Étude géoarchéologique du système d'irrigation de Sarazm (IVe-IIIe millénaires av. n. è) : de la gestion de l'eau à la fabrique du paysage fluvial de la moyenne vallée semi-aride et tectoniquement active du Zeravshan (Tadjikistan, Asie Centrale)

Geoarchaeological study of the irrigation system of Sarazm (4th-3rd millennium BC) : from water management to the river landscape of the semi-arid and tectonically active middle valley of Zeravshan (Tajikistan, Central Asia)

• Auteur / Autrice : Lucie Cez
• Direction : Christophe Petit, Eric Fouache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Archéologie
• Date : Soutenance le 18/12/2024
• Etablissement(s) : Paris 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Archéologie (Paris ; 1990-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ArScAn. Archéologies et sciences de l'Antiquité (Nanterre ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Henri-Paul Francfort
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Petit, Eric Fouache, Bernard Delcaillau, Julia Wattez, Frédérique Brunet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Mutin, Benoît Devillers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tectonique

Irrigation

Zeravchan, Vallée du

3e millénaire av. J.-C.

4e millénaire av. J.-C.

Sarazm (Tadjikistan ; site archéologique)

Géoarchéologie

Mots clés libres

Géoarchéologie

Paysage fluvial

Gestion de l’eau

Irrigation

Micromorphologie

Tectonique

Climat

Geoarchaeology

River landscape

Water management

Irrigation

Micromorphology

Tectonics

Climate

Résumé

Cette recherche porte sur les anciennes structures hydrauliques de la microrégion de Sarazm dans la moyenne vallée du Zeravshan au Tadjikistan, des vestiges de canaux et un réseau de galeries drainantes (karez) creusés dans la plus haute terrasse de rive gauche sur laquelle l’établissement proto-urbain de Sarazm s’est développé au Chalcolithique et à l’âge du Bronze ancien, entre la seconde moitié du 4e et le milieu du 3e millénaire av. n. è. Afin de restituer les anciens systèmes d’irrigation dans leurs dimensions spatiales et techniques et les replacer dans l’histoire du paysage fluvial où ils ont fonctionné, l’approche géoarchéologique se fonde sur l’étude à toutes les échelles et la datation par luminescence (OSL) des héritages morphosédimentaires quaternaires du paysage fluvial (cône et terrasses alluviales) et irrigué (comblements de trois canaux et d’un karez). L’étude morphotectonique a permis de cartographier un dense réseau de failles extensives E/O à jeu subsident et de décrochements N/S à l’origine du compartimentage du relief en grabens dissymétriques. L’impact de l’activité néotectonique sur le réseau de drainage s’est manifesté par des paléoglissements gravitaires avec formation de barrages de débris sur le Zeravshan et des ajustements de la dynamique fluviale (défluviations, métamorphose, incision). Le modèle de formation des terrasses emboîtées de la microrégion de Sarazm met en évidence ce contrôle structural lié aux failles normales qui accommodent le soulèvement au sud, combiné aux processus d’aggradation/incision du lit fluvial sous l’influence des cycles glaciaires-interglaciaires au Pléistocène et d’une plus grande variabilité des conditions hydroclimatiques à partir de l’Holocène moyen. Sur la haute terrasse pléistocène, Sarazm s’est développé le long d’un paléotalweg collectant au sud l’eau des affluents du piémont (say) et au sud-est des diffluences du say Kamartash à la terminaison du cône alluvial qu’il a édifié au Pléistocène. Ce large vallon en eau a été aménagé pour les cultures agricoles sur les levées des paléochenaux aménagées en banquettes et facilité l’approvisionnement du site, ce dont témoigne un canal d’adduction qui en partait vers le nord à travers la zone habitée. La datation par OSL des structures hydrauliques a révélé l’existence d’un canal d’irrigation déjà fonctionnel à la fin du 4e millénaire, vers 3015 av. J-C., toujours en activité vers 2500 av. J.-C (canal 1). Alimenté par le Zeravshan, il permettait d’irriguer le rebord nord de la haute terrasse jusqu’à sa terminaison occidentale, son tablier colluvial ainsi que la terrasse post-optimum holocène en contrebas. Ce canal a également pu alimenter les secteurs nord de la zone habitée qu’il longeait. L’étude topographique, pédostratigraphique et micromorphologique de son remplissage révèle une gestion de l’eau maîtrisée qui s’exprime dans le dimensionnement et le profil de l’ouvrage, un contrôle des flux entrants et des pratiques outillées d’entretien et de réparation dans un contexte de perturbations sismiques récurrentes. Le creusement d’une galerie de type karez dans la terrasse pléistocène vers 2300 av. J.-C, ou antérieurement à cette date qui marque la fin de l’occupation de Sarazm, a pu répondre à une volonté de sécuriser la fourniture en eau au vu des contraintes à la dérivation des écoulements et la fréquence des secousses sismiques. Deux systèmes d’irrigation plus récents, l’un fonctionnel vers 500 av. J.-C, puis au 2e siècle apr. J.-C (canal 2) et un autre daté de la période islamique, entre le début du 11e et le 14e siècles (canal 3), indiquent que la haute terrasse a continué d’être mise en valeur par l’irrigation aux périodes historiques dans un contexte sismotectonique toujours actif.

