et de la chlorite avec des intensités brutes nettement plus élevées ; elles sont supérieures à 1000 CPS à la base du forage. Micas 001 Chlorites 001 Kaolinite 001 Quartz Ftldspaths-K 0 3000 120 0 2000 300050 im-bm.ï-ga fl j =r iÊ0-inzmi -[zum ï ¦p ¦m &TTR -33 -Z3 -E— -im 1,1311165 Y/sy/A terre végétale Figure 2.52 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction granulométrique 2-16 ym des marnes de l'Oeningien Moyen du Lode (NE, CH) La distribution du quartz est opposée à la répartition des argiles. En effet, les valeurs des enregistrements sont maximum entre 10 et 160 cm. Ce minéral semble Ie moins bien représenté. 1.3.2. La fraction 2-16 um Les minéraux composant cette fraction granulométrique (figure 2.52) diffèrent de la fraction précédente par la présence des feldspaths potassiques. Comme dans la fraction < 2 um, les intensités brutes (annexe n° 32) des micas sont comparables, elles varient peu le long du profil. Les intensités brutes de la chlorite ne sont pas plus importantes dans cette fraction. Elle est peu abondante entre 10 et 100 cm, elle l'est nettement plus en profondeur. Les intensités brutes de la kaolinite sont plus élevées entre 410 et 560 cm. Mais les valeurs des intensités de ce phyllosilicate sont plus faibles dans cette fraction que dans la fraction < 2 um. La distribution du quartz n'apporte pas d'éléments nouveaux dans la fraction 2-16 um bien que les valeurs soient beaucoup plus fortes. Malgré les faibles intensités, la répartition des feldspaths potassiques permet d'identifier deux ensembles. Le premier est constitué par les échantillons 10,100,160 où des 5^002' D'après Rsy et Kubkr, 1983 ^(005) 7A(OEE) Fraction < 2 Jim glycolée M 0^ CHL 002 Fraction 2-16 (im moos Fraction 2-16 |im Fraction <2 um Glycolée Figure 2.53 : Représentation triangulaire des séries harmoniques des micas et des chlorites des niveaux oehningiens du Lode (NE, CH) valeurs supérieures à 50 CPS peuvent être notées, ces intensités baissent nettement en dessous de 50 CPS entre 160 et 280 cm. Dans le second ensemble, entre 280 et 560 cm, les intensités brutes sont en régression constantes. 1.3.3. Les séries harmoniques des sédiments oehningiens Les intensités brutes qui ont été relevées pour les harmoniques des micas de la fraction < 2 um montrent que les micas sont entre les illites et les phengites (figure 2.53). Par contre les micas de la fraction 2-16 um sont plutôt des phengites. 154 .3 Les intensités brutes des chlorites donnent, pour les deux fractions granulométriques de ces marnes, un nuage de points très dispersé, globalement centré sur le domaine ADE. L'analyse des fractions granulométriques de ces marnes montre que le matériel diffère sensiblement d'une fraction à l'autre. 1.4. COMPARAISON DES ZONES MINERALOGIQUES DES FRACTIONS ARGILEUSES DES SÉDIMENTS LACUSTRES ET OENINGIENS Nous avons vu précédemment, qu'il est très difficile d'établir une correspondance entre les zones minéralogiques de la base des forages LLC 1-2 à 5 et celles du sommet du forage LLCl bien qu'une partie commune de trois mètres (craies lacustres et début des argiles silteuses grises) ait été analysée. Ce problème résulte de l'absence de deux minéraux (paragonite dans la fraction 2-16 um et l'amphibole dans les fractions inférieures à 2 um et 2- 16 um) dans les forages LLC1-2 à 5. Mathématiquement cette synchronisation des forages est difficile à établir de manière sûre. Toutefois, les zones minéralogiques des deux fractions sont cohérentes pour un même forage (figure 2.54). La plupart du temps, les intensités Forage LLCl (entre 41 et 10 m de profondeur) Forages LLCl-2 à 5 (entre 13 et 8-70 m) Forage LLO (entre 41 et 10 m de profondeur) Forages LLCl-2 à 5 (entre 13 et 8.70 m) f amphiboles1 !- B PB -v Z ft > > I tx .imphibolr. .->Uue-sm«iii^ ¦.¦..¦: fi chforitv ¦ kd oli ni tu albite.pyri«. , »!bile, pyrite 1 kaolin ile ï 10 chlorile, tan I in i tv. > ! I I 9 8 çhlarat, mien*... fcaoliniir : . .... . pyntt, ¦ ; ffildîpjihs-k 7 chlantr. kxiliniir 6 pyrile, qu.irtz ! i 5: . unirti 4 •metiDÏde'. te]d\p.iths pous* ique* I î 3^ * irectoïles.. ;-: : '2. ::*m*cïc*d«.: . -.quarlà:-' 1 >ni«tutd& Violini rr 8 amphiboles. Albi te B PB Z > > I paragonite 7 quartz « 5 4 phyllosilicatBd minéraux en crains 3 pyrite et phvllcHilicates 2 fëld spaths, . micas....' ; quarti. 1 mtais chlorite kióliriìte . on ri min*ra log^u* kt plu« nurqa+« 10 ! tou»toï min4niù> .' 9 8 '¦ fTr!,r- . / . Mdspaihvk.,.- 7 6 . mkas,". . icnlntmu* ¦ iremo™ ' 5 4 " -DUfAS, qUIVtf . 3 2 .- kdolinifi*, " *loci»- I rmnfrain K,. Figure 2.54 : Synthèse des analyses sur les fractions argileuses des forages du Marais du Col-des-Roches (NE1 CH) avec les phases les plus caractéristiques brutes des minéraux de la fraction 2-16 um sont supérieures à celles de la fraction < à 2 um. Les interstratifiés (smectoïdes) sont constitués entre 70 et 85 % par de la smectite et à 25 à 30 % par de l'illite (tableaux 2.2 et 2.3). Ces smectoïdes de type smectite-illite sont absents 155 Prorondeur % de smectite % d'illite smectoïdes smectoïdes en cm dans les smcctoîdes dans les smectoïdes 002(CPS) 003(CPS) 2103 82 18 47 24 2250 78 22 92 65 2278 72 28 40 25 2522 79 21 47 35 2553 78 22 58 44 2833 83 17 29 16 2855 80 20 24 22 3028 77 23 38 27 3058 82 18 52 35 3075 80 20 54 48 3104 79 21 47 37 3121 75 25 45 37 3194 73 27 33 30 3223 80 20 35 19 3349 79 21 56 40 3901 76 24 37 34 4037 76 24 27 21 Tableau 2.2 : Appréciation du pourcentage d'illite dans les smectoïdes du forage LLC I Tableau 2.3 : Appréciation du pourcentage d'illite dans les smectoïdes du forage LLC 1-5 du Lode profondeur % smectite dans % iUite dans smectoïdes smectoïdes en cm les smectoïdes les smectoïdes 002 (CPS) 003 (CPS) 1255 80 20 39 28 1265 77 23 56 35 1270 85 15 80 60 1275 79 21 72 53 1280 84 16 38 30 1285 83 17 93 72 1290 76 24 78 41 1295 82 18 60 31 de la fraction 2-16, ils sont remplacés par la paragonile dans le forage LLC I uniquement. Toutefois, les diagrammes triangulaires comme le calcul des pourcentages d'interstratifiés révèlent que le matériel analysé (sur près de 32 m dans LLC 1) est de nature minéralogique comparable à celui des forages LLC1-2 à 5. Les marnes de l'Oeningien Moyen qui constituent par endroits, la base des sédiments lacustres, ont une composition minéralogique peu différente de celle des sédiments lacustres. Les micas et les chlorites sont de nature et de composition chimique identiques. De plus les smectoïdes, contenant plus de 85 % de couches gonflantes et 25 % d'illite environ, sont identifiées dans les sédiments lacustres et les marnes du bassin versant. En dépit des difficultés décrites plus haut, trois objectifs importants ont été atteint par l'étude des fractions granulométriques < à 2 um et 2-16 um. Nous avons observé une évolution du contenu minéralogique des fractions dans les différentes unités sédimentaires qui composent le sédiment lacustre du Col-des-Roches. - Il a été possible de montrer que Ia composition minérale des fractions argileuses varie pour des sédiments qui présentaient, en apparence, une composition minérale (sédiment total) homogène : zones RT le (LLCl), RT 2 (LLCl), et zones RT 3 et.RT 4 (LLC1-2 à 5) pour les périodes allant du Pléniglaciaire à l'Holocène. 156 - Le second résultat concerne la mise en évidence de l'amphibole dans les fractions < à 2 et 2-16 um du forage LLC 1 alors que ce minéral n'était pas identifié dans le sédiment total (craies lacustres) en raison de l'abondance de la calcite. Par ailleurs nous avons vu, d'après les fractions, que le taux de pyrite est plus important qu'il ne le paraissait dans le sédiment total. - Le troisième résultat concerne les zones F2-8 et F16-S. La recrudescence de la pyrite, du quartz, des feldspaths et des argiles est indubitablement la manifestation d'une récurrence détritique qui se développe dans la craie lacustre au milieu du Boréal. 1.5. INTERPRÉTATION - DISCUSSION 1.5.1. Les apports de l'analyse minéralogique des sédiments du Locle Les minéraux que nous avons identifié dans les poudres de la "roche totale" de même que ceux qui le sont à travers les fractions granulométriques (< à 2 um et 2-16 um) sont pour les forages du marais du Col-des-Roches : - la calcite, la dolomite, l'aragonite, le quartz, les feldspaths potassiques, les plagioclases, la pyrite et les phyllosilicates. Parmi les phyllosilicates sont principalement identifiés : - des smectoïdes, du mica, de la chlorite, la kaolinite et de la paragonite. Les minéraux accessoires déterminés dans les résidus insolubles < à 2 um et 2 et 16 um sont peu différents de ceux de la "roche totale" : - le quartz, les plagioclases, les feldspaths potassiques, l'amphibole et la pyrite. D'une manière générale, la dolomite entre dans la composition des sédiments de la base des trois forages (LLC I, LLC 1-3/4/5 et LLC 2) avec une certaine quantité d'aragonite et de calcite. La présence de ces minéraux coïncide avec le faciès des argiles silteuses grises du Pléniglaciaire et du Tardiglaciaire avec ou sans niveaux sableux intercalés. Les smectoïdes et la paragonite sont principalement rencontrés dans cette unité litho strati graphique. Les autres minéraux argileux (les micas, les chlorites et la kaolinite) sont ubiquistes, mais présentent leurs intensités brutes les plus élevées dans les argiles silteuses grises. Les phyllosilicates sont surtout représentés dans les argiles silteuses basales, les gyttjas et les tourbes. La calcite est le minéral principal des craies lacustres du Préboréal et du Boréal. Dans ce faciès on trouve des amphiboles et de l'albite. L'identification des smectoïdes et de la paragonite, y est rare ; la dolomite est absente. Les fractions granulométriques des tourbes du forage LLC2 apparaissant riches en phyllosilicates et en quartz n'ont pas été étudiées dans le détail. Cependant, les gyttjas qui montrent de fortes intensités brutes pour les phyllosilicates dans le sédiment total n'ont pas révélé des intensités brutes importantes lors de l'analyse des fractions argileuses. 157 .3 1.5.2. Analyse numérique des données L'Analyse Factorielle en Composantes Principales des pourcentages des minéraux (de .6 .4 .2 5 0 « "•-.2 -.4 -.6 -1 \ Dolomite \ • \ Aragonite \ Feldspaths-K» \ \ \ N, ^ Plagiocjases / y Calcite Indosés Quartz Minéraux AUochtones Phyllosilicates Pyrite n Minéraux Authochtoncs .6 .4 .2 1 0 u a "¦-.2 -.4' -.6 -1 -.6 -.4 -.2 0 .2 Facteurl .4 .6 -1 \ \ \ \ \ Calcite \ \ Feldspath -K Quartz IA' \ \ Aragonite \ . \ Dolomite Minéraux Carbonates Minéraux Silicates et autres Pla^ioclases Phyllosilicates 4. S Pyrite Indosés -1 -.8 -.6 -.4 -.2 0 .2 Facteurl .4 .6 .8 Figure 2.55 : Analyse factorielle en Composantes Principales des données de la minéralogie (pourcentages) des sédiments du forage LLC 1 du Marais du CoI-des-Roches (NE, CH) tous les échantillons), permet à travers les deux premiers plans factoriels la distinction d'un groupe formé par les minéraux allochtones (figure 2.55) : dolomite, quartz, aragonite, plagioclases, phyllosilicates, feldspaths potassiques et d'un second groupe formé par les minéraux autochtones : calcite et pyrite. Ce traitement statistique permet également de faire la distinction (figure 2.55) de deux grandes familles de minéraux. Il s'agit de la famille des minéraux silicates et non silicates. La seconde famille se distingue de la première par la nature de ces éléments, ces derniers sont en effet des minéraux exclusivement carbonates : calcite, aragonite et dolomite. 1.5.3. Les associations minéralogiques La composition des diverses associations minéralogiques dépend de l'évolution du rapport entre les minéraux endogènes et terrigènes. Ce rapport est fortement influencé par les saisons, la localisation géographique et la profondeur de l'interface sedimentale (Bapst, 1987 ; Schwalb, 1992). Les associations minéralogiques qui sont définies ici dépendent essentiellement de l'origine des apports. 2.5.3.2. L'association minéralogique 1, le faciès des argiles silteuses grises Cette association, correspondant à la zone minéralogique RTl des forages LLC I, LLC 1-2 à 5 et LLC 2, regroupe les minéraux suivant : calcite, dolomite, quartz, aragonite, smectoïdes. Les micas, la chlorite et la kaolinite constituent une part infime des 158 .3 phyllosilìcates. Les principaux minéraux en grains des fractions argileuses qui peuvent être rencontrés sont principalement le quartz, les feldspaths et la pyrite. Tous ces minéraux sont identifiés dans les argiles silteuses grises du Pléniglaciaire et du Tardiglaciaire. 1.5.3.2. L'association minéralogique 2, le faciès des craies lacustres L'association minéralogique 2 (RT2 ; de - 12,30 m à - 10 m LLC 1 et LLC1-2 à 5) comporte exclusivement de la calcite et de l'aragonite. La dolomite est absente. Les minéraux argileux ne comprennent pas (ou peu) de smectoïdes, de micas, de chlorite et de kaolinite ; ces minéraux n'ont, d'après les intensités brutes, qu'un rôle accessoire. 1.5.3.3. L'association minéralogique 3, le faciès des gyttjas et des tourbes L'association minéralogique 3 se distingue par l'absence de calcite mais par la présence de phyllosilìcates et de quartz. Ces minéraux sont rencontrés majoritairement dans les tourbes. Les gyttjas contiennent une certaine quantité de calcite, dont les proportions sont variables mais systématiquement en quantité inférieure à celle des craies, en mélange avec les phyllosilicates et le quartz. Dans le forage LLC 2, les tourbes sont très bien représentées et permettent de suivre la distribution de ces minéraux. Nous avons remarqué que la quantité de phyllosilicates n'est, en réalité, pas aussi importante qu'elle ne le paraissait par la diffraction du sédiment total. Toutes les intensités brutes des micas, des chlorites et de la kaolinite sont peu élevées. Il faut toutefois reconnaître, comme Bapst (1987), que cette classification est très rigide malgré l'excellent cadre général qu'elle constitue. Souvent l'attribution de certains minéraux à une association plutôt qu'à une autre reste difficile car des minéraux peuvent avoir une origine multiple comme par exemple la calcite, le quartz. 1.5.4. Les faciès sédimentaires Les analyses minéralogiques qui ont été effectuées sur les sédiments du Marais du Col-des-Roches conduisent à la reconnaissance de trois associations minéralogiques qui peuvent être mises en regard des données sédimentaires. Ces faciès sédimentaires sont au nombre de trois : les argiles silteuses grises et les sables glacio-lacustres, les craies lacustres et les limons organiques. Nous pouvons, après analyse, subdiviser ces faciès à partir des proportions des minéraux rencontrés. 1.5.4.1. Les argiles silteuses grises Fortes de la présence de 2.5 à 5 % de dolomite, 50 % de calcite et 2.5 à 4 % d'aragonite, ces argiles ont une composante minérale relativement homogène et stable d'un forage à l'autre (figure 2.56). Les valeurs qui sont citées ici sont des moyennes calculées sur certaines portions des forages. Les niveaux sableux qui alternent avec les niveaux argileux ne montrent pas une composition minéralogique différente, les minéraux sont les mêmes dans les différentes fractions granulométriques. Nous avons vu plus haut, qu'un même minéral se rencontre aussi bien dans le sédiment total que dans les fractions minérales fines (< à 2 um et 2-16 um). .3 159 Argiles du forage LLC1-2 ^" du foraSe LLC2 Figure 2.56 : Pourcentages moyens des différents minéraux (association minéralogique 1) constituant les faciès des argiles silteuses grises. L'origine détritique des minéraux composant ce matériel sera discutée plus loin. Celle- ci sera attestée par les analyses des formations du bassin versant et par des données de la littérature (Favre, 1911 ; Favre et al, 1937 ; Kubier, 1962 a, b). 1.5.4.2. Les craies lacustres Nées des phénomènes biochimiques et/ou des précipitations physico-chimiques (Hakanson et Jansson, 1983 ; Kelts et Hsii, 1978 ; Portner, 1951 ; Magny, 1991 a, b ; Schwalb, 1992), les craies lacustres renferment nettement plus de 85 % de calcite et de 0 à 1 % de pyrite. Ces taux peuvent être beaucoup plus élevés, par exemple les craies du lac de Zürich contiennent plus de 95 % de carbonates, avec une composante détritique infime (Kelts et Hsü, 1978). Au début de ce siècle déjà, Joukowsky et Buffle (1938) décrivent la composition des craies du Léman ; elles renferment de la calcite en quantité nettement supérieure à celle contenue dans les sédiments glacio-lacustres. Parallèlement, ces auteurs remarquent l'apparition progressive de la pyrite (environ 2 %) conjointement à l'augmentation de calcite. Moscariello (1996) décrit dans ce lac, à partir des données provenant du même diffractomètre, des craies qui contiennent environ 70 % de CaCC^ et 7 % de pyrite. Les craies du lac de Neuchâtel, contiennent de la dolomite mais pas de pyrite (Kübler/1988 ; Schwalb, 1992). Les craies lacustres du paléolac du Locle (figure 2.57) contiennent, d'après la diffraction, environ 2 à 3 % de pyrite dans les fractions argileuses entre -10.30 et 12.00 m de profondeur. La sur-représentation de la calcite masque probablement ce minéral (Klug, 160 -------------------------------------------------2.3 Craies lacustres du sondage LLCl Craies lacustres du sondage LLC1-2 ] n dosés 5,5! % Araponite 1,35% __Quam 125% Do I ornile 03*¾ Q-JJi iti 0.419% lndo»s 10.778¾ At3gonireO,S21 Figure 2.57 : Pourcentages moyens des différents minéraux (associations minéralogiques 2 et 3) constituant les faciès des craies des tourbes. Alexander, 1974 ; Starkey et al, 1984) lors des analyses des poudres. L'origine de cette pyrite est probablement endogène comme le pensaient également Joukowsky et Buffle en 1938. Cette origine endogène est en partie corroborée par l'analyse statistique des données (figure 2.55). Les craies du Locle ne comportent pas de dolomite comme celles du Lac de Neuchâtel et le Léman. L'assemblage minéralogique présenté ici souligne l'épisode de sédimentation authigénique, c'est à dire de précipitation biochimique et chimique des carbonates qui forment les craies de ce lac. Portner, 1951, Kubier, 1962 a, b, 1988 ; Serruya, 1969 ; Bapst, 1987 ; Schwalb, 1992 ; Zeroual, 1995 ; Moscariello, 1996 ; Filippi, 1996 entre autres car d'autres travaux sont en cours, signalent des épisodes comparables du point de vue minéralogique dans le lac de Neuchâtel, le Loclat, le Léman, le lac IsIi. 2.5.4.3. Les tourbes A l'opposé des craies, les tourbes se traduisent aux rayons X, par la quasi absence de minéraux excepté les phyllosilicates et le quartz (figure 2.58). L'origine du quartz dans les Tourbes du sondage LLCl Tourbes du sondage LLC2 Qjartz 2.75% PvrileO.10% Oldie 0,39% Quartz 7¾- Figure 2.58 : Pourcentages moyens des différents minéraux (associations minéralogiques 2 et 3) constituant les faciès des craies des tourbes. 3 des sedfflienîs- M tourbes peut être soit détritique (lessivage, apports éoliens) soit endogène (squelette des diatomées, ou feuilles des laîches). Les diatomées comme les laîches sont abondamment rencontrées dans les tourbières (Finney et al, 1968). Dans le forage LLC 1, les tourbes alternent avec des gyttjas de façon non homogène ; les tourbes se reconnaissent toujours à leur taux de phyllosilicates et à l'absence totale de calcite (en roche totale). Par contre il est possible de rencontrer de l'aragonite. Les alternances de tourbe et de gyttja traduisent les étapes successives de passage du milieu lacustre au milieu palustre. Cette phase de sénilité (Magny, 1991 a, b, 1992 b) s'est achevée artificiellement au début de ce siècle (Jaccard, 1892). 1.5.4.4. Les gyttjas En marge de ces deux faciès (tourbes et craies lacustres), les gyttjas (figure 2.59) peuvent être définies minéralogiquement comme un continuum entre les tourbes et les craies. Une gyttja est un faciès de comblement ou d'émersion (Magny, 1991 a, b, 1995 a, b, c, d). Ce faciès a une composante minéralogique dominée par la calcite. Le pourcentage des minéraux indosés y est nettement moins élevé que dans les tourbes. A priori, il est très difficile de distinguer une gyttja crayeuse d'une craie lacustre sur la seule vue des diffractogrammes ; une gyttja crayeuse est d'après les analyses minérales une craie organique (ou craie brune). La plupart des gyttjas décrites dans ces forages sont en fait des craies brunes. Gyttjis U.C1-5 44,05/5,00 m) GyHj B LLO-S (5,30/7,ODm) GyttjïS LtCl-S (7XK)KAOm) Figure 2.59 : Pourcentages moyens des différents minéraux (association minéralogique 3) constituant le faciès des gyttjas. 1.5.5. Origine sédimentaire Dans la région, les associations minéralogiques des bassins sédimentaires sont surtout connues grâces à la multiplication des analyses effectuées au LMPG à Neuchâtel depuis les 162 -------------------------------------------------2.3 années 70. Les premiers travaux ont surtout concerné les assises du Jurassique et du Crétacé (Persoz, Steinhauser, 1970 ; Persoz, Remane, 1976 ; Persoz, 1982 ; Adatte, Rumley, 1984 ; Adatte, 1988). D'autres auteurs comme Pochon, 1976 et 1978 ; Turberg, 1987 ; Adatte, Rentzel, Kubier, 1991 ; Schwalb, 1992 ; Di Giovanni, 1994 ; Bichet, 1997 ont surtout travaillé sur le Quaternaire. 2.5.5.2. Les minéraux carbonates La calcite, la dolomite et l'aragonite contenues dans les argiles silteuses grises sont des minéraux hérités de la roche mère (au sens large) qui est représentée par les séries du Jurassique Supérieur, le Crétacé et enfin le Tertiaire. Cet héritage était déjà plus ou moins bien connu depuis les travaux de Favre (1911) et de Kubier (1962 a, b). La calcite provient, en partie, de la très grande porosité et altérabilité des craies lacustres du paléolac tertiaire (Burger, Schaer, 1996). Ces craies lacustres tertiaires contiennent plus de 95 % de calcite sous forme de concrétions carbonatées (Kubier, 1962). Une certaine quantité de calcite détritique peut également provenir des assises jurassiques et crétacées. L'aragonite est le constituant secondaire des craies lacustres des niveaux oehningiens du Locle (Kubier, 1962 a, b). Il n'est pas rare qu'elle soit accompagnée de dolomite. La présence d'aragonite, dans les sédiments quaternaires, provient d'un héritage des charbons feuilletés (faciès organogènes) de l'Oeningien supérieur qui contiennent une abondante faune malacologique (20 à 35 % du sédiment) (Kubier, loc. cit. ; Favre, 1911 ; Favre et ah, 1937). La dolomite contenue dans les sédiments quaternaires (du Pléniglaciaire à l'Holocène) est également un indicateur du détritisme. Cette dolomite est héritée des niveaux oeningiens inférieurs et du Portlandien (Pochon, 1978) mais les couches jurassiques en sont suffisamment riches pour alimenter la bassin loclois (Kubier, 1962). Cet auteur montre que la dolomite des faciès oeningiens est héritée du Portlandien. Le rapport dolomite/calcite pourrait permettre de fixer la limite entre la sédimentation détritique et authigénique (Kubier, 1962), mais il serait superflu de la présenter ici en raison du changement notable de sédiment à 13 m de profondeur. La calcite contenue dans les craies lacustres quaternaires est, à l'opposée, d'origine endogène. Les résultats des analyses sédimentologiques seront discutés plus loin. Cependant, sur la base de travaux antérieurs, Magny (1991 a, b, 1992 b) est capable d'identifier dans ces craies différents types de concrétions carbonatées provenant d'activité biologique. Une autre partie de la calcite du Locle provient de l'activité phytoplanctonique. Lorsque le taux de calcite devient élevé (apparition des craies lacustres) les marqueurs du détritisme (dolomite, aragonite, quartz, smectites, phengites chlorite...) disparaissent. Il reste toutefois possible qu'une part accessoire de la sédimentation carbonatée soit d'origine détritique comme c'est le cas par exemple dans le lac de Neuchâtel actuellement (Schwalb, 1992). A l'avenir, nous pourrions effectuer un examen microscopique approfondi du sédiment pour apprécier, entre autre, l'ampleur de la re-sédimentation de calcite plus ancienne. .3 163 1.5.5.2. Le cas de la pyrite Nous avons vu que la pyrite fait figure de minéral autochtone ; il est rencontré aussi bien dans les argiles silteuses grises que dans les craies lacustres et les niveaux gyttjas, en l'absence de toutes traces de dolomite. L'analyse en composante principale met très bien ceci en évidence (figure 2.55). Ce minéral, révèle également des conditions réductrices du milieu de dépôt en présence d'une hauteur d'eau peu agitée (Raiswell, Canfield, Berner, 1994). Pour Joukowsky et Buffle (1938), l'origine endogène de la pyrite est incontestable et doit jouer un rôle important en raison des proportions rencontrées par ces auteurs. Les cristaux observés au microscope sont souvent automorphes et de taille régulièrement supérieure à 10 urn. La particularité de ces minéraux est leur présence systématique à l'intérieur de structures d'origine biologique comme les diatomées, les grains de pollen et les tissus animaux ou végétaux. La pyrite se forme donc à l'intérieur de ces habitacles hermétiquement clos et à l'abri de l'influence du milieu extérieur. Les cristaux de calcite ne sont jamais rencontrés à l'intérieur de ces structures. Le fer et le soufre ont donc dû être concentrés par des bactéries au moment de la putréfaction de ces organismes. Aujourd'hui, aucune étude supplémentaire spécifique à la pyrite n'est venue confirmer ou infirmer ces résultats. Les analyses présentées ici, vont dans le sens des observations de Joukowsky et Buffle (1938). En effet, si ce minéral se forme dans des structures biologiques au moment de leur mort, il semble naturel de rencontrer la pyrite aussi bien dans les argiles silteuses que dans les craies et les gyttjas car ces sédiments contiennent tous de la matière organique. 1.5.5.3. Les minéraux silicates non phylliteux Nous avons vu plus précédemment que les principaux minéraux de la "roche totale" sont issus du substratum jurassique, du Crétacé et du Tertiaire. Le quartz, les feldspaths potassiques et les plagioclases sont présents dans toutes les fractions granulométriques de ce substratum. Vraisemblablement quelques minéraux rencontrés dans les sédiments de ce paléolac pourraient avoir une origine éolienne. Dans ces travaux, Pochon (1978) attribue une origine éolienne à tout un cortège minéralogique identifié dans les différents horizons des sols du Haut-Jura. Spalenstein (1984) propose également une origine éolienne à la présence de l'amphibole dans les sols du Jura. Par analogie, la présence d'amphibole dans les craies lacustres pourrait elle aussi résulter d'apports éoliens lointains ; mais cette hypothèse se heurte à plusieurs contradictions : - Si les amphiboles avaient une origine éolienne, on devrait identifier la présence de ce minéral dans tous les forages. - Les nombreuses moraines rissiennes, localisées à la périphérie du bassin versant (Nussbaum, Gygax, 1935), auraient pu, par érosion, alimenter les sédiments lacustres en amphiboles. Mais, si tel était le cas on aurait dû également en retrouver et de manière plus systématique dans les craies des forages LLCl-2 à 5, réalisés à 1 m (environ) du forage LLCl. 164 ____________________________________A.3 - Une pollution des sédiments lors du prélèvement ne peut être retenue car nous aurions dû identifier les amphiboles tout au long du forage LLCl, or ce n'est pas le cas. Force est de constater que nous ne disposons pas actuellement d'arguments pour expliquer la présence des amphiboles dans les sédiments carbonates autochtones du Locle. 1.5.5.4. Les phyllosilicates En résumé, les données anciennes indiquent que les assises du Jurassique et du Crétacé sont surtout caractérisées par un assemblage minéralogique des fractions argileuses dans lequel sont représentées les interstratifiés, les micas, la kaolinite et la chlorite. Le Portlandien renferme beaucoup plus de micas et de smectoïdes que de kaolinite et chlorite. Le quartz et les feldspaths potassiques y sont les minéraux accessoires (Adatte et al, 1991). La kaolinite, la chlorite, les micas (biotite et muscovite) sont pour ainsi dire les seuls constituants des fractions argileuses des assises de la région locloise (Kiibler, 1962 ; Pochon, 1978). Les données nouvelles présentées ici permettent en outre de montrer que tous les éléments constitutifs du faciès argilo-silteux dérivent du bassin versant. L'analyse des plaques orientées de l'Oeningien Moyen montre que cette formation, qui constitue par endroits la base des sédiments lacustres, est une source non négligeable de couches gonflantes (smectites), de micas et de kaolinite pour les sédiments lacustres. Les smectoïdes Les smectites sont très abondantes dans les formations géologiques allant du Jurassique au Quaternaire (Pochon, 1978 ; Persoz, 1982, Adatte, Rurnley, 1984 ; Bapst, 1987 ; Bichet, 1997) dans le Jura et le Plateau Suisse. Les minéraux interstratifiés marquent le début de l'altération des minéraux argileux détritiques. Ce minéral semble absent des suspensions du lac de Neuchâtel. Cette absence a été expliquée soit par la faible quantité des apports terrigènes et leur dilution dans les carbonates et la matière organique soit par la méthode d'isolement des suspensions (la filtration n'aurait pas permis la retenue des smectites)(Bapst, 1987 ; Schwalb, 1992). L'érosion des niveaux oeningiens due aux précipitations > à 1100 mm/an (cf : figure 1.5 et 1.14) et aux glissements (Burger, Schaer, 1996) est, dans cet environnement calcique, favorable (Pochon, 1978). Le calcaire actif est peu agressif pour les minéraux argileux en particulier, le moment entre la libération et la re-sédimentation est trop court pour que des phénomènes d'altération de ces argiles aient provoqué des modifications sensibles (Pochon, loc. cit.). Le taux de gonflants des smectoïdes contenus dans les marnes et le faciès argileux que nous avons calculé est identique. Ce taux est comparable à celui que Pochon (1978) trouvait dans les sols sur calcaire oehningien. Dans ces sols, la kaolinite et la chlorite forment le reste du groupe des phyllosilicates. Le quartz, les feldspaths potassiques et les plagioclases proviendraient, d'après cet auteur, d'un remaniement. Une partie des smectoïdes contenue dans les sédiments lacustres peut provenir des sols. .3------------------------------rips sédiments— m Les autres minéraux argileux La Molasse du Plateau Suisse contient de la chlorite, des micas mais pas de !caolinite. Les plagioclases s'y trouvent en quantités non négligeables (Adatte et al, 1991). La paragonite, la chlorite, les micas, les amphiboles et les plagioclases caractérisent le matériel morainique d'origine alpine (Adatte et al, 1991). C'est ainsi que la chlorite ferrifere, la kaolinite et le mica d'une part et le quartz, plagioclases et feldspaths potassiques d'autre part constitueraient la composante éolienne. La chlorite, l'illite et les smectites sont des constituants des fractions argileuses allant de l'Helvétien (chlorite uniquement) au Tertiaire. Les illites ne sont pas d'origine alpine. La chlorite est absente des niveaux du MaIm et du Dogger, l'origine alpine de ce minéral est proposée par Vernet, 1958 ; Kubier, 1962 a, b; Schwalb, 1992. La kaolinite est jurassienne si elle provient des marnes rouges issues du remaniement du sidérolitique proprement dit. Malgré sa présence fréquente dans les suspensions des rivières jurassiennes (Bapst, 1987 ; Bichet, 1997), la kaolinite n'est rencontrée que sporadiquement dans les sédiments du lac de Neuchâtel par exemple. Au Locle nous avons de la paragonite, de la chlorite et de la kaolinite. Nous avons clairement identifié une source de kaolinite et de chlorite sur ce site ; il s'agit des faciès marneux de l'Oeningien Moyen. La composition chimique des chlorites de ces niveaux est identique à celles des fractions qui ont été isolées des sédiments lacustres quaternaires. De plus, nous avons montré que les micas de ces deux types de sédiments étaient de même nature : des phengites. Précédemment nous avons également montré que les smectoïdes des sédiments du paléolac étaient directement hérités des marnes et des sols. Il est donc concevable d'attribuer uniquement l'origine des chlorites et de la kaolinite aux marnes tertiaires. 1.5.5.5. Le cas des pollens L'analyse du contenu sporopollinique de quelques niveaux marneux a révélé la présence d'éléments de la flore tertiaire bien conservés. Ces pollens font figure d'excellents traceurs sédimentaires, indiquant l'origine des niveaux dont ils sont issus. En effet, les sédiments lacustres du lac des Brenets renferment des représentants de cette flore tertiaire (Campy et al, 1985 ; Di Giovanni, 1994 ; Campy et al, 1994). Une part importante de la flore pleistocène est dérivée de cette flore. Le tilleul, le chêne, le charme, le hêtre, le sapin, le pin existaient déjà. Les espèces étaient différentes de celles connues actuellement (Traverse et al, 1976 in série Spore and Pollen Flora, 1950 à 1960 ; Thanikaimoni et al, 1984 ). Des éléments de la flore herbacée ont également été reconnus comme le Plantain d'eau, des crucifères et des renonculacées. A l'opposé des types polliniques appartenant à des groupes aujourd'hui disparus ou actuellement très localisés dans les régions chaudes du globe ont pu de la même façon être identifiés. Ce sont pour la plupart des Juglandacées de type Carya, Pterocarya, Platycarya, mais aussi des Ulmacées comme Zelkova carpinifolia. 166 -------------------------------------------------2.3 2, LE LAC D'ILAY (JURA, FRANCE) 2.1. MINÉRALOGIE DU SEDIMENT TOTAL 2.1.1. Les minéraux non argileux 100 échantillons appartenant aux deux colonnes sédimentaires, décrites en annexe n°7, ont été analysés. Les résultats présentés ici sont issus de la synchronisation des deux carottes. Les résultats bruts et les pourcentages sont donnés pour chaque carotte avant synchronisation en annexes n° 36 à 39 et après synchronisation en annexes n° 33 et 34. Les analyses diffractométriques permettent de retenir la composition minéralogique suivante pour les sédiments du lac d'Ilay : - calcite et aragonite pour les minéraux carbonates ; - quartz, phyllosilicates et feldspaths potassiques pour les minéraux silicates. craies lacustres Figure 2.60 : Diffractogrammes caractéristiques des sédiments du lac d'Ilav (jura, France) ÎJOC. SIM- ibos 150S. IÎ03. B.B3B 1.436 2. ??G 2 ?sa i.aS2 1.541 ¦ IL" : OCCUE TOTaLE -I I . 1 ; calcile 2 ;qüanz ' 93 I 3 ; araemue ¦ es i 2 ILlB 1 -Ï70 I -' I 3 l v 1J-1 h - 70 - 3D IL2I : -MC" . I i. jJuLJ . - -«0 i 3D ILZI : - > ¦> [säsi^ ES oiittoc-i« le la CD ta O m > r sr § II ArigoniM Quiitt Ftldipaths FhyLJwilint« Indosés potassique* tvft vu« Figure 2.62 : Pourcentages des minéraux du sédiment total de la carotte courte du lac d'Ilay (Jura, France) 168 tous les minéraux facieur score facteur score 2 U — C — PJLJ-U1JlC?*1--1 N) — C — IO ______ tous les minéraux______ I sans la calcite | facteur score I facieur scorc 2 *¦ « - C — io '^j*. 'ji o-v) to — O — to w Ji _-co Ot^rOc *o-üC\ cc- Oi £. io c to-toao 2HH .-¦¦¦¦ 5BBH 6BBHI 1 2 3 4 5 6 ^ U U ! craie lacustre V- TJT hiatus Figure 2.74 : Mesures des éléments (en pourcentages) de la phase acido-soluble des sédiments du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches Calcium Magnésium Strontium Silice Aluminium Sodium Potassium Fe r Manganèse Phosphates 20 30 -10 0 0.5 1 15 0« 0.12 Oi OiS Oj I 0 .W JB .12 0 001 003 0.03 0 UOI0.020030.« 0.04008020130.Sh 0 OjJl 002 0.03 OJM 0.0! 012 F Figure 2.75 : Mesures des éléments (en pourcentages) de la phase acido-soluble des sédiments du forage LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches 1.2.3. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble du forage LLC2 35 échantillons prélevés dans les argiles silteuses grises, les gyttjas et les sables à matrice argileuse entre -13 et -6 m de profondeur ont été analysés. En revanche, les tourbes ne Tont pas été. Les données brutes se trouvent dans l'annexe n° 46. La variation des éléments chimiques mesurés permet de distinguer 2 zones géochimiques dont une peut être scindée en plusieurs sous-zones, figure 2.76. Calcium Strontium Magnésium Manganèse Sodium Silice Orthophosphates Aluminium 40 80 0 ai 02 0 0.5 5m rn-i-ril3 - 7- 11- 12- j___i___i___i 1 0 0X11 0.02 _l_____l__ OJK 0575 Offl 0 a5 1 Ii 2 0 0.1 0.2 0 N, j_____i_ 0.2 S s* n Tourbes 1¾¾¾! Gyttja Graviers [????¦! Argiles silteuses grises J S Sédiment non prélevé Figure 2.76 : Mesures des éléments (en pourcentages) de la phase acido-soluble des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches 1.2.4. Comparaison des zones géochimiques des trois forages du Locle Bien que contrastées, les zones chimiques identifiées sur ces trois forages appartiennent à un même bassin sedimentale ; elles relatent nécessairement une histoire géochimique commune exprimée différemment d'un forage à l'autre. La concentration en manganèse du forage LLC2 est comparable à celle qui a été mesurée dans les forages LLCl-2 à 5. Par contre, les taux des éléments Al, Na et PO4 du forage LLC2 sont supérieures à celles des forages LLCl et LLCl-2 à 5. - les argiles silteuses grises sont caractérisées par un taux relativement homogène de calcium et par la présence variable de magnésium toujours en quantité supérieure à 1 %. Les valeurs moyennes des autres éléments sont stables dans cette unité lithologique : la silice (0.5 %), le strontium (environ 0.15 %), le potassium (0.02 - 0.04 %), l'aluminium (0.1 %), le fer (0.4-0.5 %) et les orthophosphates (0.1 %). Ce faciès sédimentaire est présent à la base des trois forages avec des valeurs comparables. - Les craies lacustres des forages LLCl et LLCl-2 à 5 sont caractérisées par des concentrations en calcium et en sodium plus élevées que dans les argiles silteuses. A hiatus 190 2.4 l'opposé, la concentration des éléments Mg, K, Fe, Al est très inférieure à celle du faciès argileux. - Les craies organiques se distinguent très bien dans le forage LLCl-2 à 5 (zone G 3). Le taux de calcium diminue sensiblement ; en revanche les concentrations en Si, Al, K Fe et PO4 sont en hausse. Les valeurs ne sont pas aussi élevées que dans les argiles. Les craies organiques se différencient des argiles silteuses et des autres craies par les taux de Mg, Na, Mn. i .8 .0 .4 Io Al i • •SÌ02 / \ PCM ' V^ ! sr ; w • Na Mo , • * Ho Co ' ,'Po • . Te Mg , Ci i Nl/ \ H1 -.6 -A -.2 O .2 Facteur 1 Al K»*S102 i i CiTe P04 t Mn ' ---_ • * • Mg , ¦ .Ri \ Po / i i •Ho #° \ *. / i i Na • s \ " i \ _• Ca -I -.S -.6 -.4 .2 0 Facteur I -6 -8 tourbes ìfò&. Gytlja Craie |l \ j-j Argiles et sables ____I sédiment non prélevé 1 Teneur en eau 2 Porosité 3 Carbone tola I 4 Azote tota) 5 Hydrogène total 6 Résidu Insoluble 7 Carbone organique 8 Azote organique 9 Hydrogène organique 10 Ca 11 K 12Sr 13Mg 14Na 15Mn 16Fe 17Al ISP04 I9SÌ02 Facteur © Facteur 2 Facteur 3 PJ _ O — J^rJ o io £. -L ro o 1 2 3 4 S 6 7 8 9 10 i i. t. ä — X 3-. U N) I 2 3 4 ,5 6 7 8 9 10 11 17. 13 14 ¦ 15 U 17 IH 19 1 M 2 ¦ 3 ^m A ^M * ^^H 6 71 8 91 10 11 12 13 14 15 ¦ 16 17 IS 19 TJTU îS n Figure 2.77 : Analyse Factorielle en Composantes Principales réalisée sur les pourcentages des paramètres géochimiques du forage LLCI du Lode - Les gyttjas se différencient des craies organiques par un taux de calcium (qui peut être plus élevé) et par des pourcentages en Si, Al, K Fe et PO4 qui sont plus faibles que dans les craies lacustres organiques. 1.2.5. Analyse Factorielle en Composantes Principales des données de la géochimie La figure 2.77 montre les résultats de l'Analyse Factorielle en Composantes Principales (ACP) réalisée sur les pourcentages de tous les paramètres mesurés sur les sédiments du forage LLCl. Les cartes factorielles (en 1) montrent les liaisons existant entre les différentes variables. Dans les deux cas, trois groupes sont observés : - le premier groupe est formé par la teneur en eau et la porosité qui sont toujours accompagnées du CHN total ; - le second groupe comprend le résidu insoluble, le CHN organique, le calcium et le sodium; - le troisième groupe est constitué par tous les autres éléments. La distribution des contributions des échantillons (en 2, figure 2.77), en fonction de la profondeur, permet d'individualiser 5 zones. La zone inférieure (zone 1) correspond aux argiles silteuses grises. La limite de contribution entre la zone 1 et la zone 2 est très nette sur les facteurs 2 et 3, mais pas sur le facteur 1. C'est sur ce dernier que l'on peut placer précisément la limite entre la zone 2 et la zone 3 qui correspond sédimentologiquement au passage entre les craies et les gyttjas. Les tourbes correspondent à la zone 4 ; elles se distinguent des gyttjas par des contributions plus élevées. Cette figure montre très bien que toutes les variables qui sont plus ou moins liées à la présence de matière organique (n° 1 à 9) permettent de différencier objectivement les tourbes. De la même façon, les niveaux de craie lacustre sont très bien repérés en raison du poids des variables "calcium", "strontium" et "sodium". La figure 2.78 montre la distribution des contributions de chaque échantillon pour des sélections de quelques variables. Cette analyse permet également de différencier les craies lacustres (zone 5) des argiles (zones 1 à 4) et des gyttjas (zone 6). Les tourbes, entre 3 et 4 m, n'ont pas été analysées mais les quelques échantillons, dans les gyttjas, montrent des contributions très variables dont les plus fortes correspondent à des niveaux proche de tourbes. Le traitement des pourcentages des cations et anions donne la possibilité de séparer les argiles silteuses grises qui apparaissaient homogènes sur la figure 2.77. Deux limites de contribution sont très bien marquées : l'une à 30 m, l'autre à 20 m de profondeur, pour les trois facteurs scores, séparant ainsi les zones 1 et 2 et les zones 3 et 4. La limite entre la zone 2 et la zone 3 n'est pas aussi visible. La contribution des variables permet d'apprécier leur poids dans la distinction de ces zones. La figure 2.79 confirme la zonation du forage LLC1-2 à 5 qui a été décrite plus haut. L'Analyse Factorielle en Composantes Principales a été réalisée en trois étapes distinctes. La 192 _________________________________2.4 3N3D010H vfi Ul cl 3HI VIDVlOINHId n i tv -I ¦ 3 5 1 ¦ -I -3 i o -i I».