Durant l’Antiquité, Valence bénéficie du prestigieux statut de colonie romaine, au même titre qu’Arles, Vienne et Lyon. Sa position au confluent du Rhône et de l’Isère et au carrefour de plusieurs itinéraires terrestres - Voie d’Agrippa, Voie des Alpes - lui conférait un rôle stratégique et économique considérable. Cette région, au cœur de la moyenne vallée du Rhône, occupe une position charnière qui lui assure, au moins depuis le Premier Âge du fer, un rôle d’intermédiaire entre le bassin méditerranéen et le monde celtique.Elle bascule dans l’orbite de Rome en même temps que la Gaule méridionale, soit dès la fin du IIe s. av. J.-C. Valence est fondée dans un deuxième temps, vraisemblablement entre 46 – 36 av. J.-C. et acquiert son statut de colonie de droit romain peut-être dès cette date avancée selon P. Faure et N. Tran (2013). La fondation d’une colonie romaine s’accompagne d’une division du sol public, matérialisée par une centuriation afin qu’il soit distribué aux membres du corps civique nouvellement créé comprenant plusieurs milliers de colons. Dans ce contexte historique précis, ces citoyens sont principalement des vétérans de l’armée romaine alors constituée majoritairement d’Italiens. Ce phénomène a donc un impact démographique et culturel considérable pour la vie des populations locales. Le statut juridique avantageux conféré à ces communautés leur assure également des avantages économiques importants stimulant les productions agro-pastorales et artisanales. Les travaux consacrés aux provinces gauloises ont montré que les siècles suivants ne sont pas exempts de mutations économiques et culturelles importantes qui touchent les structures de peuplement et de production. Partant de ce constat, j’ai choisi d’aborder cet impact culturel et économique à travers la culture matérielle (vestiges architecturaux, objets de la vie quotidienne) et l’analyse de l’occupation du sol. Le cadre chronologique et spatial retenu doit permettre d’observer de manière dynamique l’évolution des modes de vie et des activités agro-pastorales et artisanales dans les campagnes de la cité de Valence. L’examen des caractéristiques de plusieurs centaines d’établissements ruraux doit permettre de proposer une lecture diachronique et complexe de l’occupation et l’exploitation de ce territoire, d’aborder les rapports qu’entretient la colonie avec l’espace rural. L’approche chronologique et fonctionnelle des bâtiments et des objets de la vie quotidienne permet d’apprécier plus finement l’évolution dans le temps des techniques, des modes de vie, mais aussi de relever la diversité des situations locales à une même période. / During the Antiquity, Valence is known as a roman colony like Lyon, Arles or Vienna, settled in the middle Rhône valley at the confluent of the Rhône and the Isère, and also at the crossroads of alpine route and the Via Agrippa. This strategic position confers to the colony an important role in the economy of the roman Gaul. Since the early Iron Age, this area is a link between the mediterranean and the celtic worlds.Even if the region is conquered by Rome since the end of the II c. B.-C., the colony is founded later, perhaps between 46 and 36 B.-C. and maybe already own his prestigious status of colonia of roman rights according to P. Faure and N. Tran hypothesis (2013). As a consequence of the foundation, the public soil is divided, centuriated, and distributed to thousands of new citizens.In this specific historical context, the citizens are chosen among the veterans of the roman army, who were Italians at this time. This decision should have huge demographic and cultural consequences on local communities. The legal status of the citizens gives them considerable economics advantages that stimulate the local economy. The studies devoted to the gallic provinces have shown that the following centuries see numerous changes affecting settlements and economic structures.Considering this historical context, I have chosen to evaluate the cultural and economic impact of this foundation by studying settlement patterns and material culture (architectural remains, objects of the daily life) between the II c. B.-C. to the VIth c. B.-C.The study of few hundreds of settlements allows us to introduce a complex and diachronic view of the settlements, their economic roles and relations with the colony.The chronological and functional study of the buildings and daily life objects allow us to assess finely the evolution through time about craftsmen’s techniques, lifestyle and highlight regional differences during a same period.

