Face au changement climatique, les littoraux sont aujourd’hui au cœur de nombreuses préoccupations. Les territoires côtiers doivent faire face à de nombreuses transformations et pressions telles que l'intensification des aménagements du territoire, les tensions sur l'espace disponible et les ressources, l'élévation du niveau marin, l'érosion, les tempêtes et submersions marines. Ces problématiques contemporaines interrogent directement notre capacité à nous adapter aux évolutions environnementales.

Pourtant, un littoral n’a jamais été un espace immobile. Au fil des siècles et des millénaires, les paysages côtiers, et particulièrement les estuaires, ont évolué sous l’effet des variations du niveau marin, de la migration des sédiments, des tempêtes ou encore des modifications hydrographiques. En parallèle, les sociétés qui occupaient ces territoires ont elles aussi changé leurs pratiques, leurs usages et donc par conséquent leurs aménagements.

Alors, comment un territoire se transforme-t-il lorsque son environnement évolue ? Et comment les sociétés qui y vivent composent-elles avec ces changements ? Ces questions sont au cœur du projet GEOCLIM, un projet PULSAR (l'académie des jeunes chercheurs) soutenu par la Région Pays de la Loire, qui s’intéresse à l’évolution environnementale et humaine de l’estuaire de la Loire, en prenant notamment pour terrain d’étude le secteur de Paimbœuf.

Paimbœuf, un territoire qui n’a jamais été immobile

Aujourd’hui, Paimbœuf apparaît comme une petite ville installée sur la rive gauche de la Loire, au cœur de l’estuaire. Son histoire est intimement liée au fleuve : à partir du XVIIᵉ siècle, la ville devient l’avant-port de Nantes, accueillant les navires qui ne pouvaient plus remonter suffisamment loin dans l’estuaire. Son développement s’est ainsi construit en étroite relation avec les dynamiques du fleuve et les activités portuaires. Pourtant, le paysage qui l’entoure est le résultat d’une histoire beaucoup plus longue. Son évolution dépend à la fois des dynamiques naturelles de l’estuaire, comme la sédimentation, les variations du niveau marin, l’influence des marées ou l’hydrologie de la Loire ; et des interventions humaines qui ont progressivement transformé le territoire.

Vue de la Loire au niveau du Jardin Étoilé de Paimbœuf. Photo de Pierre Pouzet, hiver 2026.

Comprendre cette histoire suppose donc de remonter le temps. Mais comment retrouver des informations sur un paysage vieux de plusieurs siècles, voire de plusieurs milliers d’années, lorsque les photographies aériennes et les cartes modernes n’existaient pas ? La réponse peut parfois se trouver sous nos pieds !

Remonter le temps… en regardant sous nos pieds

Les sédiments accumulés dans les zones basses côtières constituent de véritables archives environnementales. Chaque couche conserve les traces des conditions dans lesquelles elle s’est déposée. Pour les étudier, les chercheurs réalisent notamment des carottages dans le sol, qui permettent de prélever une colonne de sédiments et d'en observer la succession.

Ci-dessus : Mission de carottage dans les prairies situées au sud de Paimbœuf, espaces qui étaient précédemment occupés par un ancien bras de la Loire, puis devenus une vaste zone humide avant d’accueillir aujourd’hui des terres agricoles. Photo de Pierre Pouzet, printemps 2026. À gauche : Présentation de la carotte prélevée, figure réalisée par Ema Échantillon au sein de son mémoire « Approche paléogéographique de l’adaptation au changement climatique à l’interface Terre-Mer au cours des derniers millénaires : Exemple dans l’estuaire de la Loire », 2026. Les datations au carbone 14 réalisées nous permettent d’estimer des âges de plus de 7 000 ans au plus profond de la carotte.

Une fois ramenées au laboratoire, les carottes peuvent être analysées à l’aide de nombreuses méthodes telles que la granulométrie, la géochimie, la colorimétrie et la radiographie. Les faciès identifiés sont ensuite datés pour estimer leur période de dépôt. Ces informations sont ensuite confrontées à d’autres sources, comme les cartes anciennes, les archives historiques ou les données archéologiques. L’objectif n’est pas de rechercher un indicateur unique qui raconterait toute l’histoire du territoire. C’est au contraire en croisant plusieurs indices que les chercheurs peuvent reconstituer progressivement les transformations du paysage.