-" I» Mnllll.lk ,1. ,J it II ,( T-Wf Hl I" I. Il il II II! L-Jl 1i|fl|" '¦ T^ r*-r >FL U,.,] ,il.hlJ !,Iti r^ j^Jlk rUJ-4- ir-r I-T ,',',' J) .!.tll-IIUlJül I1FP1TIn1IVi4Pi Ih 1.1.U-IUIhJH. ..I l->ì 1T (S Chronozones Zones k ..,jli'n..., ^TT rpy L Tn ..Jl .1 J11''" Wui ¦¦ -nty- xllU ih TJT Lithologie U o .a ä — O &0 f. TT O O p 5 L- gan 5 ¦— V, le 5 TZ e — fN 3 — L« CD ¦ 3JIÎ E Ul mag 1 -OJ r» oc Ov L- I Q Q. = orga E •s => II -S QJ S 1Z ^" T M-. ¦e QJ H 3 y * s a. — m 4> U ,^ SS ¦3 i> s s Ï Ul — (-1 f; QJ S w O •z Wl O Q. Oi t/i C =0 UD sediments—193 facteur 1 facteur 2 facteur 1 facteur 2 facteur 1 facteur 2 1'¾^ Gyttja ESSE Craie I-------! Niveau organique $ïïïï\ Argiles Figure 2.79 : Analyse factorielle en Composantes Principales sur les pourcentages des paramètres mesurés dans les forages LLC1-2 à 5 première consiste à analyser tous les paramètres mesurés sur chaque échantillon ; la seconde partie du traitement n'a porté que sur les cations et les anions. La troisième étape de l'analyse a été faite sur la sélection de quelques variables. Le passage entre les argiles silteuses grises et les craies lacustres n'est pas toujours facilement identifiable à partir du traitement statistique. Ces résultats montrent qu'il s'agit d'un passage progressif d'un faciès à l'autre. De la même manière la limite de contribution entre les zones 2 et 3 montre qu'il y a une transition entre les craies lacustres relativement pures et les craies organiques. Deux limites de contribution sont très bien identifiées ; l'une entre les zones 3 et 4, l'autre entre les zones 4 et 5. La zone 3 traduit le passage progressif des craies aux craies organiques qui va jusqu'à un niveau de gyttja qui se trouve à 950 cm. C'est la contribution de cet échantillon qui marque la limite entre les zones 3 et 4. La zone 4 montre un retour progressif aux craies organiques, puis aux gyttjas (zone 5). 194 _______________________________2.4 1.3. CARACTERISATION DES FACIES SEDIMENTOLOGIQUES Les figures qui vont suivre ont été conçues sans prendre en compte les pourcentages de calcium. Les différents secteurs correspondent à des valeurs moyennes calculées sur les intervalles de profondeur indiqués en regard des faciès sédimentologiques considérés. Le tableau 2.4 donne les résultats numériques de ces moyennes établies à partir des annexes n° 28, 29 et 30 : Ca Mg Sr SÌ02 Al Na K Fe Mn P04 Craies LLC1-210.45-11.86 m 37.452 0.304 0.181 0.226 0.014 0.006 0.006 0.090 0.009 0.049 Craies LLCl 10.25-12.38 m 72.748 0.297 0.099 0.050 0.008 0.059 0.002 0.013 0.005 0.005 GytrjasLLl-3 8.45-9.25 m 33.501 0.370 0.169 0.478 0.078 0.008 0.015 0.152 0.009 0.054 Argiles LLC1-3 12.45-12.8 m 33.105 1.038 0.206 0.721 0.092 0.018 0.021 0.196 0.018 0.090 Argiles LLCl 14-19 m 29.746 1.087 0.155 0.682 0.093 0.028 0.030 0.407 0.023 0.095 Argiles LLCl 23-29 m 30.144 1.699 0.124 0.728 0.131 0.026 0.028 0.457 0.027 0.102 Argiles LLCl 31-34 m 30.536 2.391 0.179 0.713 0.098 0.033 0.023 0.375 0.025 0.088 Tableau 2.4 : Calcul des pourcentages moyens des éléments mesurés dans la phase acido-soluble en fonction des faciès sédimentaires rencontrés dans les forages du Lode 1.3.1. Les argiles silteuses grises D'une manière générale le sédiment argilo-silteux gris compris entre 41 et 20 m de profondeur contient entre 1 et 2 % de magnésium et 30 % de calcium et des valeurs en Argiles silteuses grises LLCl-3 =~^-^-entre -12.45 et -12.80 m Argiles silteuses grises LLCl entre -14 et -19 m I—iorthophosphates fr~| sodium E^s manganèse Fj aluminium [—i fer [?^| silice m poiassïum Q] strontium [—|magnesium Argiles silteuses grises LLCl entre-23 et-29 m Argiles silteuses grises LLCl entTe-31 et -34 m Figure 2.80 : Caractérisation des argiles silteuses par les données de la géochimie Strontium de Tordre de 0,10 à 0,20 %. D'autre part, la silice, le fer, l'aluminium, le sodium, le potassium et les phosphates présentent leurs valeurs les plus fortes. Dans cette homogénéité apparente, trois types d'argiles silteuses grises peuvent être identifiées au Locle figure 2.80. Le premier type d'argile silteuse se rencontre entre 14 et 19 mètres dans le forage LLCl et à la base des forages LLC1-2 à 5. Le taux de Mg est très voisin de 1 %. La quantité de silice est légèrement supérieure dans le forage LLC1-2 à 5, le pourcentage de fer et de strontium marque également une différence. Les proportions des autres éléments PO4, Mn, K, Na, Al sont comparables. Le second type se différencie du premier par la variation du taux de Mg. Ce taux dépasse les 1.5 %' sur près de six mètres de remplissage (-29, -23 m de profondeur). La quantité de silice et de strontium est légèrement plus faible. Les proportions de tous les autres éléments restent quasiment inchangées par rapport aux sédiments compris entre -19 et -14 mètres. La troisième famille d'argiles silteuses grises ne se rencontre qu'au delà de 30 mètres de profondeur. La quantité de magnésium contenue dans ces sédiments est relativement importante par rapport aux deux précédentes (environ 2.4 % contre respectivement 1.7 vers -25 m et 1 % vers - 15 m). Seuls les taux de fer et de silice paraissent diminuer dans ce type d'argiles. 1.3.2. Les craies lacustres La caractérisation des craies lacustres pose problème dans le forage LLCl. Les mesures faites sur les forages LLC1-2 à 5 ne sont pas comparables (figure 2.81). Il est possible que les différences proviennent d'une mauvaise décarbonatation des poudres du forage LLC I. On remarquera que le magnésium constitue plus de 30 % des éléments chimiques contenus principalement dans la calcite. La quantité de strontium n'est pas négligeable puisqu'elle atteint près de 20 % du total présenté ici. L'aluminium, le manganèse, le fer, le potassium et les phosphates ne jouent qu'un rôle secondaire dans ces craies. La silice, le fer et les orthophosphates ont des valeurs très inférieures à celles mesurées dans les forages LLC1-2 à 5 ; par contre, le pourcentage de magnésium est nettement supérieure dans le forage LLCl. 1.3.3. Les gyttjas La gyttja est un sédiment contenant entre 20 et 35 % de calcium et des teneurs en magnésium et strontium voisines de celles de la craie. Par contre, les taux de silice, d'aluminium et de fer y sont nettement plus élevés. Le taux d'orthophosphates est très peu différent de celui des craies (figure 2.82). Le traitement statistique des données de la chimie a montré que les gyttjas forment des séries de transition entre différents faciès. De fait, leurs compositions chimiques peuvent être très différentes, mais elles montrent toujours des tendances gyttjas-craies organiques ou gyttja s-tourbes. 196 --------------------------------------------------2.4 Craies lacustres des forages LLCl-3-4-5 entre -10.45 et -11.85 m Craies lacustres des forages LLCl entre -10.25 et -12.38 m ^ Ys I orthophospha tes §§§§§ potassium IH manganèse [JJ] sodium j___aluminium fer )=| silice I0I strontium i~-~-| magnesium Figure 2.81 : Caractérisation des craies lacustres par les données de la géochimie Gyttjas LL1-3 entre -8.45-9.25 m \/Y\ orthophosphates HHf manganèse j§Hf potassium I j ] Isodium [___j aluminium \=:=\ silice I "| strontium [~-~J magnesium . Figure 2.82 : Caractérisation des gyttjas par les données de la géochimie 1.3.4. Les tourbes Les dépôts de tourbe ont depuis longtemps attiré l'attention, pas seulement pour le combustible et l'intérêt horticole, mais également pour des raisons écologiques et biogéochimiques (Damman, 1978). H est admis depuis les années trente (Waksman, 1930) que l'étude de la nature des tourbes soulève des problèmes qui sont différents de ceux rencontrés dans l'étude des sédiments indurés ou des sols. La nature organique des tourbes et son origine végétale sont connues depuis longtemps, mais les processus de sa formation sont encore peu élucidés. La composition chimique des tourbes est, selon Waksman (1930), influencée par la nature des associations végétales lui donnant naissance et par la quantité de nutrients contenus dans le milieu dans lequel elles croissent. Depuis, de nombreux auteurs (Climo, 1963, 1965 ; Lähde, 1969 ; Finney et al, 1968 ; Mattson, Koulter-Anderson, 1954, 1955 ; Largin et ai, 1972 ; Mitchel, 1954 ; Redfield, 1958 ; Hanselmann, 1986) se sont penchés sur les mécanismes physiques, chimiques et biologiques de la formation, puis de la transformation des tourbes. Les niveaux de tourbes des forages du Locle n'ont pas été analysés dans le détail ; mais les niveaux de gyttja les plus organiques montrent, comme le signalent ces auteurs, l'absence de calcium, des teneurs en silice exceptionnellement élevées (1,5 à 2 %) alors que celles du fer atteignent {1 %) et celles de l'aluminium (0,4 %). Le pourcentage de potassium peut atteindre 0,06 %. 1.4. ORIGINE DES ÉLÉMENTS Les pourcentages des paramètres mesurés en géochimie ont été comparés aux pourcentages des minéraux présents dans le forage LLCl. Ce traitement a été possible en raison du nombre important de descripteurs et d'échantillons analysés. (Bouroche, Saporta, 1989; Cibois, 1991). 1.4.1. Analyse multivariée des données de la géochimie et de la minéralogie Figure 2.83 : Reproduction du croisement des deux premiers pians factoriefs obtenus en confrontant ies données de la géochimie et de ia minéralogie La figure 2.83 donne le résultat de l'Analyse Factorielle en Composantes Principales réalisée sur les pourcentages des minéraux et les pourcentages des paramètres géochimiques des sédiments du forage LLCl ; le tableau 2.5 constitue la matrice de corrélation issue de ce traitement des données. Un pôle "détritique" est représenté par le groupe : manganèse, magnésium, dolomite, aragonite, quartz, feldspaths et plagioclases. N 2i î- B o U P3 U. -JS s Na0 , Norg RI® \Corg HorS Ca\ /PO N /O \ 0TE \ ^. °P° -.4 i Ht -.6 Phy / ©Ce y o / M Si02 / © / P04 i O Ko0Fe GSr o QF-K o \ Qz \ 9Ind oAra Mn °Mg° o DoI ¦£ -.6 -.4 -2 0 2 Facteur 1 Un autre pôle, à dominante détritique également, regroupe le Sr, PO4, Fe, K, SiO2 et Al. Il se distingue du premier par sa place sur le plan factoriel, mais reste néanmoins lié au premier pôle. Les coefficients de corrélation entre ces éléments sont supérieurs à 0,7 (tableau 2.5). ÈU^m SwMe Phv tf- F-K "K Cc Dd An Pv lud TE PO Ci M Hl RI Hart Ca K Sr N. Mn F> Al PO« S 1Ol AvgkNiTims P)IV I Omr Oj OJT! 1 Rldipxh-K F-K «x»i 0.135 L PIkC)OClHF* PlE -0.02 0M7 -0.031 I dèa» Cc «.664 -0317 -o.ow -0.016 I CWcmrtc M «JÎI 0.076 OMl 43016 1 AnRnK An «MS 0.1 U 0.146 00« 0.067 0.476 1 Pvnlt Pv 0.161 «.1« «XB6 -0.023 4X09 41313 4)34 1 hKknd lud 0.1(D 0113 J)XKO JWlS 4).119 0266 0.079 4X014 1 Imr ho TE 0.733 «31« il« 4XOT7 4XMl 41*17 4U01 0334 4M!» 1 faute PO 0.437 ¦nxn -o.i rr 4X129 4X114 -0«B «J62 0369 4).149 0945 1 Cn^oneual a O »79 -0.2Ii -0.111 «043 4XJJ7 «314 «317 0J4S 0354 0.314 0.613 I AI« W)I Ni 0137 «101 -0.1 Ii -0033 4).607 43.634 4)137 039 0311 0.193 0.761 OS33 1 Hrctoftae mal Hl o tu -OWT -0.106 4)031 4)t» «616 4)416 0335 0316 0.165 0.731 0.94* 0991 I Ré«*lln»hbk RI ¦0JM1 00» 0017 41023 0371 4X191 «-IÎ9 J.7IE-04 4X467 0.131 0241 4XI4I 4X0E1 4)096 1 ObmorfiniirK Cm 0.116 -0.17» 4X017 -0041 0.739 «4*7 4).)23 0.164 4)375 0.4*7 0312 0174 016 0211 0.79 1 AmcorraniDuc NwE 0.3Dt ¦0.191 -0.107 -003 0272 «-S53 ¦0.109 0.1 S3 4).454 0J31 OJRI 0J67 0313 0.175 0.712 0942 I Httimlne art an iqw Hun oon 4X19J -0.054 4X03 037 4X393 43.179 0.112 -0.434 0301 03IS 0XÌ17 OXDl 0.019 0.6*3 D.7U 0-693 I Calcium Ci -0.1 IS 4X396 -OiJTl 4)019 o,»i6 4X296 JJ JBS OJ)II 4).)94 0XM5 0.161 4X197 •0313 4X333 0345 0.49 0317 OJlS I faqnuB K -0.ÎOI 0.36 0X166 OX)It 0.004 0J34 0.22J 4X241 0.079 4X563 ¦0.4Ü 4)333 4X493 4)463 0.169 41.114 4X113 0051 4)161 1 SQwiuum Sr -0.780 «DM 0041 0X132 OJ)I 0.75 0.601 4X314 4)017 -03 -0.711 4X67* 4X112 -0* 4X111 4)131 -0339 4X113 0.132 0.406 1 M»CBiH. Wt -OJU aoi O.OW 0.104 0.061 11(44 0J44 412M 0.193 4X709 «469 «31 4X6f» ¦0374 4X237 4X373 4X412 4X171 4JM1 0.421 0.711 l Soiion Na .0.316 4X213 -00M 4)03 0.6M 4X276 4)03 0094 4)677 o.iai 0303 4L1Î3 ¦0.117 ¦0.161 O» 0.166 0.19) 0.692 OtS! 4)005 OStSl «173 1 Manfaràic Mn «394 OHS 0.111 0033 0.134 0.S64 0.427 «361 O.IÎÎ J)SIS -OJU 4)731 43.784 4X747 4X134 4X411 4)32 -0314 «.199 0.677 0.739 OJtIl «244 1 Fn Ft «313 OJJI OtOI 0033 ooii 0.623 0333 -OJBI 0.1)73 4X619 ¦03TÌ -0342 «316 4)491 0237 4X012 4).148 006 «.191 OROt 0JI4 OJt J)XWi 0.77J I Atomaum At 0.028 0.12 0.014 -0.01 0.108 0.111 4)103 43OW -0242 4XIW 4)6» 4X301 «.ire 4X173 0J7S 0253 OJM 0407 0.105 0.6S2 0X125 0.155 0316 03 0.637 l OntorAcnptmc* P04 «*69 0273 0.169 0037 0.21) 0.623 0.44* «»1 «XM 4)666 4).607 4X667 4)65 «.611 0.167 4X172 4).131 0.003 -OXIl 0.732 0J76 OJl 3 0.09t 0757 0217 0616 1 Si kt SOI -0.192 0301 0.04* 4X01« 0.OTJ 0441 0,134 4X116 Ji OW 4).394 4)303 ¦0479 ¦0401 4X379 0131 0X173 OUI 0116 -0019 0113 0331 0398 0.23* 037 OKlS 0.89 0.101 1 Tableau 2.5: Matrice de corrélation obtenue lors de l'annalyse des données de la géochimie 198 2.4 Ce groupe peut être qualifié de détritique par sa position par rapport aux autres éléments. Ca et Na, avec le C, H, N organique constituent le pôle des éléments endogènes. Dans une autre mesure, le calcium, le sodium et le résidu insoluble, C org., N org. et H org. forment un pôle distinct de celui constitué par carbone total, azote total et hydrogène total. La porosité et Ia teneur en eau (très liées) sont en regard de ces groupes. 1.4.2. Discussion L'antagonisme élément détritique - élément autochtone est de nouveau souligné ici par ces analyses chimiques. Le calcium et le sodium (mais également le résidu insoluble et le C, H, N organiques) sont très bien corrélés ; ils s'opposent au strontium, magnésium, manganèse, orthophosphates, fer et potassium. Le magnésium Le magnésium est un élément alcalino-terreux plus petit que le calcium. Son rayon ionique n'est que de 0.66 A, il est hexacoordonné. Il est l'un des constituants principaux des minéraux ferromagnésiens. La dolomite, si elle est présente, est la source majeure de magnésium. La biotite peut par ailleurs être fournisseur de cet ion (Robertson, 1991). Le magnésium provient donc en grande partie de la dolomite, minéral provenant des formations du substratum du paléolac (Kubier, 1962 a et b)(partie 2, chapitre 3). Une certaine proportion de cet élément vient de la structure cristalline de la calcite. Les dosages effectués sur les craies montrent un pourcentage constant en magnésium voisin de 0.2-0.3 %. Une autre partie du magnésium provient de la dolomite. Le taux de Mg dépasse rapidement 1 % dès que la dolomite est identifiée dans le sédiment (argiles silteuses grises par exemple). Les minéraux argileux, comme les chlorites ferro-magnésiennes, sont également une source de cet élément. La matière organique en voie de transformation, peut libérer une certaine quantité de magnésium qui entrait, en partie, dans la composition de la chlorophylle. Le calcium Le calcium comme les autres alcalino-terreux peut se retrouver en solution dans de nombreux composés comme les carbonates, les fluorures, les hydroxydes et les phosphates. Son rayon ionique est de 0.99 A et son octacoordonnation lui donne la possibilité d'entrer dans la structure des tectosilicates, il peut donner des structures stables avec la plupart des minéraux ferromagnésiens (exemple : les amphiboles) et non ferromagnésiens. La source la plus importante de calcium reste la calcite, la dolomite et les plagioclases basiques dans tous les bassins sédimentaires (Robertson, 1991). Le calcium, le magnésium et le sodium entrent dans la constitution de la maille cristalline de la calcite. Le sodium, en quantité moindre, participe à la substitution du calcium par le magnésium. Toutefois, la substitution par le sodium dans le réseau cristallin de la calcite pourrait être favorisée par sa taille (rayon ionique) et sa charge (+) par opposition au magnésium qui possède un rayon ionique plus petit et deux charges positives (Robertson, 1991). D'autres éléments peuvent se rencontrer à l'état de traces dans ces structures cristallines. La calcite authigénìque naît donc de la remobilisation du calcium issu de l'altération des formations carbonatées du bassin versant du lac quaternaire. Le strontium Au Lode, le taux de strontium n'est visiblement pas lié à la quantité de calcite. La source de strontium la plus importante, dans les remplissages lacustres, est la dissolution des roches carbonatées et sulfatées (Brass, 1976 ; Zeroual, 1995). Lorsque les conditions physico-chimiques de précipitation des carbonates sont réunies, le strontium peut se substituer au calcium dans la maille de l'aragonite. Kubier (1962) a mesuré des teneurs en Sr de l'ordre de 2 % dans les sédiments oehningiens. La strontianite est l'expression minérale non détectable de cet élément. Rolli et Ruch (1994) ont mis en évidence une "anomalie" de strontium dans deux lacs suisses : le Loclat et le Gerzensee. Une très nette augmentation du rapport de Sr/Ca centrée sur le Balling et l'Allenad et non sur le post-glaciaire (Zeroual, 1995) fait figure d'une dissemblance aux yeux de Rolli et Ruch (1994). Une telle irrégularité n'a pas été observée par ailleurs dans d'autres lacs : Neuchâtel (Schwalb, 1992), Zürich (Finger et al, 1984). Au Lode, le changement de sédimentation correspondant avec la précipitation des carbonates autochtones ne coïncide pas avec l'apparition d'une telle anomalie. Les valeurs enregistrées au Lode sont de l'ordre de 0.188 % au maximum ; ces valeurs sont comparables à celles de la littérature (0.2% au Gerzensee, Neuchâtel, Loclat contre 0.4%, par exemple dans le lac IsIi au Maroc). Le sodium et le potassium Ces deux éléments font partie du groupe des métaux alcalins. Le sodium a un rayon ionique de 0.98 Â, il est très soluble à cause de sa taille et de sa monovalence. Le potassium possède un rayon ionique encore plus important (1.33 A) ; sa coordination est toujours élevée (8 ou 12). A la différence du sodium, le potassium est moins soluble dans l'eau. La source potentielle de sodium et de potassium est les feldspaths potassiques et calco- sodiques. Au Locle, quand les pourcentages des minéraux détritiques diminuent, les taux de Na et de K diminuent ; ces taux augmentent quand la quantité de minéraux détritiques est plus importante. Dans les craies lacustres la teneur de ces éléments est faible et stable. Dans les craies organiques et les gyttjas, leurs teneurs augmentent quand les pourcentages de phyllosilicates sont plus élevés. La teneur en potassium y est toutefois plus importante que celle du sodium. Les tourbes (matière organique autochtone) peuvent être très riches en PO4, Na, K, Mg, Mn et Fe (Damann, 1978). Les concentrations de ces éléments diminuent fortement lorsque les sédiments sont soumis à des lessivages causés par des variations de nappes phréatiques. La silice La silice, élément métalloïde ayant des propriétés de métaux et des propriétés propres aux non métaux, peut avoir trois origines distinctes. La première source de silice provient de l'altération des minéraux silicates ; le quartz possédant une solubilité quasiment nulle ne peut être considéré comme une source majeure de cet élément. La seconde source est 200------------------------------------------------------2.4 l'activité biologique. En minéralogie, nous avons vu que les diatomées, les carex et les prêles concentrent la silice dans la structure des tissus foliaires (Clymo, 1963, 1965 ; Cannon et ai., 1968 ; Cameron, 1970, 1975 ; Damman, 1978 ; Shacklette, 1965 a et b ; Shacklette, Connor, 1973). Enfin, la silice peut précipiter sous forme amorphe. Au Locle, la silice peut avoir toutes ces origines mais plus vraisemblablement une origine détritique et biologique. Le résidu insoluble Le résidu insoluble correspond donc à tout ce qui n'a pas été mis en solution par HCl à chaud. La nature de ce résidu peut différer d'un faciès sédimentaire à un autre. Le résidu insoluble peut provenir des silico-clastiques, des sulfures, des sulfates, des phosphates et de la matière organique. Dans les sédiments du Locle l'essentiel du résidu insoluble n'est pas exclusivement de nature minérale, comme dans le Lac IsIi (Zeroual, 1995), il est également de nature organique. Toutefois pour cet auteur, le résidu insoluble est inversement proportionnel au carbone total. La présence de résidu insoluble croît quand le taux de matière organique ou de minéraux détritiques augmente et que la quantité de calcite diminue. Les minéraux argileux sont ici les grands producteurs d'Al, K, Fe, Mn. L'analyse minéralogique des résidus insolubles de plusieurs échantillons montre la présence de micas, de kaolinite, d'interstratifiés et de minéraux en grains. Ces minéraux argileux peuvent libérer, sous l'action de HCl, une partie des ions qu'ils retenaient. Par exemple, les smectites ont un pourvoir d'échange ionique important ; elles peuvent retenir par adsorption de nombreux cations. Les cations multivalents sont incorporés préférentiellement en raison de leurs charges quand leurs concentrations dans les fluides interstitiels sont faibles. L'absence d'échanges ioniques dans les bassins lacustres peut être liée à la composition et à la nature des sols et à la présence de smectites dans ces sols (Robertson, 1991). Ca2+ est souvent concentré dans les feuillets de ces minéraux argileux en raison de sa bivalence au détriment de Na+ et K+ (Robertson, 1991). Mg, Mn, Na et K seront admis dans les structures minérales ultérieurement. Colman, (1982) a déterminé la mobilité relative de plusieurs éléments dans les échanges entre les minéraux et les fluides interstitiels : le calcium est le plus mobile (Ca>Na>Mg>Si>Al>K>Fe). Les tourbes L'étude de Damann (1978) porte sur 12 éléments analysés contenus dans une tourbe dans des conditions de drainage. Les éléments Na, K, Mg, N et Ca sont surtout retenus dans les niveaux tourbeux en état de décomposition avancée avec des concentrations voisines, voire supérieures, de celles des niveaux tourbeux de la surface. Les éléments Al, Fe, Mn, Pb et Zn ont un comportement différent ; ils sont abondants dans les couches supérieures (tourbes fibreuses non décomposées). Leurs teneurs décroissent dans la tourbe décomposée (Durig et al., 1988) suite à la transformation de la tourbe et du lessivage. Les sphaignes contiennent plus de K et de N que l'eau des apports par précipitation et les ruissellements. Sphagnum (les sphaignes) n'absorbe que 11 % de Na, 28 % de Ca et 56 % du Mg venant de ces apports. Le sodium est très rapidement relargué alors que Mg est stocké; il semble que la plupart des éléments sont retenus dans les capitules des sphaignes jusqu'au moment de la décomposition de ceux-ci. La matière organique Il est surprenant de remarquer l'opposition N total/N organique. Ce paramètre, comme H t et H org, reflète essentiellement la présence de matière organique dans le sédiment. La porosité et la teneur en eau sont liées à la quantité de matière organique ; dans les gyttjas et les tourbes on observe une hausse de ces deux paramètres. La teneur en eau mesurée correspond à l'eau interstitielle. La température de déshydratation des sédiments n'était pas suffisamment élevée pour extraire les molécules d'eau présentes entre les feuillets des argiles, ou encore dans les hydroxydes par exemple. Mais la corrélation existant entre la teneur en eau et la porosité est artificielle puisque la porosité est calculée à partir de la teneur en eau. 1.5. SYNTHESE : LES APPORTS DE LA GÉOCHIMIE AU LOCLE Les résultats des analyses géochimiques réalisées sur les sédiments des forages du Locle corroborent le schéma d'évolution minéralogique décrit au chapitre précédent. La distribution verticale de la composition chimique montre un passage très net, sans transition dans le forage LLCl, entre le Tardiglaciaire et l'Holocène. Ce passage apparaît en réalité, d'après le forage LLC1-2, progressif comme le montre la minéralogie. La sédimentation détritique, correspondant aux argiles silteuses grises, est dominée par les éléments liés aux silico-clastiques (Mg, Si, Fe, Al, Na, K) et également PO4. A l'inverse, la sédimentation carbonatée authigénique montre la quasi absence des éléments cités ci-dessus au profit du calcium alors que le magnésium reste présent avec le sodium en faibles quantités. Progressivement, la sédimentation carbonatée authigénique devient organique gardant des caractères des craies lacustres et en acquérant des éléments qui étaient présents dans les argiles de la base du forage. Cependant, les taux de Mg et de Sr sont plus faibles que dans les argiles silteuses, mais les taux de Fe, Al, Na, K et PO4 peuvent être aussi élevés que dans ces argiles détritiques. La minéralogie a permis de montrer, au cours de l'Holocène, des retours ponctuels plus ou moins marqués du détritisme. Us se traduisent ici par la présence de ces éléments en partie liés aux silico-clastiques, aux apports minéraux éoliens et à la matière organique autochtone. ILE FORAGE DU LÂCD'ILAY 2.1. LES ANALYSES ELEMENTAIRES DU SEDIMENT TOTAL Le forage peut être scindé en quatre parties. La première correspond aux craies lacustres inférieures comprises entre 170 et 62 cm (zone 1, figure 2.84 ; annexe n° 48). La teneur moyenne en eau du sédiment est de 60 % ; la porosité varie peu (80 %). Le taux de résidu insoluble est stable (4.5 %) de même que ceux du CHN total et du CHN organique le sont également. 202 ________________________________________JiA Teneur Porosité Résidu Carbone Hydrogène Azote Carbone Azote en eau Insoluble Total Total Total Organique Organique r I Gyttja 1".".U^ Craie lacustre N n % 9 9 O Figure 2.84 : Mesures de la teneurs en eau, de la porosité, du Carbone de l'hydrogène et de l'azote dans les sédiments du forage d'Ilay (Profil synthétique) La seconde partie du forage correspond à deux niveaux de gyttja séparés par un niveau de craie lacustre à 50 cm. Le premier niveau de gyttja, compris entre 60 et 50 cm (zone 2), montre une teneur en eau et une porosité croissant de manière irrégulière. Les pourcentages de RI, de CHN total et organique augmentent de façon moins marquée. Uintercalation crayeuse (zone 3) permet de voir une diminution de tous les paramètres. Le deuxième niveau de gyttja, entre 48 et 35 cm (zone 4), est caractérisé par une hausse beaucoup plus importante du RI, du CHN total et organique jusqu'à un maximum situé à 40 cm, ensuite toutes les valeurs diminuent. La troisième partie correspond à la craie lacustre supérieure (entre 35 et 7 cm, zone 5), les valeurs de teneur en eau, de porosité et des autres paramètres sont les mêmes que dans la première partie du forage. Le forage d'Ilay, se termine par des gyttjas dans lesquelles on retrouve des valeurs croissantes (zone 6). 2.2. LA SPECIATION DES CARBONATES Dix éléments majeurs ont été recherchés et dosés dans la fraction solubilisée par HCl ; les éléments chimiques sont les mêmes que ceux qui ont été dosés dans les forages du Locle. Les techniques et les méthodes de mesure sont décrites au chapitre 2 de la première partie. La variation des pourcentages des éléments en fonction de la profondeur permet de différencier 7 zones géochirniques sur la figure 2.85 (les données brutes sont en annexe n° 48 et les descriptions des zones sont en annexe n° 49). Ca(%) 20 30 P04 (%) osa oat JUl JUl JUl UUl UUl JUl JUl JUl UUl UlIt UUl UUl UUl UUl UUl UUl UUt UUl UUl UUI UUI UUl UUl UUl JUl JUl UUl UUl UUl UUl JUl JUl JUl UUl UUl UUl UUl UUl JUl JUl JUl UUl UUl UUl 2 3 il a Gyttja Ejjjjjvi Craie lacustre m s s Figure 2.85 : Mesures des éléments de la phase acido-soluble (en pourcentages) des sédiments du forage d'Ilay 2.3. TRAITEMENT STATISTIQUE DES DONNÉES DU FORAGE DTLAY L'Analyse Factorielle en Composantes Principales sur les pourcentages des paramètres mesurés dans les sédiments du forage d'Ilay s'est déroulée en plusieurs étapes qui sont reportées sur la figure 2.86. Dans chaque cas, la contribution des échantillons a été représentée en fonction de la profondeur. La contribution des variables a également été représentée sous chaque graphique de contribution des échantillons. 204 2.4 Tous les paramètres Tous les éléments Tous les éléments sans le calcium Tous les éléments sans le calcium et les orthophosphates Facteur 1 Facteur 2 IO O IO £. 0> iL) Facteur 1 SJ £» SJ Facteur 2 Facteur I Facteur 2 Facteur 1 — O — tO — O— Ul 'Jl 1. Q-IO IO— O — Facteur 2 '.-.- - ' - O * ¦ ¦* ' —^ —1—I— -^1 1 — — —'— —!•! ' ¦b" ' — ' ' ' ' ' ' • ' ^T wirtr ~* ~" ' UUUU uuuu " > ^^™ ^^™ ™ uuuu ¦"¦"¦ ¦ ¦¦^B ^^ uuuu IO ^M ¦VMH ¦ ¦Ml ¦ ^¦¦v ^^H P^9 O uuuu 5 uuuu uuuu uuuu s ^E : Z= : J= fc- SS [QUE - ¦" J ~ ~ ^¾ _ _ _¦ — Œ - —m "¦ -^^s ------ -•* ^_~ ~ " ~4~ LANTi - ~~ ¦ "E ¦ "^ ""Z 3, ,'.'„',* '.; ¦ — ¦ _ £ - — — - — ¦ - uuuu _ — i^™ i^™ / uuuu uuuu a . I t sa _ uuuu • m ¦ ¦ ¦ « uuuu I • a CQ UUU U go I • _ . 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" o jj jj [j u jj craie lacustre : gyttjas 1 résidu insoluble 2 azote organique 3 hydrogène organique 4 carbone organique 5 calcium 6 magnésium 7 strontium 8 silice 9 aluminium 10 sodium 11 potassium 12 fer 13 manganèse 14 orthophosphates Figure 2.86 : Analyses factorielies en Composantes Principales des données de la géochimie du forage d'Ilay Ce traitement permet d'identifier 6 zones de contribution des échantillons qui correspondent aux zones géochimiques que nous avons décrites ci-dessus. Les contributions des zones 1 et 2 montrent bien que la composition chimique de la séquence de craie lacustre inférieure varie. Les contributions de ces zones sont également très différentes de celles de la zone 5. Il apparaît donc une différence entre les craies lacustres inférieures et les craies lacustres supérieures. On remarque également que les échantillons du premier niveau de gyttja (zone 3) donnent des contributions croissantes du début à la fin de la zone 3. Ces sédiments constituent donc une transition entre les craies et les gyttjas. Cette zone 3 correspond plus vraisemblablement à de la craie organique. En revanche, la zone 4 et la zone 6, correspondant respectivement au deuxième niveau de gyttja et à la gyttja terminale, montrent bien des contributions totalement opposées à celles des craies des zones 1, 2 et 3. La zone 5, qui correspond aux craies lacustres supérieures, est très différente des zones 1 et 2, mais elle est (d'après les traitements statistiques) plus proche des craies organiques de la O 3* —t O 3 O N O 3 O zone 3. La zonation mathématique confirme donc objectivement les zones géochimiques décrites précédemment. 2.4. LES ISOTOPES STABLES DE L'OXYGENE (518O) ET DU CARBONE (513C), La stratigraphie des isotopes stables de l'oxygène, dans les sédiments lacustres, peut être utilisée comme un bon marqueur pour l'évaluation des changements de température, de la paléohydrologie et de !'evaporation. L'absence de défaitisme à permis l'utilisation des carbonates inorganiques ; des contrôles ont cependant été réalisées sur les tests calcitiques d'organismes ayant vécu dans le lac. Les valeurs isotopiques Ô 18O et 5 13C montrent de nombreuses variations dans tout le forage. Si peu de difficultés ont été rencontrées pour synchroniser les carottes à partir de la palynologie, les données isotopiques ont révélé, au contraire, certains problèmes qui ont été résolus en lissant les données avec une moyenne flottante à 3 points. La composition isotopique du sédiment total a été comparée à celle de spécimens de gastéropodes {Bithynia tentaculata (L.)) entre 0 et 50 cm, figure 2.87. Le pic très négatif à - 42 cm dans la gyttja n'a pas d'équivalence au niveau des valeurs isotopiques faites sur les tests des gastéropodes. Les valeurs des S 18O des gastéropodes sont moins négatives que celles qui ont été faites sur les carbonates du sédiment total (craie). Les valeurs isotopiques ô 13C sont, en revanche, plus basses que celles du sédiment total. Les variations du Ô 13C varient de manière opposée à celles du carbone organique. Cette corrélation n'est pas liée à la variation de la production primaire planctonique comme cela est observé dans d'autres lacs (Stuiver, 1970 ; Eicher, Siegenthaler, 1976,1983 ; Siegenthaler, Eicher, 1986 ; Lister, 1988 a, b ; Mc Kenzie, Aristegui, 1995 ; Filippi, 1996...), mais à la matière organique palustre (Kubier, com. orale). Sédiment total Gastéropodes : Bithynia tentaculata (L.) UVUl. uuui UUUl UUtJl UUUl UUUU UUUl UUUl uuui UUUII UUUt tana carbone organique 8l3CPDB%o 6l8oPDB%o 5l3CPDB%o 5180PDB%0 Variation de la hauteur .............. d'eau — — [O W W CT« Ul JiO1O OCOOOOOO _ OOi,OOOO0000^J^J^JOsCTsC»O\ O ui O Ui S ui oooW^Ui^LiiyiOi ^to^booi^Woo ^w©óo!^!uto\bboa\b^J^N)-ooo<^4*ioó\ / bas haut Craie lacustre (su gyttja Figure 2.87 : Comparaison des analyses isotopiques faites sur le sédiment total et sur les gastéropodes du forage d'Ilay 206 2.4 UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU "F"1 \..... :¦ :-:•;•:¦ UUUUUU UUUUUU UUUUU U UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU ti UU U U U UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU U UUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UVUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU UUUUUU carbone organique (%) 813CPDB%< 6180 PDB%, Variation de la hauteur d'eau — — ro (O w P^ i-n O Ut O <-/i O **¦ O [ÌHH3 Craie lacustre Ü3 gyttja les données brutes sont en pointillés, les données lissées par une moyenne flottante (3 points) soni en trait plein Figure 2.88 : Analyses isotopiques faites sur le sédiment total des forages d'Ilay : essai de synchronisation et lissage des données avec une moyenne flottante La figure 2.88 présente la stratigraphie des isotopes de l'oxygène et du carbone du sédiment total. On observe 5 zones où les valeurs du d 18O sont supérieuresà - 8.8 %c. Ces zones sont séparées par des intervalles où les d 18O sont plus négatifs (- 9.2 %o). Les variations du d 18O ne se corrèlent avec aucune variable. L'enregistrement isotopique du d 13C varie autour de - 5.4 %c entre - 170 et - 60 cm, dans Ia craie lacustre. Des valeurs particulièrement négatives de d 13C (- 6.5%o) sont enregistrées à - 46 cm, dans la gyttja. Le d 13C augmente ensuite brusquement de 1.5 %c dans les craies supérieures. Le d 13C diminue de nouveau au sommet de la carotte (- 5.6 %o), dans la gyttja terminale. Il faut noter que le coefficient de corrélation entre les valeurs isotopiques du carbone et de l'oxygène est particulièrement bas (R= 0.03). Les variations isotopiques de d180 ont pu donner lieu à une reconstitution paléohydrologique. Les tendances négatives des 5 18O sont généralement interprétées comme des refroidissements du climat, mais elles peuvent également traduire une diminution de la composition isotopique des pluies sans rapport avec la température moyenne. Il peut s'agir également d'une augmentation de la température des eaux du lac selon la loi du coefficient de partition ; dans ce cas !'evaporation alourdirait la composition isotopique, mais, si le niveau des eaux augmente suite à des précipitations accrues et des températures plus faibles, les 8 18O diminuent en raison d'une evaporation plus faible. Une diminution des ô 18O correspond à une augmentation du niveau des eaux alors qu'une hausse des Ô 18O correspond à une baisse du niveau de l'eau. A l'intérieur même des craies lacustres, il est possible de percevoir une succession de hauts et de bas niveaux des eaux du lac qui sont symbolisés par des flèches sur les figure 2.87 et 2.88. H est également possible de suivre des tendances régressives et transgressives à l'intérieur des gyttjas qui est un faciès lacustre de bas niveau. 2.5. LES APPORTS DE LA GÉOCHIMIE ÀILAY Les analyses géochimiques des sédiments d'Ilay permettent de montrer une variation de la composition des craies lacustres de la base du forage. Elles confirment les observations faites en minéralogie de la "roche totale". Les craies lacustres contiennent 60 % d'eau pour un taux de matière organique de 5 %. Les teneurs en silice, magnésium, sodium manganèse et phosphates sont plus élevées dans la partie inférieure du forage correspondant à la fin du Subboréal. Les craies comprises entre 110 et 60 cm, de même que celles entre 35 et 7 cm, ne montrent pas de telles variations. Les analyses chimiques des niveaux de gyttja soulignent, comme la minéralogie, la complexité de ce faciès sédimentaire. Ces gyttjas contiennent au maximum 30 % de matière organique et 80% d'eau. Les pourcentages des éléments peuvent varier très rapidement à l'intérieur de ce faciès. Le taux de strontium, identique à celui des craies lacustres, est constant dans la gyttja terminale alors qu'il montrent une diminution suivie d'une hausse toute aussi brusque dans la gyttja entre 48 et 35 cm. En revanche, la gyttja comprise entre 60 et 50 cm à une composition identique à la gyttja terminale. En fait, ces deux niveaux de gyttja correspondent chimiquement à des craies lacustres organiques ; un seul niveau, vers 40 cm, correspond non plus à une gyttja mais à un niveau tourbeux. Les analyses isotopiques de ce forage permettent de montrer le lien étroit qui existe entre le carbone organique d'origine palustre et le S 13C contrairement à ce qui est observé dans d'autres lacs (le ô 13C est en général lié à la production primaire planctonique). D'autre part, la stratification des Ô18O aboutit à une reconstitution paléohydrologique. 