Le sujet abordé dans la thèse a pour matière principale l’archéologie et s’inscrit dans la lignée des recherches consacrées au peuplement ancien du Languedoc oriental. Le mémoire traite d’un inventaire de sites archéologiques localisés en basse vallée de la Cèze, dans le département du Gard et en milieu rural, ainsi que de la mise en perspective de ces établissements dans une synthèse sur les dynamiques de peuplement sur une période comprise entre le IIe s. av. et le VIe s. de n. è. L’Antiquité constitue ici le cadre temporel de cette recherche, bien que les traces d’occupation du sol préhistoriques, protohistoriques et médiévales n’aient pas été passées sous silence. La réalisation de plusieurs campagnes de sondage et de prospection archéologique diachronique, associé à un inventaire céramologique, a constitué le socle fondamental de cette étude. L’emploi d’un GPS portatif a été généralisé à l’ensemble des établissements étudiés lors des prospections, qui ont bénéficié, dans leur intégralité, de relevés du mobilier au réel. Pour tenter de répondre aux problématiques touchant les dynamiques de peuplement au cours de l’Antiquité, la démarche retenue a été celle d’une analyse spatiale multi-scalaire, avec l’emploi privilégié d’un système d’information géographique créé pour l’occasion. Le travail de synthèse explicitant les dynamiques de peuplement en basse vallée de Cèze s’est appuyé sur un corpus de 84 sites, qui a fait l’objet d’une classification par le biais d’outils statistiques, et d’une spatialisation grâce à l’emploi du SIG. Cette étude a donc pour objectif de donner une première vue synthétique des données issues des campagnes de prospections et des fouilles archéologiques et, en les replaçant dans leur contexte géographique, de caractériser les établissements ruraux gallo-romains afin d’en montrer l’évolution spatiale et chronologique. L’analyse spatiale ici explicitée se donne pour dessein de comprendre les logiques du système de peuplement rural en essayant de répondre à plusieurs questions : quelles sont les modalités de création, de disparition, voire de transformation des établissements antiques ? Quelles sont les interactions qu’ils pouvaient entretenir entre eux ? Quelle est la place des oppida dans le réseau d’habitat de l’époque ? Ou, encore, dans quelles proportions les réseaux de communications et les activités agricoles influent-elles sur les dynamiques de peuplement ? / The topic discussed here mainly involves archeology and is in line with research on the early settlement of eastern Languedoc. This volume will deal with an inventory of archaeological sites located in the lower valley of the Cèze, in the department of Gard and rural areas, as well as put into perspective these establishments in a synthesis of settlement dynamics between the second century B.C. and the sixth century A.D. Antiquity forms the time frame of this work, and although traces of occupation of prehistoric, protohistoric and medieval soil have not been disregarded. The realization of several excavation campaigns and diachronic archaeological surveys, associated with a ceramic assemblage inventory, constitute the fundamental basis of this study. On all study sites during surveys, the use of a handheld GPS has been generalized and thus all sites now benefit from real records. In an attempt to address the issues affecting settlement dynamics during antiquity, the approach adopted was that of a multi-scale spatial analysis, with the preferred use of a geographical information system specifically created for this task. The synthesis work explaining population dynamics in low Cèze valley relied on a corpus of 84 sites, which have been classified by means of statistical tools and spatialization through the use of GIS. This study therefore aims to give a first synthetic view of data from surveys and campaigns of archaeological excavation and, by placing them in their geographical context, to characterize rural gallo-roman settlements by showing their spatial and chronological evolution. The spatial analysis reported here is aimed at understanding the logic behind the rural settlement system by asking several questions : what are the methods of creation, disappearance or transformation of ancient establishments ? What interactions could they have had ? What is the place of the oppida in the habitat network during this period ? Or, to what extent do communication networks and traces of agricultural activity affect settlement dynamics ?

Wetland sites provide important knowledge about settlement history and historical infrastructure in the form of buried archaeological features. However, the subsurface is difficult to access, e.g. due to high groundwater levels or unstable sediments, making archaeological excavation difficult and the conservation of recovered artefacts, e.g. timbers, is expensive. In addition, one of the aims of heritage conservation is to disturb structures in such contexts as little as possible as part of preserving. Therefore, alternative non- and minimal-invasive methods, e.g. geophysical prospection and vibra-coring, are used for exploration. However, geophysical surveys face the issue of inaccurate depth values and rely on sufficient contrasts in the measured physical parameters. Vibra-coring allows direct access to the sediments, but again gives inaccurate depth values due to high compaction rates. For this reason, the implementation of alternative methods and the development of new methodical approaches to wetland site exploration are of extraordinary importance. One such wetland site is the Fossa Carolina, an early medieval canal that today is partially buried. Located in Southern Germany next to Treuchtlingen, south of Nuremberg, the canal was intended at the time to provide a navigable link between the Rhine-Main and Danube basins by bridging the European