Trois travaux de master menés dans le cadre de GEOCLIM ont ainsi permis d’explorer différentes dimensions de cette histoire. Ema Échantillon (Université Grenoble Alpes), Benjamin Friteau (Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne) et Jean-Étienne Le Guillou (Nantes Université) ont notamment contribué à mener des recherches sur ce sujet. Ema s’est intéressée à la reconstruction de la dynamique sédimentaire et de l’évolution paléogéographique du secteur de Paimbœuf. Benjamin a cherché à mieux comprendre les relations entre les transformations environnementales du marais et son occupation par les sociétés humaines. Enfin, Jean-Étienne a constitué une base de données consacrée aux événements extrêmes historiques, susceptibles d’avoir influencé cette coévolution. Ces travaux permettent progressivement de reconstituer les différentes étapes de construction du territoire. Les analyses sont actuellement en cours de finalisation et donneront prochainement lieu à une publication scientifique, qui permettra de présenter plus précisément les résultats obtenus.

Quand l’environnement change, comment les sociétés évoluent-elles ?

Reconstituer l’évolution d’un marais ne revient cependant pas uniquement à raconter une histoire environnementale. Pour comprendre comment un territoire s’est transformé au cours du temps, il faut également chercher à savoir comment et quand les sociétés l’ont occupé et donc aménagé. C’est pourquoi le projet GEOCLIM, mené au sein du laboratoire LPG (Laboratoire de Planétologie et Géosciences), repose sur un croisement entre différentes approches, et interroge notamment l’archéologie. Les données issues des carottages et des analyses sédimentaires permettent de reconstituer les grandes étapes de l’évolution des milieux. Elles peuvent alors être confrontées aux données archéologiques, aux écrits historiques ou aux cartographies anciennes afin de mettre en regard les transformations de l’environnement et celles de l’occupation humaine, grâce à une collaboration avec les laboratoires LETG (Littoral, Environnement, Télédétection et Géomatique), EPOC (Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux) et CReAAH-LARA (Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire - Laboratoire de recherche ARchéologie et Architectures), ainsi que la Société des historiens du Pays de Retz. Cette collaboration permet par conséquent de travailler sur des temporalités longues. Où les sociétés se sont-elles installées ? Quels espaces ont été occupés ou délaissés ? Comment les usages du territoire ont-ils évolué avec les transformations du marais et de l’estuaire ? Et, inversement, dans quelle mesure les activités humaines ont-elles contribué à modifier ces milieux ?

Prairies et marais de Corsept, au mois d’août, à l’embouchure de la Loire, Huile sur toile, Charles le Roux, 1859, RF 1737. Iconographie issue du mémoire de Benjamin Friteau « Coévolutions environnementales et anthropiques d’un marais maritime estuarien durant l’Holocène : Exemple du marais ligérien de Paimbœuf », 2026.

L’objectif n’est donc pas de présenter deux trajectoires comparables (de l’environnement et des sociétés) mais de chercher les moments où ces deux « trajectoires » se croisent. Par exemple, une modification du paysage peut ainsi être replacée dans le contexte des occupations humaines contemporaines (le cas de l’agriculture), tandis qu’une nouvelle forme d’exploitation ou d’aménagement du territoire peut être mise en regard de l’évolution du milieu (comme celle du niveau marin pour les littoraux). Cette démarche permet de mieux comprendre les questions actuelles d’adaptation : les populations littorales n’ont pas attendu le changement climatique contemporain pour devoir composer avec ces environnements en évolution constante. Par contre, ce qui change aujourd’hui, c’est notamment la rapidité des transformations auxquelles les territoires sont confrontés.

Quand les tempêtes racontent aussi l'histoire des littoraux

Les changements environnementaux ne se produisent pas tous à la même vitesse. La transformation d’un marais peut s’étaler sur des siècles ou des millénaires, alors qu’une tempête peut modifier brutalement un paysage en quelques heures. Ces événements extrêmes constituent une autre pièce importante du puzzle. Aujourd’hui, les instruments météorologiques permettent de suivre très précisément les tempêtes. Mais que sait-on des événements qui se sont produits avant l’existence des réseaux modernes d’observation ?

Là encore, le passé laisse des traces. Les archives historiques — chroniques, registres, journaux, documents administratifs ou cartes — peuvent conserver la mémoire des impacts d’une tempête. Les archives environnementales le peuvent également, dans les couches sédimentaires ou dans les cernes de croissance des végétaux. Une submersion marine mentionnée dans une commune, des dégâts signalés sur un port ou la destruction d’un clocher d’église constituent autant d’indices permettant de retrouver la trace d’un événement ancien ; ces traces peuvent être croisées avec des archives environnementales issues de carottages.

Mais une difficulté apparaît rapidement : comment passer d'une multitude d'impacts locaux à une vision d'ensemble de la tempête ?

De Paimbœuf aux tempêtes de la façade atlantique

Cette question ouvre une nouvelle échelle de recherche. Dans le prolongement de GEOCLIM, un travail complémentaire consacré aux impacts des tempêtes historiques démarre actuellement sur la façade atlantique française, au sein du projet national ANR HiStoTracks.