2.6. INTERPRÉTATION ET DISCUSSION 2.6.1. Physico-chimie des eaux et des sédiments actuels L'étude physico-chimique des eaux actuelles du lac d'Ilay (SRAE 1986) révèle que : - le fer est présent à l'état de traces dans la colonne d'eau (le fer dissous est plus concentré à proximité du fond en fin de stratification estivale alors que les teneurs en oxygène diminuent) ; les phénomènes de relargage à partir des sédiments paraissent moins 208 ________________________________2.4 accentués que dans les lacs voisins (SRAE, 1985,1986) ; le lac d'Ilay, comme ses voisins (Lacs de Maclu), possède actuellement un faible pouvoir réducteur ; - la teneur en silice est peu importante ; elle est en accord avec les formations géologiques environnantes (la silice solubilisée dans ce lac doit probablement être un facteur limitant à certaines populations de diatomées) ; - l'azote minéral varie entre 44 ug/1 et 340 ug/1, ces valeurs chutent à la période de la poussée planctonique jusqu'en août ; au contact des sédiments de surface ces valeurs atteignent 315, voire 590 ug/1 ; - les teneurs en phosphore minéral sont actuellement particulièrement faibles et ne sont jamais supérieures aux limites de détection (3 ug/1 de P) ; en septembre et octobre il est possible de déceler des orthophosphates à l'état de traces dans les couches supérieures de la lame d'eau ; - les analyses chimiques des sédiments de surface indiquent qu'ils renferment peu de phosphore lié à la matière organique ; les eaux interstitielles sont pauvres en cet élément ; à l'opposé elles renferment des concentrations importantes en fer et en manganèse qui n'étaient pas identifiées dans la colonne d'eau. 2.6.2. Chimie des sédiments anciens Le cas du phosphore Dans les petits lacs, l'augmentation des orthophosphates varie avec la profondeur et avec la présence de particules fines en suspension lesquelles se lient avec les colloïdes (hydroxydes de fer et d'aluminium) (Frinck, 1969 ; Williams et al, 1971,1976 ; Lemam, 1978 ; Viel, 1983). Le phosphore est un élément mobile ; 80% de cet élément, à l'état dissout dans les eaux lacustres, sont incorporés aux sédiments ; mais il est à l'inverse très rapidement remis en solution à l'interface eau/sédiment (Allen et Kramer, 1972). Le sol est la principale source de cet élément (Chang et Jackson, 1958 ; Gumerman, 1970 ; Allen et Kramer, 1972 ; Hartikainen, 1979). Le phosphore peut se rencontrer sous 4 formes principales dans les sédiments lacustres (Norwell, 1974 ; Williams et al, 1971,1976 ; Viel, 1983) ¦ - en premier lieu, le phosphore peut être constitutif des réseaux cristallins de l'apatite et de la vivianite ; - il entre également dans la composition de la matière organique autochtone (plancton, necton) ou allochtone (apports d'eaux usées) sous forme d'esters ; - cet élément peut être adsorbé par les particules argileuses, les hydroxydes de fer et de manganèse, les aluminosilicates amorphes ; - enfin, il rentre aussi dans la composition des carbonates (Otsuki, Wetzel, 1972 ; Avnimelech, 1983) l'échange du phosphore entre les sédiments et l'eau est a priori le plus important à observer, ces échanges sont souvent contrôlés par la vivianite et l'apatite à pH compris entre 6.8 et 8.3. La figure 2.89 résume le cycle du phosphore et de ces différentes formes dans l'eau et les sédiments. ; Assimilation î biologique T organique partì cu la ire apaü tique EAU SEDIMENT p^Cïïlaiire^ EHy pH éiffusion-mêiange vagues-ifjotbrbation L ï ¦PorgQwque - pmìuttUtré Décomposition bactérl p apûliûqut venne P043- eau interstitielle P organique eau interstitielle Ca2+ Fe2+Fe3+ Mn2+ ^" kfdrmxçpathç- " "^ immobilisation du phosphore dans les sédiments vM&iiïe Figure 2.89 : Cycle du phosphore dans l'eau et les sédiments (d'après Gumerman, 1970 ; Viel, 1983) L'objectif de cette étude n'était pas de détailler les mécanismes de fixation et de relargage du phosphore ; les différentes méthodes d'analyse du phosphore n'ont pas été mises en oeuvre. De fait, les données de la littérature ont permis d'expliquer, en partie seulement, la variation des orthophosphates à la fin de la période subboréale. A Ilay, l'apatite et la vivianite n'ont pas été identifiées par la diffraction aux rayons X ; si ces éléments sont présents, ils le sont en quantité très inférieure à la limite de détection. La microscopie optique pourrait, dans ce cas, apporter des informations supplémentaires. A la fin du Subboréal, le taux de matière organique reste constant ; les orthophosphates dosés correspondent, d'une part à ceux qui étaient liés à la phase carbonatée et d'autre part à la matière organique. La zone géochimique G2 (au Subatlantique) permet d'envisager des apports d'orthophosphates allochtones (qui ne soient ni des carbonates ni de la matière organique) pour la zone Gl au cours du Subboréal. On remarque que dans les niveaux de gyttjas le taux de carbone organique croît, mais la hausse du taux de phosphore n'atteint pas les valeurs du Subboréal. La quantité d'orthophosphates provenant de la matière organique est donc faible. Une partie des orthophosphates peut donc provenir d'apports allochtones de nature minérale ou sous forme de soluté (phosphates organiques dissous) par des eaux usées. Le taux de silice souligne une diminution très légère des apports détritiques dans le lac. 210 2.4 La variation du taux de PO4, observée à Ilay, correspond donc à des conditions d'incorporation du phosphore dans la précipitation des carbonates qui ont progressivement changé. Cette hypothèse est étayée par les travaux d'Otsuki et Wetzel (1972) qui montrent une diminution des potentialités de co-précipitation de PO4 quand le pH de l'eau diminue. Ces conditions sont atteintes lorsqu'il y a une diminution de l'activité photosynthétique des plantes aquatiques ; la température et la concentration des autres ions dans les eaux lacustres contrôlent également la remise en solution de ces carbonates complexes (Avnimelech, 1983). D'autre auteurs, (Zicker et al, 1956 ; Kramer et al, 1972 ; Hartikainen, 1979) montrent que l'agitation des sédiments de surface conduit très rapidement à une remise en solution de P et que celui-ci ne reste pas libre en solution longtemps. Ce phosphore sert à la production primaire ; P a toujours une position clé comme facteur de régulation dans la productivité d'un lac (Hartikainen, 1979 ; Viel, 1983). A partir des données de la littérature, la diminution régulière des orthophosphates dans la craie lacustre de la fin du Subboréal peut être interprétée comme une modification de la co-précipitation des PO4 avec les carbonates. Cette modification traduit des changements de conditions du milieu (pH de l'eau, température ...) qui pourraient être d'origine climatique. La stratification des isotopes de l'oxygène montre des tendances vers des valeurs plus négatives à deux reprises. Cette baisse des Ô 18O traduit une hausse du niveau lacustre accompagnée d'une baisse de la température moyenne. De plus, les indices polliniques d'anthropisation montrent une diminution brusque parallèlement à la baisse régulière des orthophosphates. Ces indices suggèrent une diminution des apports de phosphates organiques dissous de l'île vers le lac (Chaix et al., 1989). Il est très probable que la diminution du taux d'orthophosphates dans les craies lacustres d'ilay, à la fin du Subboréal, soit le résultat d'une dégradation climatique accompagnée d'une baisse des apports de phosphates d'origine anthropique sans qu'il soit possible de distinguer le poids de chacun d'eux. Les autres éléments chimiques Dans la seconde moitié du Subatlantique, la gyttja montre une augmentation des éléments chimiques qui lui sont liés (carbone organique, Al, K, Fe, Na, PO4). La hausse du taux de matière organique dans le sédiment ne renvoie pas à une augmentation très significative du taux des phosphates comme le signalent certains auteurs (Avnimelech, 1983 ; Hartikainen, 1979). Les éléments liés à la phase carbonatée proprement dite régressent (Ca, Mg, Sr, Mn). La matière organique peut libérer du fer, du potassium et du sodium (Mattson et Koulter-Anderson, 1954, 1955). L'analyse minéralogique du résidu insoluble total montre une régression des argiles pendant cette période ; le fer et l'aluminium ne proviennent donc pas des argiles, mais de la tourbe (Mitchel, 1954 ; Finney et al, 1968 ; Largin et al, 1972). Les sédiments subactuels, bien que présentant un taux de matière organique important, manifestent des différences avec les niveaux compris entre -60 et -30 cm de profondeur. Le calcium diminue, mais Mg et Sr ne montrent pas de variations. Le manganèse varie de manière opposée à celle qui était observée précédemment. Ces changements proviennent de la matière organique alors que d'autres sont d'origine détritique, comme ceci est souligné par la minéralogie du sédiment total. 2.6.3. Les données isotopiques La zone littorale, dans laquelle le forage a été fait, est caractérisée par des conditions physiques instables comme des épisodes de plus haute énergie, des changements rapides de température, des variations du taux de CO2, du pH et des variations du niveau de l'eau (Kelts, Talbot, 1990). Les différences enregistrées entre les courbes des deux carottes courtes sont la meilleure illustration de cette variabilité littorale (Filippi, 1996). Les changements isotopiques observés ici peuvent être interprétés en termes de fluctuations du niveau lacustre. Magny et ah, (1995) ont établi un schéma de fluctuations de ce plan d'eau qui apparaît synchrone des variations du niveau d'autres lacs jurassiens dont le déterminisme semble être climatique. Les données du lac d'flay s'intègrent parfaitement à un schéma régional des variations du niveau des lacs établi dans le Jura depuis quelques années (Magny/1992 a, b ; 1993 a, b, c, d). Les données de ces forages (bien qu'indépendants) retracent nécessairement une histoire commune dont chaque discipline livre un signal, une évolution qui lui est propre. Une incertitude peut toujours persister en ce qui concerne les corrélations entre les différentes carottes, mais le niveau de gyttja est un bon repère lithostratigraphique. Par ailleurs, des indices polliniques communs aux deux études (Magny et ah, 1995 ; Filippi, 1996) permettent de placer précisément la limite Subboréal-Subatlantique, figure 2.90. IS-28 cm Î9cm KMScm 45-SJ cm malacologie et sedimentologie (Magny««/.. 1995) Isotopes de l'oxygène (Filippi, 1996) ¦)!-] 15 C (%1 Bas Haul Bas Haut R2 ;3Ui&t£sùBAëÀïi 's'ÄSMÖtffio: Rl phases de hautes eaux bien corrélees phoses de basses eaux bien con-élées Bl Corrélations certaines I R4 B4 ! B3 L3 ¦1^3 L2 Î705 ± 65 BP 1153-4SW]CaLAE Niveau de gyttja 1610±65 BP i268-586)cal.AC H4 H3 H2 Bl phases non corrélees Figure 2.90 : Comparaison des fluctuations du niveau lacustre à partir des données malacologiques et sédimentologiques (d'après Magny et ai, 1995) et des données isotopiques de l'oxygène 18 (d'après Filippi, 1996) ill 2.4 - Trois phases de haut niveau lacustre Rl, R2, R3 (Magny et al, 1995) sont corrélées à H2, H3 et H4 (Filippi, 1996). Les données isotopiques ne permettent pas, après 586 AD de distinguer plusieurs hauts niveaux ; H4 semble correspondre à R3 et R4 parce que L3 est peu dilatée. - Deux phases de bas niveau Ll et L2 correspondent à B2 et B3. Ll et B2 se situent vers 820 cal. BC alors que L2, B3 sont calées entre 153 et 586 cal. AD. Les isotopes de l'oxygène permettent de mettre en évidence trois événements supplémentaires (Hl, Bl et B4) qui ne sont pas documentées dans le forage de Magny étal, 1995. Les phases de hausse du niveau des lacs apparaissent synchrones des phases d'avancées des glaciers et de fluctuations de la limite supérieure de la forêt en Suisse et dans les Alpes autrichiennes (Magny, 1992 a, b ; 1993 a, c, d ; 1994 ; 1995 a, b, c, d). Les phases Rl, R2, R3 et R4 coïncident avec les phases alpines de Löbben, Gòschenen 1, Göschenen 2 et le Petit Age Glaciaire. 3. HISTOIRE DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES ET CHR0N0Z0NATI0N AULOCLE ET ÀILAY Le Pléniglaciaire Le Pléniglaciaire est caractérisé chimiquement par trois tendances du taux de magnésium qui renvoient aux trois variations du pourcentage de dolomite. Ces tendances confirment une mise en place des dépôts détritiques non continue pour cette période (figure 2.91). 888¾ vyYv UUUU u u u u! UUUU UUUV UUUU UUUU uuui; UUUU UUUU UUUU 1300 ^pX£XS2 UJ D O U H < < c£ O ca < 'UJ O ca tn— Jh -i z> 22 ié C K X - SS 2> --O Figure 2.96 : Fluctuations tardigiaciaires et holocènes du Patéolac du Col-des-Roches à partir des analyses sëdimentologiques et malacologiques (d'après M. Magny et). Mouthon) comparées aux données régionales (Magny, Ruffaldi, 1995) enregistrée dans un sédiment contenant moins de débris végétaux. Les phases transgressives m 5 et m 6 sont séparées par une phase régressive qui se traduit sédimentologiquement par un niveau organique. La phase transgressive m 6 est datée au Lode entre 7210 ± 85 BP soit [6183 (6008) 5869] cal. BC et 6280 ± 65 BP soit [5329-5082] cal. BC Ces événements transgressifs sont connus dans les autres lacs jurassiens sous le nom de phase de Cerin. A partir de l'Atlantique récent le rythme des épisodes transgression/régression mis en évidence par les peuplements de mollusques est relativement élevé. La palynologie et les datations radiocarbone permettent de caler chronologiquement ces phases de manière précise et d'établir une bonne correspondance avec les données sédimentologiques régionales. Au cours de l'Atlantique récent, les phases de hauts niveaux m 7 et m 8 identifiées en malacologie, qui se déroulent après 6280 ± 65 BP et avant 5125 ± 65 BP peuvent être attribuées à la phase transgressive de Grand Maclu. Les résultats de la malacologie montrent que cette phase de Grand Maclu est plus documentée au Lode. Dès Ie début du Subboréal, les lacs des Alpes du Nord et du Jura ne se comportent pas tous de la même manière, un certain nombre d'entre eux peuvent montrer la présence d'une phase transgressive alors que d'autres indiquent plutôt une phase d'abaissement du plan d'eau au cours de la même chronozone (Magny, 1991). L'événement m 9 (vers 5125 ± 65 BP) peut être considérée synchrone de la phase de Chalain alors que les événements m 10 (vers 4315 ± 75 BP) peuvent soit être l'expression plus détaillée de la phase de Pluvis, soit correspondre à des phases de Chalain. Les différentes phases qui composent m 10, interrompues par plusieurs phases régressives de faibles amplitudes, ne peuvent pas être calées chronologiquement de manière plus précise. Le dernier événement paléohydrologique majeur du Lode, entre 2525 ± 55 BP soit [805 (767) 409] cal. BC et 2375 ± 85 BP soit [758 (681, 544) 370] cal. BC, paraît synchrone de la phase transgressive du Bourget. Les autres fluctuations mineures pourraient renvoyer à d'autres événements paléohydrologiques connus, mais la prédsion des dates 14C ne permet pas de les caler précisément. 5. SYNTHÈSE Cette étude permet de montrer les corrélations existant entre deux approches indépendantes (malacologie et sedimentologie) pour la reconstruction des variations du niveau lacustre du paléolac du Lode. La palynologie et les datations radiocarbone prédsent le cadre chronologique relatif et absolu de ces variations du niveau du lac. La comparaison des fluctuations du niveau lacustre présentées sur les figures 2.92 et 2.93 permet d'intégrer ces données dans le schéma régional des fluctuations des lacs jurassiens. Un tel parallélisme a déjà été établi dans le passé sur d'autres sites (Clerc et al., 1989 ; Magny, Mouthon, 1990 ; Magny et al, 1995). Les distorsions observées entre les résultats de la malacologie et de la sedimentologie peuvent être liées à l'utilisation de deux carottes différentes. Les corrélations restent hypothétiques car, à coté des problèmes liés aux forages, vient s'ajouter Ie problème des datations effectuées sur le sédiment organique total qui ne permet pas un calage chronologique suffisamment fiable. 226 ____________________________________J15 Ces réserves posées, cette reconstruction, d'après les rythmes transgress!fs-régressifs observés et leurs positions chronologiques, peut s'intégrer dans le schéma régional qui a été établi par Magny (1922,1993) et par Magny, Ruffaldi (1995). D'autre part, les oscillations paléohydrologiques reconstruites sur les lacs du Jura ont permis à Magny (1992, 1993 a, b, c, 1994 et 1995) de proposer un schéma régional de ces fluctuations lacustres en relation avec les mouvements des glaciers et les variations de la limite supérieure des forêts dans les Alpes. Il a également montré que ces variations du niveau des eaux sont synchrones de certaines phases observées dans les courbes isotopiques des lacs du Plateau suisse et des glaces du Groenland (Magny, 1993). Les épisodes transgressifs des lacs jurassiens, corrélés à ces données provenant de disciplines indépendantes, marquent les principales périodes de dégradation climatique qui sont intervenues depuis le début de l'Holocène. 5 227 Là, deux ruisseaux cachés sous des ponts de verdure Tracent en serpentant les contours du vathn; Ils mêlent un moment leur onde et leur murmure, Et non loin de leur source, ils se perdent sans nom. Le Vallon, 1820 Alphonse de Lamartine ""•Ku.t. ^SSX ?r~ S*-Sf*^ »vvT^^" J v * X^ ^* i* "il ^ * ^" f k * ^ v; ....¾: &&$& *> We-*? E*£* ti; **>> "y "" V- * Vv ^"^5¾; \v«r'f^ -s« tv "ne V- \:^<*H^J * *< ^ifv ...^^.^.7.1^.,.^^^ h^MlvMw.vi«>*tf— -¦ U-^ 1. LES APPORTS DE LA GÉOPHYSIQUE ET DES DONNÉES ANCIENNES DE FORAGESAULOCLE La méthode de prospection géophysique mise en oeuvre dans cette étude associée à l'homogénéisation des données de forages anciennes permet de proposer une représentation spatiale du toit des formations compactes du remplissage lacustre du Locle et de mettre ainsi en évidence une double dissymétrie dans la morphologie de la base du remplissage. La première dissymétrie est transversale (Nord-Sud) : elle isole une zone profonde, parallèle à l'axe anticlinal, au Nord et une zone moins profonde au Sud. La seconde dissymétrie est longitudinale (Sud-Est/Nord-Ouest) : elle sépare deux bassins de sédimentation dont un dépasse 41 m de profondeur. Ces particularités sont liées à la présence d'accidents structuraux affectant le substratum. La synthèse des données sédimentologiques issues des forages anciens et récents permet d'appréhender la répartition des corps sédimentaires. De nombreux passages latéraux de faciès sont observés dans la zone la plus profonde du Marais alors que le passage entre les faciès détritiques et les faciès autochtones se fait approximativement à la cote 900 m. Les couches autochtones montrent une certaine tabulante. 233 2, LES APPORTS DE L'ÉTUDE POLLINIQUE DES SÉDIMENTS DU LOCLE L'étude du contenu sporopollinique des sédiments du Marais du Col-des-Roches a permis de mettre en évidence, pour la première fois dans la Haute-Chaîne jurassienne, une séquence fini-glaciaire de 28 mètres. Ces données viennent compléter les résultats déjà obtenus sur d'autres sites du Jura (Campy, Richard, 1988 ; Ruffaldi, 1993 et 1996). De nouvelles investigations seront indispensables afin d'étudier, plus en détail, les tendances qui sont observées dans la courbe du pin par exemple et pour rechercher le Tardiglaciaire ; dans cette optique, un forage parfaitement continu est requis. Des datations radiocarbone supplémentaires sont également nécessaires pour caler précisément les différentes étapes de la déglaciation sur ce site. Cette étude a donné l'opportunité de mettre en évidence la présence de pollens de Poaceae de type Cerealia sans autres indices d'anthropisation entre 7210 ± 85 BP soit [6183 (6008) 5881] cal. BC et 6280 ± 65 BP [5329 (5246) 5062] cal BC. Les premières marques de l'activité humaine (céréales et rudérales) sont véritablement observées entre 6280 ± 65 et 5210 ± 65 BP. A cette altitude, l'histoire de la végétation holocène sur le site du Locle est assez classique pour cette partie du Jura. 3. SIGNATURES PALYNOLOGIQUES, MINÉRALOGIQUES ET GÉOCHIMIQUES DES FLUCTUATIONS CLIMATIQUES DANS LES SEDIMENTS DU LOCLE ET D'ILAY. La période fini-wiirmienne : Le Pléniglaciaire est caractérisé par une végétation quasi inexistante ; le contenu pollinique de ces sédiments (28 m d'argiles silteuses grises avec des intercalations sableuses figure 3.1) résulte de remaniements des formations du substrat et d'apports polliniques lointains (de pin) ; la flore herbacée locale paraît très pauvre. La quasi absence de végétation a favorisé l'attaque des couches les plus facilement érodables à l'aube de la déglaciation. L'étude minéralogique montre, comme la palynologie, l'important héritage des formations tertiaires. La caractérisation minéralogique et géochimique des argiles silteuses permet, pour le forage le plus profond (LLCl), d'identifier trois variantes dans leur composition. L'unité sédimentaire correspondant au Pléniglaciaire (formant 68 % du remplissage) est constituée de minéraux détritiques comme la calcite, l'aragonite, la dolomite, les smectoïdes, les micas, la !caolinite et la chlorite se traduisant chimiquement par la dominance de Ca, Mg, Al, Fe, Sr, K, Na, SiO2 et PO4. Tous les minéraux sont issus, de l'érosion des formations constituant le bassin versant ; une partie de ces minéraux pourrait être d'origine éolienne. Cette caractérisation rejoint les observations sédimentologiques et témoigne de l'absence de continuité dans la mise en place des 28 mètres de sédiment ; il y a au moins trois stades de mise en place de ces dépôts lacustres dans lesquelles il peut y avoir des lacunes de sédimentation en raison de la position du forage en bordure de la zone profonde. Ce forage suggère un taux de sédimentation élevé, comparable à ceux observés à la même période dans d'autres sites du Jura, du Plateau suisse... Tous les indices soulignent indirectement un climat rude (sans végétation) dans lequel le facteur hydrique (érosion du bassin versant) a dû jouer un rôle important. 234 Il il << tu IS J CRl 05- C, . c~ h-rv fcO «t. «£¦ — O « O "-J O Ü 3 O L. vu ïw 1CJ '' > Ll 3 O O S CUSl J ^ « O U5 U) ¦y. H S 6/1 ¢) "U 5 0 -a Li. C5 i: îî =b I ^a 3uoiijDoinv snbiuvSuo ariana r/ sp ajumjfiti ^ i s? + i 11 + ¦3 ^ìì JUUL anbi}UB|jBqns Jl. I^oqqns | Jg^ j ,gg^ j ^Q8 J^ É HMlVIDVlOlNg-U S3U020U014D s fi S s s 5 jnapuojoj j Figure 3.1 : Essai de corrélation entre les données de la palynologie, de la minéralogie, de la géochimie, de la malacologie, de la sedimentologie du Marais du Col-des-Rocbes avec les données climatiques régionales et extra régionales Le Dryas récent (11 000 BP soit entre environ 11066 et 10862 cal. BC et 10 000 BP entre environ 9798 et 9056 cal BC) Au Locle, les forages ne permettent pas de suivre l'évolution de la végétation de la totalité du Tardiglaciaire, seule une partie du Dryas récent est bien marquée. Les données de la minéralogie et de la géochimie ne mettent pas clairement en évidence cet important hiatus sédimentaire qui peut s'expliquer par l'emplacement du forage à proximité d'un talus formé par les irrégularités du substratum. A Ia fin du Dryas récent, la végétation arborée est dominée par le pin, le genévrier et le bouleau. Le tapis herbacé est constitué principalement d'armoises, de poacées et de plantes héliophiles caractéristiques des milieux très ouverts. Deux étapes peuvent être individualisées en palynologie, minéralogie et géochimie (figure 3.1 et 3.2) : - la première, entre 1290 et 1260 cm, montre un hausse des pourcentages du bouleau, du genévrier et du pin. Le taux des minéraux détritiques (quartz, phyllosilicates, dolomite) diminuent parallèlement à la hausse du taux de calcite dont une part est d'origine autochtone. La distribution des éléments chimiques majeurs corrobore parfaitement la répartition minéralogique ; les éléments liés aux silico-clastiques d'origine détritique (Mg, Si, Na, K, Fe, Mn et PO4) régressent alors qu'une hausse des éléments liés aux minéraux autochtones (Ca et Sr) est observée. La fraction inférieure à 2 um montre une chute progressive des intensités brutes des smectoïdes et de la kaolinite ; le quartz augmente brusquement. Les intensités brutes des minéraux de la fraction 2-16 um décroissent. Cette partie est le reflet d'une diminution relative du détritisme. - la seconde, entre 1260 et 1240 cm, indique une diminution des pourcentages du pin, du bouleau et du genévrier, mais ceux des cypéracées et des apiacées augmentent. La diffraction du sédiment total montre que des minéraux détritiques (dolomite et quartz) augmentent et qu'une hausse des intensités de la pyrite et des feldspaths associée à une baisse des intensités des smectoïdes et des micas est observée dans les fractions inférieures à 2 urn. La fraction 2-16 um montre très clairement une récurrence des intensités de tous les minéraux. La géochimie corrobore ce résultat : une diminution des éléments liés à la phase carbonatée autochtone au détriment d'une recrudescence des éléments liés aux minéraux détritiques (Mg, Si, PO4) est mise en évidence. Ces modifications palynologiques, minéralogiques et géochimiques montrent, pour cette partie du Dryas récent, l'existence d'un épisode plus détritique. Partant de l'hypothèse que seule la partie supérieure du Dryas récent est représentée au Locle (d'après la palynologie), on peut dire que la première partie de la fin de cette période correspond à une phase d'amélioration climatique temporaire. Celle-ci se traduit par l'installation d'arbres et d'arbustes dans un environnement proche du site ; la présence de cette couverture végétale constituée par des essences pionnières, provoque une baisse importante des apports détritiques qui s'exprime par une diminution de tous les minéraux (à l'exception de la calcite) dont on a vu qu'ils proviennent principalement du bassin versant. Les résultats de la paléohydrologie montrent que le lac subi, à cette période, des variations importantes de son niveau qui tend à régresser globalement (figure 3.2). La seconde étape de cette partie du Dryas récent correspondrait plutôt à une période de dégradation du climat. Le reflet de cette évolution du climat est marqué par une 236 Évolution du ditritisme par la palynologie par la minéralogie par la giochimie pollens "Roche tertiaires Totale" Argiles Fluctuations lacustres ^t^rastenT M°»™m***«#**«* Fluctuations de la limite des lacs jurassiens alpjns rf autrichiens supérieure des forets et subalpins Dryas récent Malacologie Sedimentologie Bas Haut Bas Haut -8000 BP JOUX VENEDIGER (SCHAMS) REMORAY ONîOZ 3 SCHLATEN (PALO) _ 9000 1O00O I Transgressions lacustres, avancées glaciaires et descentes de la limite supérieure des forêts (d'après Magny, 1995, modifié) Figure 3.2 : Essai de corrélation entre les données de la palynologie, de la minéralogie, de la géochimie, de la malacologie, de la sedimentologie et avec les données climatiques régionales, détail du Dryas récent et du début de l'Holocène diminution des pourcentages d'arbres et une augmentation de ceux des herbacées. Cette modification de la végétation est extrêmement bien perçue dans le sédiment. Parallèlement, on observe, dans les fractions argileuses principalement, une augmentation de tous les minéraux détritiques hérités du bassin versant. Ces apports sont moins importants que ceux qui se sont déroulés lors des apports contemporains de la déglaciation sur ce site. La hausse du taux des cypéracées et la tendance régressive du niveau lacustre se font écho. Cette corrélation suggère une diminution des précipitations, mais avec une reprise d'érosion du bassin versant. Cette période de déficit hydrique a été soulignée par Magny et Ruffaldi (1995). Actuellement, des datations 14C sont en cours pour fixer précisément de manière absolue ces deux phases du Dryas récent. Ces résultats s'intègrent donc bien aux données paléoclimatiques plus globales, ils montrent en outre la complexité des signatures indirectes de cette dégradation climatique sur ce site ; ils rejoignent également ce que Bichet (1997) montre à Chaillexon. Les causes du refroidissement brutal du Dryas récent ne sont pas encore clairement établies (Broecker et al., 1988 ; Wright, 1989 ; Grimm et al., 1993 ; Dansgaard et al., 1993 ; Mayeski et al., 1993 ; Mayeski et al., 1994 ; Strömberg, 1994). Une des causes probables de ce refroidissement est une modification importante des contrastes saisonniers. L'atmosphère, sensible à ces contrastes, détermine fortement la circulation océanique et notamment, modifie la répartition de la salinité des eaux marines (Broecker et al., 1988 ; Broecker, Denton, 1990 ; Magny, 1995). Ce sont les modifications des paramètres qui régissent cette circulation thermohaline (température des eaux de surface, salinité, evaporation, apports d'eau douce dûs à la fonte des calottes de glace...) qui ont contribué à ce refroidissement global. Guiot et al., (1988) montrent, grâce aux fonctions de transfert, une chute des températures estivales et hivernales de 5 à 8 0C liée à une baisse des précipitations. Le Prêboréal (env. 10 000 BP soit entre environ 9798 et 9056 cal. BC et 9000 BP soit entre environ 8053 et 7977 cal BC) Le Préboréal est caractérisé par l'abondance du pollen de pin suggérant la présence de véritables pineraies relativement proches du site. Toutefois, les premiers pollens de feuillus (bouleau et noisetier) témoignent du développement de ces taxons à plus basse altitude. La composition minéralogique et géochimique du sédiment, comme la végétation, changent radicalement de celle du Dryas récent. Une tripartition est visible dans cette période (figures 3.1 et 3.2). - La première partie du Préboréal (entre 1240 et 1215 cm) se caractérise sédimentologiquement par un niveau de gyttja contenant moins de calcite, plus de quartz et d'aragonite que pendant le Dryas récent. Les fractions fines montrent une nette augmentation des intensités des minéraux détritiques (quartz et pyrite de la fraction < 2 um ; micas et minéraux en grains de la fraction 2-16 um). Chimiquement, cette variation minéralogique s'exprime par une diminution de Ca et Mg (liés aux carbonates autochtones) au profit d'une hausse de Sr, Na, K, PO4 (provenant des minéraux détritiques). Parallèlement, on observe le développement maximal du pin et une diminution du bouleau sur le site ; les pollens tertiaires sont moins abondants. Les résultats de la paléohydrologie révèlent un fort abaissement du niveau du lac. - la seconde partie du Préboréal (entre 1215 et 1190 cm) se caractérise par une diminution des pourcentages de pin et une augmentation de ceux du bouleau ; le noisetier est repéré en courbe continue. Les signatures minéralogiques exprimant un régime détritique diminuent. Le taux de calcite est en constante augmentation. La géochimie corrobore cette observation : un retour marqué du calcium associé à une chute de Mg et de tous les éléments liés aux minéraux détritiques ; c'est véritablement le début de la sédimentation authigénique holocène au Locle. Le niveau du lac est, d'après la malacologie et la sedimentologie, transgressif. La sédimentation carbonatée autochtone masque les apports allochtones. - La troisième partie du Préboréal (entre 1190 et 1160 cm) correspond à de nouveaux changements dans la couverture végétale. On assiste à une hausse progressive des pourcentages du noisetier, de l'orme, du chêne et une diminution des taux de bouleau. La fin du Préboréal est caractérisée minéralogiquement par une recrudescence des intensités brutes des argiles des fractions inférieures à 2 um essentiellement. La géochimie montre dans cette partie une hausse de tous les éléments détritiques ; leur apparition a débuté progressivement dans la craie lacustre. L'étude paléohydrologique donne des informations contradictoires mais tout porte à croire que le niveau du lac est régressif. La tripartition du Préboréal, sur le site du Locle, se caractérise minéralogiquement par deux épisodes (l'un entre 1240 et 1215 cm ; l'autre entre 1190 et 1160 cm) dans lesquels le détritisme est bien marqué dans les fractions argileuses uniquement. Un épisode intermédiaire (entre 1215 et 1190 cm) correspond véritablement au début de Ia sédimentation carbonatée autochtone où le détritisme y est réduit, il est en fait moins bien représenté à cause de la production autochtone. On remarque que le détritisme minéralogique et chimique est plus marqué dans les phases de bas niveaux du lac (les gyttjas et le niveau de craie qui se charge en matière organique). Les craies lacustres de cette période ne montrent pas de variation de leur composition chimique. Les essences formant le couvert arboré 238 changent au cours du Préboréal : les pineraies sont lentement envahies par les premiers noisetiers soulignant ainsi une amélioration générale du climat qui est, comme le montre la minéralogie, discontinue pour le Préboréal. Ruddiman et Mc Intyre, 1981 ; Atkinson et al., 1987 ; Magny, 1995 ; Bichet, 1997 montrent que la transition brutale Dryas récent/Préboréal observée dans différents sites à une origine climatique. Le réchauffement rapide du début du Préboréal serait lié à une variation de l'orbite solaire et à une hausse de l'insolation estivale à laquelle s'ajoute une diminution des précipitations (Guiot et al., 1988). Les signatures palynologiques, minéralogiques et géochimiques que nous proposons ici se corrèlent avec les résultats de Magny et Ruffaldi (1995), Richard, (1996) et Bichet, (1997). La phase trasgressive du Locle qui interrompt les bas niveaux qui caractérisent le Préboréal est synchrone de l'épisode de hautes eaux reconnu dans les lacs de St Point et de Remoray pendant le Préboréal entre 9700 et 9450 BP (Magny, Ruffaldi, 1995). Cette période transgressive peut être corrélée avec une avancée des glaciers suisses (phase de PaIu) et autrichiens (phase de Schlaten) (Magny, Ruffaldi, 1995) et avec un recul de la limite supérieure des forêts dans les Alpes suisses (Burga, 1988). Ces événements sont également connus sous le nom de "P- oscillation" dans les lacs du Plateau suisse vers 9500 BP (Lotter et al., 1992 a, b). Les résultats de la minéralogie et de la géochimie de la deuxième phase du Préboréal ne permettent pas d'établir un parallélisme avec cet épisode de dégradation climatique. Des datations radiocarbone sont actuellement en cours pour caler les trois périodes identifiées au Locle pendant le Préboréal. Le Boréal (env. 9000 BP soit entre environ 8053 et 7977 cal. BC et 8000 BP soit entre environ 7053 et 6725 cal BC) Le diagramme pollinique montre une diminution des pollens de pin au profit de celui du noisetier qui caractérise le Boréal. L'essor de cette essence au feuillage caduc traduit véritablement les premières améliorations climatiques autour du site. Parallèlement, d'autres essences progressent au niveau régional ; ce sont les ormes, les chênes, puis, plus tardivement, le tilleul. Cette chronozone est scindée en trois zones polliniques locales. Cette tripartition apparaît également en minéralogie et en géochimie (figures 3.1 et 3.2): - la première partie (entre 1160 et 1135 cm) contient le niveau organique à 1137 cm daté de 9750 ± 80 BP. La date a été rejetée car elle apparaît vieillie d'après les zones polliniques locales et régionales. La quantité de pollens tertiaires et de minéraux détritiques provenant du bassin versant est en progression dans ce niveau. Les résultats malacologiques et sédimentologiques se contredisent. La malacologie, à la différence de la sedimentologie, reflète très bien !'intercalation organique qui correspond à un bas niveau du lac. - la seconde partie du Boréal (entre 1135 et 1045 cm) est enregistrée dans la craie lacustre. La minéralogie des fractions fines met en évidence, entre 1090 et 1030 cm de profondeur, une phase où les minéraux détritiques (argiles, minéraux en grains : la pyrite) sont en légère hausse alors que rien n'est visible dans le sédiment total. Des hausses peu importantes de K, PO4, Fe, Si permettent de souligner cet épisode détritique par la géochimie. La végétation de cette période, plus thermophile, montre une régression de l'orme, du chêne et du noisetier ; le pin est en augmentation. Sur le site du Locle, ces observations vont dans le sens d'un éclaircissement de la forêt accompagné d'une dégradation climatique peu marquée située vers le milieu du Boréal. Les populations de mollusques traduisent un bas niveau des eaux du lac alors que les concrétions carbonatées indiquent plutôt un haut niveau. La fin de cet épisode est daté de 9120 ± 75 BP ; la date est rejetée car elle n'est pas en accord avec les données polliniques régionales. - la troisième partie du Boréal (entre 1045 et 975 cm) coïncide avec le début des craies organiques qui, minéralogiquement, sont peu différentes des craies lacustres sous-jacentes. En revanche, la géochimie souligne très bien l'accumulation progressive de matière organique dans ces craies. Un retour très net de la silice, de raluminium, du potassium, du fer et des orthophosphates, associé à une diminution du calcium et du strontium, est observé. Dès lors, les éléments Al, Fe, K, Na, Si peuvent avoir deux origines : l'une allochtone et l'autre autochtone (matière organique). La variation chimique est, dès cette période, beaucoup plus le reflet des changements sédimentaires que celui des variations des apports allochtones. On peut observer que cette phase détritique se développe, au Locle, pendant un épisode transgressif mis en évidence par la sedimentologie au cours du Boréal. Cet épisode apparaît synchrone de la phase transgressive que de nombreux lacs du Jura et des Alpes du Nord subissent à cette même période et qui est connue sous le nom de phase de Joux (Magny, 1991 ; 1995). Cet auteur a également observé que cette hausse du niveau des lac coïncide avec une avancée des glaciers suisses et autrichiens (Venedigger et Schams) parallèlement à un recul de la limite forestière en altitude. Le synchronisme qui apparaît entre ces résultats indépendants permet de supposer que seule une dégradation du climat puisse être à l'origine de tels changements. L'Atlantique ancien (env. 8000 BP soit entre environ 7053 et 6725 cal. BC et 6000 BP soit entre environ 4921 et 4842 cal BC et l'Atlantique récent (env. 6000 et 4700 BP soit entre environ 3511et 3376 cal. BC) Au Locle, pendant l'Atlantique ancien, la chênaie mixte atteint son plein essor. Le frêne et l'érable montrent leur développement maximal. L'optimum de Fraxinus est très bien calé chronologiquement, il débute vers 7210 ± 85 BP soit [6183 (6008) 5869] cal. BC et s'achève vers 6280 ± 65 BP soit [5329 (5246) 5062] cal. BC. Cette dernière date correspond à la fin de l'Atlantique ancien sur le site du Locle. Les limites chronologiques de l'Atlantique récent ont été placées à 6280 ± 65 BP soit [5329 (5246) 5062] cal. BC et à 5125 ± 65 BP soit [4040 (3956) 3779] cal. BC. Dans ce dernier intervalle, on assiste à l'installation et au développement du sapin, du hêtre et de l'aulne. En revanche, le frêne, l'orme et le tilleul régressent. C'est dans ce cadre environnemental que les premières traces d'une activité humaine sur ce site sont véritablement reconnues. L'Atlantique n'est pas aussi documenté minéralogiquement et chimiquement que les périodes précédentes (figure 3.1). L'Atlantique ancien (entre 980 et 790 cm) est enregistré dans de la craie lacustre organique contenant encore beaucoup de calcite et d'aragonite mais où la pyrite fait son apparition dans le sédiment total (forage LLCl) ; l'Atlantique ancien est enregistré dans de la tourbe dans le forage LLC2. Un retour bien marqué de la dolomite, du quartz et des phyllosilicates est observé ; ces minéraux soulignent un retour très important des apports du 240 bassin versant dès 7210 ± 85 BP. La perception de ce détritisme était déjà possible à travers la présence de pollens tertiaires à la fin du Boréal. Les fractions fines nous renseignent très bien sur le passage progressif entre les craies lacustres organiques et les gytrjas. Ce passage est perceptible dès 890 cm alors qu'il n'est visible qu'à partir de 850 cm avec le sédiment total. L'Atlantique récent (entre 790 et 620 cm) est enregistré dans de la gyttja dont le taux de calcite est en nette diminution. La présence de l'homme est incontestable dès 6280 ± 65 BP. L'attribution des apports détritiques exclusivement à une dégradation du climat n'est pas concevable pour cette période en raison de la présence d'indices polliniques d'anthropisation. La géochimie montre que les éléments attachés partiellement aux silico-clastiques et à la matière organique sont présents même lorsqu'une hausse des taux de calcium et de strontium sont relevés. L'Atlantique est, au Locle, trop influencé par les changements rapides de faciès sédimentaires pour y observer les variations d'un paramètre géochimique qui soit indépendant de la variation de la composition de ces faciès. En effet, les gytrjas et les tourbes peuvent montrer des taux de silice, de fer, de potassium et d'orthophosphates aussi élevés que dans les argiles silteuses grises du Pléniglaciaire. La malacologie et la sedimentologie mettent en évidence deux phases de haut niveau du lac interrompues par un bas niveau à 845 cm daté à 7210 ± 85 BP soit [6183 (6008) 5869] cal. BC. Le second épisode transgressif se termine vers 6280 ± 65 BP soit [5329 (5246) 5062] cal. BC. Ces deux phases de haut niveau correspondent à la phase transgressive et bipartite de "Cerin" qui est datée entre 6800-6100 BP et 6100-5700 BP (Magny, 1992). Cette transgression a été mise en parallèle avec la phase d'avancée glaciaire de Frosnitz dans les Alpes autrichiennes (ou Misox dans les Alpes suisses) qui est identifiée à la fin de l'Atlantique ancien. Le parallélisme étroit entre les résultats de ces différentes approches suggère un déterminisme climatique. Le Subboréal (env. 4700 BP soit entre environ 3511 et 3376 cal. BC et 2700 BP soit entre environ 841 et 815 cal. BC.) Au Locle, le Subboréal est calé par le radiocarbone entre 5125 ± 65 BP [4040 (3956) 3779] cal. BC et 2525 ± 55 BP [805 (767) 409] cal. BC II est caractérisé par l'essor de la hêtraie- sapinière et de l'épicéa. Sur le site d'Ilay, le Subboréal est partiellement représenté ; le hêtre, le sapin et l'aulne y jouent un rôle plus important dans la végétation. Au Locle, les changements rapides de faciès sédimentaires et la présence croissante de tourbe ne permet pas d'observer une variation d'un paramètre géochimique indépendant de la présence de matière organique. En revanche, les craies lacustres du forage d'Ilay ont été retenues pour satisfaire la recherche de marqueurs minéralogiques et géochimiques comparables à ceux du Locle, mais pour des périodes plus récentes (figures 3.1 et 3.3). Cette chronozone (entre 620 et 290 cm) apparaît complète au Locle ; elle est partielle à Ilay (entre -170 et -112 cm). A l'opposé, au Locle, la présence continue de minéraux détritiques et de pollens tertiaires provenant du bassin versant est observée. Ces apports plus ou moins continus de matériel détritique sont liés à une érosion quasi permanente du bassin versant pendant tout le Subboréal. Cette érosion peut être soit d'origine anthropique, soit d'origine climatique ; elle peut également être une combinaison des deux. A Hay, les variations du taux d'aragonite peuvent être partiellement corrélées à l'effectif des gastéropodes. La fin du Subboréal est caractérisée par une diminution régulière du taux d'orthophosphates. Cette diminution se déroule parallèlement à des variations du 618O qui sont plus négatives, lesquelles sont brusquement interrompues par un gradient moins négatif. Ces valeurs moins négatives rendent compte d'une diminution temporaire du niveau lacustre à l'intérieur d'une phase de hautes eaux enregistrée vers la fin du Subboréal Magny et al., 1995 ; Filippi, 1996). Le Subatlantique (env 2700 BP soit entre environ 841 et 815 cal BC à l'actuel Le début du Subatlantique est daté par le 14C au Locle de 2525 ± 55 BP soit [805 (767) 409] cal. BC mais il n'y est pas enregistré en totalité ; il se termine vers 1745 ± 50 BP soit [147 (175, 197) 419] AD. H est, en revanche relativement détaillé à Ilay (figures 3.1 et 3.3). La végétation du Subatlantique est caractérisée dans les deux sites par la prédominance de la hêtraie-sapinière et l'apparition du charme et du noyer. Les diagrammes polliniques d'anthropisation montrent que l'impact de l'homme sur la végétation a été continu depuis le Subboréal. Au Locle, cet impact est discontinu mais les phases d'activité sont d'intensité croissante du Subboréal au Subatlantique. A Ilay, on a pu remarquer une continuité dans l'activité humaine sans véritable intensification au Subatlantique comme on le voit souvent sur les diagrammes rencontrés dans la littérature (Gauthier, 1996). Évolution du Évolution du Isotopes de détritisme par la détritisme par la l'oxygène minéralogie géochimie {Filippi, 1996) utiioehionic allochtonie -«------1----->~ M K Ln! ¦ i I IR.??. cm !