Peaty, lacustrine and marine deposits are relevant sediments for pollen investigations. Pollen analyses undertaken on such sediments may provide long and continuous pollen records. They may help in reconstructing the vegetation and climate changes during the Quaternary (see [41], for example). However, prehistoric settlements are often distant from these long pollen records [1]. Regarding the environment of prehistoric men, it is necessary to consider pollen analyses undertaken in archaeological contexts, even if they offer discontinuous and selective data. Taphonomic processes could affect the pollen material [36] and discontinuous sequences should be discussed with regards to long pollen records. Such studies focusing on the vegetation similarities is obtained from pollen analyses from the Lower Palaeolithic sites of Ca’ Belvedere di Monte Poggiolo (Italy), La Pineta (Italy) and the Vallonnet Cave (France).

Les dépôts tourbeux, lacustres et marins sont propices à la conservation des spores et des grains de pollen. Les analyses palynologiques de tels échantillons, obtenus par sondages et carottages, permettent d’établir des séquences polliniques continues couvrant de longs intervalles de temps. Ces enregistrements permettent de retracer les grandes lignes de l’évolution de l’environnement et du climat au Quaternaire (voir [41], par exemple). Mais, si l’on considère la problématique de l’environnement de l’Homme fossile, il n’est pas toujours possible de se référer à ces longues séquences de référence en raison de leur éloignement géographique [1]. Dans ce cas, la contribution des cortèges sporo-polliniques extraits de dépôts archéologiques ou encadrant des niveaux d’occupations préhistoriques est un apport intéressant à la connaissance de l’évolution de l’environnement et du climat contemporains de l’installation des Hominidés sur un territoire. Toutefois, une sédimentation discontinue et des perturbations taphonomiques ultérieures aux dépôts altèrent fréquemment le signal pollinique des sédiments archéologiques [36]. Il est donc indispensable d’examiner les conditions de dépôt et le contenu sporo-pollinique afin de valider ou de rejeter les spectres polliniques issus de prélèvements en contexte archéologique. Mais, pour les niveaux considérés comme valides, les environnements reconstitués n’offrent que des images ponctuelles des paysages synchrones d’occupations humaines. Il est alors intéressant de renforcer la validation des données palynologiques discontinues issues de sites préhistoriques, en recherchant, dans les longues séquences continues, d’éventuelles similitudes avec les assemblages de végétation en présence et leur évolution.

L’exemple d’une telle démarche est illustré par les résultats des investigations polliniques entreprises sur trois gisements préhistoriques. Les sites de plein air de Ca’ Belvedere di Monte Poggiolo et de La Pineta (Italie), ainsi que la grotte du Vallonnet (France) témoignent de l’origine ancienne du peuplement de l’Europe méditerranéenne. La cohérence des spectres polliniques autorisant les reconstitutions paléoenvironnementales et paléoclimatiques est envisagée au regard des similitudes des ensembles de végétation observées dans les courbes des longues séquences du Pléistocène inférieur et moyen, à enregistrement continu en milieux marins et lacustres, connues dans les régions proches de ces sites paléolithiques inférieurs.

Le site de Ca’ Belvedere di Monte Poggiolo (Forlì, Émilie–Romagne), sur la marge méridionale de la plaine du Pô, a livré des informations sur une industrie lithique archaïque témoignant de la présence ancienne d’Hominidés dans la péninsule italienne il y a environ 1 Ma [14] and [28] (Fig. 1). Deux carottages MP1 et MP6, prélevés à proximité immédiate du site, ont fait l’objet d’études palynologiques [17]. Ils font apparaître, à leur base, des argiles marines déposées en contexte régressif et, au sommet, les sédiments côtiers contenant l’industrie de Monte Poggiolo. Seuls les échantillons argileux sont riches en matériel pollinique. Si la formation de la colline de Monte Poggiolo est bien liée à des phénomènes néotectoniques, il est probable que la séquence MP1 précède MP6. Ainsi, ces analyses polliniques apportent uniquement des informations sur l’environnement et le climat précédant l’occupation du territoire par les Hominidés.