L’idée sous-jacente est que si une même tempête provoque des impacts en différents endroits du littoral, la répartition géographique de ces témoignages peut permettre de reconstituer son « empreinte spatiale ». Le travail consiste à spatialiser des informations issues de sources historiques et environnementales très diverses. À partir de ces données, les chercheurs cherchent ensuite à reconstituer des empreintes spatiales cohérentes de tempêtes et, à terme, à mieux comprendre les trajectoires des tempêtes du passé.

Cette approche permet donc de changer d’échelle : on ne cherche plus seulement à comprendre l’évolution d’un territoire particulier, mais à reconstruire la manière dont des événements extrêmes ont pu affecter de vastes portions du littoral.

Exemples de trajectoires de tempêtes issus de la littérature scientifique, présentés dans le cadre du travail préparatoire à HiStoTracks à partir de l’état de l’art du mémoire de Jean-Étienne Le Guillou « Des impacts aux trajectoires : structuration d'une base de données spatialisée des tempêtes historiques sur la façade atlantique française », 2026.

Elle permet également de poser de nouvelles questions : les tempêtes ont-elles évolué dans leur fréquence ou leur répartition au cours du temps ? Certaines périodes ont-elles été plus favorables à certains types de trajectoires ? Comment ces événements s’articulent-ils avec les grandes dynamiques climatiques ?

Des archives scientifiques… au jeu sérieux

Comprendre l’histoire d’un territoire est une chose. La rendre accessible au plus grand nombre en est une autre. GEOCLIM comporte ainsi également un volet de médiation scientifique, développé sous la forme d’un jeu sérieux destiné notamment à sensibiliser les publics scolaires aux transformations de l’estuaire de la Loire. Le principe est de faire évoluer les joueurs à travers différents secteurs et différentes périodes, en mettant en regard plusieurs dimensions du territoire : l’environnement, les sociétés et les activités économiques. L’objectif n’est pas de reproduire toute la complexité d’une recherche scientifique sous la forme d’un jeu, mais d’appréhender qu’un territoire évolue, que les sociétés s’y adaptent, mais qu’elles contribuent aussi elles-mêmes à le transformer.

Le jeu permet ainsi d’aborder autrement des questions qui sont au cœur de GEOCLIM : comment un territoire change-t-il ? Comment les sociétés réagissent-elles à ces changements ? Et quelles conséquences leurs choix peuvent-ils avoir sur les évolutions futures ? Ce travail est également en cours de finalisation et est espéré pour les prochains mois.

Comprendre le passé pour mieux appréhender l’avenir

Du sédiment prélevé dans un marais aux archives qui racontent une tempête ancienne, les chercheurs disposent donc de nombreuses façons de faire parler le passé. À Paimbœuf, ces approches permettent de replacer les transformations actuelles des territoires littoraux dans une histoire beaucoup plus longue. À l’échelle de la façade atlantique, le projet HiStoTracks cherchera maintenant quant à lui à mieux comprendre les événements extrêmes qui ont influencé cette histoire.

Ces recherches ne permettront jamais de prédire exactement l’avenir, et notamment à quoi ressembleront les littoraux de demain. Même si le passé ne fournit pas un scénario tout écrit pour le futur, elles permettent d’observer des territoires qui ont déjà changé, de comprendre les interactions entre environnement et sociétés et d’identifier la diversité des trajectoires qu’ils peuvent emprunter. GEOCLIM propose plusieurs façons de raconter l’histoire de territoires littoraux qui n’ont jamais été immobiles. Comprendre ces transformations passées permettra ainsi de mieux appréhender les choix auxquels les sociétés littorales seront confrontées demain face au changement climatique.

GEOCLIM est un projet PULSAR soutenu par la Région Pays de la Loire. Il vise à mieux comprendre l’évolution environnementale et humaine du secteur de Paimbœuf, dans l’estuaire de la Loire, en croisant géographie, géosciences, archéologie et histoire. Le projet associe recherche scientifique (Laboratoires LPG : participation de Pierre Pouzet, Grégoire Maillet & Meryem Mojtahid ; LETG : participation de Mohamed Maanan ; EPOC : participation de Isabelle Billy, Olivier Ther & Louise Monnier ; et CReAAH-LARA : participation de Gaëlle Dieulefet & Jimmy Mouchard) et médiation, notamment à travers le développement d’un jeu sérieux à destination des scolaires.

Photo de couverture : Partie nord de l'estuaire de la Loire vue d'avion, de Batz-sur-Mer à La Turballe, photographie prise par Cassandra Carnet, 2017.