ïllSl J ^ftïtn " 4Mi: cm HM.lllnii 1113» IWUS ni» 1*8-1 IW) cm 1 «MISS un 'bS**u ^ ; ? Bas B4 Haut "BT _Hi. B2 H3 H2 Bl malacologie et sedimentologie (Magny et al.. 1995) Bas Haut L3 XT R4 R3 Corrélations certaines Rl Hl Fluctuations du niveau lacustre 1705 ±65 BP1153~4W}cal A! Niveau de gyttja 1 610±65 8PI26S-.586]calAl R2 LiniitëiSUBBORÉÀii'i OenV^OO'BK"^-*" "î [841 (è27);8Ì5^1iBéf Figure 3.3 : Essai de corrélation entre les données de la palynologie, de la minéralogie, de la géochimie, de la malacologie, de la sedimentologie du lac d'ILAY avec les données climatiques régionales 242 Au Lode, la minéralogie et la géochimie ne montrent pas de différences avec le Subboréal. A Ilay, bien que le Subatlantique soit mieux documenté, on observe une variation mineralogique marquée dans les niveaux de gytrjas (entre -37 et - 49 cm et entre - 7 et 0 cm). Les éléments majeurs ne montrent aucune variation entre le début du Subatlantique (vers 2700 BP) et le début des gytrjas daté vers 1610 ± 65 BP soit [268 - 586] cal. AD. La spéciation des carbonates souligne très bien, comme la minéralogie, Ia malacologie et la sedimentologie, le changement de sédimentation correspondant à la gyttja. Ce faciès est daté entre 1610 ± 65 BP soit [268 - 586] cal. AD et 1705 ± 65 BP soit (153 -494] cal. AD. D'après Magny et al., (1995) et Filippi (1996), ces niveaux correspondent à des phases d'abaissement du niveau lacustre dont l'origine climatique est certaine. La palvnologie et la minéralogie ne sont pas suffisantes pour mettre en évidence des fluctuations climatiques de manière certaine dès que l'impact humain devient trop important, son action sur la végétation (et donc sur la pluie pollinique) masque les effets du climat. - Entre 586 et 1394 cal. AD (date dendrochronologique vers 20 cm in Magny et al., (1995), la sédimentation est à nouveau carbonatée, mais ne montre plus chimiquement de tendance significative. La période correspondant au Petit Age Glaciaire et à l'actuel se situe, à Ilay, entre 20 et 0 cm ; il s'agit d'une des raisons de l'impossibilité de mettre en évidence le PAG. La palynologie, ne permet pas de reconnaître le PAG. Cette difficulté a déjà été signalée au Loclat par Hadorn (1992) et dans le lac de Neuchâtel (Hadorn in Schwalb, 1992). La difficulté réside dans l'impossibilité de distinguer l'influence anthropique de celle du climat. La minéralogie et la géochimie montrent surtout l'évolution de la sédimentation des craies lacustres vers une gyttja. Les isotopes du carbone et de l'oxygène confirment cette tendance vers un abaissement du niveau lacustre. Le Petit Age Glaciaire est une période pendant laquelle il y a un abaissement des températures moyennes de 1.50C associé à une hausse de l'écart entre les températures extrêmes. Le PAG succède à une période chaude : le Petit Optimum Médiéval ou encore Petit Optimum Climatique qui s'est étalé du 9 ème au 14 ème siècle AD (Schneider, 1994). L'identification du PAG a été faite à partir de l'avancée des glaciers en Europe et dans les montagnes du Nord Ouest américain. Le PAG a débuté, selon les auteurs, soit vers 1300 AD soit au 16ème siècle et a duré jusqu'au milieu du 19 ème siècle (Le Roy Ladurie, 1983 ; Grove, 1988 ; Bradley, Jones, 1991 ; Mikami, 1992 ; Evans et al., 1994 ; Fritz et al., 1994 ; Pfister et al., 1994). La répartition géographique de ce refroidissement n'est pas encore connue en raison du petit nombre de longues séries de données historiques et du faible nombre d'enregistrements paléoécologiques. Tout porte à croire, que ce refroidissement, est enregistré sous diverses formes et parfois avec certains décalages chronologiques, dans de nombreuses régions du globe autour cette période allant du 16 ème au 19 ème (Bradley, Jones, 1991 ; Mikami, 1992). Toutefois, le PAG correspond à une succession de périodes froides : Oort, Wolf, Sporer, Maunder et Dalton alternant avec de courts épisodes de réchauffement. Les périodes froides du PAG (exemple minium de Maunder (1645-1715 AD, Pfister et al., 1994) coïncident avec des baisses de l'activité solaire (Bray, 1968 ; Grove, 1988) et à des maxima positif du O14C dans l'atmosphère (Stuiver, Pearson, 1986). ! Comme nous pouvions le présupposer cette étude confirme que les deux périodes de dégradation climatique que sont le Dryas récent et le Petit Age Glaciaire n'ont pas de points communs en raison des différences de durée et d'intensité. Au Lode, les analyses palynologiques, minéralogiques et géochimiques montrent que la signature paléoclimatique du Dryas récent est clairement identifiable dans le remplissage lacustre, bien qu'une partie seulement de cette période soit enregistrée. Ce travail enseigne d'autre part que ce sont dans les dépôts sédimentaires lacustres carbonates d'origine autochtone que les signatures paléoclimatiques doivent être recherchées à partir des analyses que nous avons mis en oeuvre. En revanche, dans les sédiments contenant de la matière organique, les analyses minéralogiques et géochimiques n'apparaissent pas adaptées à la mise en évidence d'un marqueur particulier lié au climat. Ces disciplines sont appropriées pour caractériser la composition des faciès sédimentaires. De ce point de vue, cette étude montre très clairement que l'exploitation des données palynologiques, minéralogiques et géochimiques propres aux sédiments piégés dans une cuvette lacustre ne peut être dissociée de l'analyse des formations du bassin versant à l'origine de cette production sedimentane. Malgré les difficultés rencontrées lors de la réalisation de ce travail liées à l'ambition des objectifs, il nous apparaît nécessaire d'effectuer des travaux supplémentaires sur le site du CoI- des-Roches qui nous a révélé des potentialités certaines. 244 Lafontaine monumentale de Ia place du Marché érigée en ] 837 par une société privée. Elle fût alimentée, à l'origine, par les sources de la Grecque, Musée d'histoire du Lode, in Burger, Schaer (Ì996). ADATTE T. et RUMLEY G. 1984. 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Geophysics, 54,2,245-253. 260 Liste des figures et des tableaux Partie 1, Chapitre 1 Gravure du Musée d'Histoire du Locle montrant le Col-des-Roches vu du côté des Brenets. Dépourvue des arbres masquant actuellement le site, cette gravure illustre de manière saisissante l'encoignure érodée par les torrents qui ont débordé l'ensellement du Col, notamment à l'époque würmienne, in Burger, Schaer, 1996 31 Figure 1.1 : Localisation des sites étudiés 32 Figure 1.2 : Aspect structural de la Chaîne jurassienne (d'après Chauve, 1975) 34 Figure 1.3 : Maxima d'extension des glaciers rhodaniens et jurassiens pendant le Riss et le Wurm d'après Nussbaum, Gygax (1935) 35 Figure 1.4 : Calotte glaciaire jurassienne et lacs porglaciaires d'après Campy (1982) 36 Figure 1. 5 : Quelques paramètres climatiques de la Chaîne jurassienne d'après Ruffaldi (1993) 37 Figure 1.6 : Cadre phytogéographique de la Chaîne jurassienne (d'après Royer, 1991 ; Ruffaldi, 1993) 38 Figure 1.7 : Situation géographique du Marais du Col-des-Roches (Neuchâtel, Suisse) 39 Figure 1.8 : Carte géologique simplifiée des environs du Locle (D'après la carte géologique de Morteau 1960 1/5000Oe, Feuille XXXV-24) 41 Figure 1.9 : Attribution chronologique d'après Nussbaum, Gygax (1935) des moraines du Locle et de ces environs à la glaciation du Riss 41 Figure 1.10 : Attribution chronologique d'après Favre (1911) des moraines du Locle et de ses environs à la glaciation du Wurm 42 Figure 1.11 : Attribution chronologique d'après Aubert (1965) des moraines du Locle et de ses environs à la glaciation du Wurm 43 Figure 1.12 : Propositions des limites potentielles d'extension de la langue glaciaire dans la zone du Locle - la Brévine 44 Figure 1.13 : Stade de retrait présumé des différentes langues glaciaires du Locle -La Brévine 44 Figure 1.14 : Diagramme ombrothermique de la ville du Locle établi à partir des relevés journaliers effectués de 1949 à 1994 45 Figure 1.15 : Limites du bassin versant des lacs de Maclu et d'Ilay (Jura, France) 47 Figure 1.16 : Carte géologique simplifiée des environs du Lac d'ïlav (d'après SRAE, 1985) ' 48 Partie 1, chapitre 2 Foreuse APAGEO munie d'une tarière de 1.5 m acquise avec la participation conjointe des laboratoires de Besançon, Neuchâtel, Marseille et Dijon (photographie : P. Schoellammer, Août 1993 dans le Marais du Col-des-Roches) 49 Figure 1.17 : Coupe longitudinale du Marais du Col-des-Roches reconstituée à partir de forages situés le long d'un transect ENE/WSW (Favre, 1911, non modifié) 52 Figure 1.18 : Localisation des points de sondage du Marais du Col-des-Roches 53 Figure 1.19 : Localisation du point de sondage du lac d'Ilay 53 Figure 1.20 : Schemas simplifiés des différents types de carottiers et de leurs elè principes de prélèvement 54 Figure 1.21 : Technique du sondage électrique, dispositif Schlumberger (d'après : Meyer De Stadelhofen, 1991) 56 Figure 1.22 : La chaîne opératoire 58 Figure 1.23 : Méthodes de préparation des échantillons pour chaque type de sédiment (d'après Bastin et Couteaux, 1966) 59 Figure 1.24 : Zonaüon du Tardiglaciaire et de l'Holocène 61 Tableau 1.1 : Caractéristiques du diffractomètre et des paramètres analytiques utilisés 63 Tableau 1.2 : Tableau des valeurs des positions en degré 28 et en Angström (À) des pics 100 (Pics ayant les plus fortes intensités) des minéraux 64 Tableau 1.3 : Tableau des coefficients d'absorption massique des différents minéraux rencontrés utilisés dans le calcul des pourcentages (d'après Rolli, 1992) 64 Figure 1.25 : Méthode de séparation rapide des fractions inférieures à 2 et 2-16 um (d'après Rumley, Adatte, 1983 ; Starkey et al, 1984) 65 Tableau 1.4 : Tableau rassemblant les positions en degré 29 et en Angström des pics des séries harmoniques des minéraux des fractions < à 2 um et 2-16 um 67 Tableau 1.5 : Tableau des paramètres analytiques tirés de Perkin Elmer User's Guide 69 Figure 1.26 : Schéma du fonctionnement du spectrophotomètre d'absorption atomique de type Perkin Elmer™ muni d un double faisceau 70 Figure 1.27 : Schéma théorique du principe des dosages en colorimetrie 71 Partie 2, Chapitre 1 Photographie conservée au Musée d'Histoire du Lode montrant les travaux de correction du Bied à la rue des Marais, devant le jardin public en Avril 1900 in Burger, Schaer, 1996 77 Figure 2.1 : Diagramme de résistance des sols au battage du carottier (d'après les données du laboratoire de géotechnique De CERENVILLE, 1981) 78 Figure 2.2 : corrélations entre les valeurs de teneur en eau, de l'indice des vides et de l'indice de compressibilité mesurées sur plusieurs échantillons représentatifs des faciès de ce remplissage (De Cerenville, 1981) 80 Figure 2.3 : Plan de localisation des sondages électriques et des forages mécaniques 81 Figure 2.4 : Distribution spatiale des résistivités apparentes AB/2 de 1 à 150 m 82 Figure 2.5 a : Pseudo-section de résistivité recoupant transversalement le Marais d'après les données de G. Bossuet 83 Figure 2.5 b : Pseudo-section de résistivité recoupant transversalement le Marais d'après les données de G. Bossuet 84 Figure 2.5 c : Pseudo-section de résistivité recoupant longirudinalement le Marais d'après les données de G. Bossuet 85 Figure 2.5 d : Pseudo-section de résistivité recoupant longitudinalement le Marais d'après les données de G. Bossuet 86 Figure 2.6 : Déformation de la surface piézométrique de la nappe phréatique, 264 ______:______________________________________ sous l'effet du pompage dans l'Oeningien sous-jacent, au puits des Rondes ; les lignes isopièses sont exprimées par leur altitude (d'après Burger, Schaer, 1996) 87 Figure 2.7 : Sondages électriques paramétrés sur les logs stratigraphiques des forages mécaniques 88 Figure 2.8 : Représentation cartographique en courbes isohypses de la base du remplissage lacustre meuble 89 Figure 2.9 a : Coupe géologique interprétative (A- A') à travers les formations géologiques de la région du Lode 90 Figure 2.9 b : Coupe géologique interprétative (B- B') à travers les formations géologiques de la région du Locle 90 Figure 2.10 : Répartition des corps sedimenta ires dans le lac quaternaire du Locle 93 Partie 2, Chapitre 2 Photographie aérienne de la Combe Argovienne de Entre deux Monts, vue de l'est, avec se*. prairies sur roches marneuses, bordées de part et d'autre par les crêts calcaires du MaIm, sur lesquels persiste la forêt. Dans le coin supérieur droit, on peut voit les prairies de la plaine du Locle in (Burger, Schaer, 1996) 95 Figure 2.11 : Diagramme pollinique en pourcentages relatifs du Pléniglaciaire (hors texte) Figure 2.12 : Diagramme pollinique en pourcentages relatifs du Pléniglaciaire, sans les tertiaires (hors texte) Figure 2.13 : Diagramme pollinique en pourcentages relatifs de l'Holocène (carottier à câble) (hors texte) Figure 2.14 : Diagramme pollinique en pourcentages relatifs de l'Holocène (carottier russe) (hors texte) Figure 2.15 : Analyses polliniques ponctuelles du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 98 Figure 2.16 : Comparaison des zones polliniques locales identifiées après analyse pollinique des trois forages du Locle 99 Figure 2.17 : Concentrations polliniques absolues des sédiments pléniglaciaires du Locle 101 Figure 2.18 : Concentrations polliniques absolues des sédiments du Dryas récent et de l'Holocène du Locle 102 Figure 2.19 : Comparaison des zones polliniques locales définies au Locle avec la chronozonation admise dans la littérature régionale 104 Figure 2.20. : Tableau des datations 14C effectuées dans les sédiments du Locle 107 Figure 2.21 : Diagramme pollinique d'anthropisation du Locle 114 Figure 2.22 : Diagramme pollinique (en pourcentage) du forage d'Ilay (Jura, France) 117 Figure 2.23. : Concentrations polliniques absolues des principaux taxons du forage d'Ilay 118 Figure 2.24 : Diagramme pollinique d'anthropisation d'Ilay 122 Partie 2, Chapitre 3 Le Col-des-Roches à la fin du siècle dernier, par Fritz Huguenin-Lassaugette. Les glacis d'éboulis qui tapissent la falaise du Col commencent à être exploités, le tunnel routier ayant supplanté le chemin qui les gravissait en êcharpe jusqu'à l'échancrure rocheuse (cf. Page de couverture) pour redescendre en France. Le chemin de fer Le Locle-Morteau, inauguré en 1884, a nécessité la construction d'un second pont sur le Bied, Gravure du Musée d'histoire du Locle in Burger, Schaer, 1996 125 Figure 2.25 : Composition minérale du sédiment total du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) obtenue par diffraction aux rayons X, Intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) 128 Figure 2.26 : Pourcentages des minéraux du sédiment total en fonction de la profondeur du forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 129 Figure 2.27 :1- Comparaison des minéraux deux à deux : recherche des coefficients de corrélations linéaires entre les variables 2- Analyse factorielle en Composantes Principales des pourcentages de tous les minéraux du sédiment total du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 130 Figure 2.28 : Analyse factorielle en Composantes Principales des pourcentages des principaux minéraux du sédiment total du forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 131 Figure 2.29 : Analyse factorielle en Composantes Principales des niveaux du forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 132 Figure 2.30 : Diffractogrammes caractéristiques des tourbes, des gyttjas et des craies du forage LLC 1-2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 133 Figure 2.31 : Composition minérale du sédiment total du forage LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) obtenue par diffraction aux rayons X, Intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) ' 134 Figure 2.32 : Pourcentages des minéraux du sédiment total en fonction de la profondeur du forages LLC 1-5 ; détail de la tranche 12/13 m du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 134 Figure 2.33 : Pourcentages des minéraux du sédiment total en fonction de la profondeur des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 135 Figure 2.34 : Analyse factorielle en Composantes Principales des pourcentages des minéraux du sédiment total des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 136 Figure 2.35 : Diffractogrammes caractéristiques de deux unités sédimentaires du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 137 Figure 2.36 : Composition minéralogique des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) d'après la diffraction aux rayons X, Intensités brutes en Coups Par Minute (CPM) 137 Figure 2.37 : Pourcentages des minéraux des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 138 Figure 2.38 : Analyse factorielle en Composantes Principales sur les pourcentages des minéraux présents dans le sédiment total du forage LLC2 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 139 Figure 2.39 : Comparaison des zones minéralogiques des trois forages du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 140 Figure 2.40 : Diffractogrammes caractéristiques des préparations orientées des sédiments du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 142 Figure 2.41 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse < à 2 um glycoiée des sédiments compris entre 10 et 41 m dans le forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 143 Figure 2.42 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse 2-16 um des sédiments compris entre 10 et 41 m dans le forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 144 266 Figure 2.43 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse < à 2 um glvcolee des sédiments des forages LLC 1-3 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 145 Figure 2.44 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction argileuse 2-16 um non glycolée des sédiments des forages LLC 1-3 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 146 Figure 2.45 : Analyse factorielle en Composante Principales des intensités brutes des minéraux de la fraction < 2 um glycolée du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches 147 Figure 2.46 : Analyse factorielle en Composante Principales des intensités brutes des minéraux de la fraction < 2 um glvcolee des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches ' 148 Figure 2.47 : Analyse factorielle en Composante Principales des intensités brutes des minéraux de la fraction 2-16 um du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches 148 Figure 2.48 : Analyse factorielle en Composante Principales des intensités brutes des minéraux de la fraction 2 -16 um des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches 149 Figure 2.49 : Représentation triangulaire des séries harmoniques des micas des sédiments des forages LLC 1 et LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 150 Figure 2.50 : Représentation triangulaire des séries harmoniques des chlorites des sediments des forages LLC 1 et LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 151 Tableau 2.1 : Appréciation des pourcentages d'illite et de smectite dans les smectoïdes des marnes de I'Oehningien Moyen du Locle 152 Figure 2.51 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction minérale argileuse inférieure à 2 um glycolée des marnes de l'Oeningien Moyen du Locle (NE, CH) 152 Figure 2.52 : Intensités brutes en CPS (en Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction granulométrique 2-16 um des marnes de l'Oeningien Moyen du Locle (NE, CH) 153 Figure 2.53 : Représentation triangulaire des séries harmoniques des micas et des chlorites des niveaux oeningiens du Locle (NE, CH) 154 Figure 2.54 : Synthèse des analyses sur les fractions argileuses des forages du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) avec les phases les plus caractéristiques 155 Tableau 2.2 : Appréciation du pourcentage d'illite dans les smectoïdes du forage LLC I 156 Tableau 2.3 : Appréciation du pourcentage d'illite dans les smectoïdes des forages LLC 1-5 du Locle 156 Figure 2.55 : Analyse factorielle en Composantes Principales des données de la minéralogie (pourcentages) des sédiments du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches (NE, CH) 158 Figure 2.56 : Pourcentages moyens des différents minéraux constituant les faciès des argiles silteuses grises 160 Figure 2.57 : Pourcentages moyens des différents minéraux constituant le faciès des craies lacustres 161 Figure 2.58 : Pourcentages moyens des différents minéraux constituant le faciès des tourbes 161 Figure 2.59 : Pourcentages moyens des différents minéraux constituant les faciès des gyttjas. 162 Figure 2.60 : Diffractogrammes caractéristiques des sédiments du lac d'Ilay (Jura, France) 167 Figure 2.61 : Intensités brutes (en Coups Par Minute) des minéraux du sédiment total de la carotte courte du lac d'Ilay (Jura, France) 168 Figure 2.62 : Pourcentages des minéraux du sédiment total de la carotte courte du lac d'Ilay (Jura, France) 168 Figure 2.63 : Analyse Factorielle en Composantes Principales des pourcentages des minéraux du sédiment total d'Ilay 169 Figure 2.64 : Diffractogrammes caractéristiques des sédiments du lac d'Ilay (Jura, France) 170 Figure 2.65 : Intensités brutes des pics des minéraux du résidu insoluble total glycolé du forage du lac d'Ilay (Jura, France) 171 Figure 2.66 : Analyse factorielle en Composantes Principales des données brutes de la fraction totale glycolée 172 Figure 2.67 : Diagramme triangulaire des séries harmoniques des préparations orientées pour l'identification des chlorites des sédiments du sondage d'Ilay (Jura, France) 172 Figure 2.68 : Diagramme triangulaire des séries harmoniques des préparations orientées pour ridentification des micas des sédiments du sondage d'Ilay (Jura, France) 173 Figure 2.69 : Évolution de l'intensité du détritisme minéral et pollinique du Pléniglaciaire à l'Holocène au Locle 176 Figure 2.70 : Évolution du détritisme minéral au cours du Subboréal et du Subatlantique à Ilay 179 Partie 2, Chapitre 4 Photographie du plan d'eau du lac d'Ilay : au premier plan les phragmites colonisant Ia zone littorale du lac près de l'île qui se trouve à quelques mètres sur la gauche (P. Schoellammer, 1994) 181 Figure 2.71 : Mesures des teneurs en eau, porosités et analyses élémentaires (en pourcents) des sédiments du forage LLC I du Marais du Col-des-Roches 185 Figure 2.72 : Mesures des teneurs en eau, porosités et analyses élémentaires (en pourcents) des sédiments des forages LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches 186 Figure 2.73 : Mesures des teneurs en eau, porosités et analyses élémentaires (en pourcents) des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches 187 Figure 2.74 : Mesures des éléments (en pourcents) de la phase acido-soluble des sédiments du forage LLC 1 du Marais du Col-des-Roches 189 Figure 2.75 : Mesures des éléments (en pourcents) de la phase acido-soluble des sédiments du forage LLC 1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches 189 Figure 2.76 : Mesures des éléments (en pourcents) de la phase acido-soluble des sédiments du forage LLC 2 du Marais du Col-des-Roches 190 Figure 2.77 : Analyses Factorielles en Composantes Principales réalisées sur les pourcentages des paramètres géochimiques du forage LLCl du Locle 191 Figure 2.78 : Analyses Factorielles en Composantes Principales sur les pourcentages des paramètres mesurés sur le forage LLC I 193 Figure 2.79 : Analyses Factorielles en Composantes Principales sur les pourcentages des paramètres mesurés dans les forages LLC1-2 à 5 194 268 Tableau 2.4 : Calcul des pourcentages moyens des éléments mesurés dans la phase acido-soluble en fonction des faciès sédimentaires rencontrés dans les forages du Locle 195 Figure 2.80 : Caractérisation des argiles silteuses par les données de la géochimie 195 Figure 2.81 : Caractérisation des craies lacustres par les données de la géochimie 197 Figure 2.82 : Caractérisation des gyttjas par les données de la géochimie 197 Figure 2.83 : Reproduction du croisement des deux premiers plans factoriels obtenus en confrontant les données de la géochimie et de la minéralogie 198 Tableau 2.5 : Matrice de corrélation obtenue lors de l'annalyse des données de la géochimie 198 Figure 2.84 : Mesures de la teneurs en eau, de la porosité, du Carbone de l'hydrogène et de l'azote dans les sédiments du forage d'Ilay (Profil synthétique) 203 Figure 2.85 : Mesures des éléments de la phase acido-soluble (en pourcents) des sédiments du forage d'Ilay 204 Figure 2.86 : Analyses factorielles en Composantes Principales des données de la géochimie du forage d'Ilay 205 Figure 2.87 : Comparaison des analyses isotopiques faites sur le sédiment total et sur les gastéropodes du forage d'Ilay 206 Figure 2.88 : Analyses isotopiques faites sur le sédiment total des forages d'Ilay : essai de' synchronisation et lissage des données avec une moyenne flottante 207 Figure 2.89 : Le cycle du phosphore dans les sédiments et les eaux lacustres 210 Figure 2.90 : Comparaison des fluctuations du niveau lacustre à partir des données malacologiques et sédimentologiques (d'après Magny et al, 1995) et des données isotopiques de l'oxygène 18 (d'après Filippi, 1996) 212 Figure 2.91 : Évolution du détritisme chimique au cours du Pléniglaciaire, du Tardiglaciaire et de l'Holocène 213 Figure 2.92 : Évolution du détritisme chimique au cours du Subboréal et du Subatlantique 215 Tableau 2.6 : Comparaison des pourcentages de chaque éléments majeurs dans les craies lacustres et dans les gyttjas du Locle et d'Ilay 216 Partie 2, Chapitre 5 Rive nord du lac d'Ilay en direction de l'île (P. Schoellammer, 1994) 215 Figure 2.93 : Fluctuations tardiglaciaires et holocènes du paléolac du Col-des-Roches (NE, CH) à partir des analyses sédimentologiques : résultats préliminaires (d'après M. Magny) 220 Figure 2.94 : Fluctuations tardiglaciaires et holocènes du Paléolac du Col-des-Roches (NE, CH) à partir des analyses malacologiques : résultats préliminaires (d'après les données de J. Mouthon) 221 Figure 2.95 : Comparaison des données de la malacologie et de la sedimentologie 223 Figure 2.96 : Fluctuations tardiglaciaires et holocènes du Paléolac du Col-des-Roches à partir des analyses sédimentologiques et malacologiques (d'après M. Magnv et J. Mouthon) comparées aux données régionales (Magny, Ruffaldi/l995) 225 Partie 3 Etang du Boffy, Vosges saônoises 231 Figure 3-1 : Essai de corrélation entre les données de la palynologie, de la minéralogie, de la géochimie, de la malacologie, de la sedimentologìe et avec les données climatiques régionales et extra régionales 235 Figure 3.2 : Essai de corrélation entre les données de la palynologie, de la minéralogie, de la géochimie, de la malacologie, de la sedimentologie et avec les données climatiques régionales, détail du Dryas récent et du début de l'Holocène 237 Figure 3.3 : Essai de corrélation entre les données de la palynologie, de la minéralogie, de la géochimie, de la malacologie, de la sedimentologie et avec les données climatiques régionales 242 270 Annexes N* du Forage Localisation date exécutant Coordonnées Profondeur X Y Altitude 1 PuKs des Rondes 1953 ? 546.08 210.94 915 43.4 2 Usine Hesier 5/02/57 Géotechnique DeCERENVILLE 546.78 211.61 915.06 15 3 Usine Hesier 5/02/57 Géotechnique De CERENVILLE 546.74 211.64 915.06 20 4 Usine Hesier 5/02/57 Géotechnique De CERENVILLE 546.72 211.58 915 14 5 Station service Reynard 19/07/57 Géotechnique DeCERENVILLE 546.45 211.55 916.5 16 6 Station service Reward 19/07/57 Géotechnique De CERENVILLE 546.45 211.56 916.5 14 7 SI 19 rue de France 5/06/54 Géotechnique DeCERENVILLE 546.21 211.88 917 22.5 8 Station d'Epuration 30/08/65 Géotechiuque De CERENVILLE 546.69 211.11 913.7 25.5 9 Station d'Epuration 2/09/65 Géotechnique DeCERENVILLE 546.67 211.01 918.75 13.5 10 Station d'Epuration 30/08/65 Géotechnique De CERENVILLE 546.67 211.05 917.25 25.5 11 Station d'Epuration 30/08/65 Géotechnique DeCERENVILLE 546.63 211.04 917.6 19 12 Station d'Epuration 2/09/65 Géotechnique De CERENVILLE 546.62 211.01 917.2 9.5 13 Station d'Epuration 2/09/65 Géotechnique De CERENVILLE 546.57 211 916.6 14.5 14 Station d'Epuration 2/09/65 Géotechnique DeCERENVILLE 546.6 211.02 918.2 13.5 15 Station d'Epuration 30/08/65 Géotechnique De CERENVILLE 546.59 211.06 918.95 26 16 Station d'Epuration 30/08/65 Géotechnique DeCERENVILLE 546.57 211.04 919.65 12 17 Station d'Epuration 19/06/67 Géotechnique DeCERENVILLE 546.59 211 917.45 20 18 Station d'Epuration 19/06/67 Géotechnique DeCERENVTLLE 546.56 211.02 918.75 20.2 19 Le Bied 2/06/81 Géotechnique DeCERENVILLE 546.12 211.19 913.83 22.3 20 Le Bied 5/06/81 Géotechnique DeCERENVILLE 546.43 211.39 913.67 19 21 Le Marais 11/06/81 Géotechniaue DeCERENVILLE 546.5 211.27 919.55 15 22 Le Bied 22/06/81 Géotechnique DeCERENVILLE 546.26 211.32 914.25 30.8 23 Le Marais 24/06/81 Géotechnique DeCERENVILLE 546.32 211.19 913.43 14 24 Le Bied 2/07/81 Géotechnique De CERENVILLE 546.09 211.25 913.69 40.2 25 Le Bied 2/08/92 Chrorto-ECOLOCIE 546.85 211.18 914 40.82 26 Le BiVd 2/08/92 Chrono-ECOLOGIE 546.43 211.42 914 15.3 27 La Molière 1993/1994 Chrono-ECOLOGIE 546.47 211.2 920 5.7 28 Les Calâmes 1993/1994 Chrono-ECOLOGIE 546.92 210.89 920 1.2 29 Rue Georges Favre 11/02/94 MFR Géotechnique SA 546.04 211.73 918.27 15.3 30 Rue Georges Favre 14/02/94 MFR Géotechnique SA 546.02 211.63 919.2 15.5 31 Usine ROUX 24/11/94 MFR Géotechnique SA 546.7 211.62 915.06 50.2 32 Usine ROLEX 28/11/94 MFR Géotechnique SA 546.69 211.61 915.06 25 33 Usine ROLEX 1/12/94 MFR Géoiechnique SA 546.7 211.59 915.06 26 34 Rue de France 1/06/45 Services industriels 546.55 211,19 920 1.5 35 Rue de France 2/06/45 Services Industrieis 546.7 211.7 916 1.5 36 Rue de France 3/06/45 Services Industrieis 546.14 211.14 916 4.5 37 Rue de France 4/06/45 Services Industriels 546.24 211.43 916 3.5 38 Rue de France 5/06/45 Services Industriels 546.33 211.33 916 1.9 39 Rue de France 6/06/45 Services Industriels 546.47 211.54 916 4.6 40 Rue de France 7/06/45 Services Indus trieb 546.66 211.63 916 2 41 Rue de France 8/06/45 Services Industriels 546.78 211.68 916 1.4 Annexe 1 : Liste des forages effectués depuis le début de ce siècle dans le Marais du Col-des-Roches, commune du Lode (Neuchâtel, Suisse) C3 h-1 _1 IX CO s: L CTTT LL U-U-L LLLLLLL LLLLLLL LL U-U-L U-U-U-L k. Jt__A JIi I'V.'V.''A1 —'¦'--' -^ Carotte n° XVII : 17.8 -18.85 m (Compaction : 23 %, "Manque" : 24 cm) 0 - 4 cm : argiles silteuses grises 4 - 6 cm : sable (organique au sommet) 6 - 9 cm : argiles silteuses grises 9 -11 cm : sable fin avec argiles silteuses grises 11 -13.5 cm : argiles silteuses grises 13.5 -16 cm : sable fin et graviers à la base 16 -18 an : argiles silteuses grises 18 - 23.5 cm : sable 23.5 - 27.5 cm : sable fin avec argiles silteuses grises avec matière organique 27.5 - 31 cm : sable 31 - 36.5 cm : argiles silteuses grises 36.5 - 37 cm : niveau sableux dans argiles silteuses grises 37 - 62 cm : argiles silteuses grises 62 - 69 cm : argiles silteuses grises (avec sable fin) 69 - 71.5 cm : sable avec matière organique 71.5 - 74 cm : argiles silteuses grises avec sable avec matière organique 74 - 78.5 cm : sable 78.5 - 81 cm. argiles silteuses grises avec graviers U-U-U- LLLLL4 U-U-U-1 U-U-U-I U-U-U-L U-U-U-L U-U-U-L L-L-L1L U-U-U-L Fete* U-U-U-U LLIUU Carotte n0 XVIII : 18.85 -19.41 m (Compaction : 14 %, "Manque" : 8 cm) 0-1.5 cm: sable 1.5 - 22.5 cm : argiles silteuses grises (avec quelques inclusions organiques) 22.5 - 24 cm : sable 24 - 33 cm : sable fin avec mottes de argiles silteuses grises dedans 33 - 37 cm : argiles silteuses grises 37 - 40.5 cm : sable fin avec argiles silteuses grises 40.5 - 42 cm : argiles silteuses grises 42 - 43.5 cm : sable fin 43.5 - 48 cm : argiles silteuses grises Passage en destructif entre 19.41 et 19.71 m avec un trépan pour traverser un niveau tres induré J-U-U-U .LLcu-0 ¦ Carotte n0 XIX : 19.71 - 20.58 m "manque" 40 cm 0-14 cm : argiles silteuses grises avec sable fin avec un filet organique à 6.5 cm 14 - 37 cm : argues silteuses grises avec 1 filet organique à 20.5 cm avec 2 filets sableux à 24 et 27.5 cm 37 - 41 cm : argiles silteuses grises avec sable fin 41 - 42 cm : argiles silteuses grises 42 - 43.5 cm : sable 43.5 - 46 cm : argiles silteuses grises 46 - 47 cm : sable avec argiles silteuses grises Prélèvement au carottier à cable à partir de cette profondeur, le carottier a piston n'était plus utilisable 278 UUUL UUUL LLLLIM U-ü-ü-L LLLLLLl ILlLlLl Carotte n° XX : 20.58 - 21.12 m 0 -1.5 cm : limon jaune 1.5-3 cm. gyttja crayeuse 3 - 8.5 cm : = craie jaune 8.5 - 21 cm : limon jaune-gris avec mollusques 21 - 34 cm : gyttja très crayeuse 34 - 40 cm : limon un peu sableux brun gris 40 - 49 cm : argues silteuses grises Pollution au moment du forage Trousse XXa : 21.12 - 21.21 m 0-3 cm : argiles silteuses grises avec 1 organique brun avec graviers 3 - 4 cm : argiles silteuses grises 4 - 8.5 cm : sable fin avec limon et matière organique, 1 cailloux (3x4.5 cm) 8.5 -10 cm : argiles silteuses grises avec sable fin 10 - 12.5 cm : sable avec argiles silteuses grises et matière organique et graviers Carotte n° XXI : 22.10 - 22.58 m THFIF ¦ U-Lf-LL irfinïrri . LL1L1L LHJ-U- -ü-ü-ü- LHJ-U- 0-20 cm : sable, graviers, argiles silteuses grises avec matière organique 20 - 25.5 : argiles silteuses grises 25.5 - 32 cm : sable fin avec argiles silteuses grises et 1 filet de argiles silteuses grises à 37 cm 32-34 cm : sable avec argiles silteuses grises 34-39 cm : argiles silteuses grises avec sable 39 - 45 cm : sable avec filet organique à 41.5 cm 45 - 45.5 cm : argiles silteuses grises 45.5 - 57.5 cm : sable fin avec argiles silteuses grises et un peu de matériel organique 57.5 -.66 cm : argiles silteuses grises (1 cailloux centirnétrique à 62.5 cm) Trousse XXIa : 22.58 - 22.71 m 0 - 7.5 cm : argiles silteuses grises avec 3 lits plus sableux et deux intercalations de matériel organique à 2. 4.5 et 6 cm 7.5 -10 cm : sable fin avec argiles silteuses grises et 1 cailloux à cm. 10 10 -10.2 cm : sable jaune LLL L'-U-U-l LLLLLLI Ü-Ü-Ü-I Lf-U-LH U-U-LH LHJ-U- LHJ-Lf- U-U-U-U Lf-LHJ- LLLLLL Lf- LL Lf- Lf-LHJ- U-LHJ- U-U-LM Lf-U-LH Lf-U-LH U-Lf-LH Lf-Lf-LH LHJ-L1 LHJ-LHJ LHJ-L1 LHJ- U-U IHM Carotte n° XXII : 22.71 - 22.99 m 0-26 cm : argiles silteuses grises Trousse XXIIa :: argiles silteuses grises avec 1 cailloux 5x5 cm Carotte n° XXHI : 25.11 - 25.60 m ï-frfc-fc j-lhj-u J-LHJ-U J-U-LHJ J-U-LHJ J-LHJ-U J-U-LM! 0 - 15 cm : sable, graviers, matière organique et limons 15 -17 cm : argiles silteuses grises 17 -17.5 : matière organique avec sable 17.5 - 32 cm : argiles silteuses grises 32 - 49 cm : graviers et sable, avec filets organiques à 32.5 et à 47.5 cm Trousse XXIIIa : 25.60 - 25.71 m 0 - 4 cm : idem 4 - 12 cm : argiles silteuses grises avec filet de graviers et coquilles à 8 cm "» * * ^ J-LMJ-, J-IMH M.MM J-U-LH .HJ-LH J- U-LH J-LHJ-I J-LHJ-I .HJ-LH -HJ-LH -HJ-LH J-U-LH J-LHJ-I -LLH_L I -H-HJ-I J-LH-H "UMiJ Carotte n° XXIV : 26.68 - 27.08 m 0 - 29.5 cm : argiles silteuses grises {avec 1 filet sableux organique à 20 cm.) 29.5 - 31.5 cm : sable fin avec argiles silteuses grises 31.5 - 33 cm : argiles silteuses grises 33 - 40.5 cm : sable fin avec limon ; à la base sable avec matière organique Trousse XXIVa : 27.08 - 27.21 m 0 - 8.5 cm : argiles silteuses grises (avec 1 filet organique à 2 cm) 8.5 -10.5 cm : sable avec argiles silteuses grises avec coquilles 355 LH-H-H-1 LHJ-LHJ LL LHJ-L LL U-LHJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ LH-H-HJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ LH-HJ-L LHJ-LHJ LHJ-LHJ U-U-LHJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ LHJ-LHJ 1Uk1Si1! LHJ-LHJ LHJ-LHJ I Lp-|L 11 ¦"¦ A ~ " Carotte n° XXV : 28.28 - 28.60 m 0 - 26.5 cm : argiles silteuses grises (avec sable fin épars) 26.5 - 27.5 cm : sable, graviers avec argiles silteuses grises 27.5 - 31 cm : argiles silteuses grises 31 - 32 cm : sable, graviers (avec argiles silteuses grises) Trousse XXVa : 28.60 - 28.71 m 0 - 4 cm : argiles silteuses grises 4 - 5 cm : sable, graviers (avec argiles silteuses grises) 5 -11 cm : argiles silteuses grises 280 Carotte n° XXVI : 29.68 - 30.07 m VL-L- LMJ-U- LMJ-U- LMJ-U- LMJ-U- LMJ-U- LMJ-U- LMJ-U- LM-MJ- LLLLLL LMJ-U- LMJ-U- U-LMJ- LMJ-U- LMJ-U- LMJ-L1- LMJ-U- LMJ-U- 0 -18 cm : argiles silteuses grises 18 - 21 cm : argiles silteuses grises avec graviers et sable épars, cailloux à 21 cm. 21 - 31 cm : argiles silteuses grises gris crème 31 - 36 cm : argiles silteuses grises gris foncé 36 - 38 cm : sable, graviers 38 - 39 cm : argiles silteuses grises gris avec sable fin 39 - 39.3 cm : filet de graviers avec sable 39.3 - 40.5 cm : argiles silteuses grises avec sable fin Trousse XXVIa : 30.07 - 30.21 m 0 - 4 cm : argiles silteuses grises avec sable fin ; transition nette 4 - 6.5 cm : argiles silteuses grises 6.5 - 9.5 cm : sable fin avec argiles silteuses grises avec 1 filet organique à la base 9.5 -14 cm : argiles silteuses grises Carotte n° XXVII : 30.21 - 30.81 m Carotte n° XXVIII : 30.96 - 31.56 m U-U-U-I U-U-U-I U-U-LM U-U-LM LMJ-U-U U-U-U-" LM-M-M LMJ-LM LMJ-LM LMJ-LM LMJ-LM LM-M-M LMJ-LM U-LM-M LM-MJ-I LMJ-LM LMJ-LM 0 - 8.5 cm : argiles silteuses grises 8.5 - 10.5 cm : argiles silteuses grises avec sable et matière organique 10.5 - 21 cm : argiles silteuses grises avec 2 niveaux sableux à 10.5 - 12 cm et 15 - 15.5 cm. 21 - 24.5 cm : sable avec argiles silteuses grises 24.5 - 30.5 cm : argiles silteuses grises 30.5 - 33 cm : sable, graviers et coquilles de mollusques 33 - 60 cm : argiles silteuses grises avec 1 filet sableux à 48 - 49 cm avec argiles silteuses grises et 1 filet sableux à 53 - 55 cm avec argiles silteuses grises ftrfc-trtj LMJ-LMJ LMJ-LM »VT1 0 0 0 0 0 0 000 iî il il rt U-UfUTG LMJ-LM LM.MJ-L LM-M.M LMJ-LM 0 - 5 cm : argiles silteuses grises avec quelques sables fin 5 - 12 cm : sable fin avec matériel organique (avec un peu d'organique) 12 -15.5 cm : argiles silteuses grises 15.5 - 18.5 cm : sable fin avec argiles silteuses grises (avec matériel organique au sommet) 18.5 - 28 cm : graviers (dont centimétrique) avec sable avec matrice argiles silteuses grises 28 - 31.5 cm : idem avec matrice développée 31.5 - 41 cm : sable fin avec filet organique à34cm. 41 - 52 cm : argiles silteuses grises avec un peu sableux à 44-48 cm et au sommet Carotte n0 XXIX : 31.71 - 32.43 U-LMJ- LM-MJ-Ü ¦ttrtrt Mt KM.MJ-1 il.iMU 0 - 6.5 cm : argiles silteuses grises 6.5 - 9.5 cm : sable fin (avec argiles silteuses grises) 1U1L-LMl 9.5 -11 cm : argiles silteuses grises 11 -11.5 cm : sable fin (avec argiles silteuses grises) 11.5 -16 cm : argiles silteuses grises 16 - 25 cm : sable avec filets organiques 25 - 28.5 cm : argiles silteuses grises 28.5 - 34 cm : sable fin avec filet organique à 32 cm. 34 - 39 cm : sable avec nombreux lits organiques 39 - 54.5 cm : argiles silteuses grises avec lits cm de sable fin 54.5 - 59 cm : sable, graviers et matière organique 59 - 63 cm : sable fin Trousse XXIXa : 32.43 - 32.57 m 0 - 2 cm : sable fin 2 - 6 cm : sable,graviers 6 - 9 cm : sable fin 9 - 9.5 cm. argiles silteuses grises avec sable fin 9.5 -14 cm : sable avec graviers Carotte n° XXX : 32.57 - 33.18 m FTFTFt? J-U-U-L1 -L U-U-L! J-U-U-U IJL1L1I WtI UU .L U-U-L1 M1-U-L1 J-U-U-U i-ü-U-L1 J-U-U-U J-U-U-U J-U-U-U ."-Ü-Ü-L1 >LLLLU J-LJ-U-U 0 - 3.5 cm. sable fin 3.5 -16 cm : argiles silteuses grises (lité avec clair/avec foncé) 16 - 20.5 cm : sable fin avec un peu de matière organique 20.5 - 26 cm : argiles silteuses grises avec sable fin 26 - 28.5 cm : gravier sable ; transition brutale 28.5 - 50 cm : argiles silteuses grises avec 1 filet sableux à 35 cm et 1 à 38 cm 50 - 63 cm : argiles silteuses grises avec matériel organique épars Trousse XXXa : 33.18 - 33.32 m 0 -13.5 cm : argiles silteuses grises avec matériel organique épars Carotte n0 XXXI : 33.32 - 33.99 m J-U-U-L1- LLLLLLL LLLLLLL J-U-U-LJ- J-U-U-U- J-U-U-U- LLLLLLL J-U-U-U- J-U-U-U- J-U-U-U- J-U-U-U- J-U-U-U- J-U-U-U- J-U-U-U- LLLLLLL J-U-U-U- J-LhU-U- !" U-LL L'- UTIL 0 - 54 cm : argiles silteuses grises lité horizontale avec filets sableux organique à 9 cm, 10.5 et 21.5 cm 54 - 60 cm : sable fin avec 1 niveau d'argiles silteuses grises de 57 à 58 cm. 60 - 66 cm : argiles silteuses grises (1 filet de sable fin à 61.5 cm) Trousse XXXIa : 33.99 - 34.07 m 0 - 8 cm : argiles silteuses grises avec niveau sableux à 7 cm FTFlFTF J-U-U-U- Carotte n° XXXIII : 34.97 - 36.19 m )0M »0 00 tm .L LLLL L1 J-U-LJ-U- .LLLLLLL J-U-U-LJ- J-U-U-U- J-U-LJ-L1- J-U-U-U- J-U-U-U J- U- U- L1 ¦ ¦ ' " ¦ ' J-U-U-U- J-LLLLU J-U-U-U J-LJ-U-LL L1L1L1L Trousse XXXIIIa : 36.19 - 36.32 m 0-11 cm : graviers, sable (avec argiles silteuses grises) 11 -13 cm : argiles silteuses grises 13 - 28.5 cm : graviers, sable (organique à cm. 16 -17) 28.5 - 36.5 cm : argiles silteuses grises 36.5 - 43 cm : argiles silteuses grises avec sable „ „ ,, , . , , . 