La description exhaustive des diagrammes polliniques détaillés MP1 et MP6 révèle un contenu pollinique complexe [17]. L’enregistrement pollinique en milieu marin proche du littoral superpose des associations végétales provenant d’un large bassin versant. Le traitement statistique des données polliniques par analyse en composantes principales a permis d’envisager objectivement les assemblages de végétation en présence par rapprochement avec les données phytogéographiques actuelles [21], [23] and [29] (Fig. 2). Trois ensembles s’individualisent selon l’altitude : (i) les taxons xérophiles et ubiquistes développés sur le littoral et à forte connotation édaphique, (ii) les taxons de la forêt mésophile caducifoliée des étages méso- et supra-méditerranéens et (iii) les conifères de l’étage oro-méditerranéen, auxquels il faut ajouter Artemisia, dont la position traduit peut-être l’existence d’espèces de milieu froid d’altitude. Le rapport entre éléments de la forêt caducifoliée et conifères d’altitude reflète la réponse de la végétation aux variations climatiques de type glaciaire/interglaciaire pour chaque zone pollinique des séquences MP1 et MP6 (Fig. 3) [17].

La base de la séquence MP1 traduit l’optimum d’un interglaciaire tempéré et humide, avec le développement de la forêt mésophile caducifoliée. Il est suivi, vers le sommet, d’une période de transition interglaciaire–glaciaire enregistrant l’essor des conifères d’altitude. Un hiatus sédimentaire sépare le sommet de MP1 de la base de MP6. La première zone de la séquence MP6 correspond aux derniers instants d’un glaciaire frais et sec, avec l’enregistrement de courts épisodes d’amélioration climatique. La zone intermédiaire indique un bref épisode de transition entre un glaciaire et un interglaciaire, avec un climat plus humide et des températures en progression. Enfin, la dernière zone de la séquence MP6 montre d’abord le retour à un interglaciaire, mais avec des conditions climatiques moins favorables que dans la séquence MP1, puis, vers le sommet, une nouvelle période de transition entre cet interglaciaire et l’annonce d’un glaciaire. Les paléoenvironnements décrits dans ces deux séquences indiquent des variations climatiques davantage liées à l’évolution de la sécheresse qu’à celle des températures.

Les études pluridisciplinaires convergent toutes vers une attribution des séquences au Pléistocène inférieur [14] and [28]. Pour ces périodes, les cycles climatiques sont forcés par le paramètre de l’obliquité, avec des périodes de 41 000 ans, dont environ 25 000 ans pour les glaciaires [9] and [37]. Les séquences MP1 et MP6 pourraient alors représenter un intervalle maximum de 55 000 ans en se décomposant comme suit : (i) environ 15 000 ans pour l’interglaciaire et la transition interglaciaire–glaciaire de la séquence MP1, (ii) 25 000 ans au maximum pour la fin du glaciaire de la base de MP6 et (iii) environ 15 000 ans pour la transition glaciaire–interglaciaire, l’interglaciaire et la transition interglaciaire–glaciaire du sommet de la séquence de MP6.