This research focuses on the ancient hydraulic structures of the Sarazm microregion in the middle Zeravshan valley, in Tajikistan. These are the remains of canals and a network of drainage galleries (karez) dug into the highest terrace on the left bank where the proto-urban settlement of Sarazm developed in the Chalcolithic and Early Bronze Age between the second half of the 4th and the middle of the 3rd millennium BC. This work aims to restore the ancient irrigation systems in their spatial and technical dimensions and to replace them in the history of the river landscape where they functioned. The geoarchaeological approach is based on the study at all scales and luminescence dating (OSL) of the Quaternary morphosedimentary heritages of the fluvial system (cone and alluvial terraces) and irrigated landscape (sedimentary filling of three canals and a karez). The morphotectonic study revealed a dense network of E/W normal faults and N/S strike-slips faults at the origin of of a series of asymmetrical grabens. Several gravity paleoslides identified in the Ayni sector, upstream of Sarazm, illustrate the impact of neotectonic activity on the drainage network. This is attested by remains of debris dams in the valley floor of the Zeravshan River and adjustments in fluvial dynamics such as avulsions, fluvial metamorphosis and incision. The formation of the entrenched terraces system of the microregion of Sarazm results from the structural control related to the normal faults activity that accommodate the uplift to the south of the basin and to aggradation/incision of the fluvial bed produced by the glacial-interglacial cycles in the Pleistocene and the variability of hydroclimatic conditions from the middle Holocene. Sarazm developed on the pleistocene terrace, along a paleotalweg collecting water from the tributaries (say) of the piedmont to the south and several diffluences of the Kamartash stream at the northwestern end of the alluvial fan that he built in the Pleistocene. Inside this wide natural ditch, agricultural crops could be grown on the channels levees arranged in benches. A canal running from the bottom of the ditch in a northerly direction supplied water to the inhabited area. The OSL dating of the hydraulic structures revealed the existence of an irrigation canal already functional at the end of the 4th millennium, around 3015 BC, and still in operation around 2500 BC (canal 1). Fed by the Zeravshan, it irrigated the northern edge of the high terrace to its western end, the terrace scarp and the postoptimum Holocene terrace below. This canal may also have supplied the northern sectors of the inhabited area along which it passed. The topographical, pedostratigraphic and micromorphological study of its filling deposits revealed the water management expressed in the sizing and profile of the structure, the control of inflows and tooled practices for maintenance and repair the canal in a context of recurrent seismic disturbances. The digging of a karez-type gallery in the high terrace around 2300 BC, or before this date corresponding to the end of the Sarazm occupation, may have responded to the need to secure the water supply in view of the constraints to divert flows and the frequency of seismic tremors. Two more recent irrigation systems, one functional around 500 BC and then in the 2nd century AD (canal 2) and another dated to the Islamic period, between the beginning of the 11th and 14th centuries (canal 3), indicate that the high terrace continued to be enhanced by irrigation in historical periods in a still active seismotectonic context.