0 - 2 cm : sable (avec organique) ; transition nette If-91 cm : argiles silteuses grises avec matériel 2 "13 ^1 : 3^5 sUteuses ^5 organique épars 91 - 96 cm : sable fin. argiles silteuses grises avec niveau organique à 91.5 et à 93.5 cm ; avec niveau argiles silteuses grises et sable fin à 94 cm 96 -119 cm : argiles silteuses grises 282 Carotte n°XXXII : 34.07 - 34.55 m 0 0 0 i LLLLLH LLLl Ü-Ü-Ü-L ü-ü-ü-l LLLLLLI LLLLLL1 LMMM LLLLIH LMMM LLLLLLL lLlLl.LL 0 -14 cm : cailloux centimétriques, sable avec un peu de matrice argileuse 14 -17 cm : sable fin avec argiles silteuses grises 17 - 47 cm : argiles silteuses grises avec 1 niveau de sable fin à 21 cm Carotte n° XXXIV : 38.02 - 39.19 m 000, LMMM LMMM LMML U-U-LM LMMM U-U-U- LMMM! LMMM LMMH LMMM LMMM il.'l.'l, a * * LMMM MMi-I 0 0 0 Jl-O-O. 0 -1 cm : argues silteuses grises 1 - 7 cm : cailloux 7 - 20 cm : argiles silteuses grises 20 - 22 cm : sable fin avec argiles silteuses grises 22 - 53 cm : argiles silteuses grises (avec 2 niveaux de sable fin à 24 et 26 cm) 53 - 60 cm : sable (avec argiles silteuses grises) 60 - 82 cm : argiles silteuses grises (avec 1 niveau de sable et matériel organique à 63 - 64 cm ; 1 niveau de sable à 71 cm et 1 à 77 cm) 82 - 93 cm : sable (graviers de 85 à 89 cm) 93 -102 cm : argiles silteuses grises 102 -111 cm : graviers, cailloux de 1 à 2 cm avec argiles silteuses grises Trousse XXXIVa : 39.19 - 39.32 m 0 -10 cm : idem 10 -13 cm : argiles silteuses grises Carotte n° XXXV : 40.27 - 40.67 m L- L- L- U-U-U- LM.MÌ- LMML U-LMJ- U-U-U- U-U-U- LMML U-U-U- LMJ-U- LMML LMMM LMMM LMMM LMMM LMMM UUUl LULt LLLl L-U-L-I LLLl 0 - 28 cm : argiles silteuses grises avec un peu de sable ; en place? 28 - 37 cm : idem ; en place? 37 - 38 cm : gravier 38 - 41 cm : sable fin avec argiles silteuses grises ; organique à 39 cm. Trousse XXXVa : 40.67 - 40.82 m 0 - 6 cm : sable fin avec argiles silteuses grises arrêt du forage sur un niveau induré Annexe 3 suite : Description iithologîque des sédiments du Marais, forage LLCI -2 face à la gare, carottier russe (M. Magny) Carotte 1: 0-100 cm 0-2 cm : craie 2-22 cm : tourbe 22-28 cm : craie organique avec nombreux mollusques 28-55 cm : tourbe 55-100 cm : tourbe crayeuse avec quelques mollusques Carotte 2:100-200 cm 100-117 cm : tourbe crayeuse avec quelques mollusques 117-123 cm : craie organique avec nombreux mollusques à la base, transition nette 123-138 cm : gytrja 138-160 cm : gyttja crayeuse avec nombreux mollusques 160-200 cm : tourbe fibreuse avec fragments de bois Carotte 3:200-300 cm Carotte 4 : 300-400 cm 200-254 cm : tourbe fibreuse avec fragments de bois 254-288 cm : Alternance gyttja fine/tourbe fibreuse 288-300 cm : gytrja crayeuse avec quelques mollusques 300-330 cm : gyttja crayeuse 330-340 cm : gytrja crayeuse fine et claire (transition nette) 340-350 cm : gytrja crayeuse fine et foncée avec bois de diamètre 1 et 3 cm 350-390 cm : gyttja Carotte 5 :400-500 cm Carotte 6 : 500-600 cm 400-434 cm : gyttja crayeuse 434-445 cm : gytrja 445-500 cm : gyttja crayeuse 500-505 cm : gyttja crayeuse 505-508 cm : gytrja 508-511 cm : gytrja crayeuse 511-512 cm : gyttja 512-523 cm : gyttja crayeuse 523-528 cm : gyttja 528-600 cm : gytrja crayeuse avec quelques mollusques Carotte 7 : 600-700 cm Carotte 8 : 700-800 cm 600-663 cm : gyttja crayeuse avec quelques mollusques 663-682 cm : tourbe fibreuse avec bois 682-690 cm : gyttja 690-700 cm : gyttja crayeuse UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL 700-710 cm : gyttja 710-714 cm : gyttja crayeuse 714-718 cm : gyttja avec quelques fragments de bois 718-721 cm : gyttja crayeuse avec de nombreux mollusques 721-728 cm : gyttja 728-730 cm : gyttja crayeuse 730-740 cm : tourbe fibreuse (transition nette) 740-744 cm : gyttja 744-800 cm : craie brune UUU UUUL UUUL UUUl UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL E22 Carotte 9 : 800-900 cm 800-850 : craie brune (claire) 850-885 : craie brune (foncée) 885-900 : craie brune, transition vers gyttja brune Annexe 3 suite : Description lithologique des sédiments du Marais, forage LLCl-3 face à la gare, carottrer russe (M. Magny) Carotte 1: 800-850 cm 800-805 cm : gyttja 805-810 cm : gyttja crayeuse 810-813 cm : gyttja 813-837 cm : gyttja crayeuse 837-839 cm : gyttja 839-850 cm : Gyttja crayeuse Carotte 2 : 850-900 cm 850-870 cm : gyttja crayeuse 870-900 cm : gyttja crayeuse Carotte 3 :900-950 cm 900-913 cm : gyttja crayeuse 913-950 cm : gyttja crayeuse Carotte 4 :950-1000 cm 950-970 cm : gyttja crayeuse 970-978 cm : gyttja 978-1000 cm : gyttja Carotte 5:1000-1050 cm Carotte 6:1050-1100 cm JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU IiILLU 1000-1033 cm : gyttja 1033-1050 cm : craie beige LIUUUj JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL 1050-1100 cm : craie beige JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUU JUUL JUUL ¦U.U. LL Carotte 7:1100-1150 cm JUUU JUUU JUUU JUUU 1100-1105 cm: craie beige JUUU 1105-1129 cm: craie beige JUUU --^n ni^- . JUUU 1129-1132 cm : craie grise JUUU !132-1^ cm: craie brune JUUU 1139-1150 cm : craie grise JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU UUUU1 JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL 11 " " Carotte 8:1150-1200 cm 1150-1170 cm : craie grise 1170-1175 cm : craie beige 1175-1200 cm : craie grise Annexe 3 suite : Description lithologique des sédiments du Marais, forage LLCI-4, jumeau de LLCI-3 face à la gare, carottier russe (M. Magny) Carotte 1: 825-875 cm 825-831 cm : gyttja 831-875 cm : gyttja crayeuse Carotte 2 : 875-925 cm 875-900 cm : gyttja crayeuse 900-925 cm : gvttja crayeuse Carotte 3 : 925-975 cm 925-937 cm : gyttja crayeuse 937-964 cm : gyttja 964-970 cm : gyttja 970-975 cm : gyttja Carotte 4 : 975-1025 cm 975-1000 cm : gyttja 1000-1025 cm : gyttja crayeuse avec quelques lits organiques UUUl UUUl UUU UUUl] UUU UUU UUU UUU UUU UUU UUUl UUUt UUUl UUUl UUUl UUUl UUUl UUUl UUUl Carotte 5 :1025-1075 cm 1025-1033 cm : gyttja crayeuse avec quelques lits organiques Carotte 6:1075-1125 cm 1033-1075 cm : craie beige JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU 1075-1125 cm : craie beige à grise rtiinexe j 287 IUUU IUUU UUU IUUU IUUU IUUU UUU IUUUI UUUl IUUU IUUU UUUl UUUl IUUU IUUU IUUUI UUUl IUUUl IUUUi IUUUI IUUUI IUUUI IUUUi 1125-1135 cm : craie beige Carotte 7:1125-1175 cm 1135-1175 cm : craie grise Annexe 3 suite : Description lithologique des sédiments du Marais, forage LLC1 -5 face à la gare, Carottier russe, (M. Magny) JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL JUUL -UJJJi Carotte 1:1150-1200 cm 1150-1200 cm : craie grise uuu JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU JUUU Il .11.11.1 Carotte 2:1200-1250 cm 1200-1217 cm : craie grise 1217-1222 cm : transition vers de la craie grise 1222-1230 cm : passage sableux 1230-1240 cm : gyttja 1240-1250 cm : passage sableux, gyttja :•• :'¦ :•• : V. ::. ::-h V ::- ::. : V- ::- ::. : V- :•¦:- : .CLU " L L L LL U-U-L1 LLLLLLL LLLLLLLl LL U-U-U Lf-U-U-L1 Ll-U-U-L LLLLU-Ll Carotte 3 :1250-1300 cm 1250-1263 cm : gyttja et sable 1263-1280 cm : Argiles sableuses grises 1280-1300 cm : Argiles fines grises 288 Annexe 3 suite : Description lithologique des sédiments du Marais, Forage LLCI-6 face à la gare, Carottier russe, (M. Magny) Carotte 1:1200-1250 cm Carotte 2 :1250-1300 cm UUUl UUUI UUUI UUUI UUUI UUUI UUUI UUUI UUUI UUUI UUUI UUU(J 1200-1218 cm : craie beige 1218-1229 cm : craie grise 1229-1236 cm : Gyttja crayeuse 1236-1244 cm ; Sables avec coquilles de mollusques et matière organique 1244-1250 cm : craie brune/ ou Gyttja crayeuse à mollusques ¥* U-U-LH U-U-LH LHHH LHHH LHHH 1250-1260 cm : craie brune/ ou Gyttja crayeuse à mollusques 1260-1280 cm : argiles sableuses grises 1280-1300 cm : argiles fines grises et compactes L-L'U-l L-L-L:-! Finn LHHH LHHM LHHH ÏMHH LHHM LHHH LHHM LHHM LHHH LHHM LHHH LHHH LHHM LHHH LHHM LHHH LHHH LHHM LHHH Carotte 3 :1300-1350 cm 1300-1305 cm : sable argileux gris 1305-1314 cm : argiles grises compactes 1314-1315 cm : filet sableux 1315-1350 cm : argiles grises compactes Annexe 4 : Descriptions des zones polliniques locales du forage LLCI du Lode (Neuchâtel, Suisse) 1.1.1. zone pollinique locale 1 (-41 m ; 13 m) Cette partie du forage est interrompue par de nombreuses lacunes de prélèvement dont il est fait mention au chapitre "Méthodes et Techniques" § 1.2. "les forages récents". ' Seules les valeurs de Pinus présentent des fluctuations autour de 55 % tout au long de cette zone et dominent le total des pourcentages arboréens ; viennent ensuite Betula, Corylus puis Fagus et Ulmus. Les autres taxons arboréens, très variés, ne dépassent que rarement 1 %. Les Poaceae, les Cyperaceae et Artemisia sont les principaux représentants des taxons herbacés. Les herbacées laissent apparaître une variabilité en espèces dans tous les spectres de cette zone 1 (les aquatiques sont quant à elles quasi absentes). Tous ces taxons ne laissent entrevoir aucune tendance significative ; il en résulte un aspect très monotone des courbes. Toutefois, les fluctuations de la courbe de Pinus et des principaux taxons A. P. {Arboreal Pollen) et N A P (Non Arboreal Pollen), pourraient permettre d'individualiser 11 sous-zones détaillées ci- dessous : sous-zone la (-40.57 ; -3632 m) Pinus varie entre 30 et 40 %, Corylus atteint 20 % ; les arbustes sont quasiment absents de même que Artemisia et les Cyperaceae. Les Brassicaceae, les Caryophyllaceae et les Scrophulariaceae sont au contraire relativement abondantes. Les Poaceae dominent avec 10 -15 % du total N.A.P. La présence de nombreux taxons comme Abies, Buxus, Carpinus, Fagus, Quercus, Picea, Ulmus et Tilia avec des valeurs de l'ordre de 2 à 3 %, peut surprendre, mais cette diversité de plantes d'écologie très contrastée suggère ici un abondant remaniement. De plus, certains taxons tertiaires apparaissent de manière plus fréquente, corroborant ainsi l'hypothèse d'un remaniement. sous-zone Ib (-36.32 ; -34.97 m) Pinus progresse un peu ; Betula (4-5 %) et Corylus (2-3 %) contribuent à l'augmentation du rapport A.P./N.A.P. Les Cyperaceae sont plus fréquents. Les Apiaceae sont en cours de développement également. Ephedra, Juniperus, Salix et Hippophae sont rencontrés tout au long de ces spectres. sous-zone le (-34.97 ; -32.87 m) Betula croît significativement pour atteindre 20 %. Corylus recule de même que Pinus qui chute à 30 % environ. Une légère hausse d'Artemisia et des Poaceae est observée. Certains taxa herbacés ne sont plus identifiés. sous-zone Id (-32.87 ; -31.46 m) Alors que Betula connaît un retour à des valeurs proches de 5 %, Pinus se développe considérablement pour atteindre 75 %. Ce retour est accompagné également d'une diversité taxonomique déjà observée précédemment. Les fréquences relatives des Poaceae baissent bien qu'elles constituent l'essentiel des herbacées. sous-zone le (-31.46 ; -30.25 m) Les spectres des herbacées sont composés de 10 % de Poaceae, de près de 5 % de Cyperaceae et de 2 % d'Apiaceae et de Brassicaceae. Pinus ne constitue plus que 50 % des A.P. ; !es autres taxons étant discrets. sous-zone If (-30.25 ; -29.68 m) Pinus montre une hausse significative de 10 à 15 % ; on remarque chez les Poaceae une tendance comparable. sous-zone Ig (nombreuses lacunes de prélèvement, -29.68 ; -21.15 m) Pinus domine le total des pollens arboréens ; cette sous-zone est également marquée par l'apparition aléatoire de nombreux taxons. sous-zone Ih (-21.15 ; -20.50 m)"pollution" Les arbres et les arbustes dominent essentiellement dans cette sous-zone. Corylus, Ulmus, Quercus augmentent brusquement. A l'opposé, Pinus accuse une chute tout aussi importante à 15 %. Les Poaceae sont à leurs valeurs les plus basses (environ 5 %). 290 sous-zone li (-20.50 ; -19.29 m) Les pourcentages des arbres montrent une hausse qui est exclusivement attribuée à Pinus ; les arbustes sont peu présents. sous-zone Ij (-19.29 ; -18.45 m) Les Poaceae se développent assez abondamment et atteignent 25 %. Artemisia augmente jusqu'à 10 %. Les Cyperaceae dominent également dans les herbacées mais avec 10 % du total. Pinus dominant les valeurs des A. P., chute à nouveau à 15 %, puis augmente rapidement à 25 - 30 %. sous-zone Ik (-18.45 ; -13.57m) Pinus croît dans la première moitié de cette zone, recule ensuite de 15 %, puis atteint à nouveau 10 % à la fin de la seconde moitié de la sous-zone. Betuïa montre, quant à lui une courbe en dents de scie, les pourcentages oscillent entre moins de 1 % et 5 - 6 %. Corylus et Ulmus suivent une évolution comparable, les valeurs de Fagus oscillent dans le même sens également. Artemisia et les Poaceae ne varient pas dans la première moitié de la sous-zone pour progresser significativement ensuite. Artemisia atteint 15 % (sa plus forte valeur) suivi des Poaceae avec 10 %. Les Cyperaceae ont disparu dans ces niveaux. 1.1.2. zone 2 à Pinus et Artemisia (-13.57 ; -13.28 m) La zone pollinique locale 2, puis la zone 3, sont communes aux diagrammes 1, 2 et 3. Les herbacées représentent 35 % de la somme totale des pollens. Artemisia (maximum 7-8 %) et les Poaceae (10 %) sont dominants. Helianthemum est régulièrement présent vers 2 %, alors que les autres taxons héliophiles ont des valeurs inférieures à V%. Pinus domine toujours dans le total des pollens arboréens. Les autres arbres sont assez nombreux ; parmi ceux-ci, on note la présence de pollens d'essences mésothermophiles : essentiellement TiUa1 Fraxinus, Quercus, Corylus, et des mésophiles comme Abies et Fagus. Ephedra distachya et fragilis ne dépassent pas 1 % ; Juniperus est absent dans ces niveaux. La limite inférieure de la zone 2 correspond au début du diagramme 3. La limite supérieure coïncide avec la chute d'Artemisia. NB : Sur le diagramme 3, la colonne "varia" contenue dans les taxons arboréens correspond à la somme des pourcentages des différents taxa tertiaires (Carya, Pterocarya, Zelkova, Tsuga, Ostrya, Myrica gale, Liquidambar, tertiaires indéterminés) 1.1.3. zone 3 à Pinus, Betula et Poaceae (-13.28 , ; -12.53 m) Pinus augmente significativement pour atteindre sa valeur la plus élevée : 60 % des pollens arboréens ; Betula se développe également et passe de 3 à 10 %. Ephedra n'est plus repéré ; à l'opposé, Juniperus est identifié en début et en fin de zone pour ne quasiment plus être rencontré ensuite, Les Poaceae (15 %) et Artemisia (4-5 %) dominent dans la somme des pollens d'herbacées. Les autres héliophiles sont fréquentes sans dépasser 1 %. Les valeurs des Apiaceae progressent irrégulièrement. Les limites de cette zone pollinique sont marquées de part et d'autre par des niveaux stériles. 1.1.4. zone 4 à Pinus, Betula et Corylus (-11.94 ; -11.40 m) Les pollens d'arbres et d'arbustes sont en très nette augmentation. Pinus et Betula sont dominants dans le total des pollens arboréens (Pinus vers 60 %, Betula près de 30 %), ces taxons montrent ensuite un recul bien marqué au profit d'une brusque hausse de Corylus. Ephedra et Juniperus sont absents alors que Ulmus présente déjà une courbe continue à environ 2 %. Les Poaceae régressent mais constituent la majorité des herbacées. Artemisia recule, les autres héliophiles ne sont plus identifiées dans cette zone. La limite inférieure est fixée par un recul brutal de Betula. La limite supérieure coïncide avec la chute de Pinus et l'augmentation brusque de Corylus. 1.1.5. zone 5 à Corylus, Ulmus, Quercus et Pinus (-11.40 ; -10.25 m) Les valeurs des pollens d'arbres oscillent aux alentours de 90 %. Corylus constitue l'essentiel des pollens arboréens (60 %) accompagné d'Ulmus et de Quercus qui se développent tous deux rapidement et atteignent leurs valeurs maximales (de l'ordre de 20 % pour Ulmus et 12 % pour Quercus). Fraxinus est maintenant plus fréquent comme TiHa, Acer et Alnus qui cependant, disparaissent dans la seconde moitié de la zone. Les valeurs de Betula sont à nouveau très basses, voisines de 2 %. En début de zone, Pinus ne constitue plus que 10 % des A.P. puis régresse en fin de zone. Les N.A.P. sont surtout constituées par les Poaceae et les Cyperaceae ; les héliophiles sont maintenant absentes des spectres polliniques à l'exception d'Artemisia qui n'est plus rencontré que sporadiquement. La limite inférieure de la zone est marquée par un premier retrait d'Ulmus et une nouvelle hausse de Coryïus. La limite supérieure est repérée grâce à la hausse brusque d'Ulmus et Quercus. 1.1.6. zone 6 à Coryïus, Ulmus et Quercus (-10.25 ; -9.57 m) Coryïus constitue encore l'essentiel des A.P. puisque ses pourcentages augmentent de 10 % au détriment de ceux d'Ulmus. Dans le même sens, les valeurs de Quercus baissent légèrement. À l'opposé, Tilia'se développe et dessine désormais une courbe presque continue. Alnus est de nouveau observé dans les spectres. Des apparitions répétées de Fagus sont notées dans la première partie de la zone. Les pourcentages de N.A.P. progressent régulièrement de la base au sommet de la zone. Les Cyperaceae dominent avec les Poaceae. Les héliophiles sont de nouveau plus fréquentes {Artemisia, Helianthemum, Chenopodiaceae), comme les Apiaceae et les Ranunculaceae. La limite inférieure de la zone se reconnaît au début de la courbe continue de Tuia. La régression brusque de Coryïus marque la fin de la zone. 1.1.7. zone 7 à Coryïus et Quercetum- Mixtum (-9.57 ; -7.36 m) Les valeurs des pollens d'arbres et arbustes diminuent fortement devant l'accroissement des fréquences de pollens d'herbacées, dominées par les Cyperaceae. Les Poaceae sont en légère progression. Les Apiaceae atteignent leur développement maximum. Les plantes hygrophiles (Sparganium par exemple) sont plus fréquentes. 292 On observe un retrait constant de Coryïus jusqu'à 10-15 %. Fraxinus se développe de manière spontanée, il était peu présent au cours de la zone précédente. L'optimum de Tilia est atteint. Dans la seconde moitié de cette zone, Alnus présente une courbe continue (environ 5 %) ; la présence de Picea et d'Abies est notée dans cet intervalle. Hedera apparaît de manière significative à cette période. La limite inférieure de la zone se traduit par le développement brusque de Fraxinus. La limite supérieure coincide avec le retrait de ce taxon et la hausse de la courbe continue d'Abies. 1.1.8. zone 8 à Abies et Fagus (-7.36 ; - 5.50 m) La limite A.P./N.A.P. se stabilise vers 60 %. Les herbacées sont toujours dominées par les Cyperaceae accompagnées des Poaceae qui montrent un pic au début de la zone pour diminuer régulièrement ensuite. Les Apiaceae, toujours en courbe continue, donnent des pourcentages plus modestes (2 à 3 %) ; à l'inverse les Ranunculaceae se développent nettement. Les pollens de plantes hygrophiles et des aquatiques atteignent dans cette zone leurs maxima. Une phase de croissance régulière et importante d'Abies est observée. Parallèlement, Fagus, de façon moins marquée, croît. Dès le début de la seconde moitié de la zone, Picea présente une courbe continue (3 à 4 %) alors que sa présence n'était que sporadique dans la première moitié. On peut remarquer une opposition des tendances entre les courbes d'Abies et de Fagus au sommet de la zone ; Abies régresse à la faveur du développement de Fagus qui atteint son optimum (20 %). Coryïus se retire toujours régulièrement comme les taxons de la Chênaie-Mixte (Ulmus, Quercus, Fraxinus et Tuia). La limite inférieure est repérée par Ie début de la courbe continue d'Abies dont les valeurs dépassent 2 %. La limite supérieure correspond au retrait de Fagus et de Fraxinus. 1.1.9. zone 9 à Abies, Picea et Fagus (- 5.50 ; -3.36 m) Les fréquences polliniques relatives des arbres et des arbustes sont en hausse ; elles atteignent 70 % voire 90 % ponctuellement. Picea est dominant avec 50 % du total des A.P. Les augmentations des valeurs A. P. coïncident avec les variations des hausses des pourcentages d'Abies, de Fagus et/ou de Picea. Le recul de Corylus perdure, de même que celui des éléments du Quercetum-Mixtum. Les herbacées sont toujours dominées par les Cyperaceae ; les Poaceae varient beaucoup dans la seconde partie de cette zone. Parallèlement, les premières traces d'une activité humaine sont décelées. Les Poaceae de type Cerealia sont assez fréquents, et accompagnés de plantes rudérales (Plantago lanceolata et major/media, Rumex et les Rubiaceae). Certaines héliophiles sont plus abondantes. La limite inférieure de la zone se traduit par le développement de Picea et une reprise d'Abies. La limite supérieure se reconnaît au brusque effondrement des valeurs de Picea et d'Abies. 1.1.10. zone 10 à Picea, Fagus et Carpinus (-3.36 ; -2.00 m) Le taux des arbres chute à 60 %. Picea recule très fortement à 10 % alors que Fagus a une attitude opposée. Abies et Alnus montrent des courbes décroissantes. Ulmus, Tilia et Acer sont devenus rares dans les spectres. Dès le début de la zone, une nouvelle essence forestière est identifiée : Carpinus qui ne dépasse pas 1 %. Dans les spectres des herbacées, encore dominées par les Cyperaceae, on observe un retour important des Poaceae. Les Poaceae de type Cerealia sont surtout présents en début de zone ; les plantes messicoles et rudérales sont plus rares dans ces niveaux. On observe également un regain de développement des Ranunculaceae, des Apiaceae et de certaines héliophiles comme par exemple Helianthemum, Thalictrum... La limite inférieure de la zone correspond à l'apparition de Carpinus. La limite supérieure est caractérisée par le début de la courbe continue de cette nouvelle essence arborée. 1.1.11. zone 11 à Picea, Abies, Carpinus et Juglans (-2.00 ; -1.13 m) Le pourcentage des pollens arboréens passe de moins de 60 à plus de 80 %. Cette tendance correspond à une recrudescence de Picea (55 %) et d'Abies (15-20 %). Désormais, Fagus, Alnus et Betula régressent. A l'inverse, Pinus et Corylus montrent une légère hausse. Dans cette zone pollinique, juglans apparaît avec des valeurs inférieures à 1 %. Carpinus dessine une courbe continue sur toute la zone sans dépasser toutefois 5 %. Les N.A.P. sont dominées par les Poaceae et les Cyperaceae (10 % environ). Les indices polliniques d'anthropisation (Poaceae de type Cerealia, Plantago lanceolata, Rumex, Chenopodiaceae) sont plus faibles. La limite inférieure coincide avec le début de la courbe continue de Carpinus. La limite supérieure est fixée par le sommet du diagramme. 1.2. DESCRIPTION DES ZONES POLLINIQUES LOCALES DES FORAGES LLC1-2 À LLC1-5 Le diagramme 4 (planche 2.14, hors-texte) est un diagramme synthétique construit à partir des analyses du forage LLC 1-2, des forages jumeaux LLC 1-3 et 4 et des forages LLC 1-5 et LLC 1-6 (annexes n3 3) réalisés à environ 2 m de LLCl. 1.2.1. Zone 1 à Pinus (-13.45 ; - 13.17 m) Pinus est le principal représentant des taxons arboréens, ses pourcentages sont inférieurs à 50 %. Juniperus (2.5 %) et Betula {2 %) l'accompagnent. Le taux des taxons tertiaires dépasse 20 %. Les plantes herbacées sont surtout représentées par les Poaceae, Artemisia et d'autres héliophiles. 1.2.2. Zone 2 à Pinus, Artemisia et Betula (- 13.17; -12.80 m) Les herbacées représentent 20 à 25 % du total et sont constituées essentiellement par les Poaceae et des héliophiles strictes (Artemisia, Thalictrum, Potentilla, Helianthemum, Plantago montana ainsi que les Chenopodiaceae, les centaurées, Apiaceae et Filipendula). Pinus (60 à 70 %) constitue, avec Betula (15 à 20 %), la majorité des A.P. ; Ephedra est absent ; Hippophae et Juniperus sont peu fréquents. Ulmus, Quercus, Tilia et Acer, taxons mésothermophiles, ont des pourcentages inférieurs à 1 %, Corylus atteint 1 à 2 %. Des pollens de Carya, Pterocarya, Zelkova, Carpinus (2 à 3 %) sont encore identifiés à la base de cette zone. La présence de Poaceae de grosses tailles, de type Cerealia (1,5 % environ) est à remarquer également dans cette zone pollinique. 1.2.3. Zone 3 à Juniperus, Betula, Poaceae et Artemisia (-12.75 ; -12.55 m) Les spectres sont dominés par les Poaceae (13 %), Artemisia (4 %) et les herbacées héliophiles (Potentilla, Helianthemum, Thalictrum...). Les herbacées représentent de 30 à 40 % de la somme pollinique totale. Seuls Rumex, les Apiaceae, les Poaceae de type Cerealia et Filipendula ont des pourcentages supérieurs à 1 %. Pinus et Betula sont les principaux pollens arboréens. Les valeurs de Pinus passent à moins de 50 % pour toute cette zone. Betula reste modeste vers 15 %. Juniperus est très bien représenté (environ 10 %). Ephedra et Hippophae sont plus discrets (moins de 1 %) 1.2.4. Zone 4 à Juniperus et Cyperaceae (-12.55;-12.35 m) Les Cyperaceae caractérisent cette zone pollinique et atteignent 12 % des herbacées ; les Poaceae, Artemisia, les Api'aceae et Filipendula arrivent en second plan. Les héliophiles sont encore présentes, mais leurs pourcentages sont bas (moins de 1 %).' Les pollens arboréens sont dominés par Pinus (« 48 %) et par Betula, dont les valeurs atteignent 15 % ; par contre Juniperus semble régresser (5 %). En fin de zone, les pourcentages de Cyperaceae ainsi que ceux des Apiaceae et de Filipendula diminuent. Le rapport A.P./N.A.P. oscille entre 60 et 80 %. Les taxons mésothermophiles sont représentés par Corylus et Quercus. Ulmus, Tilia et Acer réapparaissent après un bref recul au cours de la zone précédente. Les taxa tertiaires régressent également. La limite supérieure de cette zone est déterminée par la hausse des pourcentages de Pinus, Betula et la régression de Juniperus. 1.2.5. La zone 5 à Pinus (- 12.35; 12.15 m) La tendance observée au niveau des pourcentages de Pinus se poursuit, ce taxon atteint maintenant ses pourcentages les plus élevés : environ 70-80 % du total. La courbe de Betula est marquée par un creux avec des valeurs à 5 %. Juniperus reste en dessous de 1 %. Hippophae est identifié mais de manière irrégulière. Le taux d'Artemisia est très bas. Potentilla, Helianthemum et les centaurées disparaissent. Les Poaceae restent au voisinage de 10 %. Les 294 Apiaceae et Filipendula régressent ; des Poaceae de grosses tailles, de type Cerealia, sont rencontrés aléatoirement. 1.2.6. Zone 6 à Pinus, Betula et Poaceae (-12.15;-11.95 m) Cette zone est caractérisée par une augmentation de Betula (15 à 20 %) et un recul de Pinus à 50 %. On remarque également une récurrence d'Artemisia (maximum 3-4 %), des Poaceae (8-10 %) et de Potentilla (moins de 1 %). Alors qu'en début de zone, les pourcentages d'arbres sont à leur maximum, le taux de Pinus diminue jusqu'à 50-52 %. La fin de la zone se traduit par une hausse du taux de Pinus (60 %). Corylus, dessine désormais une courbe continue inférieure à 3 % ; Quercus et Ulmus sont sporadiques. 1.2.7. Zone 7 à Pinus, Betula et Corylus (-11.95 ;-11.55 m) Pinus et Betula sont encore dominants dans cette zone, et représentent 65 % à 70 % du total des A.P. Juniperus et Hippophae, encore présents en début de zone, disparaissent ensuite. La croissance régulière de Corylus caractérise également cette zone pollinique. Quercus, qui se manifestait déjà dans tous les spectres, atteint désormais 3 % au terme de cette zone. Il est devancé par Ulmus avec près de 5 % du total des A. P. Le taux des herbacées marque un net recul par rapport à la zone 6. Parmi les héliophiles, seul Artemisia subsiste avec 1,5 %. La limite inférieure correspond à une augmentation de Pinus et une chute de Betula. La limite supérieure coïncide avec le recul brutal de Betula. 1.2.8. Zone 8 à Pinus et Corylus (-11.55 ; -11.25 m) Les valeurs des herbacées chutent régulièrement à moins de 10 %. Les héliophiles sont plus sporadiques. Artemisia présente des pourcentages inférieurs à 1 %. Betula régresse de manière continue ; à l'opposé Corylus augmente considérablement pour atteindre 48 % au sommet de la zone. Pinus régresse de 50 à 10- 15 %. Ulmus atteint, avec ses 20 %, quasiment ses valeurs maximales ; Quercus n'atteint que 5 % en fin de zone. 1.2.9. Zone 9 à Corylus, Ulmus, Quercus et PmMS (-11.25;-10.45 m) Le pourcentage des pollens d'arbres oscille entre 92 et 97 %. Corylus est prédominant avec un taux maximal compris entre 60 et 75 %. Ulmus et Quercus sont les principaux représentants du Quercetum-Mixtum dans cette zone où ils atteignent respectivement 20 % et 14 %. Tïiia reste sporadique. Fraxinus apparaît ponctuellement. Pinus stagne vers 8-10 %. La quasi totalité des héliophiles a disparu des spectres polliniques, seul Artemisia est identifié sporadiquement. Les très rares herbacées sont représentées par les Poaceae, Rumex, les Apiaceae, les Ranunculaceae et Filipendula. 1.2.10. Zone 10 à Corylus, Ulmus, et Quercus (- 10.45 ; - 9.80 m) Corylus qui constitue encore l'essentiel des pollens arboréens diminue légèrement de 75 à 62 %. Ulmus montre des pourcentages voisins de 20 % et Quercus des valeurs de 10-12 %. Le taux de TiHa laisse apparaître une courbe maintenant continue et voisine de 1,5 % ; le développement régulier d'Acer reste inférieur à 1 % ; La présence de Fraxinus (moins de 1 %) s'observe au sommet de la zone. Pinus atteint un seuil de 5 % sans plus vraiment le dépasser. Fagus apparaît sporadiquement dans cette zone. Hedera est présent dans tous les spectres. Les herbacées sont rares, représentées par les Poaceae (2 %), les Apiaceae, les Ranunculaceae et Filipendula. Les Cyperaceae tendent à augmenter régulièrement. La limite inférieure correspond à la baisse des valeurs de Corylus et à une chute des pourcentages d'Ulmus et de Pinus. La limite supérieure est fixée par le développement brusque de Fraxinus coïncidant avec la régression majeure de Corylus. 1.2.11. Zone 11 à Corylus et Quercetum- Mixtum (-9.75 ;- 8.60 m) Le Quercetum-Mixtum est dominant et constitue avec Corylus l'essentiel des A.P. qui atteignent des valeurs proches de 75 % du total. Les pourcentages de Corylus indiquent un recul quasi constant pour arriver à 20 % à la fin de la zone pollinique. A l'opposé, Fraxinus passe de moins de 1 % à 15 % de manière irrégulière. Quercus tend à augmenter dans Ia seconde partie de cette phase alors qu'Ulmus stagne. Tilia passe par un maximum (7 %), puis régresse. Acer, en l'espace de quelques spectres montre une courbe de l'ordre de 2-3 %. Viburnum, Sambucus, Hedera sont encore rencontrés. Les premières apparitions de Picea et à'Abies sont relevées au cours de cette zone. Les herbacées sont très diversifiées, elles sont surtout représentées par les Cyperaceae (14 %) ; les Apiaceae atteignent en fin de zone des valeurs proches de 7 %. On observe également une augmentation des Ranunculaceae (= 2 %). La présence répétée de Poaceae de grosses tailles, de type Cerealia caractérise cette zone pollinique. 1.2.12. Zone 12 à Fraxinus, Ulmus, Corylus et Quercus (- 8,50 ; - 7,90 m) Les valeurs des pollens d'arbres et d'arbustes oscillent entre 70 et 75 %. L'optimum de Fraxinus se situe entre 25 et 30 %. Quercus recule assez fortement jusqu'à 2-3 %. Le taux d'Ulmus opère, dès la fin de la zone 11, une régression constante suivie ensuite également par Corylus. Alnus, jusqu'à présent très discret, montre une courbe continue voisine de 1 %. Dans cette zone deux occurrences de Fagus et une d'Abies sont observées. Les valeurs des Cyperaceae poursuivent l'augmentation qui a débuté au cours de la zone 10, ils atteignent 15 à 20 %. Les Apiaceae, Ranunculaceae et Filipendula régressent. Les autres taxons sont peu abondants. Les Poaceae de grosses tailles, de type Cerealia, sont encore présents au début de cette zone. 1.2.13. Zone 13 à Fraxinus, Corylus, Abies et Fagus (- 7.90 ; - 7.30 m) Fraxinus et Corylus reculent nettement alors que Ulmus et Quercus diminuent plus progressivement. Alnus dessine maintenant une courbe continue avec des valeurs voisines de 5 %. On remarque une recrudescence de Pinus et des Poaceae ; les Poaceae de type Cerealia sont à nouveau rencontrés dans ces niveaux accompagnés de Plantago lanceolata. Les taxons herbacés sont peu diversifiés ; les mieux représentés sont les herbacées aquatiques (Sparganium, Nuplwr, Nymphéa...) et les herbacées présentes dans la végétation riveraine du lac (Filipendula, Ranunculaceae, Apiaceae...). Les Cyperaceae tendent à augmenter de la base au sommet de la zone en faisant baisser le rapport A.F./N. A. P. La limite inférieure correspond à la chute rapide de Fraxinus. La limite supérieure coïncide à la stabilisation des valeurs d'Abies aux environs de 5 %. 1.2.14. Zone 14 à Abies et Fagus (- 7.30 ; - 6.20 m) Les arbres et les arbustes progressent de 75 à 80 % avec un stade à 50 %. Abies et Fagus connaissent leur plein essor avec une valeur de 30 % pour Abies et de 14 % pour Fagus. La Chênaie-Mixte régresse considérablement. Ulmus passe en dessous de 5 %, Tilia en dessous de 2 %. Le taux de Corylus reste voisin de 10 %. Picea se développe, disparaît puis réapparaît définitivement pour atteindre 3-4 %. Les herbacées sont surtout représentées par les Cyperaceae qui reculent de la base au sommet de la zone, et par les taxons aquatiques (Potamogeton, Sparganium, Typha). Les Poaceae atteignent 10 % au début de la zone pour régresser de manière continue. Des indices polliniques traduisant une activité humaine (Cerealia, Plantago lanceolata...) sont encore plus fréquents ici. 1.2.15. Zone 15 à Abies, Picea et Fagus (- 6.20 ; - 2.90 m) Cette zone pollinique locale peut être scindée en 5 sous-zones. Le taux de pollens arboréens est toujours supérieur à 70 %. Picea est dominant avec Abies et Fagus. Alnus est régulièrement représenté (4-5 %). - sous-zone 15 a (- 620 ; - 5.40 m) On assiste à une croissance continue du pourcentage de Picea ; les valeurs de Fagus sont relativement stables. Le taux d'Abies varie beaucoup dans cette zone. La courbe de Fraxinus montre une décroissance continue ; Tilia est rencontré dans tous les niveaux mais avec des pourcentages inférieurs à 1 %. Au début de cette zone, on remarque une réapparition de Juniperus. Les herbacées sont dominées par les Cyperaceae, les Ranunculaceae et Potamogeton. 296 - sous-zone 15 b (- 5.40 ; - 4.80 m) Dans cette sous-zone, seules les herbacées plus ou moins inféodées aux milieux humides et aquatiques sont bien représentées. Quelques occurrences de pollens de Poaceae de type Cerealia sont relevées alors qu'ils étaient presque absents des niveaux précédents. On peut remarquer l'absence de pollens d'arbustes dans ces niveaux. Carpinus est de nouveau identifié ponctuellement ; Fraxinus montre toujours une courbe décroissante. - sous-zone 15 c (- 4.80 ; - 3.90 m) Les spectres montrent une diversification des pollens des plantes herbacées et des arbustes. Des occurrences de pollens de Poaceae de type Cerealia sont observées en début et en fin de sous-zone. Pìcea montre une importante croissance alors que Fagus atteint des valeurs relativement basses. Vers la fin de la sous-zone, les courbes de ces deux taxons s'inversent. Les taux de Fraxinus continuent à décroître ; les pourcentages de Quercus sont au contraire relativement stables (10 %) depuis le début de la zone 15. - sous-zone 15 d (- 3.90 ; - 3.40 m ) Le contenu pollinique de cette sous-zone est comparable à celui de la sous-zone 15 b. Les herbacées y sont peu diversifiées et les arbustes sont presque absents. - sous-zone 15 e (- 3.40 ; -2.90 m) Les forts pourcentages de Picea et les valeurs très basses de Fagus permettent de caractériser cette sous-zone. Tilia n'est plus identifié depuis la sous-zone 15 d. Les pourcentages de Fraxinus et d'Ulmus sont maintenant inférieurs à 1 %. La courbe de Pinus montre une légère augmentation. La courbe des Poaceae de type Cerealia est continue ; les rudérales (Rumex, Rubiaceae, Plantago major/media) commencent à se développer. Les plantes aquatiques et les hygrophiles ne sont plus abondamment rencontrées. La limite inférieure correspond à un recul brutal d'Abies, la limite supérieure est fixée avec une chute des pourcentages de Picea. 1.2.16. Zone 16 à Itagus, Picea et Carpinus {- 2.90; -2.10 m) Les valeurs des arbres et arbustes chutent vers 60 %. Fagus est dominant avec Picea, lequel présente un pic à 49 % au début de la zone puis chute brutalement, la courbe des pourcentage de Fagus évolue de manière inverse à celle de Picea. Le pourcentage de Carpinus présente désormais une courbe quasi continue. On assiste à une certaine récurrence des pourcentages de Betula, Ulmus, Tiîia et Fraxinus mais également de Pintts et Juniperus. Les pollens d'arbustes sont plus fréquemment identifiés que dans les sous-zones 15dete. Les valeurs des Poaceae progressent pour marquer des pics à 7 - 8 %. Les Cyperaceae dominent toujours. Dans cette zone les indices polliniques d'anthropisation sont fortement représentés. Les Poaceae de type Cerealia montrent des valeurs voisines de 2 %. Les rudérales sont nettement plus fréquentes qu'au cours de la zone précédente. Nuphar, Nymphéa, Typha sont rarement dénombrés dans les spectres de cette zone. Le croisement des courbes de Picea et Fagus fixe la limite inférieure de cette zone. La limite supérieure correspond à une légère progression de Fagus, & Abies et d'Ulmus et à une nette régression de Picea. 1.2.17. Zone 17 à Picea, Abies, Carpinus eïjuglans (-2.10;- 1.30 m) Les pourcentages des arbres et arbustes se stabilisent vers 60-65 %, sauf en fin de zone où ils augmentent jusqu'à 75 % ; cette hausse est due principalement à l'augmentation des pourcentages de Picea et d'Abies et à une légère hausse des pourcentages de Pinus. Carpinus dessine une courbe continue vers 2,5 %. Les quelques apparitions de Juglans (moins de 1 %) caractérisent cette zone. Les Poaceae de type Cerealia, toujours en courbe continue au début de la zone, diminuent régulièrement à la fin de celle-ci. Les rudérales (Rumex, Chenopodiaceae, Rubiaceae, Plantago major/media) restent toutefois bien marquées comme les messicoles. Dans la seconde moitié de la zone, on note l'absence de pollens de plantes hygrophiles et aquatiques. Annexe 5 : Descriptions lithologiques du forage LLC2 du Marais du Col-des-Roches, carottier à piston, descriptions M Magny (1992) IMMhU Carotte 1: 0-155 cm (Compaction 37 % ; manque 58 cm) 0-8 cm : limons argileux (remblais actuels) 8-97 cm : tourbe brun (baguettes vers 52 cm et 25 cm) fW<)" Carotte 3:260-365 cm (Compaction 58 % ; manque 44 cm) 0-32 cm : tourbe brun 32-43 cm : tourbe brun plus foncé 43 -61 cm : tourbe brun noir fc. -^J.--- VW^J Carotte 2:155-260 cm (Compaction 14 % ; manque 15 cm) 0-46 cm : tourbe brun 46-51 cm : tourbe plus claire (crayeuse) 51-90 cm : tourbe brun Carotte 4 :365-470 cm (Compaction 45 % ; manque 47.5 cm) 0-39 cm : idem. Bois à 39 (1 cm de diamètre) 39-42 cm : tourbe plus claire 42 cm : transition brutale 42-52 cm : tourbe brun 52-78 cm : tourbe brun noir. Deux lits plus limoneux vers 54 et 57,5. Carotte 5 : 470-575 cm (Compaction 18 % ; manque 19 cm) 0-26 cm : tourbe brun noir 26 -56 cm : tourbe brun avec marbrures 56 -86 cm : tourbe brun noir (baguettes à 62 et 70) Carotte 6: 575-680 cm (Compaction 34 % ; manque 36 cm) 0-6 cm : idem 6-29 cm : tourbe brun 29-50 cm : limons plus organiques : transition progressive 50-65 cm : limons coquillers bruns65-69 cm : sable à peu près sans matrice »"- -«- -»- -** Carotte 7 :680-785 cm (Compaction 30 % ; manque 32 cm) 0-9 on : sable idem,Transiüon brutale 9-73 cm : limons bruns, plus 22 coquilles. Carotte 8:785-890 cm (Compaction 24 % ; manque 25 cm) 0-80 cm : limons bruns (passée organique à 41/50) Carotte 9 890-995 cm (Compaction 9 % ; manque 15 cm) 0-38 cm : idem 38-61 cm : idem plus brindilles «flottées» dispersées 61-64 cm : limons plus sables 64-65 cm : limons bruns 65-66,5 cm : lit de sable 66,5-79 cm : limons plus sable et graviers dispersés ?2¥3 LHJ-LH LLLLLLI LLLLLM LHJ-U- LHJ-LL LLLLLLt LLLLLLI U-U-LH U-U-LH U-U-LH U-U-LH U-U-LH LHJ-LH ¦¦ il ¦' ' Carotte 10 : 995-1100 cm (Compaction 58 % ; manque 61 cm) 0-2 cm : limons bruns 2-15 cm : limons argileux gris beige (quelques graviers vers 8 cm) 15-44 cm : limons argileux gris beige plus graviers et cailloux épars. Carotte 12 cm : 1280-1340 cm Carotte 11:1100-1280 cm LHJ-U-U U-LHJ- D- 0- D- u [L Q. [I I (dessus pollué :limons bruns 0-3 cm LHJ-U- LHJ-U- LHJ-U- LHJ-LHJ LHJ-LL 0-40 cm cm : idem plus cailloux plus gros (5 à 10 cm) THFjn 0-6 cm : limons gris beige 6-14 cm : Cailloux 3-4 cm plus matrice limoneuse 14-19 cm : Cailloux 3-4 cm sans matrice Carotte XIV. 13,40-13,80 m Cailloux Carotte XV. 13,80-14,9 m Cailloux fond : 14,9-15,30 Cailloux Annexe 6. Descriptions des analyses ponctuelles du forage LLC2 Seuls quelques échantillons ont été traités afin de replacer les changements de faciès dans une cadre paléoenvironnemental local établi à partir des deux précédents forages. Les résultats sont présentés dans la figure 2.15, sous la forme d'histogrammes car le pas d'échantillonnage est très lâche. Le diagramme présenté, permet de distinguer 3 zones polliniques. Les descriptions du forage LLC2 est en annexe n° 4. 1.3.1. la zone 1 à Pinus et tertiaires (vers -10 m de profondeur) Le pourcentage de Pinus représente 65 % du total des pollens d'arbres. Les indices d'une végétation à feuillage caduc, au niveau régional, sont très nets : Quercus, Ulmus et Tuia ont des valeurs inférieures à 1 % ; Corylus commence à se développer. Un pourcentage non négligeable de pollens d'âge tertiaire est enregistré. Cette zone peut être attribuée au Pléniglaciaire. 