Le site de La Pineta (Isernia, Molise) atteste la présence d’Hominidés en Italie centrale dès le Pléistocène moyen, avec la mise au jour de nombreux vestiges fauniques et une industrie du Paléolithique inférieur [7], [24], [25], [26] and [27] (Fig. 1). La Pineta affleure dans le bassin intra-montagneux lacustre d’Isernia–Venafro, comblé entre 870 ± 150 et 520 ± 50 ka [22]. Cinq unités stratigraphiques sont définies [10] and [11] : les argiles lacustres U5 et les travertins lacustres U4 sont rapportés à la fin du Pléistocène inférieur [13] and [22], la série fluviatile U3 (sédiments sableux U3H et U3G, limons U3F, colluvions riches en minéraux volcaniques U3E, travertins U3D, graviers U3C et U3B et argiles U3A), les sédiments fluviatiles sableux et graveleux U2 et les tufs superposés en position primaire sont attribués au début du Pléistocène moyen [12], [13], [22] and [40]. Les niveaux archéologiques sont inclus dans l’unité U3E, datée de 736 ± 40 ka (K/Ar) [12]. Mais la présence d’Arvicola cantiana [15] la date de 550 ± 140 ka (racémisation des acides aminés) [2] et des âges de 600 ka, avec une excellente précision (⁴⁰Ar/³⁹Ar) [8], penchent en faveur d’un âge plus récent.

Les analyses polliniques du carottage S2 (Fig. 4), prélevé à proximité du site et traversant et encadrant les niveaux archéologiques, ont permis des investigations dans les unités lacustres et fluviatiles U5, U4, U3F, U3E et U3A [16] and [17]. Seules les unités U5 et U3A, riches en pollen, documentent le cadre environnemental et climatique avant et après la présence des Hominidés dans le bassin d’Isernia–Venafro.

Le diagramme pollinique synthétique (Fig. 4), avec quatre zones polliniques, décrit les assemblages de végétation présents sur les berges du lac et de la rivière et sur les pentes des reliefs proches. Les zones I, II et III, individualisées dans l’unité stratigraphique U5, sont attribuées à la fin du Pléistocène inférieur, avant l’occupation humaine. La zone I évoque un paysage ouvert de type steppique mis en place lors d’une période glaciaire, avec une surface du lac fortement réduite. Le climat devait être très sec, avec des températures basses. Dans la zone II, une végétation semi-ouverte s’est développée pendant une période interglaciaire, avec une forêt mésophile éparse autour du lac. Cependant, le climat n’est pas encore suffisamment chaud et humide pour permettre un large développement forestier. Après un hiatus, le comblement du lac est amorcé pendant la zone III. Les conditions environnementales et climatiques sont proches de celles de la zone II. Si l’augmentation des taxons de la forêt mésophile dans la sous-zone IIId indique une hausse des températures et de l’humidité, ces nouvelles conditions favorables sont insuffisantes pour aboutir au stade forestier de la chênaie mixte. L’ensemble de la zone III est raccordée à une période interglaciaire. La zone IV est rapportée à l’unité U3A, du début du Pléistocène moyen, après l’occupation du site par des Hominidés. La forêt mésophile, la forêt méditerranéenne et les arbres hygrophiles sont largement représentés. Cet épisode chaud est relié à une période interglaciaire, suffisamment humide pour que la végétation arborée puisse croître et se diversifier.

La caverne du Vallonnet (Roquebrune-Cap-Martin, Alpes-Maritimes) représente actuellement le plus vieil habitat en grotte connu en Europe [19] (Fig. 1). L’industrie lithique mise au jour est attribuée au Paléolithique inférieur. Le remplissage du site est constitué de cinq ensembles stratigraphiques avec [19] (Fig. 5 and Fig. 6) : ●

le plancher stalagmitique de base (couche E = ensemble stratigraphique I) ;

Plusieurs éléments de datations relatives et absolues placent l’occupation du site au Pléistocène inférieur, autour de 1 Ma. L’aimantation paléomagnétique positive situe une partie du remplissage au niveau de l’épisode de Jaramillo autour de 0,9 Ma [19]. La faune des grands mammifères issue du remplissage archéologique est caractéristique du Villafranchien final, avec déjà des éléments post-villafranchiens [20], en accord avec l’étude des rongeurs [6]. Enfin, les datations des deux planchers stalagmitiques inférieur et supérieur localisent l’occupation humaine entre 1,4 et 0,9 Ma (ESR) [42].