1.3.2. la zone 2 à Pinus et Corylus (vers - 9 m de profondeur) Cette zone se distingue de la précédente par le démarrage de la courbe de Corylus parallèlement à Ia diminution de Pinus. Bon nombre des éléments du Querce tum-Mixtum montrent des courbes déjà continues. Les Poaceae croissent ; les Cyperaceae affichent un développement plus important. Cette zone peut être attribuée au Boréal. 1.3.3. la zone 3 à Corylus et Quercetum- Mixtum (vers - 6 m de profondeur) Pinus ne figure désormais plus parmi les représentants majoritaires des taxons arboréens contrairement à Corylus qui persiste depuis la zone précédente. Quercus, Fraxinus, Ulmus, Tilia se développent à la fin du diagramme. Les Poaceae sont peu abondantes (moins de 5 %), à l'opposé les Cyperaceae prospèrent (entre 25 et plus de 40 % du total des pollens d'herbacées). Les Apiaceae montrent également un pic au cours de cette zone alors que les spores monolètes sont assez abondantes dans ces niveaux. Ces caractéristiques permettent de rattacher cette zone à l'Atlantique ancien. 300 Annexe 7 : Description lithologique des sédiments du Lac d'Ilay (Jura, France, Carottier russe, par M. Magny UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUi UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL Carotte ï : 0-50 cm 0-6 cm : niveau organique 6-35 cm : craie jaune avec mollusques 35-38 cm : mélange craie jaune et matière organique figurée 38-42 cm : gytrja 42-48 cm : gytrja crayeuse 48-50 cm : craie jaune avec mollusques QPClT UUUL UUUL UUUL UUU UUU UUU UUUU UUU UUUL UUUL UUUL UUUL ' " " " Carotte II : 20-70 cm 0-40 cm : craie jaune avec mollusques 40-48 cm : gytrja 48-55 cm : gytrja crayeuse avec mollusques 55-60 cm : poche de gytrja crayeuse dans craie jaune 60-70 cm : craie jaune à mollusques juuuu UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL " ¦' " ¦' Carotte III : 70-120 cm 70-120 cm : craie jaune avec mollusques UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUL UUUl Carotte IV : 120-170 cm 120-170 cm : craie jaune avec mollusques 301 Annexe 8 : Descriptions des zones poll (Jura, 2.1.1. Zone 1 à Fagus, Abies et Poaceae (-168, -106 cm) Les valeurs des arbres et des arbustes dominent dans cette zone avec des taux compris entre 75 et 82 % du total. Fagus, Abies et Alnus présentent les pourcentages les plus élevés des pollens arboréens. Les herbacées sont représentées essentiellement par les Poaceae (5 à 10 %), les Poaceae de type Cerealia et les rudérales. Les fluctuations des courbes de Fagus, d'Abies et des Poaceae amènent à distinguer 5 sous-zones : - la : sous-zone à Fagus, Poaceae et Artemisia (-168, - 158 cm). Elle est caractérisée par une augmentation de Fagus, d'Alnus et un recul d'Abies de près de'7 % au profit des Poaceae. Artemisia atteint sa plus forte valeur. Les Poaceae de type Cerealia diminuent sensiblement. Les rudérales (Plantago major/media, Rubiaceae, Rumex...) sont peu représentées. - Ib : sous-zone à Fagus et Corylus (-158, -142 cm). Fagus augmente de 5 à 6 %. Les pourcentages de Picea croissent légèrement de 1,5 % ; les premiers pollens de Carpinus et de Juniperus sont présents dès la fin de cette sous-zone. Les taux des Poaceae décroissent légèrement ; les Cerealia montrent une faible hausse. Artemisia n'apparaît plus que sporadiquement. Les autres herbacées sont essentiellement représentées par des taxons rudéraux et aquatiques. - Ic : sous-zone à Abies et Fagus (- 142 cm, - 124 cm). Une hausse des valeurs d'Abies (de 20 à 35 %) caractérise cette zone pollinique. Juniperus et Carpinus disparaissent. Les valeurs des Poaceae augmentent faiblement. - Id : sous-zone à Alnus et Quercus (- 124, - 112 cm). Les pourcentages des arbres et des arbustes, bien que dominants dans les spectres polliniques, régressent au début et en fin de zone. Abies et Fagus reculent. A l'opposé, Quercus et Alnus augmentent de 5 % environ. Juniperus ainsi que Carpinus sont présents tout au long de Ia sous-zone. 302 iniques locales du forage 2 du site d'Ilay France) - le : sous-zone à Quercus, Poaceae, Plantago lanceolata (- 112, - 106 cm). Cette sous-zone montre une baisse du taux de pollens arboréens touchant principalement Abies, Picea et Pinus. A l'opposé, les pourcentages des herbacées sont en progression, et notamment ceux des Poaceae et de Plantago lanceolata. Ces événements sont contemporains de deux avancées des Poaceae, des Cerealia, de Plantago lanceolata, d'Artemisia et de Rumex. Les Poaceae diminuent de près de 10 % en fin de sous-zone. La limite inférieure de celle-ci est fixée par le début du diagramme. La limite supérieure coïncide avec la chute des Poaceae et l'augmentation d'Abies et de Carpinus. 2.1.2. Zone 2 à Fagus, Alnus et Carpinus (-112, - 52 cm) Les arbres et les arbustes sont dominants dans cette zone, leurs taux varient autour de 90 %. Carpinus montre désormais des valeurs continues proches de 2 %, voire 5 %. Les premières occurrences de Jugions sont observées dans la première moitié de la zone. Juniperus est en courbe discontinue. Les Poaceae dominent les herbacées. Les Poaceae de type Cerealia régressent et ne sont plus régulièrement identifiés en début de zone, puis dessinent de nouveau une courbe continue au sommet de la zone comme Plantago lanceolata. Plantago major/media s'observe dans la première partie de la zone alors qu'il en est absent dans la seconde. Les autres herbacées sont peu fréquentes. La limite inférieure de la zone est définie par la chute des Poaceae et le début de la courbe continue de Carpinus. La limite supérieure est déterminée par l'apparition quasi permanente de Jugions et la chute d'Abies. 2.1.3. Zone 3 à Fagus et Alnus (- 52, - 26 cm) Les pollens d'arbres et arbustes oscillent autour de 85 %. Les herbacées sont rares et représentées essentiellement par les Poaceae (de 3 à 7 %), les Cerealia, Plantago lanceolata, Plantago major/media, Artemisia, Rumex et les Chenopodiaceae. Deux sous-zones peuvent être distinguées : - 3a : sous-zone à Fagus (- 52, - 42 cm). Cette sous-zone est caractérisée par l'apparition répétée de Juglans. Carpinus connaît un léger recul de même qu'Alnus. Fagus progresse légèrement. Abies tend à se développer. Le pourcentage des Cyperaceae augmente dans la seconde moitié de la sous-zone. - 3b : sous-zone à Alnus et Corylus (- 42, - 26 cm). Le pourcentage d'Alnus croît jusqu'à 25 % au détriment de celui de Fagus qui recule fortement. Le taux de Corylus augmente également de manière significative vers 15 %. Juglans, présent tout au long de la sous-zone, ne dépasse pas 1 %. Juniperus présente une courbe discontinue. Le taux des Poaceae augmente au cours de cette phase ; les Poaceae de type Cerealia, Plantago lanceolata et major/media ont des courbes interrompues. Les Cyperaceae régressent dans la première moitié de cette sous-zone. La limite inférieure de la zone 3 correspond à l'apparition de Juglans alors que la limite supérieure est déterminée par la régression de Corylus et d'Abies. 2.1.4. Zone 4 à Fagus et Carpinus (- 26, -12 cm) Les taxons arboréens dominent, mais passent de 90 à 82 % environ. Les herbacées sont surtout dominées par les Poaceae, les Poaceae de type Cerealia et le cortège des taxons messicoles et rudéraux comme les plantains, les Chenopodiaceae, Rumex, les Apiaceae... Les plantes aquatiques sont davantage représentées dans cette zone (Sparganium en particulier). Fagus, de même que Abies connaissent un net accroissement. Celui de Carpinus est plus discret. Alnus régresse régulièrement. La limite inférieure coïncide avec la recrudescence de Fagus et d'Abies. La limite supérieure est caractérisée par la chute de Fagus et la hausse de la courbe des Poaceae. 2.1.5. Zone 5 à Corylus et Poaceae (-12, - 1 cm) Les arbres et les arbustes atteignent leurs valeurs les plus basses (vers 70 %), toutefois les taux de certains taxons arboréens se augmentent significativement (Corylus, Pinus, Picea, Juniperus) ; Fraxinus au contraire, disparaît brusquement. Cannabis/Humulus se développe pour atteindre 5 %. Les pourcentages de Carpinus régressent. Les Poaceae (10 %) constituent près de la moitié des valeurs des herbacées. Le taux de Plantago lanceolata connaît une croissance non égalée jusqu'ici. Les pollens de Plantago major/media, Artemisia, les Apiaceae, Rumex, Chenopodiaceae, Rubiaceae, Urticaceae, Sanguisorba minor sont identifiés dans tous les spectres avec des valeurs inférieures à 1 %. La limite inférieure correspond à l'augmentation des Poaceae et de Cannabis/Humulus et à la chute brutale de Fraxinus. La limite supérieure correspond à la fin du diagramme pollinique. 303 Annexe 9 : Tableau des concentrations polHniques absolues dans les sédiments du forage LLC I du Marais du Coi-des-Roches, 910 m (NE, CH) Nmn JUM K* 13 BCTULA HNUS COKYlMS ARBRES ARBUSTES FtERlMCEES CiTCRACEAE BKASSICACEAE POACEAC ABTtMISIA APUCEAE nUKMUU 12&4 O Bd 3407 125 2016 31 1043 227 U 300 46 54 7k 1200 H 143 22SU 269 2V2S 14 ¦ 1165 3i2 U 3IH ¦ 57 0 57 ISlJ U l) D (1 U 0 b (j 4 0 ü 0 0 iJlk 0 32 718 12 koj y m 73 334 Iik iJH 6 19 1Ü4J U 13 630 i5 m ¦ 30 403 71 O OJ " 131 24 II 1357 o 3H 44» 2 5S5 12 y» 31 6 7J 34 4 k IW 0 IS 370 30 510 B 306 Ik 34 4k 26 11 J ISK (J 114 m 2W 1647 Ok 1041 161 0 20k 74 26 HO 1300 O SS 1070 (O 1317 27 is l 46 IU H3 145 11 14 1404 0 12 lay I m 2 ki 13 Ib 14 21 3 4 1434 b 150 70S 04 1240 74 »OJ 103 k 112 112 37 4k itan 0 4y 574 76 7)0 46 40k 65 U 104 60 16 0 1464 (I 753 i» 1240 4k 112k 120 10 24k 200 k 16 1460 Ii 3) 532 7k 77k 30 JkJ Sb 31 67 2b i 26 1470 U S3 IDW 154 ZW JO IWJo JS4 J 237 204 IO 41 UW 0 35 307 ! 4y6 14 îby 44 O 40 3s k il 1307 1(1 15 734 46 017 35 420 07 U 127 2J 15 10 1511 B 13 473 22 Ul W 254 44 13 71 22 4 k IiJS J 45 )141 47 1332 IO hlil 50 40 137 S3 5 IV IMV (j 23 03Ô i4k 13» Ja Wi Lb2 IO IU by 33 ik 1543 0 1/ ion 17 21Oy 60 Wk 122 U IJ7 06 35 17 uhi Ü m 500 33 776 16 Sil 16 0 vu S3 IA 16 IJy4 W H7 IHi SS 1403 7k KJO kï IO 226 65 7 kO IbCi U 4Jj 6Hb 73 051 31 560 kl W 126 43 4 IV liik U ki 1452 36 1752 4k 1240 ISb 0 102 120 34 60 uso s 44 435 11 534 21 & I 26 jy iik 20 Z i iwi 4 50 7HJ 0 064 26 SOk 13 7k 73 IS 13 41 16Ì4 13 4(1 17)4 m 1522 110 ISiH 2k3 \9 4îy 54 67 0 IM 0 7 47k 16 Sil 3J 302 36 33 0¾ 46 3 13 16H7 5 U 440 32 S61 37 2»6 So 4k 113 41 i 2 1600 b 23 1 MO 47 2057 Ii ibi 127 II 215 Sl IS U 1711 0 11 IM 17 310 4 Su 20 40 kl 11 il i4 1723 0 (J 533 Iy 414 17 IkI 43 2 IS 14 4 4 1747 y Iy 040 W 1047 2i 326 3k 4 JJ 73 y 14 17» 17 dû 1104 200 1601 77 lOJO 20k b 104 YIi 6V U 1732 i S) 715 35 HMJ 15 724 117 i 2bU ' 117 Ii 15 17» 0 31 4Oi 14 416 IO IiI) 14 0 »4 ii 3 IO 1703 lu ïi 100 51 370 JS Ml) lu II 40 30 25 IO I »06 ö 20 411) 34 511 i 100 23 13 34 n 2 S IHM 10 «2 372 14 527 » 440 54 40 y» 71 3k 16 ls4S 0 41 345 16 474 10 31M 60 13 100 5k O 1 ihjh 0 IH 72 4» 214 36 3iy 61 0 iO 56 IO 16 14*07 lit lit 11*5 Ii I36S 67 1242 144 U J16 157 U 37 1¾!¾ 6 14 I37y 4 14K7 34 4Kk 104 17 ]&y 3* 6 13 Wl (J I) O 0 U i) 0 O 51 O U 0 U IiIJI O 34 407 32 473 Jb 4k» 36 i I4U 76 14 4 1471 0 D (J O O 0 0 O 0 0 U O 0 ISl/J U 30 700 y Uli 27 507 J2 13 71 Ji 4 6 WK 0 35 1402 k 1&02 40 616 BB 0 3i7 71 k k ivi» (J 344 vsyj 151 WW IkI 42W> 377 O 307» m 37 0 AXJS O 44 »03 44 1007 41 504 60 s 157 44 O 40 2021 It 0 O U O b O O 12 O O O 0 1(JIi (J ilï IkOO 202 2ÌIH 61 3Uw> 404 13 435 171 OJ di ÏLMÏ U s 733 106 1(1Al ii 4kl 106 4 1JO s 15 5 3ÜJ4 U 1 ey IO 132 1 1Jv s 0 16 I 2 2060 U 304 Oui 2674 557B »0 JMi k2i 25 202 ii 55 13 IQiS U Wl 3443 72Oi 16444 327 SOJJ 2542 m 1400 405 36 147 207k 0 H2 530 1603 3413 21J k07 442 b 152 U 41 41 2U3S 134 115k J5HÌ 34ty 17143 S37 5164 2275 16 010 24» 14» 373 20ys 0 79» Josi J46i 15430 1»0 2Jw) 1171 4 472 10» 254 217 11« 20 4Ü7 3445 1135 iw'J 261 2034 1047 ik 434 37» 116 103 !1Ii 0 43 300 4i Ì34 Ik 24J Zi S 4i Ik Ö i» 1114 Ii M 433 2K 57A IO îik JO 4 45 i II il 2221 b U D D 0 0 u U U O O U 0 2230 M 74 11)3» 45 IIW 21 4;« 01 O 171 45 17 0 224U 0 33 532 13 440 24 3ie it> 12 134 6J 20 0 a» Ü 33 107 11 2(JS 0 124 7 1 Jb II 7 / 2240 S 16 244 S3 34» 6 IJO 30 4l Hî b IO 0 2270 6 23 341 16 305 b 3Hi 3k Yl 142 kO y 0 1374 Ii 41) 1174 3D 1444 4l) 64J 70 4J ISI Ol 20 (J 22s l Ii U «3 7 5« 24 4IJ iJ O 153 67 IO 0 Î3s< I Ij 33 121» 37 1514 il »56 tJl 4 130 m 37 l) 22v0 0 (1 0 (J U 0 0 O 34 (J O 0 0 ISlI 0 D 0 U Ij 0 0 0 O O U 0 0 3513 O l (.7 2 74 U il i 0 7 i i U 2523 4 4 ISi 12 346 8 IbO 12 23 4y 11 k Ö ÏSÏI 7 Ib 194 30 265 11 IW 7 42 Sl 35 i 4 2Ì4I D l) O D D U U 0 kO O O 0 0 mi 0 I) 0 (J O b 0 U 0 O O O 0 266* Ii 0 O O 0 (J O O 25 O O 0 0 247Ii 13 K 337 IO 411 33 2SO II 2b 5k 16 0 IAJs 33 343 S5Ì3 164 6145 130 JkOl 3OJ s 7S6 6Ï4 Ok 0 37 Io ï 2 40 2 6S l 55 3 13 2721 O 0 O O Ii U O 0 y4 b Ü 3H2k U 0 0 I) b O O O 0 O 2H30 J i 216 i 227 3 sO it 6 24 "' U 3 2 2sJH 3 10 JJ6 7 57k 12 Iki 3S JO 45 U 1Mb ti 16 713 1 765 13 |4y s 4y •il I) 0 ïk5H ô H 24H k 313 4 221 2J 64 64 6 Ü ÎBôi Ii 360 IS 2k7 I 101 0 30 20 1 I 2B/I I) (J O I) Ii 0 O (j 144 U O 0 2V6J) D (J 0 O I) 0 U U 11 (j U (j O 1073 i 3 m; 3 120 i s/ 6 Ii 20 i U O WJa MSS 1755 224M »3 240Oi IW 1204s 2173 13 665 JiOI bbs 0 Will 0 34 376 3 4b 4 Iki 21 11 4! Ik 11 4 2OyH U By 1134 3 1422 3D Iw IK 74 !IN 11 IS 304 Annexe 9 (suite) : Tableau des concentrations polliniques absolues dans les sédiments du forage LLCl pour la tranche (-41, 12 m) du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE, CH), le Pléniglaciaire Nto*n JUNlPEHt)K BETUlA riNus COBYLUS ARBRES ARBUSTES HERBACEES CVPERACEA E BRASSICACEAE FOACEAE ARTEMISIA APlACEAE FILIPENDULA 3uu3 34 2u6 2351 34 17Ü3 lui 1515 443 B 534 11 45 II 3ou7 Ü 48 Ìli 44 3UU U 96 14 lu 14 O O O 3oi5 IU 135 14SU 11 1667 15 697 ll9 5b l9l 4k 16 27 3oÎ5 16 15 1U74 33 1173 24 iti 33 87 iys 63 Iy U 3o3i O 3! 1435 s 1555 24 USI 147 6o ISU 57 57 14 3o4i O 49 604 34 696 13 334 34 1 133 34 2y O 3o6i 7 2S 3My 13 456 11 139 13 13 42 13 5 J071 l5 15 s76 93 1122 ily 624 70 [48 140 46 3y I) 3U79 (i 30 3so 5 44B IO Iy7 8 y 65 l! iy 1 3DBl il U 0 U (I U U U B O O U O 3096 O I) U U U U tl U 13 O O O U 3098 h 5l 820 31 y65 U 26« 31 23 55 5i 13 i3 3136 U lu s5î 50 i)13 lu 561 60 O i6i 4U 30 20 314i 6 27 441 13 515 12 297 14 Iy 90 !7 il 13 3156 O O U 0 U U U O 43 (I U O O 3171 U U 0 U 0 I) U U 1(1 O U « O 3i73 U 244 1536 7b 1463 27 7o3 7B 14 la\3 68 y 9 31Kl lé ill 1394 43 i7i>4 Sl 1079 156 5 357 61 61 B 315y U U (i U ü O O U Io O O O O 3267 4 53 61)3 44 73y » SaS U 16 78 44 14 y 3Î74 U 171 1546 155 35i4 i35 1514 lié 18 531 39 59 7b UKI (I t)7 Ì143 68 15IB 47 680 146 16 243 iy iy iy 31È7 O 1(X) U74 7s IiW 33 nil 161 5o 333 55 iS By 3W7 36 33s I74u 71 2146 16H 10K4 193 i4 495 S4 24 3.V)7 6 67 643 4y 746 iy 115 74 O 14 4 6 y 3317 24 5s7 lue IU6 lu17 12S 996 122 1b 416 57 65 40 331 y 41I 157 474 5 763 75 343 65 O 153 65 5 IU 3334 i 5 3s 1 6 402 B 43 y IB 13 O O U 3342 y Ì46 60S i5 ys2 54 360 40 44 129 55 15 IB 3351 3 52 326 4 3ss 3 35 ? 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Le diagramme synthétique IXCl- 2à5 Les concentrations polliniques totales montrent peu de variations et confirment la zonation pollinique proposée (figure 2.18, page 134). - zones polliniques locales 3 et 4 (LLCI-5) : Les sédiments sont également des argiles silteuses. Les F.P.A. atteignent 5000 grains/gr. dans la zone 3. Ce sont surtout les taux de Betula, Salix et Juniperus qui sont responsables des valeurs enregistrées. - zone pollinique locale 5 Elle est enregistrée dans un sédiment organo- sableux et présente de fortes concentrations absolues, près de 25.10^ grains/gr. de sédiment. L'abondance de Pinus coïncide avec des valeurs élevées de ses pourcentages. - zone pollinique locale 6 Les F.P.A. chutent à 5000 grains/gr. en moyenne. Pinus et Betula reculent alors que Corylus, Ulmus et Quercus progressent. Le sédiment est un sable crayeux. - zone pollinique locale 7 Elle est enregistrée dans de la craie lacustre ; les F.P.A. sont alors de nouveau en progression. Corylus, Ulmus, Quercus dominent face au retrait de Pinus. Les F.P.A. sont ici en opposition avec les pourcentages. - zones polliniques locales 8, 9,10 Les concentrations polliniques totales diminuent, passant de 20.103 à près de 2.1O3 grains /gramme. La craie lacustre semble pauvre en pollens dans la zone 7 alors que les pourcentages montrent une hausse régulière de Corylus et une régression de Pinus. Une nouvelle opposition apparaît dans la zone pollinique 8 qui affiche deux maxima de Corylus alors que ses concentrations sont faibles. La hausse maximale des concentrations polliniques se fait au début de la zone 9 coïncidant avec un changement de sédimentation (passage craie/gyttja). - zone pollinique locale 11 Les concentrations polliniques totales diminuent, elles sont toujours dominées par celles des arbres et des arbustes ce qui témoigne de la densité du couvert forestier. - zone pollinique locale 12 Une brusque hausse des F.P.A. passant de 7.103 à 50.103 caractérise cette zone pollinique. Cette hausse est attribuable aux forts pourcentages de Fraxinus et à sa forte concentration : 12.103 grains/gr. pour 35.103 grains/gr. de pollens d'arbres ; Fraxinus colonise peut être le fond de la vallée. La seconde moitié de cette zone correspond à un recul des F.P.A. coïncidant avec l'apparition d'une sédimentation devenant tourbeuse. - zone pollinique locale 13 Les fréquences polliniques absolues totales montrent une évolution comparable pour pratiquement tous les taxons rencontrés à 306 l'exception d'Abies et de Fagus. Autrement, les valeurs sont plus faibles au début et en fin de zone. - zone pollinique locale 14 La sédimentation organo-crayeuse avec des passées tourbeuses a conservé près de 10 à 15.103 grains de pollens/gr. de manière à peu près constante. Le remplacement du Quercetum- Mixtum par la hêtraie-sapinière est très net et progressif, comme l'immixtion de Picea. • zone pollinique locale 15 A la transition marquée gyttja/tourbe à 5.50 m, les F.P.A. diminuent d'abord puis progressent ensuite lorsque la sédimentation perd un peu sa caractéristique tourbeuse. Les F.P.A. atteignent un maximum de 30.103 à 4 m puis chutent brutalement à 5.103 dans le sédiment tourbeux. Le taux de sédimentation semble diminuer également du fait de ratterrissement. - zone pollinique locale 16 Les F.P.A. varient peu {environ 5 à 7.103 grains/gr.). Les niveaux de tourbe et de gyttia se succèdent. Les F.P.A. de Salix reculent du début à la fin de la zone passant de 5.1O2 à 1.102 grains/gr.. A l'opposé, Carpinus progresse de 40 à 200 grains/gr.. Artemisia réapparaît, les Ranunculaceae forment un pic. Ces indices paraissent indiquer l'installation de lambeaux de ripisylves et de prés humides avoisinants (Ranunculaceae, Filipendula), alors que les autres taxons attestent au niveau régional de l'intensification de la pression humaine sur le couvert végétal. - zone pollinique locale 17 La sédimentation est tourbeuse ; les F.P.A. chutent en dessous de la barre des 5.1O3 grains/gr.. Au sommet du profil, une opposition s'observe entre les pourcentages croissants de Picea, d'Abies, des Cyperaceae et leurs concentrations respectives. 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Artemisia, Plantago lanceolata montrent leurs valeurs les plus élevées ; elles sont respectivement comprises entre 1 et 3.102 grains/gr. et 2 et 7.10^ grains/gr.. Les forts pourcentages d'Abies (zone Ic) ne correspondent pas à une augmentation des fréquences absolues de ce tax on. 2.2.2.2. la zone pollinique locale 2 La zone pollinique 2 coïncide avec une augmentation des pourcentages de pollens arboréens et une diminution des pourcentages de Poaceae. Les fréquences polliniques absolues vont dans le sens de cette diminution. En effet, 90 % de pollens arboréens correspond à 15- 20.10^ grains de pollens d'arbres et d'arbustes/gr. de sédiment dont 6.10^ appartiennent à Fagus. Les fréquences absolues de Carpinus contribuent à cette hausse avec 8 à 12.10^ grains/gr.. Les fréquences des Poaceae oscillent autour de 4.ICK grains/gr.. Celles de Plantago lanceolata croissent et atteignent 4. 102 grains/gr.. 2.2.2.3. la zone pollinique locale 3 Une augmentation des pourcentages d'Alnus caractérise la zone pollinique locale 3. Les concentrations polliniques absolues de ce taxon sont de 20.10- grains/gr. ; des niveaux moins riches (5. 102 grains d'Alnus par gr.) se situent de part et d'autre de cette zone. Les concentrations polliniques absolues de Corylus (10-20.10^ grains/gr.) et de fumperus (maximum 3.10^ grains/gr.) sont également moins élevées en début et en fin de zone 3. 2.2.2.4. la zone pollinique locale 4. Les concentrations polliniques absolues totales varient beaucoup dans cette zone pollinique. Juniperus montre une nette hausse à 1.102 grains/gr. de sédiment. Les concentrations des Poaceae de type cerealia diminuent tout au long de la zone passant de 4.10- à 1.10^ grains/gr.. 2.2.2.5. la zone pollinique locale 5 Une brusque hausse du taux de Juniperus (3 %) correspond à un nombre de grains de pollen de ce taxon plus élevé (3.10-). Les pourcentages des Poaceae et de Plantago lanceolata montre un maximum qui est accompagné d'une augmentation des concentrations absolues. La plupart des changements observés dans le diagramme pollinique relatif sont confirmés par des fluctuations des fréquences polliniques absolues de plusieurs taxons arboréens et herbacés. Les variations observées dans ces diagrammes peuvent être interprétées en termes de changements de végétation. Les changements de concentrations polliniques absolues totales sont indépendants des changements de sédimentation. Par exemple, la craie lacustre comprise entre - 170 et - 60 cm de profondeur montre une variation importante de sa concentration pollinique. Les séquences polliniques absolues coïncident bien avec les zones polliniques locales. Annexe 15 : Tableau des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) des minéraux des sédiments "Roche Totale" du sondage LiCI du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE; CH) N* Echantillon on Phytlodueitts CPM Quartz CPM Fsp-K CPM PUjH»Ni CPM CWd te CPM Dolomllr CPM Aragoalte CPM Pyrite CPM 1 1Ô9 10031 40776 û U Ô Ô Ô ö 2 125 324Ö 6Ô92 0 0 162903 2580 0 Ö 3 143 97Ó3 74748 1833 0 1561 0 Ô 0 4 )7s 4717 48815 Ù 0 126214 4948 0 ô 5 197 5568 519671 0 0 953Ö5 3550 ti ti 6 21a 366Ó 7236 Û 0 194430 2640 ti ô 1 224 558Ô 23690 ô 0 )54087 29Ò3 ti 0 8 m ô 2Û663 ô 0 261325 ti 376Ô 0 9 262 0 2I19S ô 0 212390 2760 ò ti 10 267 V54] 13)84 ô U 2345 ti ò 0 11 3Ô7 7943 9627 Ö 0 0 ti ô 0 12 323 8911 13670 1409 0 0 ti ô ù 13 349 10540 16385 0 0 ti ti ö ô 14 366 9683 24880 1690 0 ò ti 0 ù 15 388 9569 23822 Ô 0 0 Ò 0 lôiô lé 411 2501 16948 0 0 187918 Û 0 0 il 430 3073 25663 0 U 172265 2173 û 0 \i 449 $655 74l26 0 ti 2337 2706 ti Û 19 4Ï8 2274 7333 0 U 183694 0 2552 0 2Û 526 Ö 7474 0 0 2Ö7422 0 ti 0 51 556 45Ô0 56ÔO Ö U 177085 £700 ti 146Ö 22 580 Q 3981 0 Ò 231198 300Ó ti 2100 23 600 0 8329 Ö ô 193895 17Ó0 0 ô 24 6l9 571! 2ÒÓ67 0 ô 83182 4315 4980 0 M 65Ö 0 8939 0 U 2O1JsSJ 2400 0 Ô iè 678 2986 10273 ô ti 189519 1440 0 Ö 27 704 2318 21642 0 Ü 178913 1020 0 0 28 73Ó 2537 l8818 ô ti 173416 222Ö ô Ü40 29 75l 5651 475Î3 Ö 0 142581 Iseo 0 îiéo 30 767 6629 2SÔ2!) ô U ô ô ô 194l 31 778 7622 I91Ô7 ô ti Ô ti ô 9618 31 Wi ä 4Ö67 ô ti 239953 ti ô i5éô 33 J14 0 3325 ô Ü 24ÔSÏ7 û i56o 1680 34 844 3072 17181 6 b 1528IO ti 2o4ò 2967 35 805 0 3ÔS6 0 0 236272 i2oo 222Ô Ô 36 &96 0 3662 ô ô 24Ì039 252Ù 1260 Ô 3? 9^6 132Ô 4980 ô 0 207982 1^8ti 15Ö0 0 38 957 0 3446 ô 0 208762 ti 1080 û 39 991 0 3604 0 0 225326 1500 Ô l76o 40 1025 0 222Ó 0 0 238945 0 0 0 41 1069 ô 0 0 0 246447 ti ti Ô 42 1117 û 0 ô 0 2351Ö5 ti 0 0 43 1168 ô 1800 ô ô 237710 ò iloti 0 Ai 13Ô3 Ci 7$46 ô O1 2l1373 2340 1?4Ö 0 45 I23s ô 3Ò582 0 0 186Ó39 1620 ti Ö 46 1262 0 32Ö9 0 Ö 140441 6534 960 0 47 1284 ô 11763 0 0 175141Ì 8811 222Ù ti 48 i3i3 ù 2Ò67I 0 0 149760 16462 6Ö37 û 49 1345 û 184H9 ô 0 156440 10654 1740 ô 5Ù i364 ô 25781 6 0 1S4Ô73 10022 3728 0 51 )379 0 33Ù21 0 0 154960 1ÔS75 2400 0 52 l393 ô 36l35 ô U )46904 12726 2868 ù 53 1407 ù 20037 ô 0 154531 10778 162Ô 0 Si 1427 û 3l»2Ù Ö U 153Ü13 9629 25So 0 55 1449 ô 26535 ô Ö 164693 1453Ô 2986 0 56 1462 0 17Ô6i ô U 157474 14744 1WÖ Ü 57 1469 û 18Ó94 ô 0 I52837 15595 4218 0 58 1479 i5tio 31222 ô 0 156415 1Ô383 2340 0 59 1489 0 12821 192Ô 0 1A7S4Ù 17127 33i7 Ò 6ô 1521 0 34371 ô Ü 144783 14659 3Ò60 0 6l 1556 0 19428 126Û 0 i5iti56 12548 i860 ô 62 1582 ô 26262 0 0 151747 12004 234Ö 0 63 1606 ô 19871 û 0 )43469 13448 2Ô4Ô 0 64 1623 û 24919 ô 0 )38265 13547 4)15 0 é5 163S 0 l627l 0 0 13639) 15471 2767 ô 66 1652 0 37523 ô ù 135137 144 ti 3234 Ö 67 1661 0 12549 ô 0 16SÔ35 14013 228Ô 0 68 1669 ô 23985 û 0 153ÛI9 12613 218Ü ô 69 1693 I860 19373 0 0 145936 14913 27ÔÔ 0 70 1718 Ó 66Ò35 ù 0 147887 1Ò856 2987 ô 71 1743 2160 23Ò27 b 0 143664 )3)85 l74o 0 72 1764 1800 3Ö796 1080 0 I39Ò20 9146 321* 0 73 17Ö0 )5ti0 3ÜQÜ7 0 0 1563Ü) 5367 i56ö û 74 1814 0 312 iô ô 0 144476 12468 3484 ô 75 1832 0 20736 ô 0 139834 1)675 21Ò0 ô 76 185S 1Ô8Ô 26822 0 ti 14&Ò52 U1Ì4 2i6ö ô 77 I860 0 14533 0 ti 148080 14352 47Ì4 ô 78 19ÌI Ü 28257 Ü ti )52046 10646 Ì9BO ti 79 1942 1500 26588 0 0 150680 1)755 2909 0 80 1959 ô 18591 û ti 156373 12213 I8Û0 0 81 1977 1560 41572 ô 0 1525Ó3 9339 3455 ti 82 3986 ô 53l 6l ô 0 148175 8646 2766 ti HJ 2017 I26Ù 25900 0 U 144356 12602 I860 0 84 2049 2820 38716 0 0 138754 13016 3346 ti 85 2064 0 418é ô U 225874 û litio ö 86 2075 i266 97Sl 0 ö 194896 4019 2i6o ô 312 Annexe 15 (suite) : Tableau des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) des minéraux des sédiments "Roche Totale" du sondage LLCI du Marais du Coi-des-Rocbes, 9Wm (NE ; CH) N* Echan Ultori PrcfwKltur cm FhytlOSlliOtts CPM Quarti CPM Fsp-K CPM Plîfto-N» CPM Caldie CPM Doknnite CPM Aragooitf CPM Pyrite CPM éô 1*59 Ô Ï8591 6 Ó 136373 I22l3 I860 ô ài 1977 1560 41572 0 0 152563 9339 3435 0 si 1986 0 53161 0 0 148175 8646 2760 0 8¾ 2017 12Ó0 25960 ó û 144356 12602 1860 0 84 2049 2820 38716 0 ô 138754 13016 3346 0 83 1Ù64 0 4186 0 0 225874 0 1200 û 86 2075 1260 9751 0 Ó 194896 4019 I16Ó 0 85 1ÔS9 Ô 656T1 ô 0 196988" 3143 1800 0 SS 1103 1740 9032 0 0 166461 6830 1620 0 89 2111 1260 35275 0 0 145831 8923 3005 0 9Ù 12 lé 0 12202 0 5667 148945 13436 3679 0 91 2l36 0 23753 0 0 129595 9659 2100 0 9l 5551 ii6ü 15408 0 0 167167 13481 3112 Ö 93 2166 0 29712 ô Ô l3É36i 11S2Ö 2040 û 94 2l7l 0 16202 ô 0 140466 11718 1860 0 95 2278 0 24984 0 0 150715 12321 1980 0 96 2300 Ò 29212 0 0 150942 10546 2940 0 97 Uli O Ì4Ì39 Ö 6 148547 11394 44lS û 98 1536 Ô 20919 0 0 150329 Il&7 1620 0 99 1354 ô $640 ô 0 1741Ó1 11014 iiöd ô 100 1564 1Ô40 20709 û Ô 133349 12134 1Ù4Ô 0 101 2677 156Ó 34667 0 0 157889 à$15 1560 0 102 2691 1340 2Ô152 0 0 149688 11023 1860 0 loi 2705 0 25505 1440 0 139225 9164 3144 0 1Ô4 171Ô Ö 18049 ô 0 138505 15237 2838 0 1Ò5 2S33 lOlÔ 461OOl 1140 0 163Ù94 7095 1320 0 1« 2848 i3sô 54610 2220 0 166957 5481 1320 0 1Ò7 2855 Ö 10851 0 0 173330 8336 1180 0 !08 1889 2820 30667 0 0 156915 9166 0 0 109 59?6 1993 31837 Ô 0 149413 9714 0 0 110 1988 192Ö 1443Ö 0 0 171059 98Ol 0 ù 111 5ÔÔ5 Ö 17588 0 ô 148588 S334 335i 6 112 3007 0 1920S Ô 0 149181 10440 ISOO 0 113 3015 0 24625 1020 0 151992 9623 2400 O 114 3028 0 16541 0 0 154311 13É62 1980 0 115 3040 0 20216 0 0 154838 15741 0 0 116 3ÔS8 1740 19390 Ö ô 133569 15614 I38Ô 0 117 3075 0 33485 Ô 0 136833 13457 1877 ô 118 3104 0 11942 2556 0 134691 16252 4123 0 119 3lll 0 S79l O Q 1819Ô7 13058 18SÓ ô 12Û 3134 0 25903 0 Ö 147674 13113 3727 0 121 3144 0 1(Wl i Ô û 137314 11745 540O1 O ill 3181 O 1ÓÓ04 Û ô 154032 12759 16âô 0 123 3194 Ö I2ÔÏ7 Ô 0 136779 10933 34491 Ò 124 31Ô8 0 12005 Ô ô ll3l3l 10741 3916 0 125 3223 0 21938 0 0 159664 11748 2400 0 l56 3116 O 1ÒÓ77 ô ù 170489 16536 2761 0 127 3263 0 1583Û 0 0 166477 15153 l380 0 [IS 3577 0 16314 Ô ù 173490 11511 2772 0 129 3191 0 13333 0 0 144529 21116 1140 0 130 3300 1620 17974 0 0 161927 15233 1620 0 131 3314 1620 10443 0 ô 163778 17857 Ô 0 131 3313 1200 9068 O 0 161214 17855 0 0 133 3344 0 13280 Ô ô 146154 Il 790 Ô ô 134 3361 O 12216 0 0 14S43I l6l9è 0 0 133 3378 Ö 93l3 0 0 160132 15432 ô 0 l36 3393 0 i6S33 0 0 1611ÓÓ 11627 1680 0 137 3412 Û 5Ó6Ì 0 0 211375 6842 1440 ô 13S 3429 0 3OSiS 0 0 1Ó4Ì85 11583 132Ó û 139 3447 O 11Ö03 0 0 163246 16849 0 0 140 35Ö3 0 18916 ô 0 I6û550 13Ö63 466O û 14] 3520 0 5710 0 0 160754 14509 2280 0 142 3SÌ8 0 17640 0 0 154053 11585 2836 0 143 3358 0 26999 0 0 161929 11151 1920 0 144 3578 0 24414 0 0 158366 10344 1740 0 145 3391 Ö 14037 O ô 149173 1Ô9Î3 3118 0 Ub 3611 0 30693 0 0 151080 9898 1560 0 147 3810 ô 39363 0 U I339l3 8876 1440 ù 148 3s3o 0 52629 0 0 149221 10218 2220 O 149 3849 0 52979 0 0 157243 10680 3240 0 150 3859 0 23654 0 1980 139766 13768 4145 0 151 3875 0 57958 1380 0 161401 7511 2160 0 155 3888 ô 32411 0 324U 139334 14856 5940 6 153 3901 0 49889 1800 0 163863 12155 3ÓÌ7 0 154 4037 0 31075 0 0 168869 12101 2815 0 155 4053 Ò 41954 0 0 170332 12700 2915 0 156 4066 0 38921 0 0 127027 11031 2675 0 Annexe 16 : Tableau des pourcentages des minéraux dans les sédiments "Roche Totale'' du sondage LLC1 du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE; CH) Echantillon Profondeur en cm PhyUosflicates Quartz Fsp-K 1Ta(P od ases Caldte Dolomite ArBgOiiitc Pyrite Indosés 1 109 49.17 6.45 0 0 0 0 0 0 44.38 2 125 22.66 1.38 0 0 69.83 1.09 0 0 5.03 3 143 47.12 11.71 0 0 0.41 0 0 0 40.76 4 178 28.94 9.66 0 0 42.26 1.84 0 0 17.3 5 197 32.13 9.68 0 0 30.0! 1.24 O 0 26.94 6 218 26.31 1.7 0 0 76.24 1.17 5.86 O -5.37 7 224 36.5 5 0 0 55.01 1.15 0 0 2.34 8 237 0 4.79 0 0 78.86 0 5.67 0 10.68 9 262 0 4.96 0 0 84.02 1.21 0 0 9.81 10 287 36.75 2.07 0 0 0.62 0 0 0 60.55 )1 307 38.62 1.51 0 0 0 0 0 0 59.87 12 323 43.26 2.14 0 0 0 0 0 0 54.6 13 349 52.2 2.94 0 0 0 0 0 O 44.86 14 366 47.85 3.97 0 0 0 0 0 0 48.18 15 388 48.33 3.88 0 0 0 O 0 0.69 47.1 16 411 17.7 3.87 0 0 72.59 0 0 0 5.84 17 430 20.96 5.65 0 0 64.12 0« 0 0 8.37 18 449 47.08 11.66 0 0 0.6: Oï 0 0 39.84 19 478 16.16 1.68 0 0 71.24 0 3.79 O 7.13 20 528 0 1.8 0 0 84.?9 0 0 0 13.82 21 558 31.9 1.28 0 0 6S.51 1 Ib 0 1.19 -4.03 22 580 0 1.03 0 0 101.22 1 4b 0 1.15 -4.86 23 600 0 1.94 0 0 7642 1.1*. 0 0 20.46 24 619 33.62 3.81 0 0 26.7? I M 6.13 0 28.17 25 650 0 2.15 0 0 84.62 IO« O 0 12.15 26 678 21.33 2.37 0 0 73.9 0 62 O 0 1.77 27 704 16.12 4.86 0 0 67.91 0 4? 0 0 10.68 28 736 17.6 4.21 0 0 65.65 I)Ql 0 0.54 11.07 29 751 19.56 9.91 0 0 50.21 0 7? O 0.55 19.05 30 767 33.5 4.57 0 0 0 0 O 0.67 61.27 31 778 42.1 3.41 0 0 0 0 0 3.61 50.88 32 791 0 1.03 0 0 96.82 0 0 0.84 1.31 33 814 0 0.85 0 0 98.09 0 :.59 0.91 -2.44 34 844 20.5 3.7 0 0 52.25 (I 2.84 1.35 19.36 35 865 0 0.78 0 0 94.39 0.57 3.62 0 0.65 36 896 0 0.93 0 0 96.98 1.2 2.07 0 -1.18 37 926 9.63 1.17 0 0 77.75 0.88 :.29 0 8.28 38 957 0 0.81 0 0 78.06 0 1.65 0 19.49 39 991 0 0.89 0 0 88.72 0.7 O 1.44 8.24 40 1025 0 0.56 0 0 95.21 0 0 0 4.23 41 1069 0 0 0 0 100 0 0 0 0 42 1117 0 0 0 0 92.9 0 0 0 7.1 43 1168 0 0.45 0 0 94.91 0 1.95 0 2.68 44 1203 0 1.94 0 0 87.44 1.08 2.76 0 6.79 45 1238 0 6.96 0 0 71.61 0.69 0 0 20.74 46 1262 0 0.67 0 0 49.59 2.56 1.3 0 45.88 47 1284 0 2.65 0 0 66.8 3.74 3.24 0 23.57 48 1313 0 4.49 0 0 55.02 6.72 8.49 0 25.28 49 1343 0 3.99 0 0 57.34 4.31 2.43 0 31.92 50 1364 0 5.58 0 0 56.36 4.07 5.22 0 28.76 51 1379 0 7.1 0 0 56.33 4.27 3.34 0 28.96 52 1393 0 7.65 0 0 52.6 5.06 3.93 0 30.76 53 1407 0 4.3 0 0 56.12 4.35 2.25 0 32.98 54 1427 0 6.82 0 0 55.44 3.88 3.5 O 30.37 55 1449 0 5.83 0 0 61.22 6 4.25 0 22.7 56 1462 0 3.68 0 0 57.51 5.98 2.68 O 30.14 57 1469 0 4.04 0 0 55.86 6.33 5.9 0 27.87 58 1479 9.99 6.71 0 0 56.87 4.19 3.26 0 18.98 59 1489 0 2.79 1.38 0 5S.18 7.01 4.68 O 25.95 60 1521 0 7.23 0 0 51.54 5.8 4.17 0 31.26 61 1556 0 4.14 0.89 0 54.39 5.02 2.56 0 33.01 62 1582 0 5.6 0 0 54.72 4.81 3.23 0 31.65 63 1606 0 4.17 0 0 50.88 5.3 2.77 0 36.89 64 1623 0 5.22 0 0 48.94 5.33___l 5.58 O 34.94 65 1638 0 3.38 0 0 48.13 6.04 3.72 0 38.73 66 1652 0 7.74 0 0 47.17 5.59 4.32 O 35.18 67 1661 0 2.81 0 O 63.71 5.9 3.31 O 24.26 68 1669 0 5.19 0 0 56 5.13 3.19 O 30.49 69 1693 12.33 4.14 0 0 52.81 5.99 3.74 0 20.98 70 1718 0 14.02 0 0 53.11 4.33 4.11 O 24.43 71 1743 14.17 4.88 O 0 51.44 5.24 2.39 0 21.89 72 1764 11.75 6.49 0.75 0 49 .55 3.62 4.39 0 23.44 73 1790 10.07 6.52 0 0 57.3 3.82 2.19__, 0 20.1 74 1814 0 6.66 0 0 52.14 5 4.81 0 31.39 75 1832 0 4.37 0 0 49.78 4.62 2.86 0 38.37 76 1858 7.17 5.75 0 0 54.01 4.48 3 0 25.59 77 1880 0 3.16 0 0 54.42 5.86 6.65 0 29.92 78 1911 0 6.09 0 0 55.38 4.39 2.76 O 31.39 79 1942 9.81 5.61 I 0 0 53.76 4.66 3.97 0 22.19 314 Annexe 16 (suite) : Tableau des pourcentages des minéraux dans les sédiments "Roche Totale" des forages LLCl du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE; CH) N* Echantillon Profondeur en cm Phyllaalkatfcs Quartz Fsp-K Plapoclases Calcite Dolomiti Aragonitc Pyrit* Indosès ao 1959 0 6.07 0 ô 56.13 4.87 2.47 0 30.46 81 1977 10-22 8.79 0 0 54.55 3.71 4.73 0 17.99 82 1986 0 11.07 0 0 52.17 3.38 3.72 0 29.66 83 2017 8.09 5.38 0 0 50.6 4.91 2.5 0 28.52 84 2049 17.97 7.96 0 0 48.27 5.03 4.46 0 16.3 85 2064 0 1.04 0 0 95.06 0 1.93 0 1.97 86 2075 9.06 2.26 0 0 76.5 1.75 3.25 0 7.18 87 2089 0 1.53 0 0 77.62 1.38 2.72 0 16.76 88 2103 11.73 1.97 0 0 61.27 2.79 2.28 0 19.95 89 211! 8.1 7.32 0 3 51.16 3-48 4.04 0 22.91 90 2216 0 2.58 0 0 53.21 5.33 4.21 0 34.67 91 2236 0 4.79 0 0 44.17 3.66 2.74 0 44.65 92 2251 8.68 3.43 0 0 62.88 5.63 4.48 0 14.89 93 2266 0 6.43 0 0 57.94 4,8 2.86 0 27.97 94 2272 0 3.39 0 0 49.66 4.6 2.52 0 39.84 95 2278 0 5.32 0 0 54.32 4.93 2.73 0 32.69 .96 2300 0 6.25 0 0 54.61 4.24 4.07 0 30.83 97 2521 0 3.05 0 0 54.08 4.61 6.17 0 32.09 98 2536 0 4.45 0 0 54.11 5.14 2.23 0 34.06 99 2554 0 2.17 0 0 66.35 4.66 3.06 0 23.76 100 2564 13.07 4.28 0 0 47.34 4,71 2.73 0 27.87 101 2677 10.41 7.46 0 0 57.49 3.57 2.17 0 18.9 102 2691 15.43 4.31 0 0 53.87 4.41 2.56 0 19.43 103 2705 0 5.28 0.98 0 48.72 3.56 4.2! 0 37.24 104 2710 0 3.73 0 0 48.44 5.92 3.8 0 38.11 105 2833 6.77 9.99 0.81 0 59.1 2.86 1.83 0 18.65 106 2848 9.22 11.78 1.58 0 60.89 2.22 1.84 0 12.47 107 2855 0 5.94 0 0 64.81 3.46 3.26 0 22.53 108 2889 18.44 6.47 0 0 56.01 3.63 0 0 15.44 109 2976 19.26 6.62 0 0 52.48 3.79 0 0 17.85 !10 2988 12.97 5.32 0 0 63.05 4.01 0 0 14.65 111 3003 0 5.76 0 0 52.91 3.3 4.85 0 33.18 112 3007 0 6.12 0 0 52.86 4.11 2,44 0 34.47 113 3015 0 5.21 0.71 0 54.41 3.83 3.29 0 32.55 114 3028 0 3.52 0 0 55.63 6.34 2.73 0 31.78 115 3040 0 4.26 0 0 55.22 6.24 0 0 34.29 116 3058 11.7 4.21 0 0 56.25 6.36 1.94 0 19.54 117 3075 0 7.78 0 0 58.14 5.54 4.08 0 24.46 HS 3104 0 2.53 0 0 48.3 6.47 5.66 0 37.03 119 3121 0 2.05 0 0 71.75 5.72 4.35 0 16.13 120 3134 0 5.62 0 0 54.05 5.33 5.22 0 29.77 121 3144 0 4.6 0 0 58.47 4.85 3.42 0 28.67 122 3181 0 3.49 0 0 56.73 5.22 2.37 0 32.19 123 3194 0 2.55 0 0 49.06 4.36 4.74 0 39.29 124 3208 0 2.48 0 0 43.08 4.17 5.25 0 45.02 125 3223 0 4.84 0 0 59.62 4.87 3.43 0 27.23 126 3226 0 2.29 0 0 65.52 7.06 4.06 0 21.06 127 3263 0 3.54 0 0 62.92 6.36 2 0 25.19 128 3277 0 3.88 0 0 68.83 5.07 4.21 0 18.01 129 3291 0 2.92 0 0 53.47 8.68 1.61 0 33.31 130 3300 11.4! 4.09 0 0 62.26 6.51 2.38 0 13.35 131 3314 11.45 2.38 0 0 63.96 7.65 0 0 14.56 132 3323 8.4 2.05 0 0 61.58 7.58 0 0 20.39 133 3344 0 2.78 0 0 51.75 8.57 0 0 36.9 134 3361 0 2.55 0 0 51.4 6.36 0 0 39.68 135 3378 0 2.05 0 0 58.41 6.25 0 0 33.28 136 3395 0 3.6 0 0 59.74 4.76 2.37 0 29.54 137 3412 0 1.38 0 0 87.1 3.13 2.27 0 6.12 138 3429 0 6.64 0 0 60.47 4.74 1.86 0 26.29 139 3447 0 2.39 0 0 59.93 6.87 0 0 30.81 140 3503 0 4.24 0 0 60.87 5.5 6.76 0 22.62 141 3520 0 1.27 0 0 60.52 6.07 3.29 0 28.86 142 3538 0 6.04 0 0 56.97 4.76 4,02 0 28.22 143 3558 0 5.98 0 0 60.65 4.64 2.75 0 25.98 144 3578 0 5.36 0 0 58.84 4.27 2.4S 0 29.05 145 3592 0 5.22 0 0 54.72 4.45 4.38 0 31.23 146 3611 0 6.62 0 0 55.12 4.01 2.18 0 32.06 147 3810 0 8.52 0 0 56.33 3.61 2.02 0 29.53 148 3830 0 11.28 0 0 54.08 4.11 3.08 0 27.45 149 3849 0 11.61 0 0 58.26 4.4 4.Ó 0 21.14 150 3859 0 5.06 1.4 0 50.58 5.53 5.74 0 31.68 151 3875 0 12.73 1 0 59.96 3.1 3.07 0 20.14 152 3SSS 0 7.04 0 1.8 58.56 6.05 4.14 0 22.41 Annexe 17 : Description des zones minéralogiques du sédiment total du forage LLCl du Marais du Col-des-Roches (NEuchatel ; Suisse) 1.1.1.1. La zone RT 1 à calcite, dolomite et aragonite (- 41, à - 13 m) : les argiles silteuses grises La composition moyenne de la zone RTl indique que la calcite est la plus abondante (55 à 60 % pour des intensités relativement élevées de 150.1(P coups par minute), suivie par le quartz (4 à 5 %) et la dolomite (4 % soit environ 2.103 à 4.1O3 CPM). L'aragonite et les phyllosilicates constituent respectivement 2.5 et 7 % du sédiment total. Les indosés (environ 20 %) sont attribués aux minéraux argileux, et aux amorphes comme la matière organique. A l'intérieur de cette zone RTl, 5 sous- zones peuvent être différenciées. - sons-zone RTIa : (de -41 à- 36.32 m) : elle est soulignée par la présence de feldspaths potassiques (1.5 % à -39 m) et de plagioclases (2 % à - 39 m) ; les taux d'aragonite, de dolomite et de quartz évoluent dans le même sens. - sous-zone RT Ib : (de - 36.32 à - 29.5 m) : cette sous-zone est caractérisée par deux maxima du taux d'aragonite ; la quantité de dolomite montre une augmentation progressive jusqu'à 10 % puis diminue ; les pourcentages de quartz évoluent en opposition de phase avec la dolomite. - sous-zone RT le : (de - 29.5 à - 21 m) : une augmentation progressive du taux de dolomite associée à une hausse rapide du taux de quartz en début de sous-zone caractérisent cette dernière. - sous-zone RT Id : (gyttjas de - 21 à- 20 m) : elle est caractérisée par la brusque hausse des valeurs de la calcite à 75 % et une baisse des valeurs du quartz et de la dolomite. Cet événement romps l'uniformité des tracés vers - 21 m de profondeur. - sous-zone RT le : (de - 20 à -13 m) : l'allure monotone des courbes caractérise la zone RTIe. La présence des phyllosilicates est décelée dans la première moitié de RTIe ; des occurrences de feldspaths potassiques peuvent être relevées entre - 16 et -13 m de profondeur. 1.1.1.2. zone RT2 à calcite (- 13, - 10 m), premier niveau de craie lacustre 316 La hausse progressive du taux de la calcite de 50 à 95 % marque le début de la zone RT2. Quartz, dolomite, phyllosilicates, feldspaths potassiques et calco-sodiques sont pratiquement absents. La pyrite est identifiée à - 10 m. Un pic d'aragonite à 2.5 % marque le début de cette zone. 1.1.1.3. zone RT3 à calcite et aragonite (-10, - 8 m), niveau de craie organique L'aragonite (5 %) et la dolomite (2.5 %) réapparaissent dans le sédiment total. Les taux de phyllosilicates augmentent brusquement au sommet de la zone. La pyrite, dont la présence est irrégulière, atteint 4 % ; le taux de quartz varie de 2 % à 3 % ; Ia quantité de calcite diminue ponctuellement. 1.1.1.4. zone RT4 à calcite, quartz et phyllosilicates(- 8, • 4 m), niveau de gyttja Cette zone se différencie des autres par la présence de forts pourcentages de phyllosilicates (20-40 %) et par la présence de calcite en quantités variables. Deux pics de quartz à 12 % limitent la zone. La quantité de dolomite est plus élevée que dans la zone 3. 1.1.1.5. zone RT5 à phyllosilicates et quartz (- 4, - 3 m), niveaux de tourbe, précédée de trois horizons tourbeux La zone RT5 est caractérisée par l'absence des minéraux carbonates (calcite, aragonite et dolomite) et par les forts pourcentages de phyllosilicates (50 %). Le quartz est présent en quantités variables. Le taux d'indosés atteint 60 %. 1.1.1.6. zone RT6 à calcite, quartz et phyllosilicates (-3,-1 m) La zone minéralogique RT6 s'apparente à la zone RT4 par les variations du pourcentage de calcite, les occurrences d'aragonite et la présence de dolomite proche de 2.5 %. Les phyllosilicates, avec des valeurs de l'ordre de 30 à 50 %, sont plus abondants que Ie quartz présent avec près de 10 % du sédiment total. Annexe I8 : Tableau des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) des minéraux des sédiments "Roche Totale/' des forages LLC1-2,LLC1-3/4 et LLC1-5 du Marais du Col-des-Roches, 9Wm(NE; CH) N° Echantillon Profondeur en cm Phylksilicaics Quartz Feldspath -K Plapoclases Calcite Dolomite Aragonite Pyrite 1 137 2904 6348 Ô 0 163076 Ô 0 0 "> 180 4937 45Ô23 Ô 0 94096 3660 Ô 0 ï 230 1560 2678 0 0 185583 720 1320 0 4 237 3279 15005 0 0 138254 2263 0 0 5 250 1560 3694 ô ô 181075 6 1020 0 6 3Ü5 8735 13213 ô ô 1429 Ô 0 ô 7 405 3814 35890 0 0 126005 2819 0 ô 8 425 3165 27995 ô ô !46746 1920 0 0 9 460 8487 64294 ô ô 23598 2950 0 0 10 3ôô 3139 4S3ÓS û ô 138443 1740 Ô ô 11 530 0 698! ô 0 168908 0 1320 1500 12 560 3060 8216 0 0 135189 2461 0 1080 13 590 1260 3619 0 Ö 188948 1260 960 0 14 63Ö 12ÔÔ 2939 ô û 184969 12ÓÒ 1200 0 15 Ó7Ó 1620 7549 0 0 168259 0 0 1940 16 700 2197 8330 0 û 175402 15Ó0 0 1260 17 730 2340 51388 0 0 153238 2Ô20 Ô 0 18 760 2193 40111 ô ô 133286 1860 0 126Ö 19 8l5 2177 9591 0 0 145214 0 1500 0 20 830 1560 6843 0 0 177798 0 1380 1800 21 840 1440 5722 0 0 158756 0 1680 0 22 851O 4391 13045 ô ù 89344 ô 1852 2435 23 860 0 2220 0 Ó 194160 0 2340 1500 24 845 Ô 1920 0 0 126586 ô !260 0 25 855 0 3386 Ó 0 192991 û 2340 0 26 865 0 2?6Ô 0 0 19138? ô 2940 0 27 875 ô 3116 0 0 186546 0 2880 0 28 885 ô 2460 0 0 187614 0 1380 1080 29 895 ù 2631 0 ô 183377 0 1620 1440 . 30 905 0 33l5 û 0 18218Ô ô 156Ó 16SÖ 31 915 ô 3470 0 0 180289 0 1560 I860 32 925 0 3734 0 0 169557 0 1800 1620 33 935 0 4047 ô û 165525 0 1200 1260 34 945 16ÖÖ 51¾ 0 0 1Ü7770 0 192Ô 9» 35 955 960 4172 û 0 152125 0 1020 1440 36 965 1740 4392 0 0 172649 0 1560 120Ô 37 975 1680 3878 ô ô 170426 0 1920 1740 38 983 Ô 3022 ô 0 2Ô5959 0 1380 1140 39 995 0 3441 0 0 189691 0 1800 1200 40 1005 0 2220 û 0 188713 0 780 0 4] 1015 0 132Ó 0 û 210921 0 0 0 42 1023 ô 1560 ô ô 2124Ô7 ô 72Ô 0 43 1Ô3Ô 0 6598 0 0 190938 0 1740 0 44 1035 0 1740 ô 0 211023 0 1080 0 45 1045 0 1020 0 0 220794 0 Ô 0 46 1055 0 1Ô8Ô 0 0 21 §336 Ö Ô 0 47 1065 0 1560 0 û 205237 0 Ô 0 48 1075 0 0 0 Ö 210470 0 0 0 49 1085 0 1020 0 0 216839 0 0 0 50 1095 0 Ô ô 0 218366 0 ô 0 51 1105 0 0 0 0 212468 0 Û 0 52 1115 0 1800 ô 0 209956 0 ô Ö 53 1125 0 J50Ô 0 0 203581 0 0 0 54 113Ô 0 2809 ô ô lÛÛWl û 1020 0 55 1132 0 3883 0 û 209632 0 i960 Ò 56 1Ì37 0 4005 0 0 195429 Ò 1940 0 57 1145 0 3079 0 0 185160 0 1080 Ô SS 1155 0 126Ô 0 0 2ÒÓ123 ô 0 0 59 1165 ô 1200 0 0 214442 0 0 0 60 1175 ô J 260 0 0 212760 0 780 0 61 1185 0 1440 0 0 216001 0 96Ò 0 62 1195 0 3591 ô ô 2Ô430S 0 966 0 ¦ 63 1215 ô 3120 ô 600 179700 0 600 0 64 1220 0 3060 0 900 186053 0 1140 0 65 1225 0 3319 ô 900 !841Il 0 1260 0 66 1230 ô 3713 ô m 174590 ô 2340 0 67 1235 0 5493 0 0 123942 ô 1740 0 68 1240 600 12487 0 0 137880 2400 4948 0 69 1245 1080 12609 0 0 144781 4329 4548 0 70 1253 0 10520 0 ô 160108 5Ô85 2280 0 71 1260 840 5679 0 0 169797 7644 2400 0 72 1265 960 3824 0 ô 163189 7646 1380 0 73 1270 0 3872 ô 0 169859 5259 1320 0 74 1275 1Ô10 3663 U ô 157975 5465 720 0 75 1280 840 3808 0 0 153W7 5930 1320 0 76 1285 1080 4453 Ó 0 154176 5869 1560 0 77 1290 1200 6064 0 0 133271 8618 1200 0 7K 1295 1140 6739 0 0 |4137y 725» 1440 0 Annexe 19 : Tableau des pourcentages approximatifs des minéraux dans les sédiments "Roche Totale" du sondage LLCU2, LLCI-3/4 et LLCUS du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE; CH) Echantillon Protondeur en an Calcite Dolomite Aragotnte Dolomite Quartz Pyrite Plagroclases Phyllositkates Indosés 1 i3V él.402 Ô 0 0 1.4l3 0 Ô 26.633 i7.i52 2 loÔ 30397 1.313 0 1.313 Kf. 0 0 29.22 30.471 3 136 74.615 6.319 I.Ô16 6.319 6.631 Ô 6 n.401 11.608 4 237 49.243 0.895 ò Ô.895 ' 3.16 0 0 21.398 25.304 5 23Ô 71.3661 Ô 1-539" Ô 0.861 0 0 11.265 14.97 6 385 0.396 0 ò 0 2.163 0 0 44.304 53.138 7 4Ö5 43.494 i.OSi ô i.oâJ 7.315 0 û 24.121 23.979 8 425 53.02 0.771 Ò 0.771 5.981 0 0 2o.95i 19.277 9 46Ô 6.66 6.925 ô 6.925 10.719 0 0 43.885 37.801 10 500 48.865 0.682 ô 0.682 10.094 0 0 20.299 20.059 11 ¦ 536 65.56 Ó 1.961 Ô 1.6¾ 0.726 ô Ô 3ô.i5 12 560 48.373 6.978 0 0.978 1.738 0.482 0 26.061 28.368 13 590 75.822 6.562 i.475 6.561 û.859 Ô 0 9.264 ll.ÔlS 14 630 73.635 0.531 1.829 0.531 0.692 0 0 8.752 14.561 li OVO 65.647 Ô 0 0 1.716 6.935 6 11.474 2Ô.S19 16 700 68.518 0.651 0 0.65] 1.97 0.614 0 15.724 12.523 l7 736 55.79 Ò.5i7 0 0.817 11.062 6 ô 15.6Ô9 16.723 18 760 47.147 0.731 0 0.731 8.389 0.556 0 14.213 28.965 1* SiS 52.935 0 1.094 Ô 1.067 Ô 0 14.54 26.365 20 830 70.569 0 2.097 Ô 1.606 0.891 0 11.344 13.493 21 §46 59.085 0 1.418 Ô i .^: Ô 0 9.919 26.766 22 85Ô 29.825 0 1.367 Ô 2.575 1.022 0 26.856 37.356 23 866 80232 Ô 3.761 ô Ô.541 0.773 ô ô 14.751 24 §45 44.446 ô 1.694 0 0.399 0 b 0 53.461 25 §55 7S.Ó44 Ö 3.651 0 Ó.S16 0 ô 6 16.889 26 865 77.916 ô 4.583 0 Ô.664 0 0 ô 16.837 17 875 75.075 0 4.43S ô ô.74i ô 0 6 19.745 16 885 75.809 0 2.135 0 0.588 0.544 0 6 20.924 19 895 73.657 ô 1.49Ì ô 6.625 0.721 ù 6 22.505 30 905 73.08 0 2.396 0 0.786 0.84 0 0 22.898 31 9l5 71.11 ô 1.3Ô9 0 Ôill 0.927 ô 6 23.752 32 925 66.167 0 2.689 0 0.862 0.788 0 ô 29.494 33 935 63.6& ô 1.767 6 Ô.9l Ò.6Ò4 0 6 33.64 34 945 75.924 0 2.973 0 1.237 0.454 0 12.446 6.967 35 95$ 56.886 0 1.46 ô Ô.911 6.671 0 6.577 33.4S3 36 965 67.529 0 2.336 0 1.016 0.585 0 12.469 16.065 37 975 66.694 0 l.§77 0 i.36 ÖJ491 0 12.046 16.174 38 985 86.91 0 1.23 0 0.754 0.6 0 6 9.507 39 995 77.266 0 1.8Ô5 ô Ô.818 6.6Ö9 0 6 1§.552 40 1005 75.646 0 1.197 0 0.526 0 0 6 22.63 41 1015 §§.§91 ô Ô ô Ô.319 0 ô 0 10.7U 42 1025 90.105 0 1.169 0 0.391 0 0 0 8.335 43 iô3ô 77.172 ô 1.693 0 1.577 ô ô 6 iä.559 44 . 1035 89.341 ô 1.751 ô 0.436 0 0 0 8.472 4$ 1045 $5.376 ô 0 0 Ô.16l ô û 6 4.364 46 1055 93.732 0 0 ô Ò.274 0 0 0 5.994 47 1061S $5.197 ô ô ô 6.383 ô 0 ô 14.32 48 1075 88.631 0 0 ô Ò 0 0 6 II.369 49 1Ô§5 92.742 ô ô ô Ö.25Ä ô 0 ô 7 50 1095 93.776 0 0 ô 6 0 0 ô 6.224 51 1105 89.914 0 0 ô Ö ô 0 ô 10.086 52 1115 88.164 0 0 0 0.447 0 0 ô 11.289 53 1125 §4.171 ô ô ô 0.367 ô 0 ô 15.362 54 1130 §3.6o9 0 1.613 ô 0.686 0 0 6 14.692 55 Ì132 88.729 0 3.176 ô ¦..*¦>; ô ô 6 u l'' 56 1137 79.943 ô 3.039 0 0.969 0 0 0 16.05 57 1145 73.694 ô 1.646 0 0.725 ô 0 6 23.936 58 1155 85.856 ô 0 0 0.31 0 ô 0 13.834 59 litt ih.167 0 Ô ô 6.3Ö2 Ü ô ô §.531 60 1175 90.362 ô 1.268 Ó Ö.3i6 0 0 6 8.053 61 ÌIS5 92.541 6 1.575 0 0.365 ô ô 6 5.52 62 1195 77.798 0 1.216 0 0.804 0 0.17 S 0 20.004 63 Ì26Ó 74.31 0 1.743 0 Ô.713 ô 0.543 6 22.6§i 64 1205 73.239 0 1.919 Ò 0.781 0 0.541 0 23.52 65 1210 68.294 ô 3.5Ô5 ô 6.859 ô 0.461 ô 26.§§2 66 1220 43.417 0 2.334 0 1.138 ô 0 0 53.111 61 1225 56.466 0.975 6.926 6.975 2.699 0 ô 4.019 34.976 68 1230 53.589 1.78 «W- 1.78 2.76 0 0 7.324 28.103 69 1235 60.905 l.i4i 3.3o§ 2.141 2.357 ô 0 6 31.288 70 1240 65.784 3.19 3.56 3.29 1.301 0 0 5.963 20.103 1Jl 1245 61.049 3.119 2.009 3.119 0.86 0 0 6.6§8 15.166 72 1255 65.51 2.253 1.949 1.153 0.883 0 0 6 29.405 73 ll6Ô 59.195 2.275 1.Ô33 2.275 ôitl 0 ô 7.6Ö3 29.6S3 74 1265 56.901 2.449 1.879 2.449 0.837 0 Ó 5.722 32.212 75 1270 57.515 1.431 1.11Ë 2.432 b.Uï 0 ô 7.3sl 29.461 76 1275 47.486 3.411 1.637 3.411 1.278 0 0 7.834 38.354 77 I28Ô 51.174 1.924 1 1.924 1.445 0 ô 7.575 34.783 318 Annexe 20 : Description des zones minéralogiques du sédiment total des forages LLC1-2 à 5 du Marais du Col-des-Roches (NEuchatel ; Suisse) 1.1.4.1. zone RTl à calcite, dolomite et aragonite (- 12. 80, - 12. 20 m), les argiles silteuses grises La quantité de calcite est importante, elle constitue 50 à 65 % du sédiment total. Le pourcentage de dolomite régresse régulièrement au cours de cette zone (3.5 à 0 %). L'aragonite, au contraire, laisse apparaître une très nette augmentation de 2 à 7 %, valeur maximale atteinte dans ce forage. Le taux de quartz diminue dans Ia première moitié de la zone 1 pour augmenter dans la seconde moitié. Les pourcentages des phyllosilicates varient entre 0 et 10 %, puis régressent. Une absence de la dolomite est observée au sommet de la zone.: - sous-zone RTIa à dolomite et phyllosilicates (-12. 80, -12. 45 m) Le pourcentage de la calcite passe de 45 % à 60 % ; la quantité de dolomite et de quartz régressent légèrement de 1 %. - sous-zone RTIb à calcite, dolomite et phyllosilicates (-12. 45, -12. 20 m) Cette sous-zone est caractérisée par la diminution du taux de calcite de 65 à 45 %. La quantité de dolomite disparaît progressivement en passant de 3 à 0 % du sédiment total. A l'opposé, on observe une augmentation des taux d'aragonite {2 à 8 %) et de quartz (0.5 à 3 %). 1.1.4.2. zone RT2 à calcite et plagioclases (- 12. 20, - 11. 95 m), le début des craies lacustres Cette zone minéralogique est caractérisée par 0.6 % de plagioclases dans le sédiment total. Les plagioclases ne seront plus rencontrés dans le sédiment de ce forage (figures 2.32 et 2.33). Les valeurs de la calcite sont croissantes de 40 à 80 %. Le taux de l'aragonite et de quartz diminue. La limite inférieure de la zone correspond à la hausse du taux de calcite et à la régression de celui de l'aragonite. 1.1.4.3. zone RT3 à calcite (-11. 95, -10 m) La calcite et l'aragonite sont les deux seuls minéraux présents. Les pourcentages d'aragonite présentent deux pics (2-4 %) coïncidant à deux reculs du taux de calcite (75 à 85 %). La limite inférieure de la zone correspond à l'absence des plagioclases. La hausse du taux d'aragonite matérialise la limite supérieure de la zone. 1.1.4.4. zone RT4 à calcite, aragonite et pyrite (-10, - 8 m) La présence continue de 0.5 à 1 % de pyrite et de 2 % d'aragonite caractérise la zone. Le dernier tiers se traduit par un pic d'aragonite à 6 %. La quantité de quartz passe de 5 à 10 %. La limite inférieure est caractérisée par l'apparition de la pyrite alors que le recul des taux d'aragonite et de calcite fixe Ia limite supérieure. 1.1.4.5. zone RT5 à calcite, quartz et phyllosilicates (-8,-7 m) La zone 5 se traduit par la réapparition de dolomite dans le sédiment (1 %) et par une augmentation du taux de quartz. La présence de pyrite n'est pas constante. La limite inférieure est fixée par la régression du taux d'aragonite et la réapparition de la dolomite. La limite supérieure se marque par la chute du pourcentage de quartz. 1.1.4.6. zone RT6 à calcite, aragonite et dolomite (- 7, - 5. 50 m) Elle se caractérise par la diminution significative du pourcentage de quartz et l'augmentation de la calcite. La dolomite, après une brève disparition, réapparaît à nouveau (environ 1 %). La présence de la pyrite et de l'aragonite est ponctuelle. La limite inférieure de la zone est marquée par la régression des pourcentages de quartz ; la limite supérieure coïncide avec le recul des taux de dolomite et de phyllosilicates. 1.1.4.7. zone RT7 à phyllosilicates et quartz (- 5.50,-1.00 m) Les pourcentages de la calcite chutent brusquement à - 4.5 m et - 3.9 m. Le pourcentage de quartz augmente fortement dans la première moitié de cette zone et décroît légèrement ensuite. Les pourcentages des phyllosilicates augmentent. La limite inférieure est fixée par la hausse brutale du quartz. La limite supérieure est définie par la décroissance du taux de quartz et l'absence de la calcite à 3.90 m. NB : Les tourbes comprises entre -3. 90/-2. 50 m de ce forage n'ont pas été analysées par les rayons X. Annexe 21 : Tableau des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) des minéraux des sédiments "Roche Totale" du sondage LLC2 du Marais du Col-des- Roches, 910 m (NE ; CH) Echantillon Pfofoodtur en cm Pbyllosilicaies Quarti FHdîpatlis -K Pt*Ctodnsrs Caldlt Dolomite Araconîtr 1 57 4044 359838 0 0 147138 0 0 2 67 8091 23752 0 0 2914 0 0 3 78 7872 17131 0 0 2266 0 0 4 89 8525 12548 0 0 0 0 0 5 100 6176 14645 0 0 5410 0 1265 6 IU 7849 24458 0 0 2573 1606 0 7 123 8495 16894 0 0 0 0 0 8 134 7685 21602 0 0 1587 0 0 9 145 4591 9313 0 0 2219 1330 0 10 161 9141 18711 0 0 2935 0 1565 11 173 10584 21420 0 0 2273 1422 0 12 184 5345 19380 0 0 1750 0 0 13 196 5536 19869 0 0 0 1310 0 14 208 7848 11090 0 0 0 0 0 15 213 10218 16449 0 0 0 0 0 16 225 8080 14182 0 0 0 0 0 17 237 6785 10988 0 0 1281 1239 0 18 248 6623 13634 0 0 0 0 0 19 259 11578 21963 0 0 0 0 0 20 268 6513 14476 0 0 0 0 0 21 286 4928 11311 0 0 1248 0 0 22 303 7852 12247 0 0 0 0 0 23 302 5110 9843 0 0 1135 1177 1271 24 337 6352 10128 0 0 1117 0 1151 25 355 8435 13876 0 0 1539 0 0 26 372 4306 7914 0 0 0 0 1848 27 388 2081 3437 0 0 1553 1320 0 28 399 1854 3161 0 0 1946 0 0 29 409 2386 2509 0 0 1716 1113 0 30 419 6464 29196 0 0 1563 1305 0 31 432 9307 41475 0 0 1433 1506 0 32 443 8208 20836 0 0 0 0 0 33 457 5249 9417 0 0 0 1824 0 34 466 9337 55410 0 0 0 0 0 35 476 8771 19681 0 0 0 0 0 36 488 8781 24646 0 0 0 0 0 37 501 6445 11336 0 0 1652 0 0 38 513 8370 7982 0 0 0 1372 0 39 525 0 0 0 0 0 0 0 40 537 3788 10152 0 0 1202 0 0 41 549 3677 9008 0 0 1488 0 1708 42 562 6108 16593 0 0 0 1941 0 43 574 6547 23205 0 0 0 0 0 44 590 5990 26568 0 0 0 0 1501 45 605 7221 38987. 0 0 1406 0 0 46 621 10561 60273 0 0 0 0 0 47 636 2590 18581 0 0 182808 3240 0 48 651 3362 33405 0 0 171184 3420 2522 49 666 0 45807 0 0 191554 3899 0 50 694 2100 37819 0 0 176377 6162 1860 51 709 2163 37174 0 0 181212 5758 1800 52 723 2344 29399 0 0 169365 5717 1320 53 738 2238 24462 0 0 183664 4815 1500 54 752 0 20763 0 0 193103 4724 1500 55 766 0 19627 0 0 209887 4621 1500 56 781 0 13953 0 0 209739 2373 1260 57 792 0 17718 0 0 205835 2822 1080 58 805 0 24375 0 0 211211 3490 1940 59 SIS 0 18876 0 0 227326 4252 1860 60 831 0 17857 0 0 214437 4620 1860 61 844 0 11961 0 0 205311 4933 0 62 857 0 11436 0 0 196453 7272 1740 63 870 0 12107 0 0 220960 0 0 64 883 0 14150 0 0 204360 2319 1800 65 896 0 18378 0 0 197080 3106 2340 66 908 0 19915 0 0 203359 3308 2683 67 919 0 23290 0 0 189452 5192 3297 68 931 0 27182 1740 0 184778 7073 4296 69 943 0 20629 0 0 189519 6044 4400 70 954 0 14549 0 0 199463 4990 5168 71 962 0 10512 0 0 181717 0 6423 72 972 0 27609 0 0 183805 6295 5674 73 983 0 8966 0 0 203751 5980 0 74 1051 2040 30420 0 0 164797 4669 3073 75 1057 2640 27376 840 0 165316 4221 2623 76 1063 2670 25989 0 0 153619 4473 2640 77 1073 0 15270 0 0 168635 3659 2940 78 1084 0 15135 0 0 146858 5742 3336 79 1095 1500 20032 0 0 166330 6692 3604 80 1158 0 28153 0 0 199940 0 0 81 1174 1020 37776 0 0 193826 0 0 82 1302 o 19611 0 0 177881 286 4337 320 Annexe 22 : Tableau des pourcentages des minéraux dans les sédiments "Roche Totale" du sondage LLC2 du Marais du Col-des-Roches, 9Wm (NE; CH) N° de l'échantillon Pre rondeur «non Phyllosilïcates Qu aro Calciu Dolomite An goni te Indosés 1 57 24.07 69.12 47.8 Ü 0 -40.99 2 67 40.3 i.82 0.79 Ô ô 55.09 5 7$ 39.26 2.76 0.62 0 0 37.37 4 89 42.45 2.02 0 0 ô 55.55 5 IÔÔ 31.52 2.39 1.49 0 1.34 63.56 6 HI 39.07 3.93 0.7 Ô.4S û 55.82 7 ili 42.55 2.71 0 ô ô 55.07 8 134 38.52 3.47 0.43 0 ô 57.88 9 143 22.96 1.5 0.61 0.4 0 74.52 10 161 46.05 3.04 0.81 0 1.65 48.43 11 173 52.71 3.44 0.62 0.43 0 42.8 12 1*4 26.01 3.11 0.48 Ô Ô 69.8 15 196 27.49 3.18 0 0.39 0 68.94 ]4 508 39.08 1.78 0 0 Û 5914 15 2l3 50.79 2.64 0 0 0 46.58 16 225 40.19 2.28 0 0 0 57.53 t7 237 33.86 1.77 0.35 0.37 0 63.64 18 248 32.55 2.19 0 0 Ô 64.86 19 259' 57.43 3.52 0 Ô 0 39.05 20 268 32.39 2.32 ó 0 ô 63.28 21 286 24.59 1.82 0.54 ô Ö 73.23 22 3Ô3 39.M 1.97 0 0 ô 58.95 23 320 25.71 1.6 0.31 0.36 1.34 70.69 24 337 31.92 1.64 0.31 0 1.2l 64.92 25 555 42,07 2.23 0.42 0 Ô 55.28 26 372" 2l.7i 1.29 0 Ô 1.93 75.05 27 385 10.42 0.56 042 0.4 0 88.2 28 399 925 ô.Sî 0.53 0 0 89.67 24 4« 11.95 0.41 0.47 0.34 û 86.83 30 4!9 32.07 4.67 0.42 0.39 ô 62.44 il 432 45.96 6.61 0.34 0.43 0 46.59 32 443 40.73 3.54 0 0 0 55.93 55 457 26.16 i.5i 0 0.55 0 71.77 34 466 45.76 8.76 0 ô 0 43.47 53 476 43.54 3.13 0 0 0 53.3 36 488 43.51 3.94 0 Ù 0 52.54 37 SOI 32.18 1.83 0.45 Ô û 65.55 38 513 41.74 1.28 0 0.41 0 56.56 39 525 Ô ô 0 Ô ô too 40 337 18.91 1.64 0.53 0 û 79.13 41 549 18.56 1.47 0.41 0 1.8 77.76 42 562 30.36 2.66 U 0.39 0 66.39 43 574 52.4e 3.71 0 0 0 63.83 44 5¾ 29.94 4.29 0 Ô 1.37 64.21 45 6Ô5 55.68 6.22 oJ8 0 0 37.72 46 61Jl 51.67 9.52 0 0 0 38.81 47 636 l8.l8 4.21 70.05 Ô 0 7.36 48 631 23.18 7.45 64.42 1.43 3.63 -0.1 44 666 0 10.52 74.4 1.68 0 13.4 30 694 ô 8.41 66.33 2.57 0 22.69 S) 7Ô9 15.07 8.36 68.9 2.45 ô 3.25 52 723 15.93 6.45 62.84 2.36 0 1242 53 738 15.73 5.55 70.44 2.Ö5 ô 6.24 54 m 0 4.82 75.75 2.06 0 17.38 53 766 0 4.74 85.68 2.1 0 7.49 56 7Si ô 3.37 83.69 !.08 ô 9.87 37 792 ô 4.24 83.24 1.27 0 U.26 58 805 0 5.89 86.39 1.59 ô 6.13 59 8l8 ô 4.76 96.87 2.Oi 0 -3.64 60 831 0 4.36 88.54 2.12 0 4.98 61 844 0 2.86 83.03 2.22 ù 11.87 62 857 0 2.68 77,86 3.2 0 16.26 63 87Ô ô 3.Oi ¢2.79' 0 0 4.2 64 883 û 3.37 85.42 1.04 0 i3.i7 65 896 ô 4.3 78.06 1.37 0 16.27 66 W)S û 4.79 82.64 1.49 4.17 6.91 67 919 0 5.43 74.71 2.27 4.98 i2.6i 68 Wl 0 6.29 72.37 3.OS 6.44 11.82 6$ 943 0 4.84 75.17 2.66 6.68 10.65 70 954 0 3.51 81.3 2.26 8.Ö7 4.86 71 " 965 0 2.45 71.63 0 9.69 16.23 72 972 Ü 6.42 72.27 2.75 8.54 10.02 73 98 3 0 2.14 82.)8 2.68 0 13 74 ' 1051 U 6.7 61.38 1.93 4.38 25.61 75 1057 0 6.03 61.56 1.73 3.74 26.93 76 1063 iï.56 5.52 53.14 1.78 0 20.01 77 1073 0 5.36 62.69 1.51 0 32.44 7È 1084 Ô 3.23 52.96 2.¾ 4.61 56.91 79 1095 Ö 4.45 62.48 2.79 5.18 23.09 80 1158 0 6.62 79.51 0 Ô 13.87 Sl 1174 0 8.74 75.Sl 0 Ô 15.46 82 I3U2 0 4.48 OB.72 0.12 6.41 20.27 Annexe 23 : Description des zones minéralogiques du sédiment total du forage LLC2 du Marais du Col-des-Roches (NEuchatel ; Suisse) 1.1.6.1. zone RTl à calcite et dolomite (-13, - 6,25 m) 75 % de calcite et 2 % de dolomite composent ce sédiment. Le quartz est également rencontré avec près de 5 % du sédiment total. 4 sous-zones peuvent être distinguées. - Sous-zone RTIa (-13, • 9.80 m), début des argiles silteuses grises Elle se caractérise par l'absence de dolomite et phyllosilicates dans une première partie. Dans la seconde partie, vers 11.50 m, les pourcentages de dolomite sont plus élevés. - Sous-zone RTIb (- 9.80, - 8.75 m), fin des argiles silteuses grises La quantité d'aragonite atteint 10 %, puis diminue régulièrement. Le taux de dolomite présente une courbe identique à celle de l'aragonite mais décalée. Le taux de quartz diminue, puis augmente pour atteindre 5 %. - Sous-zone RTIc (- 8.75, - 7,5 m), les niveaux de gyttjas et de sables Le taux d'aragonite se stabilise à 2.5 %. Les pourcentages de la dolomite montrent un recul net alors que ceux du quartz progressent régulièrement. - Sous-zone RTId (- 7,5, - 6,25 m) L'augmentation de la quantité de quartz et la diminution du taux de calcite caractérisent 322 cette zone. Le taux des phyllosilicates peut atteindre 20 à 25 % du sédiment total. La présence d'aragonite n'est pas constante. 1.1.6.2. zone RT2 à phyllosilicates et quartz (- 6,25, - 0,5 m), les tourbes Cette zone est caractérisée par l'absence de calcite et la présence des phyllosilicates (35 % en moyenne). Trois sous-zones sont identifiées : - Sous-zone RT2a (- 6,25, - 5,25 m) La composition minéralogique est simple puisque seuls le quartz et les phyllosilicates sont identifiés. Les pourcentages de ces deux minéraux baissent de manière continue et passent respectivement de 10 à 0 % pour le quartz, et de 50 à 0 % pour les phyllosilicates. - Sous-zone RT2b (- 5,25, - 4,10 m) La dolomite entre de nouveau dans la composition sédimentaire sans atteindre 0.5 %. Dans cette zone, les taux de quartz dépassent 5 %. La quantité des phyllosilicates varie entre 30 et 50%. - Sous-zone RT2c (- 4,10, - 0,5 m) Le début de cette sous-zone est caractérisé par une baisse des valeurs des phyllosilicates et du quartz. Les pourcentages de ces minéraux montrent ensuite une croissance plus ou moins variable. La dolomite et l'aragonite sont rencontrées irrégulièrement. Annexe 24 : Tableau des intensités brutes en CPS (Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction <2 ßm glycoiée des sédiments du sondage LLCI du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE ; CH) N* NIVEAUX SMOOI IM 001 M 002 MOW MOOS CHLOOl KMl CHI. 0OJ CHL 003 ICHL 0« gi'*RTZ K ! «m.> »S4 I 55 72.2 U 6 1313 319.3 233.1 97.6 31 55.1 61.8 64.3 40.1 39.1 3».: .«1 J i _ ¦ •- I 53.5 43 O 7 1345' " 1211.7 4Ö6.y 184 36.1 141.6 O 415.3 33 37.1 2(. Jt' .-- i In. v .10.9 O 74.7 * 1364 0 294.3 ll9.4 80.8 81.9 144.9 64.2 i9.y 6K.5 3(. t. IS '¦ K- S ?4l 20.7 O y i39l 677.8 353.8 147.3 12 83.7 136.6 177,1 7o 15.4 69.4 : - • 4- ; 3,J 19.7 2».t lu 1426 772.5 374.8 171.3 19.4 103.9 118.5 Il 1.2 83.3 34,3 83.1 43 1J .'.<¦¦ !¦'¦ 4 3L8 49.6 O il 1462 1109.6 448.7 174» 39 127.1 O 301.9 81.1 27.h 7y 67 JN." j -,. F. !3.4 O O Vi !«y 451.9 425.7 181.8 15.9 99.4 169.7 191.7 yu.i 40.5 89.i 5j> !¦"i .ni 43.5 l8 O >-( 1489 232.9 490.6 206.7 36.5 124,9 98.6 140.9 88.7 25.7 79.5 !- i.- - .'.* " ,18.5 13.4 O 14 i556 196.I 54W 2116 41.3 139.91 1Ü2.8 264 yy.y 3o 98.1 j>4 H"» :.u O O 15 15S2 "' 449.9 495 241.6 45.6 163.8 202.7 189.7 72.6 36.7 104.3 7 9.h j _ '. >J. t. is.» O O Io 1Ó23 351.4 323 139.5 2SJ 98.3 82.8 111.7 60.3 58.3 70.2 j; j i.-- J- s J-1 U O 17 1652 525.9 460 i9y.6 47.1 118.7 124.1 loi 85 3».3 84.8 s; 2i" J ' 26.6 29.4 O IK i66y 7IÖ.4 42y.9 201.8 38.5 122.4 171.9 167 .» 8l.l 33.5 82.4 i i M .'¦¦ >-' J 5? (l O 19 1693 812.2 402.1 166.9 30.7 96.1 O 205 .y1 loi.y 26 101.3 735 ...... ' .¦ 38 O O 20 1741 1014.1 378.6 166.8 26.4 98.4 295.9 256.1 11U.6 27.4 108.5 69" :?i • un; 36.» O O 21 17ItS 844 4o2.5 176.1 25.7 101.1 153 247.91 IÜ3 1-6.2 97.1 7y.4 .•- O O 22 1832 770.8 451.9 197 29.9 112.8 214.5 353.3 û 43 O 81 y .44 " i">.< 35.6 O O 23 187y 436.8 588.7 262 51.4 189.5 O is3.7 95.5 33.8 106.7 HJJ -t'." - .'. .• O O O 23 1897 748.5 48Ü 215.6 33.S 130.8 183.9 1981.! 99.2 30.81 9y.2 I! , > " **"' Ju. 5 O O 25 iy2i 665.1 815.y 378.7 74.3 281.5 IiI 346.9 114.7 41 105.7 .•!'< X' 4:-7 O O 26 J Wu " 452.9 735.1 342.5 54.5 128.4 108.5 290.8 IUS 46.1 ioy.4 65.y -H 31.7 O 27 20jy 405.8 610.2 262.1 33.9 183.7 92.9 Ì34.9 88.7 37.3 89.2 54 K ;.'" 4 y, T il.: 26.5 O 2« 2075 0 374 128.6 lu 77.3 133.1 111. I 81.7 19.2 70.1 34.5 JlU > 4s ; 26.5 39.5 O 2y 2103 " 369 498.7 201.2 30.Ì 114.4 O 211 87.2 16.6 85.1 4M 4 ;"*¦ hJ > 2».4 44.1 O 3U 22iy 35Ö 546.8 219.6 38 136.4 86.7 "215. 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Il 3.6 35.2 126.1 77.6 118.5 y4.2 26.4 93.5 58 1)6.8 65.4 21.2 30.1 O (.i HS10 3ii.s 404.7 154.5 33 88.2 107.6 144.6 77.8 34.3 76.8 48.2 142.7 62 28.3 37 O 62 3849 244.8 450.4 106.4 45.81 ili.3 91.1 "194.8 79.8 39.6 88.3 55.5 Ii 5.6 48.7 59.1 93.9 6 63 3875 132.1 508.2 188.3 48.y ny.4 121.1 131.8 106.2 34.5 102.2 55.2 123.2 36.7 22 O O 64 3901 143.5 591.4 133.9 41.8 150.4 66.3 J7b.4 O 36.4 O 67.7 175.3 76.8 34.9 6 O 65 4037 184.3 366.7 157 28.3 89 113.9 168.6 81.4 28.7 81.8 55 167.4 54.7 24.2 24 4 O 66 4066 3y3.4 432.5 203.6 37.5 135.8 61.6 ll4j 74.8 28\2 73.5 69.5 Ho.4 58.7 37.4 39-7 O Annexe 25 : Description des zones minéralogiques des factions argileuses du forage LLC1 du Marais du Col-des-Roches (NEuchatel ; Suisse) 1.2. MINERALOGIE DES FRACTIONS MINÉRALES ARGILEUSES < 2 um 1.2.1. La fraction minérale argileuse < 2 um du forage LLC I 1.2.1.1. Les zones à smectoïdes, à micas et à chlorite - Zone F2-1 à !caolinite (-41, -34.50 m) Seules les intensités brutes de la kaolinite varient et présentent deux maxima dans cette partie du forage. - Zone F2-2 à albite et pyrite (-34.50, -33 m) Une hausse des intensités des minéraux en grains, principalement de l'albite et de la pyrite, caractérise cette zone. Les valeurs des smectoïdes, à l'opposé, régressent un peu. La quantité de kaolinite diminue également (ses intensités brutes diminuent d'un tiers). - Zone F2-3 à micas et smectoïdes (-33, - 32 m) Les intensités des smectoïdes sont stables. Les valeurs des micas, de Ia kaolinite et de la chlorite baissent légèrement. La quantité des minéraux en grains diminue fortement par rapport à la zone F2-2. - Zone F2-4 à micas, albite et pyrite (-32, - 31m) Elle est caractérisée par la disparition des smectoïdes et par la hausse des intensités brutes de la pyrite et de l'albite. Les intensités de la kaolinite régressent. - Zone F2-5 à smectoïdes et kaolinite (-31, - 29.5 m) Cette zone se différencie par la brusque augmentation des intensités de la kaolinite de 100 à plus de 400 CPS. Les valeurs des intensités brutes des autres argiles sont également plus élevées dans cette zone. - Zone F2-6 à micas et kaolinite (-29.5, - 19 m) Vers - 28 m, les intensités brutes des smectoïdes et de la kaolinite augmentent ; vers - 22 m les valeurs des micas montrent une chute importante. - Zone F2-7 à smectoïdes (-19, -16 m) Dans cette zone, les intensités des smectoïdes sont élevées (avec environ 1500 CFS) elles diminuent ensuite. Les intensités brutes de la chlorite atteignent un maximum de 300 CPS puis décroissent. Les intensités de la kaolinite et des feldspaths potassiques sont dispersées. - Zone F2-8 à smectoïdes et minéraux en grains (-16, -14,5 m) t Les intensités des smectoïdes montrent une décroissance ; celles du quartz et des feldspaths potassiques augmentent faiblement puis régressent. 1.2.1.2. Les zones à amphiboles - Zone F2-8 à smectoïdes et minéraux en grains (-14,7, -12 m) Cette zone est caractérisée par l'identification de l'amphibole dans le cortège des minéraux accessoires. La quantité de kaolinite et celle des micas décroît légèrement. Les intensités des smectoïdes et des chlorites varient beaucoup dans cette zone. - Zone F2-9 à minéraux en grains (-12, - 10 m) Les smectoïdes ne sont pratiquement plus présents dans la fraction argileuse. Les intensités brutes de Ia kaolinite et des chlorites se sont stabilisées à 100 CPS. Par contre, les micas et le quartz augmentent (vers 12 m). Les autres minéraux en grains pourraient présenter une tendance inverse. 324 Annexe 26 : Tableau des intensités brutes en CPS (Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction 2- 7 6 pm des sédiments du sondage LLCI du Marais du Coi-des-Rochesr 910 m (NE ; CH) N* NIVEAUX MOOI MOOI M004 M 005 CHL001 KOOI mesuré KOOI CHL00I catraV CKL 003 CHL «M QUARTZ K 002 FK ALBITE PYRITE AMP PARAGO I 1U25 958.4 312.4 54.2 206.7 78.4 78.7 183.1 61.6 120.5 1328.6 64.4 82 418.6 62 146.6 30 2 i06y 94.H 328.8 64.3 226 94.8 I2Ö.2 237.1 76.2 142 291.8 38 111.8 564.3 154.1 181.5 18 3 1117 1109.2 301.9 59.4 2033 79.9 100.2 ll4.7 63 123.4 219.6 34 813 620.1 231.6 1013 0 4 1167 1Ô73.8 318.6 64.7 221.2 1Ô1.6 Hl 156.5 86.7 179.1 146.3 49.7 103.2 558 65.4 176.8 26 i 1262 1Ö24.9 471.6 68.8 Ï8.4 83 281 83.6 197.4 114.1 2Ô1.7 5Ü2.1 85~.4 116.6 253.1 59.8 83.8 0 6 1313 5é4.3 263.3 45.5 isy.2 14.1 246.1 10.5 Il5.6 1Ò.5 162,5 255.3 65.3 66.6 49.2 45.3 0 0 1 1342 896-9 484.1 S3.2 87 133.1 39l5 142.1 249.8 116.1 2h3.1 806.2 162 155.5 11.2 0 0 0 8 1364 724 339.5 47.2 220.6 93.7 276,8 107.3 169.5 95.5 184.7 393.8 117 96.7 59.7 28 0 0 9 i3y2 1130.3 4ï45.5 18.7 5IiU 144 415.9 121.5 288.4 121.4 261.6 414.3 115.1 141.9 81.1 3o.5 0 0 10 1426 746 419.4 13.1 293.5 7y 3il.y 93 2Ì9.91 120.2 270.3 703 114.3 1243 89.2 64.1 0 37 11 1462 ys7.i 513.4 88.2 403.1 118.7 381.6 143.7 237.9 130.1 278.2 813.1 168.1 166.4 87.9 0 0 0 12 i46y 610.3 358\4 64.3 280 59.5 259,4 si.3 174.1 84.8 230.3 623.7 Il 5.8 1Ü3.8 76.!! 0 0 0 IJ 14H9 1221-7 433.9 57.8 254.5 121.5 360.3 111.2 249.1 107.6 2o3.8 353.4 91 119.1 52.3 68.6 0 0 Id l556 3UI4.1 1080.4 176.4 141.3 2ô2.y 585.8 266.5 319.3 180.1 368.4 343.3 301.4 1Ó9.3 15.4 0 0 76 Ii i5s2 3383.4 1271.1 2ol9 825.8 246.6 161.2 25y.3 501.9 235.8 476 444.9 243 208.6 90.3 0 0 55.3 16 1623 875.9 345.1 51.6 222.9 79." 2705 96.5 174 IU 169.1 116.1 93.8 98.3 34.5 24.y 0 0 il 1652 9i8.y 394.8 69 261.6 ys.i 331 133.8 191.2 82.5 [92.3 5Ö4.9 130.4 1405 6Ô.3 0 0 0 IK 166y 2736.5 1157.1 185 752.6 229.8 769.1 282.1 487 ÌÓ0.9 432.7 632.9 250.7 287.2 113.9 0 0 71 IV I6y3 2666.2 1105.6 192.9 138.1 212.1 672.6 135.y 436.1 211.6 451,6 5Ô6.4 244.5 139.3 139.3 0 0 64 20 1741 2562.1 1064.8 176.8 728.5 203.2 686.8 246.3 440.5 iol.91 391.6 698 2193 400.9 239.4 0 0 66 21 1789 3413.9 1415J 243 938.3 234.9 773.6 228.8 544.8 212,9 480,6 119.1 261.8 J30.7 175.6 0 0 87 1831 3381.81 1346.3 202.6 854.4 236.4 SOI 29y 5Ù2 116.8 436.8 589.3 5&0.2 285.5 1((3.4 ô ô 88 ïi iK?y i339.3 540.2 92.6 313 105 355.1 124.3 231.4 l20.H 223.6 420.9 120.1 153.9 59.8 36,y 0 44 U isy7 3516.8 1426.5 218.6 845.8 531.8 159.4 262.1 491.3 220.9 441.8 5IÔ.3 232.8 173.3 0 0 0 81I Ji 1921 - - - 26 19KJ 1S38.8 788 61.5 475. l 141.3 561.5 116.3 391.5 165.6 352.3 354.O 158.8 158.9 1253 33,2 ô 0 Ii 2039 894.4 4Ô1.1 61.7 286 105.2 3233 129.8 193.7 116.4 llO.I 550.5 140.8 143.5 68.8 49.9 0 0 Is lo15 800.1 296.6 67.8 184.9 16 191.3 69.9 121,4 15 130,8 Itl.i 75.3 68.5 0 63.7 Ö 0 29 2iü3 1314.6 518.1 94.8 368.3 lo2.3 454.2 309 145.2 66.5 1393 81.4 296.8 91.6 0 0 0 3i JU 22 iy 1570.9 567.7 83.1 320.8 113.8 342.8 136.4 206.4 98.2 1Î8.3 228.3 15l3 1233 76.9 60.2 0 41 31 2250 2193.9 itlÖ.S 124.4 4881J) 115 488.9 199.3 289.6 139.2 286.5 34Ö.4 197.1 172.8 0 0 0 45 Sl 2270 4416.4 17Ì9.3 213.9 1137 3015 946,6 296.1 6503 3Ö4.8 5653 705.9 257.4 378.6 211.1 63.3 0 91 33 2278 4819.5 1889.1 288.3 I2Ò3.1 331.9 1050.2 339.2 7ll 315.7 638 666 304.4 315.3 256 0 O 135,6 J4 2522 687.9 303.1 44.3 190.4 61.91 216.3 18 iyff.3 54.1 1133 426 111.1 1Ü3 0 0 0 33.3 3¾ 1553 565.8 193.6 24.1 132.3 56.2 210.1 138.8 1l.9 3l>.5 &5.y 52.3 127.2 0 0 13.4 0 0 36 id"? T 3803.3 1461.9 223.1 920.3 263.7 8113 258.4 553.1 2363 494.91 4S4.7 231.2 163.2 182.9 31.4 0 99 a 2705 807.9 352.7 51 228.5 8i.y ÌÌO.K 93 127.8 il.3 134.3 259.2 97.8 129.7 78.7 36.8 0 0 38 2833 2518.9 1019.1 154.9 630 180.9 515.1 188.7 336.5 136.6 272.1 512 152.6 231.6 2405 0 0 53 39 5b55 1229.9 494.4 98.9 326.7 109.8 2513 101.8 149.5 81.3 162.9 364 111 193.4 126.9 0 0 18 40 2972 3567.4 1431.6 2l1.4 8433 229.y 633.4 1Ö8.1 425.2 191.9 4Ì5.6 550.4 ll3.3 269.9 307.5 0 0 19.1 41 3002 2523 962.4 1583 595.5 161.4 431.1 142.5 288.6 145.1 300.1 371.4 148.2 198.3 134.4 31.4 0 63.3 42 3028 2390.6 1104 175.7 657.2 131.8 587.4 158.2 429,2 177.8 377.1 453.2 139 229.9 254.6 29.7 0 66.3 43 3o5b 2635.9 1124.8 !68.3 662.8 176.3 609.1 167.4 441.3 !95.6 377.8 419.7 143 248.3 283.6 U 0 67.9 44 3075 182y 672,5 98.9 366.7 125.4 386.2 118.4 267.8 ¦; ¦ 231.1 250.5 102.2 156.4 166.7 Ò 0 44.5 45 3104 615.1 245.3 38.5 1563 56.1 174.6 16.3 98.3 52.4 98.3 332.S1 76.3 80.7 82.8 69.y 0 ô 46 3121 606.6 232.7 25 L 20.2 57.6 i5s 49.9 [08.1 57.1 102.1 134.9 47.4 0 0 110.4 0 13.2 4/ 3144 1173.5 456.2 65.5 244.3 iil.J 369 115 254 yy 209 351.5 94.6 0 I) 44,4 0 37 48 3194 404.y 213.9 40.81 153.81 32.8 1485 46.8 101.7 54.8 1I5J 594.) 53 16.5 21.4 yy.y 0 0 49 3123 1505.9 sSo.l 91.1 345.4 157.1 459.7 110,5 349.1 130.3 282,2 240.8 89.3 126.7 86.5 0 0 423 50 3263 2581.6 y96.6 144,5 64Ó.2 213.3 6453 43.9 601.4 113.9 1846 329.2 134.9 2l6.9 93.5 0 0 63 il J290 3384.3 1296.5 198.6 7yy.3 264.4 746.2 212.9 533.3 15Ö.4 511.5 422.6 204.1 238.3 125.4 0 ft 13.91 52 3314 38Ü7.3 1449.6 205.6 845.1 294.8 174 254.2 519.81 253.2 485 451.5 537.5 2&0.5 251.1 0 0 121 53 3346 3263.6 1226.5 193.9 815.6 240.1 687.9 236.3 451.6 193.6 412.4 460.4 5i5.8 2b7.s 25y.2 7it2.8 0 90 Ì4 3378 3403.3 i3i2.7 207,7 865.y 245.6 75o.2 250.7 4993 201.2 450.5 509.1 116.1 268.5 149.6 412.8 0 84 ii 3412 677.9 241 45.1 i86.y 103.2 255.4 643 191.1 97.y 176.1 1Ö5.4 59.1 63.3 13.1 111 0 6 56 3429 1755.1 682.3 90.3 397.5 133.9 402.3 149.7 152.6 1273 247,8 341.1 Ì46.K 0 0 47 0 0 ii 3503 3361.2 1465.9 206.5 903J 222.7 8813 3623 519 243.2 508M 880 355.3 352.1 M5.91 0 0 77 58 353s 2780.7 1028M 161.8 633 192.7 514.4 2o4.y 36y.5 150.3 359 451 199.1 112.3 94.4 47.9 0 56 iy 3577 31y6.3 1333.4 205 838.6 2l 1.1 191.5 336.6 4Ï4.9 201.6 485.81 1iJ2.3 359.4 583.7 1(11.5 0 0 6 60 3608 243y.B 9Ó5 144.5 614.8 198 588.2 211.3 316.9 181.2 409.6 374 2591.? 177.5 89.3 59.7 ô 0 61 3« IO 1775.4 668.6 95.1 416.9 1395 403.2 165.2 238 121.7 238.4 251.7 165.5 110.2 88.6 45.9 0 0 62 3^y 1761.9 714 123.6 465.y 149.6 481.5 182.2 3o5.3 131.4 305.2 4s5 182.2 1673 61.3 208 0 0 63 3875 |yi2.8 903.4 132.8 556.6 1SÔ.9 5Ï4.K !')1,2 327.6 162.3 290 474 114.6 165.9 69.6 29.3 0 O 64 3Wl 1 2511.5 ysy .2 I8U 665.2 lôl.l 710.4 267.6 441.8 198.4 418.4 539.6 251.9 183.1 67 45.8 0 0 65 4o37 1492.9 575.4 71.2 301.2 140 314.1 134.1 14Ö 101.8 244.4 335.4 136.6 168.6 111.6 0 0 0 66 4066 1464.7 578 97.1 368 99.8 3oô 109.8 190.2 87.9 iys.9 320.9 114.K 100.4 53 30.1 O O Annexe 27 : Tableau des intensités brutes en CPS (Coups Par Seconde) des minéraux de la fraction <2 firn glycolée des sédiments des sondages jumeaux LLCI -3/4 et LLCI-5 du Marais du Col-des-Roches, 91Om(NE; CH) Sondtgt MVtM VS MOOl MOOZ MOW MOOS CHLOOl KOOl/ CHL002 KOOl CHUW2 calcuW CHL003 CHUXM QUARTZ KOU FK ALBlTE PYRITE LLtl-3 865 426 670.2 277.5 49.7 189.9 194.8 405.4 176.8 ils.6 534.4 139.2 SS I IVJ lì û 63 LLC I-3 875 224.7 363.6 136.9 22.9 74.7 103.8 168.1 119.7 68.4 123.7 65.6 74.« 114 7 BJ ò 38.7 LLCM 8sS l62 279.9 85.6 28.7 69.4 82.8 147.7 102.5 45.2 93.Ì 40.3 eo.: - 272.5 126.8 145.7 8Ô.3 191 225.3 166.3 102.6 84.6 ill LLC1-3 1125 478 203.5 47.9 U5 233.8 208.1 97.8 110.3 29.1 134 285.5 118.8 81.8 68.3 131.8 LLC 1-3 1130 750.1 2?3.6 57.8 184.5 ill: 258.5 79.6 178.9 78.6 162.4 226.9 72.2 90.2 $0.7 149.9 LLCM 1135 559.3 222.1 29.1 138.2 156 22Û.9 79.1 141.8 75.2 147.6 195.7 82.3 64.2 54.7 168.9 LLC 1-3 1137 541.4 201.9 31.4 119.3 78.1 193.9 75.8 U8.1 59.7 116.9 186.6 75.1 58.9 49.7 72.5 LLCM 1145 620.8 263.6 49.5 174.1 142.4 238.4 mjs 157.9 73.6 168.2 257.4 85.7 101 89.4 188 LLCl-4 1155 6Ô17 338.6 57.2 251.9 187.1 254.4 91.4 I63.Ò 85.7 2Ô1 324 112.7 105.4 110.6 111.7 LLC 1-3 ll65 745.9 316.5 55.3 22Ô.6 110.3 252.8 73.8 179.0 93.8 16I8 328.6 75.3 8Ô.2 63.5 2Ô3.9 LLc 1-3 1175 516.3 258.2 51.6 191.4 139.3 239.3 77.5 I6I.8 80.5 197.8 309.8 94.8 87.8 69.1 16Ô LLC 1-5 1160 596 324.7 59.8 205.9 196 297.6 118.8 178.8 85.7 201 320.3 133.5 130 92.8 112.7 LLC1-5 1170 951 434 56 244.2 112.9 347.5" 93.7 253.8 114.3 22Ô.4 400.2 61.4 108.3 10Ò.3 126.3 LLC 1-5 1180 705 342.6 52.5 216 93.2 292.2 86.7 205.5 98.I 196 274.3 82.7 119.9 81.6 88.1 LLC 1-5 1190 563.9 2Ó6.1 53.5 167.5 143.5 259.4 84.6 174.8 89.2 199.7 253.9 96.7 74.5 78.8 219.2 LLC1-5 1205 456 163.3 25 64.8 87.5 163.3 37.9 125.4 63.3 1Ô8.7 147.4 32.8 29.5 37.7 78.6 LLC 1-5 1210 678.7 322.9 56.5 196.2 114.4 313.6 85.2 226.4 1Û2.6 2Ò2.3 293.1 75.5 92.2 98.2 370.9 LLC 1-5 1215 717.5 299.2 53 2ÒÒ.5 121 33Ô.6" 93.4 237.2 98.2 2o3.9 263 80.3 105.1 68.2 354.6 LLC 1-5 1220 A31.6 3Ô1 56.3 2i8.5 107.4 298.5 S2.3 216.2 95.2 2Ò3.7 306.5 77.5 90.2 70.4 437.2 LLC 1-5 1225 481.1 195.8 47.8 119 125 222.6" 142.2 8Ó.4 45.8 92.5 66.4 163.6 87.3 5Ô.6 143.3 LLC 1-5 1230 347.9" 114.6 57.3 125.1 138.8 151 1Ò0.3 50.7 48.2 58.4 58.4 115.4 60.6 56.9 175.2 LLC1-5 1235 330.5 121.8 54 94.1 146.9 162.9 ¢7.2 65.7 i27 82.6 45 122.2 66.4 65.6 93.2 LLC 1-5 1240 570.4 258.4 48 160.9 73.6 276.7 68.8 2Ò7.9 94.7 172.1 383.1 57 94.5 52.5 79.2 LLC 1-5 1245 1Ô98 486.8 74.1 274.4 137.9 438.2 $4.7 343.5 136.4 251.4 195.6 69.3 104.9 78.5 867 LLC 1-5 1255 1137.9 449.5 6i.4 253.6 131.3 364.8 94.8 270.0 120.4 218.8 235.6 76.8 134.3 54.1 400.4 LLCl-5 1260 4i2 145.5 25 21.8 158 207.2 129.3 77.9 33 90.3 5o 149.8 69.4 45.5 235.6 LLC1-5 1265 - - - - - - - - - - - - - - - LLC 1-5 1270 456.9 167 3i.7 78.2 210.8 273.3 182.Ô 91.3 27.9 90 39.6 179.3 71.6 56.8 45.5 LLCl-5 1275 571.5 316.7 37.9 121.8 535.1 500 398.Ô 1Ò2.Ò 39.4 81 71.2 316.1 105.7 72.8 74.1 LLC 1-5 1280 604.2 253.9 43.2 148.71 413.9 434.9 290.2 144.7 42 144.8 61.7 290.3 1Ô5.3 $8 132.9 LLCl -5 1285 815.8 417.4 65.5 3ÒS.8 96.2 321.7 118.2 2Ô3.5 104.9 258.8 891.4 150.4 138.4 96.7 69.2 LLC 1-5 1290 779 393.9 64.7 3Ô2 104.5 375.7 136.0 239V7 112.6 258.6 968.5 146.7 184.2 122.8 5L.7 LLC1-5 1295 1415.4 636.7 102.8 448.9 118.3 460.7 i74.8 285.9 147.3 290.9 987.2 l77.$ 208.9 105 58.3 328 Annexe 30 : Description des zones minéralogiques de la fraction argileuse et des minéraux en grains 2-16 um des forages LLC 1 -3/4 et 5 du Marais du Col-des-Roches (Neuchatel ; Suisse) 1.2.4. La fraction minérale argileuse 2-16 um des forages LLC1-3/4 et 5 La figure 2.44 montre que la zonation minéralogique de la fraction 2-16 um est quasiment identique à celle de la fraction < 2 urn. La paragonite ne figure pas parmi les argiles minérales et l'amphibole n'est pas identifiée parmi les minéraux en grains. Les intensités brutes (annexe n" 18) de l'albite sont très inférieures à celles qui ont été relevées dans le forage LLCl. Les intensités brutes des micas sont plus élevées ; celles de la chlorite et de la !caolinite sont comparables. Les minéraux en grains ont des intensités brutes légèrement supérieures à celles de la fraction < 2 um. Les zones différentes seront détaillées ci-dessous. La zonation utilisée est : zone F16 suivi du numéro de la zone. - zone F16-1 (-13, -12.80 m) à micas dominants Les intensités brutes du quartz (800 CPS), des feldspaths potassiques (200 CPS) et calco- sodiques (120 CPS) sont très élevées dans cette zone et dépassent celles des argiles. Les valeurs des intensités des micas chutent à 400 CPS. - zone Fl6-2 (-12.80, -12.70 m) CPS (10-15 %) pour la kaolinite sont caractéristiques de cette zone. Les valeurs du quartz chutent fortement (elles passent de 800 à 50 CPS). - zone F16-3 (-12.70, -12.60 m) Les intensités des minéraux diminuent faiblement dans cette partie du forage ; la pyrite, à l'inverse, croît. - zone F16-4 (-12.60, -12.40 m) Une hausse des intensités des micas à 1000 CPS caractérise cette zone. Celles du quartz, des feldspaths, de l'albite et de la pyrite sont plus fortes que dans la zone F16-3. - zone F16-6 (-12.20, -12.00 m) Cette zone est marquée par une augmentation des intensités brutes des minéraux en grains (pyrite, albite et quartz) et par la hausse des micas. - zone F16-8 (11.00, 10.30 m) homogènes Cette zone est caractérisée par des intensités brutes de la pyrite qui dépassent celles des micas et de la chlorite qui sont cependant plus élevées que dans la zone F16 - 7. Un pic d'intensité de 500 CPS (soit environ 15 %) pour la chlorite et un autre de 400 QUARTZ (N OO t-; NO 96.9 37.2 57.3 36.8 Tf CHL 004 303 404 213 119 Tf On 150 334 -3 -, ffig U * 130.0 ' 24.0 21.0 20.0 13.0 50.0 41.7 CHL 002 calculé 253.8826325 330.9382195 146.982632 126.8588669 98.01919721 140.5703371 274.2760348 K 002 664.9 1064.1 495.2 477.6 249.8 1342.1 1342.6 KOOl calculé 557.1 871.7 341.7 509.1 260.5 1257.7 1102.5 KOOl/ CHL 811 1202.6 488.7 636 358.5 1398.3 1376.8 _ 125.5 178.9 O 40.3 41.1 296 333 M005 120.2 77.9 67.1 60.6 46.6 109.8 133.2 M 004 23.5 105.2 36.2 31.4 Tf CS 30.5 5 M 002 m ON en vi VO 201.8 160.6 97.3 390.4 385 MOOl 294.6 334.5 207.9 347.7 PLZ 369.4 410.1 Interstrntìfìés 1204.7 1984.4 1468 2291.4 1709 2071.4 1848.2 profondeur en cm O 100 160 280 320 410 560 Z - CS en Tf in NO r- C QJ I S O X 3 2 ¦8 qj 'CD £ y? 3 -S O -v Î3 <. -S ON O Wl "8 ¦8 C -, - I (B en M Q g u c QJ w> 'S Q; »¦n Q) C C .£ «d a* in VJ — CM „._ OO r-; in r^ m en r- «—1 in r^ Tf Tf m en '- S UART d NO Tt CM in O CN CS On Tf d in en en NO 00 m a Tf VJ VJ O NO CJO od m OO OO en On KOQ calcu m en CS in S CM t~* NO ND en (S VJ CM r- m r^ en —H r*- r^ » as s d NO m OO rs en Tf VJ m -uS CS 00 CS m Tf 00 m y S vi Tf CN NO en NO 00 ON Tf (N Tf NO •—1 O CS CS M 005 en OO nr> l NO r^ VJ C^ NO On en NO in CS Un OO O NO Tf On CS „ ON CM NO I^ O CTn CO ND On I^ OO en S Ti Tf Tf CS en CS CM M 002 ND \n m [^ r^ — r^ O r- NO «n en O O m Tf Tf CO OO VJ CM VJ VJ Tf m OO 1O Tf Tf OO es r^ S r» (N rs Tt O Tf CS en en CS U 3 ¦a S O O O O 5 « O ND CO rs VJ^ £ s — -— es en Tf VJ O " 2470 13 27 0 600 O :.*:.'*;> IJ70 14 29 0 0 0 ::i7ï5 fcOO 15 31 0 0 0 23KU" 1400 16 33 0 0 0 212^M 1440 17 35 0 0 0 :::t(n O 18 37 0 0 0 ::omj 2010 19 39 0 2453 0 ItUI. I lu I j 20 41 938 5553 129() I I 7 21 43 0 2970 O 1.-71:5 3«f>: 22 45 0 2499 0 ISWi.'ü >>?¦* 23 47 0 3056 O 22 15.IJ :i it 24 51 O 0 0 2 2.''44(1 2055 25 53 0 0 0 1S1S43 :4(u 26 55 0 0 0 2l037ti 2322 27 57 0 0 0 21757: ::i: 28 59 0 0 0 22510" 2ï.'*J 29 61 0 2461 0 2I32S5 44 56 30 63 0 0 0 2347SO 162(1 31 65 0 0 0 2071OJ 15*0 32 67 0 1500 0 223OM 2(KiO 33 71 O 0 0 225*44 2 2.S(I 34 73 0 0 0 215620 1320 35 75 0 0 0 22271V 241)? 36 77 0 0 0 223107 3255 37 79 0 0 0 209295 38 81 0 0 0 2021% 2235 39 83 0 0 0 221176 2S8<> 40 85 0 0 0 205560 4 367 41 87 0 0 0 193733 4030 42 89 0 0 0 220430 4 136 43 91 0 1440 0 218866 3629 44 93 0 !620 2106 218303 5073 45 95 0 0 2027 208256 4750 46 97 0 0 0 215467 3461 47 99 0 0 0 209654 2520 48 101 0 0 0 219537 4823 49 103 0 0 0 226384 3182 50 105 0 0 2102 222267 4653 51 107 0 0 0 228578 1800 52 109 0 1440 0 227249 2040 53 111 0 0 0 222641 3885 54 113 0 0 0 226804 2160 55 115 0 0 0 230145 1560 56 117 0 0 0 228063 13S0 57 119 0 0 0 221514 2160 58 121 0 O O 213321 2340 59 123 O 13S0 0 231640 1200 60 125 0 2700 0 225325 3351 61 127 0 O 0 2233S6 2890 62 129 0 0 0 225245 2948 63 131 0 0 0 222959 2253 64 133 0 0 0 237510 0 65 135 0 O 0 228082 2100 66 137 0 0 0 230905 2662 67 139 0 0 0 227206 1800 68 141 0 2220 O 238150 1380 69 143 0 0 0 228274 2280 70 145 0 0 0 232963 1940 71 147 0 0 O 220745 1680 72 149 0 0 0 230931 1500 73 151 0 0 0 244512 0 74 153 O 0 O 218220 4282 75 155 0 0 O 219796 5382 76 157 0 0 0 233740 1980 77 159 0 0 0 212080 2307 78 161 O O 0 223695 I860 79 163 0 0 0 233933 1560 80 165 0 0 0 2I6740 3570 Sl 167 0 0 O 228587 2486 S2 169 0 0 0 226185 1140 AmWfI %%— 331 Annexe 34 : Tableau des pourcentages des minéraux dans le sédiment "'Roche Totale" du sondage 2 du lac d'ILAY, 778 m (jura, France) N* échantillon Profondeur (on) Calcite Ar*jonJte Quartz FtIdsp*ths.K Ptijlkslicates 1 mioses 1 1 38.92 3.19 0.99 0 Ô 56.9 2 3 23.02 2.6 1.34 Ô 0 73.05 3 5 76.82 4.44 12 ô 0 16.54 4 7 97.28 1.67 Ô.5T - 6 0 0J3 5 9 81.71 3.3* 0 0 0 14.91 O 11 $7.9 3.Ü9 0 0 Ü 9.01 7 13 84.92 1.68 Ò.37 0 ô 11Ô3 8 15 93.11 3.43 0 ó 0 3.45 9 19 85.65 3.2 ô.i3 ô 0 11.04 10 21 87.57 2.52 0.16 û 0 9.76 U 23 86.04 2.14 O-" 0 0 11.83 12 25 83.81 3.81 0 0 0 10.39 l3 27 84.97 2.19 Ô.i4 ô 0 12.71 14 29 79.06 0.89 0 0 0 20.05 . 15 31 81.75 1Ô4 0 0 0 16.21 16 33 74.88 2.04 ô ô ô 23.09 17 35 79.75 0 ô 0 û 20.26 1* 37 7$.l 2.ÜS 0 0 0 18.06 19 39 53.04 5.08 0.5" 0 0 41.39 20 41 39.13 8.52 <).91 1.92 4.9 44.57 21 43 58.85 5.42 0.81 0.76 0 34.17 ii 45 *:î( 4.01 ÒJÌ ô 0 33.09 23 4? ?8.96 3.Ô5 Ò.67 0 6 17.32 24 51 81.66 3.Û3 Ò 0 0 15.31 25 $3 67.90 3.3 Ó" 0 0 28.72 26 55 81 3.43 Ô Ô 0 15.58 27 57 85.47 3.33 0 0 0 11.2 ig 59 Sv: 4.43 0 ô 0 5.37 29 61 83.69 6.69 ô.5?~ 0 0 9.04 30 63 95.Ï4 153 ô " 0 0 1.73 31 65 79.33 129 ù ô ô 18.39 32 67 88.66 3.13 0.35 ô ô 7.86 33 71 90.49 3.5 Ò ô 0 6.01 34 73 84.04 1.97 0 ô ô 13.99 35 75 88.59 3.66 0 0 ô 7.75 36 77 89.12 4.98 ô Ó ô 5.9 37 79 80.83 3.78 Ö ô 0 15.39 3s Sl 76.78 3.25 0 ô 0 19.97 39 83 87.83 4.39 0 0 0 7.77 40 §5 79.32 6.45 ô '" 0 û 14.22 41 87 72.78 5.8 0 0 0 21.42 42 89 87.82 6.31 Ò ô 0 5.87 43 91 87.65 5.56 0.34 ô 0 6.45 44 03 87.86 7.82 0.39 1.65 0 2.28 45 95 81.88 7.15 Ô 1.56 0 9.41 46 97 SS.« 5.26 Ó Ô ô 9.14 47 99 81.89 3.77 0 Ô ô 14.34 48 101 88.5 7.44 ù 0 0 4.05 49 103 92.1 4.96 ô ô ô 2.94 ¦ 5ô 105 90.15 7.23 ô 1.66 ô 0.96 5i 107 92.97 2.8 0 Ö 0 4.23 52 109 *.