Les résultats de la palynologie mettent en évidence cinq ensembles en termes de végétation et de climat [32], [33], [34] and [35] (Fig. 6). Le premier ensemble (stalagmite de base) comprend une forêt dense de grands feuillus à Platanus et Pterocarya, des taxons méditerranéens et Pinus. Il a dû s’établir sous un climat chaud et humide, plus humide que le climat méditerranéen actuel, lors d’un interglaciaire du Pléistocène inférieur (autour de 1,4 Ma). Le second ensemble (sables de la transgression marine) témoigne de l’établissement d’un couvert arboré thermophile, dominé par la pinède et les taxons méditerranéens, sous un climat tempéré chaud et sec représentant le maximum thermique de tout le diagramme. Le troisième ensemble de végétation est individualisé dans les deux tiers inférieurs du remplissage archéologique (couches C, B2 et base de B1). Il peut être assimilé à une vaste steppe, les arbres étant décimés par l’abaissement de la température et de l’humidité. Cependant, au cours de ce glaciaire, des essences méditerranéennes auraient perduré dans cette zone de refuge. Le quatrième ensemble correspond au sommet de la couche B1. La légère reprise des arbres (pinède, chênaie mixte et taxons méditerranéens) dénote vraisemblablement une période de réchauffement, interstadiaire ou annonçant un interglaciaire, permettant un début de réinstallation forestière. Enfin, le cinquième ensemble de végétation, établi durant la formation de la stalagmite S, est très homogène. La composition forestière est riche, avec la pinède dominante, suivie par les essences méditerranéennes et les grands feuillus. Cette végétation, caractéristique d’une période climatique interglaciaire, a dû s’installer à la faveur d’un climat tempéré chaud humide. Si la formation des colluvions du sommet du remplissage a nécessité une forte humidité, les spectres polliniques contemporains traduisent certainement des processus taphonomiques et de possibles remaniements, n’autorisant pas d’interprétation environnementale et climatique.

Les analyses palynologiques entreprises en contexte archéologique sur ces trois gisements paléolithiques inférieurs livrent des séquences discontinues et offrent des images ponctuelles de l’environnement de l’homme fossile. Il est nécessaire, pour s’assurer de la validité des spectres polliniques, d’intégrer ces données dans un cadre évolutif plus large des paléoenvironnements et des paléoclimats du Pléistocène inférieur et du début du Pléistocène moyen, dérivant des longues séquences continues obtenues en contextes marins et lacustres.

La longue séquence lacustre de Leffe (Fig. 1), sur la bordure septentrionale de la plaine du Pô, décrit cinq cycles climatiques en continu [18], [30] and [31]. La durée des cycles est estimée entre 40 000 et 50 000 ans et la séquence pollinique se placerait entre 1,6 et 1,4 Ma. La séquence enregistre de manière bien marquée l’évolution des assemblages de végétation et les alternances glaciaire–interglaciaire. Les optimums interglaciaires, avec le développement d’une forêt de Juglandaceae (Carya jusqu’à 30%), ne sont pas enregistrés à Monte Poggiolo [17], soit parce que les optima climatiques ne sont jamais atteints, soit parce que les Juglandaceae ne rencontrent pas les conditions locales d’humidité suffisantes permettant leur essor. À l’inverse, la base de la séquence de la grotte du Vallonnet [32], [33], [34] and [35] enregistre la présence de ces Juglandaceae lors des périodes interglaciaires.

Les analyses polliniques entreprises sur la séquence marine de la rivière Stirone (Fig. 1), près de Parme, illustrent en continu les cycles climatiques du Pliocène [4] et du Plio-Pléistocène [5]. Comme à Monte Poggiolo [17] et à Leffe [18], [30] and [31], les enregistrements montrent la mise en place, dès 2,7 Ma, de l’opposition entre les phases à forêt de conifères et les phases à forêt mésophile caducifoliée dans les cycles glaciaire–interglaciaire. En revanche, le développement des conifères lors des transitions interglaciaire–glaciaire et la compétition entre les conifères et la forêt thermophile caducifoliée ne se retrouvent pas au Vallonnet [32], [33], [34] and [35]. Le mode d’enregistrement de la pluie pollinique en milieu karstique ne perçoit sans doute pas l’assemblage des conifères d’altitude, assez éloignés du site.