•; 3.17 Ó.35' " 0 0 4.29 53 111 MM 6.02 ô Ö 0 3.93 54 113 91.99 3.35 0 Ô 0 4.65 55 115 91.72 2.3b ô 0 0 5.89 56 117 90.4 2.09 0 0 ô 7.51 57 11$ 86.77 3.24 0 0 ô 9.99 56 121 82.11 3.45 0 ô 0 14.44 59 123 92.48 1.83 Ô.33 ô 0 5.36 60 125 89.39 5.09 0.63 ô ô 4.89 61 127 88.12 4.37 ô 0 0 V.5i 62 129 89.25 4.47 Ò' 0 0 6.28 63 131 §7.65 3.39 0 0 ô 8.96 64 133 95.73 0 ó ô 0 4.27 65 135 90.66 3.2 0 0 0 6.14 66 137 92.58 4.09 0 0 0 3.34 67 139 85.21 2.77 0 0 ô 12.01 68 141 91.28 2.17 0.54 ô 0 6.01 69 143 85.98 3.53 ô 0 0 10.49 70 145 88.52 3.03 0 ô 0 8.45 71 147 8l.6l 2.55 0 0 ô 15.83 72 149 87.21 2.33 ô 0 0 10.46 73 151 94.6 Ô 0 0 0 5.4 74 153 81.13 6.54 ô 0 0 12.33 75 155 82.36 8.29 0 ô 0 9.35 76 157 88.98 3.1 0 0 û 7.92 77 159 77.19 3.45 0 0 0 19.36 78 161 83.29 2.85 0 0 0 13.87 W l63 '" 88.94 2.44 G 0 0 8.62 80 165 80.Ö8 5.42 0 0 0 14.49 81 167 86.23 3.85 Ô 0 0 9.92 82 169 84.42 1.75 0 ô ô 13.83 Annexe 35 : Description des zones minéralogiques du sédiment total du forage d'Ilay (Jura, France) 2.1.1.1. Zone RTI (-170. - 52 cm) Cette zone minéralogique est caractérisée par une quantité constante de calcite voisine de 85 % (pour des intensités brutes de l'ordre de 2.1O3 CPM) et d'un taux variable d'aragonite qui permet de distinguer 3 sous-zones, - sous-zone RTla(-170, -152 cm) On observe dans cette sous-zone un taux variable, mais croissant, d'aragonite. Les valeurs des intensités brutes passent de 1500 à plus 5000 CPM ce qui correspond à des pourcentages allant de 1.5 à 7.5 %. - sous-zone RTIb (-152, - 95 cm) Cette sous-zone se caractérise par des taux d'aragonite variables qui tendent à croître du début vers la fin de Ia sous-zone. Les taux relevés s'échelonnent entre 0 et 6 % du sédiment total. Des occurrences de quartz inférieures à 0.5 % et une de feldspaths potassiques (environ 2 %) sont observées dans cette sous-zone. Le taux des indosés varie peu mais décroît légèrement. - sous-zone RTIc (- 95, - 52 cm) A l'inverse de Ia sous-zone précédente, celle-ci se différencie par Ia tendance décroissante des taux et des intensités brutes de l'aragonite. Les taux passent de 6 à 2.5 %. Quelques occurrences de quartz et de feldspaths sont encore observées. Le taux des indosés varie beaucoup plus mais ne laisse apparaître aucune tendance significative. A la fin de cette sous-zone on remarque une diminution régulière du taux de calcite. 2.1.1.2- Zone RT2(- 52, -35 cm) Cette zone minéralogique se différencie par la diminution du taux de calcite ; il passe de 80 à seulement 30 % du sédiment. On observe également une hausse du taux de quartz (1 %) et d'aragonite (10 %). Parallèlement, une occurrence de phyllosilicates et de feldspaths est relevée. Dans cette sous-zone, les pourcentages d'indosés atteignent 40 %. 2.1.1.3. Zone RT3 (-35. -7 cm) Elle se caractérise par des pourcentages de calcite qui sont à nouveau supérieurs à 80 % et des taux d'aragonite qui augmentent de la base au sommet de Ia zone. Comme dans les sous-zones RT 1 b et c on observe la présence sporadique de quartz. 2.1.1.4. Zone RT4(- 7,0 cm) Une hausse rapide du taux de quartz (de 0.5 à 2.5 %) associée à une diminution importante du taux de calcite (de 98 % à 20 %) permet d'individualiser la zone RT4. Annexe 40 : Description des zones minéralogiques des fractions argileuses du forage d'Ilay (Jura, France) - zone FT-I (¦ 170, -135 cm) Les micas présentent les intensités brutes les plus élevées 100-150 CPS. Les intensités brutes de la chlorite et de la !caolinite arrivent en seconde position (50-60 CPS). L'albite (30 CPS) y est rencontrée de manière continue et disparaît du sommet de la zone. - Zone FT-2 (- 135, -105 cm) Cette zone est caractérisée par les variations des intensités brutes de la chlorite et de la !caolinite, en particulier entre 125 et 130 cm de profondeur, parallèlement à celles des minéraux en grains. - Zone FT-3 (¦ 105, - 72 cm) Cette zone minéralogique est identifiée par une diminution conjointe de tous les minéraux de la fraction à l'exception de celles du quartz. -ZoneFT-4(- 72,-60 cm) Les intensités brutes des argiles minérales sont en hausse alors que celles du quartz restent stables. - Zone FT-5 (- 60, - 32 cm) On observe de nouveau dans cette zone une diminution de toutes les intensités brutes, celles-ci montrent une tendance à la hausse en fin de zone. - Zone FT-6 (¦ 32. ¦ 5 cm) Les valeurs des intensités des micas montrent un hausse relativement importante car elles atteignent 150 CPS. Les intensités des autres minéraux montrent également une hausse mais nettement moins marquée. Les intensités des argiles diminuent au sommet de la zone. Annexe 36 : Tableau des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) des minéraux des sédiments "Roche Totale" du sondage 2 du lac d'ILAY, 778 m Qura, Trance), Carotte A Profondeur (cm) Phyllosilicates Quartz Feldspaths-K Calcite Aragonite 1 0 5062 0 117616 2520 3 0 7402 0 75290 2220 5 0 8154 0 144516 2580 7 0 1860 0 124874 900 9 0 2340 0 120530 1080 11 0 2880 0 93303 840 13 0 0 0 151521 0 15 0 0 0 172224 900 17 0 1020 0 220570 1440 19 0 0 0 215261 1440 21 0 0 0 222914 1320 23 0 0 0 214131 3680 25 0 0 0 236230 1080 27 0 0 0 225411 0 29 0 0 0 218995 1360 31 0 0 0 214873 1440 33 0 0 0 219940 0 35 0 0 0 218180 2700 37 0 2280 0 171109 4558 39 1876 7116 0 103405 5901 41 0 2340 0 114142 3101 43 0 1800 0 203888 2237 45 0 1680 0 255859 2225 47 0 0 0 232577 1380 49 0 0 0 228443 1860 51 0 0 0 208270 2188 Annexe 37 : Tableau des pourcentages approximatifs des minéraux dans le sédiment "Roche Totale" du sondage 2 du lac d'ILAY, 778 m Qura, France), Carotte A Profondeur (cm) Calcite Aragonite Quartz Fsp-K Phyllosilicates Indosés 1 38.92 3.19 0.99 0 0 56.9 3 23.02 2.6 1.34 0 0 73.05 5 76.82 4.44 2.2 0 0 16.54 7 97.28 1.67 0.51 0 0 0.53 9 81.71 3.38 0 0 0 14.91 11 87.9 3.09 0 0 0 9.01 13 84.92 2.68 0.37 0 0 12.03 15 93.11 3.43 0 0 0 3.45 17 90.36 2.26 0.25 0 0 7.14 19 87.11 2.23 0 0 0 10.66 21 91.8 2.08 0 0 0 6.12 23 87.21 5.74 0 0 0 7.05 25 78.92 1.53 0 0 0 19.55 27 73.45 0 0 0 0 26.55 29 70.88 1.86 0 0 0 27.25 31 69.04 1.96 0 0 0 29 33 70.93 0 0 0 0 29.07 35 70.9 3.71 0 0 0 25.39 37 51.53 5.81 0.45 0 0 42.21 39 33.8 9.66 1.15 2.15 9.8 43.44 41 61.86 6.8 0.88 1.52 0 28.95 43 64.39 2.99 0.37 0 0 32.25 45 89.2 3.28 0.38 0 0 7.13 47 77.24 1.94 0 0 0 20.81 49 90.98 2.84 0 0 0 6.18 51 79.39 3.19 0 0 0 17.42 Annexe 38 : Tableau des intensités brutes en CPM (Coups Par Minute) des minéraux des sédiments "Roche Totale" du sondage 2 du lac d'ILAY, 778 m (jura, France), Carotte B Profondeur (cm) Phy 11 osili cat es Quartz Feldspaths-K Calcite Aragon ite 21 0 0 0 210699 2805 23 0 1380 0 223557 1860 25 0 0 0 210263 1500 27 0 0 0 217662 1260 29 0 1200 0 228550 1860 31 0 0 0 218159 1200 33 0 0 0 243103 1440 35 0 0 0 211088 1440 37 0 0 0 225477 0 39 0 0 0 222575 1320 41 0 2626 0 157112 3269 43 0 3989 2580 132563 5750 45 0 3600 0 160108 3022 47 0 319S 0 169387 3678 49 0 4431 0 187216 2008 51 0 0 0 218315 2729 53 0 0 0 135243 2948 55 0 0 0 212482 2456 57 0 0 0 217572 2212 59 0 0 0 225109 2890 61 0 2461 0 213285 4456 63 0 0 0 234780 1620 65 0 0 0 207194 1560 67 0 1500 0 223084 2060 71 0 0 0 225944 2280 73 0 0 0 215620 !320 75 0 0 0 222719 2403 77 0 0 0 223107 3255 79 0 0 0 209295 2558 81 0 0 0 202196 2235 83 0 0 0 22!176 2889 85 0 0 0 205560 4367 87 0 0 0 !93733 4030 89 0 0 0 220430 4136 91 0 1440 0 218866 3629 93 0 1620 2106 218303 5073 95 0 0 2027 208256 4750 97 0 0 0 215467 3461 99 0 0 0 209654 2520 101 0 0 0 219537 4823 103 0 0 0 226384 3182 105 0 0 2102 222267 4653 Ì07 0 0 0 228578 1800 109 0 1440 0 227249 2040 m 0 0 0 222641 3885 113 0 0 0 226804 2160 115 0 0 0 230145 1560 117 0 0 0 228063 1380 119 0 0 0 221514 2160 121 0 0 0 213321 2340 123 0 1380 0 231640 1200 125 0 2700 0 225325 3351 127 0 0 0 223386 2890 129 0 0 0 225245 2948 131 0 0 0 222959 2253 133 0 0 0 237510 0 135 0 0 0 228082 2100 137 0 0 0 230905 2662 139 0 0 0 227206 1800 141 0 2220 0 238150 1380 143 0 0 0 228274 2280 145 0 0 0 232963 1940 147 0 0 0 220745 1680 149 0 0 0 230931 1500 151 0 0 0 244512 0 153 0 0 0 218220 4282 155 0 0 0 219796 5382 157 0 0 0 233740 1980 !59 0 0 0 212080 2307 161 0 0 0 22369S I860 163 0 0 0 233933 1560 165 0 0 0 216740 3570 167 0 0 0 228587 2486 169 0 0 0 226I85 1140 Annexe 39 : Tableau des pourcentages des minéraux des sédiments "Roche Totale" du sondage 2 du iac d'ILAY, 778 m (iura, France), Carotte B Profondeur (cm) Calcite Aragonite Quartz Feldspaths-K Phyllosilicates Indosés 21 80.94 4.13 0 0 0 14.93 23 88.02 2.8 0.32 0 0 8.85 25 80.28 2.19 0 0 0 17.53 27 84.4 1.87 0 0 0 13.73 29 91.02 2.84 0.28 0 0 5.86 31 84.67 1.78 0 0 0 13.55 33 92.62 2.21 0 0 0 5.17 35 80.72 2.11 0 0 0 17.17 37 88.56 0 0 0 0 11.44 39 87.29 1.98 0 0 0 10.73 41 54.55 4.35 0.54 0 0 40.56 43 44.45 7.38 0.79 1.69 0 45.69 45 55.84 4.04 0.74 0 0 39.38 47 60.37 5.02 0.67 0 0 33.93 49 68.71 2.82 0.96 0 0 27.51 51 86.08 4.12 0 0 0 9.8 53 44.98 3.75 0 0 0 51.26 55 82.61 3.66 0 0 0 13.74 57 85.47 3.33 0 0 0 11.2 59 90.2 4.43 0 0 0 5.37 61 83.69 6.69 0.57 0 0 9.04 63 95.74 2.53 0 0 0 1.73 65 79.33 2.29 0 0 0 18.39 67 88.66 3.13 0.35 0 0 7.86 71 90.49 3.5 0 0 0 6.01 73 84.04 1.97 0 0 0 13.99 75 88.59 3.66 0 0 0 7.75 77 89.12 4.98 0 0 0 5.9 79 80.83 3.78 0 0 0 15.39 81 76.78 3.25 0 0 0 19.97 83 87.83 4.39 0 0 0 7.77 85 79.32 6.45 0 0 0 14.22 87 72.78 5.8 0 0 0 21.42 89 87.82 6.31 0 0 0 5.87 91 87.65 5.56 0.34 0 0 6.45 93 87.86 7.82 0.39 1.65 0 2.28 95 81.88 7.15 0 1.56 0 9.41 97 85.59 5.26 0 0 0 9.14 99 81.89 3.77 0 0 0 14.34 101 88.5 7.44 0 0 0 4.05 103 92.1 4.96 0 0 0 2.94 105 90.15 7.23 0 1.66 0 0.96 107 92.97 2.8 0 0 0 4.23 109 92.2 3.17 0.35 0 0 4.29 IU 90.05 6.02 0 0 0 3.93 113 91.99 3.35 0 0 0 4.65 115 91.72 2.38 0 0 0 5.89 117 90.4 2.09 0 0 0 7.51 119 86.77 3.24 0 0 0 9.99 121 82.11 3.45 0 0 0 14.44 123 92.48 1.83 0.33 0 0 5.36 125 89.39 5.09 0.63 0 0 4.89 127 88.12 4.37 0 0 0 7.51 129 89.25 4.47 0 0 0 6.28 131 87.65 3.39 0 0 0 8.96 133 95.73 0 0 0 0 4.27 135 90.66 3.2 0 0 0 6.14 137 92.58 4.09 0 0 0 3.34 139 85.21 2.77 0 0 0 12.01 141 91.28 2.17 0.54 0 0 6.01 143 85.98 3.53 0 0 0 10.49 145 88.52 3.03 0 0 0 8.45 147 81.61 2.55 0 0 0 15.83 149 87.21 2.33 0 0 0 10.46 151 94.6 0 0 0 0 5.4 153 81.13 6.54 0 0 0 12.33 155 82.36 8.29 0 0 0 9.35 157 88.98 3.1 0 0 0 7.92 159 77.19 3.45 0 0 0 19.36 161 83.29 2.85 0 0 0 13.87 163 88.94 2.44 0 0 0 8.62 165 80.08 5.42 0 0 0 14.49 167 86.23 3.85 0 0 0 9.92 169 84.42 1.75 0 0 0 13.83 Annexe 41 : Tableau des intensités brutes en CPS (Coups Par Seconde) de la fraction minérale argileuse totale glycolée des sédiments "Roche Totale" du sondage 2 du lac d'ILAY, 778 m (jura, France) N° Profondeur en cm MOOl M 002 CHL 001 KOOl/ CHL 002 KOOl calculé K 002 CHL 002 calculé CHl. 003 CHL 004 QUARTZ F-K ALBITE 1 8 71.8 37.7 37.4 40 15.62 28 24.38 23.4 43.7 : 54.8 38.g 0 2 14 121.1 66.3 57.3 97.5 49.32 56.3 48.18 55 55 I 63.8 0 35.2 3 20 135.2 44 40.5 88.3 32.52 35.5 55.78 44 60.9 41 54.8 0 4 22 138.9 53.8 50.1 84.4 37.74 42.7 46.66 41.7 52.8 53.7 0 0 5 24 110.4 41.7 46.3 58.2 30.40 42 27.80 39 38.4 41.3 0 0 6 26 157.8 59.8 57.4 104.3 40.53 34 63.77 35.5 53.5 56.2 0 0 7 28 83.5 53 57.1 85.1 45.57 48.3 39.53 36 41.9 58.5 0 0 8 30 121.1 52.6 62.1 86.8 39.52 51.4 47.28 40 61.5 57.9 0 0 9 32 73.7 50 34.6 46.3 22.16 45 24.14 35 4y 24 0 0 1Ü 34 58.3 25 37.8 50.6 25.63 39 24.97 36 3 S 48 0 0 lì 36 36 32 31 35.7 16.58 26 19.13 34 30 0 0 0 12 38 80.4 40.9 38.8 45.8 18.15 20.8 27.65 26.2 31.7 26.9 36.8 0 13 42 69.6 28 51.7 59.5 30.78 52.5 28.72 50 49 47.6 0 0 14 46 56.2 47 38.2 56.3 30.05 51.5 26.25 30 45 42.5 0 0 24 52 38.3 38 39.4 49.3 26.27 50.2 23.03 52 44 35.2 0 50 15 56 36.9 36.3 35.9 41.9 23.23 51 18.67 36.4 41 38.9 0 0 16 60 75 53.7 58 84.7" " 45.55 60.5 39.15 4Ü 52 59.7 0 0 17 70 109.5 66.8 65.5 130.3 65.60 72.8 64.70 39 71.8 61.5 0 0 25 80 83.4 53 44.7 62.3 27.61 39.8 34.69 21 50 66 37.4 35.9 26 90 77.1 55.4 36.3 65 40.30 40.8 24.70 45 25 51.4 0 0 27 100 49.7 39 42.4 68.3 36.26 43.9 32.04 39 38.8 39 48.9 0 28 110 104.1 61.9 93.1 132.1 92.65 115.8 39.45 38 49.3 85 0 0 29 116 94.4 48.6 54.1 89.5 55.87 80.4 33.63 62 48.4 70.2 0 39.8 30 118 86.9 34 74.7 89.6 50.50 56.3 39.10 36 43.6 64.2 0 0 31 120 92.3 43 61 87.9 39.00 43.3 48.90 40 54.3 57.6 0 0 32 122 73.1 39.8 50.8 53.5 28.50 43.2 25.00 26 37.9 28 26.3 35.4 33 124 .90.2 50.8 81.1 116.2 71.79 78.9 44.41 43.7 48.8 83.2 40.9 50.4 34 126 107.4 48.4 83.3 109.2 61.10 71.9 48.10 44.7 56.6 79.2 26.3 40.2 35 128 100.2 55.3 98.6 129.6 77.78 80.6 51.82 59 53.7 59 0 0 36 130 87.7 35.6 56.6 69.5 45.87 66 23.63 36 34 38.2 0 0 37 132 94.1 39.2 66.7 97.6 59.78 58.8 37.82 36 37.2 47 0 0 38 134 74 39 44.9 38 20.68 41.8 17.32 40 35 31 22.1 0 39 140 91.3 49 55 96 58.13 84.9 37.87 46.7 55.3 64.9 0 33.8 40 150 135.2 61.6 73.3 131.8 78.85 76.7 52.95 42 51.5 119.1 48.2 34.4 41 168 90.4 45.5 64.5 89.1 56.22 63.6 32.88 36.4 37.2 69.8 29.6 37.7 337 Annexe 42 : Tableau des résultats des analyses géochimiques des sédiments du sondage LLCI du Marais du Col-des-Roches, 91Om (NE, CH) N* «m Tmenrn PmW Cartoni tolAl Ahm UCaI IaUI Rcifcro Fnaotobk Cartone Aunt Df£anlapt nydnfcM — ^ — Magnum Mhm Manpniit FW Mu »Mum <*>«.*, SDV> I Hw 71.28 7033 20307 1.167 2.721 - - - . . - 1 13S 57.62 63 14.24 0.429 1.138 29322 5.88 0.435 0.837 64.134 0.016 OJ389 0279 0.059 0.00s 0.177 0.161 0.069 0535 UJ 68.43 78.47 16.019 0.979 1758 . . . . 4 17» 60.1V 74.83 14.227 0.597 1.843 55.466 85S4 0.56 I.39 35.184 0.O4I 0.058 0507 0.06 0.01 0.443 0356 0.098 1.411 i 197 63.83 80.63 15.489 0.699 1097 61.447 10.787 0.698 1.65 30.737 0.063 0.048 0.496 0.061 0XO9 0.695 035 0.11 1.685 6 Ï1B 59.26 72.5 14.034 0.4 1.065 25.947 4.946 0394 0.792 58,196 0.018 O087 0.409 0.06 0.011 0295 0.17 0.079 0.726 7 334 63.05 77.77 1529S 0.628 1.679 47.728 8.884 0.626 1.388 40.028 0.031 0.063 0518 0XÖ9 OX)Il 0.462 0295 0.093 1.196 « 237 55.33 71.93 12.405 0.29 0.827 28.832 3.78 0271 0.642 57 JS17 0.019 0.032 0357 0.062 OXHl 0298 0.159 0.104 0.845 v 262 54.76 68.63 13315 0.333 0.894 27.367 4.113 0.287 0.664 58.721 0.017 0.087 0.419 0.059 0.012 0305 0.15 0.101 0509 10 2B7 79.86 77.2 35.738 1.858 4.621 • - - • • - M 30" 84.37 79.87 36.478 1.693 4.645 - - - 13 323 B3 86.6 35.166 1.624 4.738 - - . • • - \i 'Hv 77.04 832 26.873 1.604 4.005 - 14 366 75.48 88.57 25.493 1.505 3.909 . . - . - - ti JBd 78.22 85 24,073 1501 3.832 - . 16 411 54.93 75.07 13.562 0.372 1.088 33.801 5334 0.367 0519 53.62 0.019 0.082 0.447 0.057 OJX)V 0277 0.17 0.093 0.841 n 430 5B.04 80.1 13.189 0.469 1.296 3826 6.186 0.418 1.004 49.789 0.02 0.083 0.419 0.059 0.009 0293 0.174 O.I08 055 ib 44V 68.43 83.03 16.871 0.935 2.665 - - - Iv 47s 60.26 7K.73 13.606 0.378 1.132 31568 5389 0394 0.901 56283 0.016 0.085 0319 0.057 0.01 0237 0.WS 0.105 0.714 iu S3b 53.32 695 13571 0.338 0.84 24.027 4278 0.323 0.67 6104 0.011 0115 0378 0:057 0:01 0.209 0.115 0.0V9 0582 n 5Ss S4.6S 7437 13.85 0387 0.997 25.895 4.852 0373 0.757 60.318 0.012 0.115 0.528 0.058 0.01 0206 0.122 0.089 0529 Ai 5SU 53.33 7537 13531 034 0.832 22.173 3.892 0.311 0.616 63509 0.015 0.11 0.429 0.063 0.01 a 191 0.12 0.089 0572 33 «tu 53.13 76.33 13.1 0319 0.872 25.833 4,1 0305 0.686 59549 0.012 0.108 0.436 0J356 0O12 0.207 0.114 0.095 0533 34 619 72.95 75.87 24.578 1.376 3.333 67.585 20324 1366 0 25282 0.025 0XW9 0.455 0.084 0.011 0.493 0229 0.109 1.101 y 6Sl) 53.4 76 13564 0.332 0.947 25.852 4543 0329 0.72 61.348 0.017 0.094 0397 0.058 0.01 0216 0.135 0.079 0575 3i 678 60.84 84.17 15512 0.524 1396 34543 7369 0.475 1X09 51556 0.023 0.077 0.368 0.063 0.009 0.268 0.158 0.084 0.759 !7 7^ 58.72 81.03 15.473 0.503 1.361 36.68 7.797 0.494 1.026 50.757 0.019 0.083 0369 0.056 0.008 0257 0-W6 0.088 0.655 38 736 57.33 78.17 13.739 0.452 1218 36.198 6.046 OM 0.921 5L.194 0.017 0.081 0398 OXMI 0.01 0283 0.163 0.102 0.825 35 751 64.45 8057 20.722 0.813 2.253 51.521 14.865 0.833 0 37202 0.029 0.061 0.317 0.057 0.007 0335 0.177 0.072 0.844 3u Î67 78.1 83.57 38.129 1.615 4.772 . . . 31 75b 75.37 87.43 27.228 1.629 3.962 . 33 Wl 4K.64 69.4 14.857 0352 0.865 18.979 5.077 0.351 0.689 65.684 0.007 0.106 0.34 0.06 0.006 0.142 0-071 0.056 0283 JJ »14 56.43 75.43 17.053 0504 1.179 20.75 7.654 0.516 0.937 63.988 0.007 0.108 0337 0.059 0.O06 0.172 0.093 0.047 0359 j4 B44 71.18 84.77 22.699 1.002 1585 51.426 16.068 0.94 1.95 38.333 0.033 0.061 0.264 0.105 0.005 0348 0224 0.071 0.846 35 B65 44.3B 67.36 13347 0.187 0545 12333 2584 0.172 0.372 72.714 0.007 0.14 0525 OjM 0.008 0.126 0.068 0.058 0298 ib 896 41.3 6553 12.798 0.16 0.504 13.009 2.13 6.162 036 72546 0.009 0.133 0536 0.06 0X09 a 123 0.072 0.064 0.342 37 v36 4KJ 70.7 14.894 0.319 0.902 29.9 6.258 0323 0.728 58.077 0.002 D.1I9 0.369 0.061 0.006 0 0.0OS 0XÖ2 0.043 3s v57 52.08 69.97 17.009 0368 1.166 41.676 14.428 0.757 1.667 63.684 0.001 0.073 0248 0.065 0.005 O.018 0.009 0.004 0XTT2 jV wl 46.73 69.17 14.102 0.272 0.728 39.183 6.782 0271 0.63 69.767 0.001 0.087 0228 0.057 0.006 0.019 0.009 0.004 0.046 ii'ln 22.74 46.77 9.7641 0.028 0.339! 22.87 059 0.022 0353 28.213 0.045 0.134 2.137 0.026 0.028 036 0.176 0.102 0.746 W «OU 22.57 45.3 105645 0.0268 0.3188 1828 0.793 0.024 0222 30394 0.033 0.151 1.955 0.031 0.025 0.477 O.OVS 0.122 0.676 vT !S31 3U.3S 52.77 11.7404 0.O31S 0.3157 1337 1.275 0.031 0268 32.401 0.021 0.155 l.MK 0.033 0.025 0391 0.095 0.103 0.627 338 Annexe 42 (suite) : Tableau des résultats des analyses géochimiques des sédiments du sondage LLCl du Marais du Col-des-Roches, 9Wm (NE, CH) N* l'rottndrar Teneur en au Ponine Carboni IdUI AhX* HTdroetnc CaHI RhUu Carbone OTTuIqDC AfOIr orfaoloDr orxanjqur Caldufn J Potualum Strrm Ihm Magneti!!» Sotllun Mutande Fn- Ahimlnli-m OrthoplHpniln SOkc 9S li3b 25.76 50.57 10.1616 0.0267 0.3372 20.13 0.609 0.023 0267 29246 0.O33 0.14 2.042 0.023 0.023 0.482 0.145 0.098 0.797 W 2554 2446 4Ü.2 11.9299 0.0175 0.2074 8.51 0.826 0.017 0.145 37.221 0.016 0.141 1.821 0.028 0.026 0.36 0.067 0.086 0.496 luu UM 26.19 50.8 9.5008 0.033! 0.368 243 0.639 0.028 0357 27.265 0OJ 0.132 1.953 0.026 0.03 0.52 0.173 0.1 0.92 lui »677 27.64 52.8 9,9377 0.0375 0.3245 21.73 0.783 0.023 0.249 29,177 0.027 0.126 1.496 0.025 0.026 0.414 0.134 0.09 0.703 loi 2691 25.84 47.37 10.0866 0,0282 0.3381 20.73 0.641 0.025 0.255 30.163 0.026 0.125 1.759 0.026 0.027 0.433 0.099 0.098 U.627 lu* i/US 27.49 4837 10.2651 0.0395 0.3534 20.1 0.888 0.03 0J27 30.1 0.024 0.138 1.673 0.027 0.O24 0.388 0.133 0.102 0.713 IUi nid 24,36 48,57 10.3192 0.041 0.3551 19.45 0.812 0.033 0.296 29.404 0.023 0.171 2.445 0.031 O.023 0.459 0.128 0.094 0.794 I Ui JsU 26.25 52.33 8.8363 0.0331 0.3637 28.4 0381 0.023 OJ17 23.916 0.024 0.085 1.239 0.02 0.027 0.437 0.13 0.103 0.614 IUO 2848 23.27 48.17 8.6663 O.02S3 0.2833 2935 0.485 0.022 OJlB 28.107 o.o:s 0.078 1.058 0.019 0.026 0.402 0.158 0.108 0.756 lu? 3slÌ 24.08 43.27 9.5932 0.0356 0.3758 23.6 0.638 0.03 0,319 30358 0 023 0.082 1.227 0.021 0.027 0.449 0.158 0.119 0.756 IUi 2889 22.66 44.57 8.9654 0.0233 0.3736 26.73 0.456 0.023 0.369 28.924 0O36 0.082 1.416 0027 0.031 0.727 0.183 0.103 0.986 1« 1976 29.23 56.8 8,5725 0.D21 0.3786 29.48 0.455 0.023 0.337 27.663 0.002 0.081 Ufi 0.021 0.031 0399 0.194 0.124 1.016 IIU 2VKa 24.1 53.67 9.6796 0.0223 0.326 21.68 0.457 0.02 0.299 30.906 0.037 0.078 1.477 0.019 0.02« 033 0.298 0.105 1.016 Ili ludi 26 99 47.6 10.8195 O.D312 0.3136 16.36 0.928 0.025 0.209 33436 0.Ol 8 0.169 1.863 0.031 0.023 0.315 0.09 0.109 0.635 111 Muï 26.72 55.4 10.9166 0.O4S7 0.3575 18.69 1.013 0.037 0.256 29.406 0.025 0.171 1.80! 0.029 0.024 0.42 0.144 0.092 0.S7K hj 3ol5 27.42 50 10.8651 0.0505 0.3688 18.91 1.046 0.039 0.2B2 29.343 0.026 0.174 1.834 0.031 0024 0JS8 0.14 0.101 0.823 114 .'ulti 27.73 50 47 10.9735 0.0379 D.3234 17.39 0.916 0.03 0.269 29.405 0.022 0.17 2.453 0.031 0.026 0.35B 0.095 0.094 0.727 115" .VMo 28.2 50.77 10.7193 0.0413 0.3134 16.87 0.76 0.029 0.225 23.236 0.031 0.159 2.46 0.03 0.026 0.419 0.152 0.115 1.006 il» 305» 23.68 54.2 10.6711 0.O413 0.2972 16.3 0.836 0.03 0254 29.755 0.026 0.163 2.424 0.036 0.026 0.37 0.124 0.095 0.803 io 3075 26.97 4B.9 11.4365 0.0483 0.3309 15.1 1.197 0.039 0.25 30.551 U.02 0.19 2.175 0.036 0.024 0.332 0.085 0.091 0.647 mm 3104 27.84 49.93 12.0871 0.033 0.299 11.68 1.364 0.029 0202 31.632 0.UI 0.207 2.62S 0.04 0.022 0.326 0.091 0.09S 0.774 Ii9 JIJi 24.89 41,57 12.4501 0.0215 0.2394 6.73 I.09B 0.022 0.144 34.6 0.01 0.159 2.322 0.O34 0.023 0.269 0.033 0.076 0.331 110 3134 32.45 56.47 12.0339 0.0479 0.35O9 13.43 1.601 0.044 0.235 31.257 0.021 0.207 2.129 0.036 0.022 0.335 0.095 0.09 0.787 111 3I4J 30.11 53.9 11.4299 0.0528 0.3404 15.7 1.285 0.047 0251 30.672 0.019 0.19 2.331 0.033 0.024 0.337 O.08 U.083 0.626 ni 3131 30.2 55.77 11.724 0.0472 0.3339 13.58 1.306 0.041 0223 30.769 0.022 0 201 2.131 0.034 0.024 0.343 0.095 O.084 0.777 Ili 5194 36.9 5K.3 14.73S 0.1375 0.7345 17.6 4.778 0.142 0393 29.483 0.UlS 0.224 2.012 0.034 0.022 0.427 0.074 0.082 0.674 ili ?20s 39.OV 54.2 19.3727 0.2403 1.3049 27.37 11.407 0229 1.226 26.079 0.016 0.218 2.132 0.032 0.02 0.65! 0.064 0.082 0.676 Ili 31.26 5523 11.9574 0.0515 0.3363 13.35 1.402 0.043 021 31.272 0.019 0 199 2.351 0.033 0.024 0.328 0.079 0.079 0.657 ilo 3116 25.42 43.13 11.8312 0.0221 0.214 8.81 0.839 0,02 0.13 33.327 0.012 0.158 2.242 0.034 0.024 0.269 0.041 0.039 0.408 i:ì 3IbIl ÎS.55 53.67 11.4509 0.0441 0.2991 13.98 0.837 0.033 0206 30.655 0.022 0,174 2.295 0.031 U.026 0.354 0,095 0.085 0.757 ils 3177 3336 60.07 12.3173 0.0586 0.3737 12.44 1.843 0.048 0249 31.615 0.013 0.197 1.968 0.034 0.024 0.333 0.075 0.079 0.644 IJm 3Jy i 29.85 54.73 10.9851 0.0394 0.2858 15.12 0.703 0.0» 0262 29.545 0 031 0.157 2.793 0.036 0.028 0.41 0.154 0.094 0.96 1¾ 33uu 27.5 53.9 M.1465 0.0429 0.297 13.54 0.813 0.031 0205 31.019 U.025 0.17 2.366 0.032 0.026 0.374 0.098 0.082 0.806 l.i| 33 Ij 29.49 55.6? 10.9248 0.0402 0.2944 14.64 0.648 0.023 0.231 30.355 0.03 0.154 2.308 0.031 0.02S 0.494 0.148 0.106 0.385 I.U 3313 29.48 55.13 11.0009 0.0381 0.2987 14.8 0.654 O.D27 0.246 29.876 0.028 0.154 2.831 0.031 0.028 0.396 0.128 0.093 0.772 133 334Î 28.63 55.83 10.7263 0.0357 0.3036 15.66 0.693 0.028 0.252 28.907 0.039 0.157 3.122 0.037 0.023 0.457 0.195 0.097 1.112 i:v» 1Î61 29.62 54.6 10.5371 0.039 0.3402 18.35 0.722 0.029 0.272 28.776 0.034 0.152 Î.4I3 0.032 O.028 0J81 0.139 0.091 0.761 i3i 337* 29.76 5267 11.0347 0.035S 0.3191 14.62 0.75 0.028 0.274 30.291 0.021 O.I6y 2.549 0.034 U.026 0.31 0.085 0.085 0.537 |J6 33vi 28.66 55,03 10.6372 0.0119 0.3326 17.43 0.70S 0.031 U.259 30.052 0.026 0.147 1.903 0.028 0.027 0.327 0.099 0.0SS 0.607 i3? .UiI 22.59 38.7 12.588 0.0212 02195 5.2 1.251 0.024 0.151 35.735 0.006 0.123 1.384 0.023 0.025 0297 0.022 0.062 U.219 1.1» 34¾ 27.36 49.S 10.8443 0.04 IS 0.3306 18.37 1.053 0.04 0279 29.814 0.023 0.141 1.657 0.027 0.025 0.332 0.094 0.084 0374 I .W 28.35 53.1 11.0684 O.0344 0.2868 13.S 0.636 0.023 0.211 30.866 O.02y 0.156 2 425 0.032 0.027 0J43 0.117 0.082 0.809 I4U 3iu3 24.53 43.83 11.968 0.0246 02575 10.22 1219 0.024 0.171 33.239 0.016 0.147 1.912 0.036 0.024 0.321 0,065 0.1 0.4B7 141 3J1Ù 27.67 41.5 12.7469 0.0311 0.339 8.94 1.919 0.035 0248 33.674 0.012 0.151 2.12 0.035 0.025 0.286 0.042 0.087 0.37 I4i 3ÜS 26.34 46.27 11.5181 0.0397 0.3516 15.59 1.53 0.038 0.265 30.645 0.02 0.17 1.975 0.033 0.025 0.356 0.077 0.088 0.547 UJ Hit. 27.11 50.6 10.949 0.0423 OJQ79 17.06 1.035 0.035 0.227 29.951 0.022 0.158 1.938 0.029 0.026 0.329 0.0S7 0.033 0.546 144 "57s 26.63 52.2 10.7574 0.0382 0.3173 17.78 0.672 0.022 0.166 29.811 0.023 0.155 1.821 0.03 0.026 0.34 0.079 O-082 OJIS Ui 35« 35.32 54.63 14.027 0.1222 0.7131 20.33 4.872 0.126 0.609 28.478 0.019 0.195 1.31! 0.032 0.023 0.4S6 0.061 0.033 0.497 NC Ioli 25.72 49.63 10.5185 0.04O4 0.3113 19.3 0.923 0O33 0219 29346 0.032 0.145 1.765 0.028 0.026 0.335 0.093 0.081 0.577 147 JSlU 26.57 51.47 10.1509 0.02SI 0.259S 20.63 0.699 0.026 0.197 29.11 0.027 0.126 1.725 0.029 0.027 0.323 0.079 0.086 0.487 »s 3850 26.05 4897 9.9776 0.0335 02718 24.53 1.091 0.032 0.227 27.62I OD? 0.123 1.43 0.028 0.02 0.143 0.09 0.038 0.535 14* ysiv 27.22 48.27 10.6169 0.0413 0.2935 20.99 1.00? 0.036 0205 29.053 0.022 0.136 1.608 0.028 0.02 0.323 0.03 0.091 0.497 JiO .¾¾ 30.19 53.53 12.0523 0.0619 0.JI06 22.65 3.128 0.065 0.446 27.572 0.022 0.137 1.941 0.031 0.018 OJ73 0.072 0.127 0.604 lil 3875 23.96 45.13 9.6149 0.0242 0.25SX 24.08 D.647 0.021 0.189 27.855 0.031 0.112 1.362 0.026 0.021 0.339 0.1 0.09 0.596 Ili .*8S!J 23.32 33.73 11.0016 0021 02332 14.43 0.771 0.016 0.14 31.073 0.022 0.13 1.961 0.03 0.019 0.309 0.083 0.094 0.544 l>i J1AJl 26.13 44.17 10.8451 0.0339 0.3042 21.7 1.393 0.037 0262 33 0 025 0.168 1.839 0 033 0.022 OJ 66 0.088 0.097 0.597 li* io37 42.73 67.37 11.0307 0.0411 0.3042 17.05 1.022 0.038 0.23 29.981 11.023 0.132 1.743 0 03 0.02 0.354 0.076 0.101 0325 IÌ3 4-)53 35.12 58.07 10.8446 0.0302 0.212 17.55 0.975 0.027 0.183 30.123 0.023 0.13 1.951 0.03! 0.02 0.36 0.081 0.106 0357 IXl 40t* 33.33 53.77 17.663 O.I53R 1.2385 33.08 10.154 0.164 1.094 23.261 0.02 0.147 1.635 0.027 0.017 0.723 0.074 0.095 0.617 Annexe i? 339 Annexe 43 : Descriptions des zones géochimiques à partir des analyses chimiques du sondage LLC1 du Marais du Col-des-Roches 1.2. LA SPÉCIATION DES CARBONATES : LES ANALYSES CHIMIQUES DE LA PHASE ACIDO-SOLUBLE 1.2.1. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble du forage LLCl 1.2.1.1. Zone Gl (-41 m, -13 m) La zone Gl, correspondant aux argiles silteuses grises couvrant le Pléniglaciaire et le Tardiglaciaire, se caractérise par un pourcentage de calcium quasiment constant (30 %), sauf en GIc. La teneur en magnésium permet de scinder la zone Gl en quatre sous-zones. Les sous-zones GIa et GIb se distinguent par la variation du taux de strontium dans la première partie de GIb. La sous-zone GIc, correspondant à des gyttjas, se différencie des deux sous-zones précédentes par une importante diminution du taux de magnésium, de fer, de potassium, de manganèse et de phosphates ; à l'opposé, on y observe une légère hausse du pourcentage de calcium. La sous-zone GId qui correspond à la fin du faciès argileux montre une composition chimique identique à celles des sous-zones GIa et b à l'exception du taux de magnésium qui est le plus bas de cette unité lithostratigraphique. 1.2.1.2. Zone G2(-12,-9 m) La zone géochimique G2 correspond aux craies lacustres. Elle se caractérise par le 340 pourcentage de calcium élevé (80 %), par un taux de sodium trois fois plus important que dans le faciès argileux et par une diminution très nette des taux de fer, silice, aluminium, potassium, manganèse et phosphates ; le taux de strontium décroît également mais pas de manière aussi marquée que les éléments précédents. 1.2.1.3. Zone G3 (- 9, - 7.20 m), les craies organiques Dans cette sous-zone, on observe à nouveau des pourcentages de silice, de fer, d'aluminium, de potassium et de phosphates supérieurs à ceux qui ont été relevés dans les craies lacustres, mais inférieurs à ceux du faciès argileux. Les taux de magnésium, de strontium et de manganèse montrent également une hausse, mais les valeurs maximales sont très inférieures à celles qui étaient relevées dans les argiles silteuses grises. 1.2.1.4. Zone G4(-3,-7.20 m) Cette zone géochimique correspondant aux gyttjas s'identifie par la stabilité de ses taux en magnésium, manganèse, strontium et sodium. Les autres éléments montrent des variations bien marquées. Annexe 44 : Tableau des pourcentages des différents paramètres géochimiques mesurés sur les sédiments des sondages jumeaux LLC1-3/4 et LlCI-S du Marais du Col-des-Roches, 910 m (NE, CH) Ii *r O (N > 3C < 3i 3\ T 3C 1 10 f, fi 30 E 30 3C •-1 E = 31 v- -C Tf T-30 iC Tf rr S t; C 3i V-J Tf 3; 31 Tf LA 3\ 3( N « T Tf LT; TT A r- O 30 3 3- s -C Tl A A A X T C C A E ¦O T T T c [A ri ^ 31 3 i A S ¦c (N 1 N ri O ni A 30 S rN 30 »f LA O SO 10 30 TT O TT 30 T m r-f ¦: IN 5 *- X Tf -C Tf Tf *i Tf " T^ Tf Tf = ¦S T"! [N Ti Tf Tf 2 ¦c ' A ¦A T ir Tl Tl 3> N r> o — T 3- C X Tf T A ri Tf N n -a E I^ — N £ I A A ri [N ! A X 3C E 10 a 30 X /i » B 3V /1 m r ¦O »i * E 31 § C =: = 1 J-I W-I ¦ç v-i Ln l U-I ¦n Jl rN 3 Tl N T TT-I LA V A i. A A * if A r* A (^ N 5 r- N UA TT JA A s N j-i — o — N r^ N C V K §§ ! 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Jl 3 5 i d 3l S d l B d 39 S d E B d B d i ci d i B d d 3 d i d 2 d d fï S d i TT 3 d d d 1 2 I E B d X d 3 d ¦o B 5 1 d i d E 3 d I [N O d N N = O d d JC q 3 E =1 d 5 d IC O d 3 -C ¦N 3 (N p X d JO 3 3 i d N r» q 3 d K d 30 O 3 d IQ d r. JO E d S 3". d E 3 E E ¦d Si 3 d d 5 d d d £ i d -d Tl d d d S E S d 3 d 1 d g = 3 i A N d r-N d 1 d A S d q d d d A OC g Tf A I 3< O d d [N d i ¦30 d Vl P' 3 V, d -a-d B C ^ ¦* se d (S ¦sO 10 a d y-JC 1 d 1-d T? Ö d -s-0 iq Tf 7-d E ic O O d id N Id •r, d S d OC d d d d 1 Ö IO 1 O OC N o" d S d d d IC IO d CJ-d JO OO d Tf d c d d f 30 kA 31 d Oi d N >d N 5 C Tf N d KN O rj Tf I d 3 d 00 d 31 d [N d ¦31 N d Tf L^-A J3 3 d ! - ci O d I d •Si r-rA d 30 d d S d vi E d L c" C d d OO Jl OC V. ¦M d È r30 Jl 1 -a- - « l> ^- r-, •è 1> C 3 p s g d d 3i •C d O 31 ^ d S 3; r-i g Tf 30 ç P q IO d 30 v2 o A 3i E A A ¦A A d iC IA A d d N Tf d A d N d h ri ¦6 n T S. a. ri 3 -I -*\ ¦N ^ ^ 30 E d 1 >c 1*1 I TJ- Tf —1 C 30 —1 S, "S 31 d [N J-I 0 ¦d N Tf N -*-i s; ^ ^ -r, 31 E A E **- A S Ji CN -G -C Tf A V, 5 3C •C A E ¦A ¦C A TT N —j f d A J-I 30 N TT A 3C TT Tf h d d •3 O il O C d d *i i * 1 *-> d i 31 IC. d Tf O TJ-d 3i d ¦o 3C 3i d 3" no O E d X 3 d l d 3 -j Tf d 30 iC d * T 3C 30 d A d d g d JC d d s d S Tf d 3 3i d d S d C d 3 d A 3 d C î d N S d 1 d i' Ì g v. O t d D d JC d S I -¦ I S -4 fi C d TT 3 d [N d N N d d N d TT N d N d C d q -T d 3 d -s d E b 5 N d s A Tf C C ^ C ij~. Zl d 2 l fi IA ¦Ì 3 b D 2 i»r, 3 S -- r '1 C A C f ^ B "M ^ C N A -N N N s § f § § g 3 5 § c V. - -J "¦ T « * r^ 30 * = - 2 - - 2 £ - se: 5 N K -C Tf N * N N C =¦¦ D - -l -: rr r, ¦c À JO rA Z) = f Tf 1 -f f' Tf T? T T K A ^, S Tf Annexe 45 : Descriptions des zones géochimiques à partir des analyses chimiques des sondages LLO à 5 du Marais du Col-des-Roches 1.2.2. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble des forages LLC1-2 à 5 Les analyses des forages LLC1-2 à-5 permettent de faire un zoom précis sur le passage argiles silteuses grises (zone Gl)-craies lacustres (zone G2) du forage LLCl de la figure 2.75. Les 86 échantillons ont été analysés. Les données brutes issues des analyses sont dans l'annexe n° 29. La variation des paramètres mesurés, représentés en fonction de la profondeur, permet de différencier 5 zones géochimiques. 1.2.2.1. Zone 1 (-13, -12.15 m), la fin des argiles silteuses grises et la gyttja Cette zone géochimique, qui correspond à la fin du faciès argileux du Dryas récent, est caractérisée par une hausse progressive du taux de calcium qui est accompagnée par une diminution régulière du magnésium, de la silice, du potassium, du fer et du manganèse (sous- zones GIa et b). La sous-zone GIc montre une légère hausse de tous les paramètres que nous venons de citer. La sous-zone Gl d correspond à un niveau de gyttja qui a enregistré le début de l'Holocène. Une augmentation très nette des pourcentages d'orthophosphates, de sodium, associée à la chute du taux de magnésium, permet de différencier cette sous-zone. 1.2.2.2. Zone 2 (- 12.15, - 10.30 m), les craies lacustres Cette zone se différencie par des taux de calcium (37 %), de magnésium (0.35 %) et de 342 sodium (0.009 %) presque constants. Les taux de strontium et de manganèse montrent une tendance décroissante. Les taux de silice, d'aluminium, de potassium, de fer et de phosphates sont moins importants que dans la zone Gl, mais ils sont très variables (ils montrent en particulier une hausse à 11.37 et à 10.30 m dans les niveaux organiques). On remarque que ces augmentations ne sont pas ponctuelles mais qu'elles sont progressives, comme leurs diminutions après les niveaux organiques. 1.2.2.3. Zone 3 (-10.30, -9.75 m ), les craies organiques La zone G3 se distingue par une diminution du taux de calcium, de magnésium, de strontium et de manganèse jusqu'à un minimum correspondant à un niveau organique à 9.75 m. Les autres éléments majeurs (Si, Al, Fe, K et P04) montrent une hausse très marquée jusqu'à ce niveau. 1.2.2A. Zone 4 (- 9.75, - 8.85 m), les craies organiques Cette zone se distingue par un taux de calcium croissant. A l'opposé, les pourcentages de silice, d'aluminium et de fer montrent une décroissance régulière. Les taux de magnésium, strontium, sodium et de manganèse restent fixes. 1.2.2.5. Zone 5 (- 8.85, -8.45 m), le passage des craies organiques aux gyttjas Cette zone chimique est caractérisée par une diminution du pourcentage de silice et d'aluminium. Le taux de calcium est encore en progression tandis que celui du magnésium et des orthophosphates régresse. Annexe 46 : Tableau des résultats des analyses géochimiques des sédiments du sondage LLC2 du Marais du Col-des-Roches, 91Om (NE, CH) f IWtndtur r wrjii AHtT Carbon« Hydren. Kcddo CarborH AEHv rlfdropiK Carbonr I Anne CJ dorn Smotterà Micnkn ManrjDbic ShTiobi SSkT OnbafCHMphx« Al^iftu, 1 '"jT J1.1 6v iî.v33 i-T-Mi 1.4ÜI - 6/ IaJ M 2.06 31.Bi] 4.lo4 - .> 7j Ï8.1 S6 UJ! 3!.yss 4-lvi - 4 »y »3.1 y3J I.6IJ 36.433 4Jk i S 1IKl Sj .s vi.v IJ7I 3Ï.U6» s.iuy 6 ni S3.4 sv LaJ iS".49V 4.7Û3 i i;.1 K 1.4 a3 1.7Ji 3s.4*4 i.öo4 S 1J4 si.7 Vl l.«W 34.343 4.6B1 y 14? s2,v ai.J 1.676 4i.iò! i-418 lu im lui Ju. 7Oi 4.teî il i7J 7Ki b'7.7 LSII Î6.61 4.Î4 I! ItM aiJ V4 1.14¾ 4Ü33 i.iiï IJ I» Bl.B By.7 l-BÎJ 40.1Ì37 5.1» 14 30b 83.4 s4 I.SSÌ 41.414 $.333 Ii 313 «6.1 vl.) 1.713 28.ÛS6 4.UiB1 IO 335 si.V SB.j l.WW 3a.!ôi ï*1 IJI 842) K6.3 I.SV6 Jb.141 S.Ö7 la 1-)6 K W. 7 l.y7J itiMi 5.23s W 35!) sl.e 1JU 1.43s 4.1Ii Jo loti K4.y •)1 1.ÛI3 ¦14»! i.luS 11 Ja* S(I J B6 1.73 4i.43y iiii ij JiJJ »1.3 8V.1 1.64J ÎJ.vaë 4.75I U Ho K4.J y i.3 1.824 40.Vi y i.i34 jj: si 8S.Ï I.7s3 ¦W^7 i.o4J JS 'Jj SJ .6 BS.J 3.037 3iJlv 4.7tìi 20 roi ai.3 W l.S/6 44.Ì4J S.4 /i .-1KB »J.4 sa I. 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(JiJ 1..5Ob 4.414 0!v7 U. 708 i'jJii 0.ua3 u.40s 0.01W U.0&3 U-018 0.OV6 o.i sy S7 6V4 Ì6.J Oi ii.it, 13.Wi Ü.VÜ1 31.450 li.lly 1.Wv !.43v 4,lii I)JJO 0.7*7 Ü.671 0.UVi O.S7b 0.&II 5.041 47« Ö.I03 0.163 i.ili ' 4.vl4 UJ34 0.71y 61.710 0.105 0.43'J OOuv 0.064 O.S JJ ü-uiT <0 Is i 43.1 6Ì &.I93 IÜ33 ûJÎU 16.710 1Î.6I4 1.15V li4a O.IW 0.4l6 70.1Ì6 u. 14! U.410 OAOs O.Ooü O.S4b O.Oos (1 7y! Jn.7 61 I). 14 S I loos' ô.4vb 16 UiO l6.l08 iW 3isO 2.681 Ù.il4 0.4 li 68.670 0.14Ì 0.4ÌO O.0O8 0.06S 0.4Ü 0.O63 O.ÜS4 o.-riy SB.OIi U.052 o.!7y 0.630 U.072 u.o;y O.OBS 0.1 Jy "SI 1¾! Ivi 4M.3 IJ.OÜ 10.804 0.331 12.860 Ì.Ì4J Ù.IÏÏI l.J*i o.;l; 0.03? 0.176 tó.ò'Xi 0.466 o.oi t ò.ùb'0 0.15J 0.06K 343 Annexe 47 : Descriptions des zones géochimiques à partir des analyses chimiques du sondages LLC2 du Marais du Col-des-Roches 1.2.3. Les analyses chimiques de la phase acido-soluble du forage LLC2 35 échantillons prélevés dans les argiles silteuses grises, les gyttjas et les sables à matrice argileuse entre -13 et -6 m de profondeur ont été analysés. En revanche, les tourbes ne l'ont pas été. Les données brutes se trouvent dans l'annexe n° 30. La variation des éléments chimiques mesurés permet de distinguer 2 zones géochimiques dont une peut être scindée en plusieurs sous-zones, figure 2.76. 1.2.3.1. Zone Gl (-13, - 6.60 m) Cette zone se différencie par un pourcentage de calcium supérieur à 60 %. Les sous-zones GIa et GIb correspondent aux argiles silteuses grises. Le taux de strontium y est croissant. Des variations importantes sont 344 observées dans la sous-zone GIa ; mais tous les éléments majeurs mesurés montrent des valeurs maximales atteintes à la fin de cette sous-zone. D'une manière générale, les pourcentages de ces éléments diminuent dans la sous-zone GIb. Les sous-zones GIc et GId correspondent aux faciès des gyttjas. Ces deux sous-zones se distinguent par une diminution des taux de calcium et de strontium. A l'opposé, les pourcentages de silice, d'aluminium, de manganèse et d'orthophosphates présentent un gradient croissant. Seul le taux de sodium reste en partie stable. 1.2.3.2. Zone G2 (-6.60, - 6.40 m), le niveau de sable dans une matrice argileuse Cette zone correspond à la rapide augmentation du pourcentage d'aluminium parallèlement à celle de la silice. A l'opposé, le taux de calcium régresse ainsi que celui du strontium, du magnésium, du manganèse et des phosphates. Annexe 48 : Tableau des pourcentages des différents paramètres chimiques mesurés sur les sédiments du sondage 2 du lac d'ILAY, 778 m {jura, France) 1 O = O C C E 5 3 O ; » 5 s » s C : o = SS Z c V-Z S c SC C Sf- ¦^ C 3 C IT S 5 B ¦a-c c f* < § r* c t S sC C 3 ». o f 3 3 I C OC s £ X X S Ì S g 5 r^. 8 Ê 3 3 d £ 1 X I £ X d B CC s O a X a O i 2 5 g C O d s 3 3 3 » q r 3 c s a X - - a X d C d Z 3 d q £ s E 1 S d d d i C i s sO I E I V7 3 « d ^ C r*1 v-g s s » d g s» q O ». d q 3 -s H-I d 32 S d 3 c ». 3 r* 3 O 3 3 d r--3 d d d S d SC 3 3 d i 5 3 ! d I I i i X d I 2 2 X 5 I S d q X if; s S x: I DC S I 3 X d 3 X i X d I f 3 d d 3 5 d » S K I I X i i d § d fi g S d § X § i s d I a d 3 d d S d i d d r- d § 2 I d x d i d d 3 5 Z d 3 3 d d d r = OC 3 i X 1 a s d i i a X d d f 5 d S d d se f !^ g ». 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SC se r-i (si ir, ». f- « 1 SU ^ J 'C "I sO 3 s 1SC O. r-i F-a oe K sO "T X se n i—1 CÛ ». ¦JS 3 •a *r. f**, ¦^ ^ d -* as d d 9C ¦e- ». § S sO SO S g ^ rr ». se sO Tt rr-. 3* r-^ s £ 5 1 OC 3C 1 5 S I S "S TT ¦vT - 0- sO » ^s 3 ^ *<"! 3 n * Si SO 3 d 5 "T SS 3 q S sD 3 1^ ¦C - S q "- T: r-; Os 2 f *T -T t' 5 O sO Oi T- TT Ti d C O d ». in 3C «r d 3 £ = 5 Z1 ? •o ^ ^1 d -^ d 3 d SC r-' = io sH OC S » I J* d 5 = l d l ¦c O q 3 î * d •o d SC SC d * d s 2 **1 ». ci ïs d sp d s d d 1 I & d C K d 3 d 2 sC d d £ f V s I ^ "ï -¦ » l" Os "T "S ¦T S S S 5 e 3C -7 £ r-i 3I \C c r-i r*I ri I se iC r-^ sD se I 3 h sQ ». 1 rrv »s !- 7; 3C CC SC R S T ff "St i^-î C r*! T TT C I Os O C tt 4 a* r-" S r^ ¦^ ^ 5 ^T ^ £ S l Ts SC sC TT 5^ ¦T -^ ^- ^r ». ¦9 i sC "S c-. T ç » ? ¦5 S T ¦O ^ 5 •5 5 T^ •O s Tf d £ 1 -I d d d T. d s *J ^ s S ^ 5 d ^ sn ^ d t d d d d d d d d '-. d *^ Ej P^i r"- 2 d d se 3 OC sC 3C d Os 5 ft d s »ft S} H Ö SC ¦*' d S ¦T d -ï I d 3 -^ ^ rì ^ 5 I 2 B d 5 d ^: i d •t. S SC 3 d ? ? s g i - d a ¦£ s d 3 : d -t d V '" "I -S g - 3 i^\ S 1^ rft * î: ^ T 5 -j f ¦^ ^ S *' ™ oi R. fl1" T- TT ¦T rS S r-1 sO 1 £ ¦o W * xi I J. ^- r-L ^ 3 r^ -T 5 ^ Sv £ Tt S ó> ^ £ 1 S % -* ^L i 3C P-. « ^ ^ ^r 3C * ^ P ¦e iri ^1 =c W-, C -T o T_ 1O »<"* ^ c TT g r^ < l IC -.' T\ ^ \\ - - Z- £ - -si K k D' =¦ s 5Î K ? g ¦ï ? -7 K ^ s C - ^ » 5 - £ - t = - = -- ?¦ 5 3 ¦/". « ;: » Z *T -¾ 2 5 sC •C î Z - « "¦ -* V, ¦c - =* O* ^ r 2 ^ -î Z C S - s sC - S S R - S o_ s S se t ^ S = = " ¦T 3 ^ sC ç ~ ^ i?, ~ K s Ä S Annexe 49 : Descriptions des zones géochimiques à partir des analyses chimiques du sondage d'Ilay (Jura, France) 2.2. LA SPÉCIATION DES CARBONATES 2.2.1. Zone Gl (-170, -112 cm), les craies lacustres inférieures Cette zone géochimique {figure 2.85) est caractérisée par la teneur régulièrement décroissante des orthophosphates ; cet élément passe en effet de 0,040 à 0,015 %. Les teneurs en calcium (37 % ), strontium (0.06 %), potassium (0.003%), fer (0.05 %) et en aluminium (0.010 %) sont constantes. En revanche, le taux de magnésium oscille entre 0,055 et 0,065 %. Celui du sodium montre un léger maximum à -155 cm et à -112 cm à la limite de la zone Gl. 2.2.2. Zone G2 (- 112, - 62 cm), la suite des craies lacustres La zone G 2 est caractérisée des teneurs stables en calcium, strontium, aluminium, potassium, fer et orthophosphates. Les taux de magnésium et de sodium augmentent régulièrement jusqu'à 85 cm puis diminuent ensuite à partir de cette cote. Le taux de manganèse décroît légèrement dans cette zone. 2.2.3. Zone G3 (- 62, - 50 cm), les premières gyttjas La zone G3 se distingue par une diminution de 10 % environ du taux de calcium. Parallèlement, cette baisse est accompagnée de celle du magnésium et du manganèse. A l'opposé, les pourcentages de silice, d'alurninium, de sodium, de potassium et de fer augmentent légèrement. Les taux de strontium et d'orthophosphates sont inchangés. 346 2.2.4. Zone G4 (- 50, - 48 cm), !'intercalation crayeuse Les tendances s'inversent par rapport à la zone précédente. Le calcium atteint de nouveau 40 % et les pourcentages des autres éléments diminuent. 2.2.5. Zone G5 (- 48, - 35 cm), le deuxième niveau de gyttja La zone géochimique 5 est caractérisée par la diminution importante du calcium, du magnésium du strontium et du manganèse jusqu'à la cote 38 cm. Cette diminution se fait au profit de la hausse très marquée de la silice, de l'aluminium, du sodium, du potassium et du fer. Les orthophosphates augmentent légèrement. Après la cote 38 cm les gradients observés s'inversent très rapidement pour atteindre à nouveau les pourcentages obtenus dans les niveaux de craie inférieurs. 2.2.6. Zone G6 (- 35, - 8 cm), les craies lacustres supérieures La zone G6 est caractérisée par un diminution régulière du taux de magnésium dans la première partie de la zone qui est associée à deux hausses ponctuelles du strontium. Ensuite, les pourcentages des éléments de cette craie lacustre sont identiques à ceux de la zone G2. 2.2.7. Zone G7 (- 8, 0 cm), la gyttja terminale Le pourcentage de calcium passe de 35 à 25 % ; la hausse progressive de la silice, du sodium, du potassium, du fer, du magnésium et de PO4 est caractéristique de la zone G7. Par ailleurs, les taux de magnésium et de strontium restent constants. Diagramme 2.11 : Le Marais du Col-des-Roches (NE, CH), 910 m, forage LLCl de 12.80 à 40.57 m de profondeur, (en pourcentages) -VU' I JiKJl \ \-h IMI :*'i L L II !:•' L t t. .j:;. 1. L Ll I «r. LLL LLL '•• LLL '« LLL ,,- LLL L L L Z: LLL ^. LLL y: LLL .„ LLLl I LLL ¦ ¦ L L L1 I "7« LLL ;.,>; LLL', ".„„ 1 L I. 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