La séquence lacustre continue de Colle Curti et Cesi, dans les Apennins ombro-marchesans, couvre la fin du Pléistocène inférieur et le début du Pléistocène moyen, entre 0,99 et 0,6–0,7 Ma [3]. Les phases glaciaires décrites évoquent un paysage très ouvert, avec Artemisia et les Chenopodiaceae présents comme à La Pineta [16] and [17]. Pour ces mêmes épisodes glaciaires, les Cichorioideae, les Asteroideae et les Poaceae sont les taxons herbacés dominants dans le sommet de la séquence du Vallonnet [32], [33], [34] and [35]. Les arbres caducifoliés ne se développent jamais dans des taux importants lors des interglaciaires. Ces données témoignent de l’augmentation progressive de l’aridité quand la période des cycles climatiques passe de 41 000 ans (forcée par le paramètre de l’obliquité) à 100 000 ans (forcée par le paramètre de l’excentricité), vers 900–800 ka [37]. C’est ce phénomène qui est enregistré de manière discontinue dans les ensembles stratigraphiques III et IV de la grotte du Vallonnet [32], [33], [34] and [35] et dans les zones I, II et III de l’unité U5 de La Pineta [16] and [17].

Deux cycles glaciaire–interglaciaire du début du Pléistocène moyen, entre 650 000 ans et 450 000 ans sont décrits dans le bassin lacustre de Vallo di Diano [38] and [39]. La séquence débute par une phase glaciaire très sèche, où les éléments steppiques ont des fréquences élevées. L’interglaciaire suivant montre une reprise de l’humidité, avec un développement forestier important, principalement avec Quercus. L’aridité semble moins drastique lors du deuxième épisode glaciaire au vu de la part peu importante de la végétation xérophile. L’interglaciaire suivant serait plus chaud et plus humide que le précédent, avec l’essor de la forêt mixte dominée par Quercus. Ces données s’accordent avec celles de La Pineta [16] and [17], en montrant bien la reprise de l’humidité au début du Pléistocène moyen, lorsque le paramètre de l’excentricité règle la périodicité des cycles climatiques.

L’exemple des analyses polliniques entreprises sur trois sites du Paléolithique inférieur illustre la démarche consistant à confronter les données de séquences discontinues en contexte archéologique avec celles des longues séquences continues issues d’analyses en milieux tourbeux, lacustres ou marins. Au préalable, les études archéo-palynologiques doivent considérer les spectres polliniques avec précaution, en raison des processus taphonomiques affectant la pluie pollinique, ainsi que des perturbations anthropiques et/ou fauniques potentielles. C’est après examen de ces contraintes qu’il est permis de reconstituer le paysage de l’homme fossile. À Ca’ Belvedere di Monte Poggiolo, La Pineta et au Vallonnet, les séquences présentées offrent des images discontinues et ponctuelles de la végétation et du climat au cours du Pléistocène inférieur et moyen. Les informations révélées par ces analyses polliniques sont parcellaires et il est rarement possible de suivre la dynamique de la végétation sur de longues périodes chronologiques. C’est pourquoi il est impératif de confronter et corréler les données avec celles issues des longues séquences continues de référence, pour les intégrer dans un cadre plus régional quant à l’évolution des environnements et des climats au Pléistocène inférieur et moyen. En ne retenant que les spectres polliniques cohérents et en soulignant les similitudes avec les enregistrements continus d’assemblages de végétation, les interprétations proposées en terme de paléoenvironnement et de paléoclimat contemporains d’occupations humaines anciennes prennent une place importante au sein des études pluridisciplinaires entreprises sur le thème des premiers peuplements du continent européen.