watershed. In the research for this thesis, direct push sensing was used as an alternative exploration technique to explore the site. In this method, various probes are pushed into the unconsolidated subsoil and the parameters are measured in situ with high depth accuracy. (i) Therefore, the colour logging tool (CLT) and the electrical conductivity (EC) probe were applied. (ii) In order to record archaeological structures and features, the soundings were distributed closely along a transect using an adaptive exploration strategy, thus recording a high-resolution cross-section of the structure. (iii) These prospections were integrated into a spatial-hierarchical multi-method approach by combining direct push sensing with geophysical survey and vibra-coring, inter alia. (iv) Thus, a deeply buried section of the Fossa Carolina (West-East Section) was explored, demonstrating at least one-way navigability and revealing the backfill stratigraphy. (v) Furthermore, the approach used helped to clarify the nature of conspicuous magnetic anomalies in the area adjacent to the canal. In the Northern and North-Eastern Sections, magnetic anomalies provided evidence of water-supplying structures. The exploration of these structures revealed an Early Holocene structure in the North-Eastern Section and a historic gravel road in the Northern Section. (vi) Additionally, a strong magnetic anomaly with a course parallel to the canal in the Northern Section could be temporally and stratigraphically associated with the construction of the canal. Thus, for the first time, a larger remnant of the construction process outside the canal could be identified, even if the origin could not be conclusively clarified. (vii) In a broader context, the in situ direct push cross-sections were integrated into a 3D modelling approach for the entire Fossa Carolina to quantify the excavation volume. (viii) The methodological approach was successfully applied to a wetland site at Pestenacker in Southern Germany to collect evidence for Holocene floodplain dynamics in the Late Neolithic settlement. Finally, the thesis demonstrates the enormous methodological potential of direct push sensing for the exploration of buried archaeological sites. In particular, the colour logging tool is proving to be extremely effective, further enhanced by the intelligent combination in multi-method approaches. This is confirmed by the significant results obtained at Fossa Carolina that shed new light on the canal{'}s navigability, water supply, and construction structure. Overall, this thesis demonstrates the valuable contribution that direct push methods can make to geoarchaeological research. It both introduces a new methodological approach and provides new empirical evidence concerning the construction of an example of early medieval infrastructure.:Preface Acknowledgements Abstract Kurzfassung Contents List of Figures List of Tables Acronyms and Symbols 1 Introduction 1.1 Geoarchaeological exploration in wetlands: possibilities and challenges 1.1.1 Proven exploration methods 1.1.2 Direct push sensing 1.1.3 Exploration strategies 1.2 The study site 1.2.1 The Fossa Carolina - State of the art in brief 1.2.2 Natural settings 1.3 Aims of the thesis 2 Published Studies 2.1 Minimalinvasive Direct-push-Erkundung in der Feuchtboden(geo)archäologie am Beispiel des Karlsgrabens (Fossa Carolina) 2.2 Non-invasive prospection techniques and direct push sensing as high-resolution validation tools in wetland geoarchaeology – Artificial water supply at a Carolingian canal in South Germany? 2.3 High-Resolution Direct Push Sensing in Wetland Geoarchaeology—First Traces of Off-Site Construction Activities at the Fossa Carolina 2.4 3D-Modelling of Charlemagne’s Summit Canal (Southern Germany)—Merging Remote Sensing and Geoarchaeological Subsurface Data 2.5 A hydrological tipping point and onset of Neolithic wetland occupation in Pestenacker (Lech catchment, S Germany) 3 Discussion 3.1 Direct push sensing for wetland exploration 3.1.1 High-resolution direct push sensing cross-sections 3.1.2 Integration and comparison of direct push sensing in a spatially hierarchical multi-method approach 3.1.3 Direct push colour logging tool (CLT) data for ground truthing 3.1.4 Perspectives on direct push sensing in geoarchaeology 3.2 Results of the exploration of the Fossa Carolina 3.2.1 Chronostratigraphic recording in the West-East and Northern Sections 3.2.2 Characteristics of the canal construction in the West-East and Northern Sections 3.2.3 Validation of off-canal structures in the Northern and North-Eastern Sections 3.2.4 Water supply for the Fossa Carolina 3.2.5 Pending issues in the study of the Fossa Carolina 4 Conclusion References Appendix A1 - Author publications A2 - Article contribution A3 - Declaration of originality A4 - Bibliographic description / Feuchtgebiete bergen durch begrabene archäologische Strukturen wichtige Erkenntnisse zur Siedlungsgeschichte und historischen Infrastruktur. Schwierige Untergrundverhältnisse, z. B. durch hohen Grundwasserspiegel oder instabile Sedimente, erschweren jedoch archäologische Ausgrabungen und die Konservierung der geborgenen Artefakte, z. B. Hölzer, verursacht hohe Kosten. Darüber hinaus ist ein Ziel der Bodendenkmalpflege, archäologische Strukturen so wenig wie möglich zu beeinträchtigen und sie in situ zu erhalten. Daher werden alternative nicht- und minimal-invasive Methoden, z. B. geophysikalische Prospektionen und Rammkernsondierungen, zur Exploration eingesetzt. Bei geophysikalischen Untersuchungen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten durch ungenaue Tiefenwerte und die Methoden sind auf ausreichende Kontraste der gemessenen physikalischen Parameter angewiesen. Rammkernsondierungen ermöglichen einen direkten Zugriff auf die Sedimente, erzeugen jedoch wiederum ungenaue Tiefenwerte durch hohe Kompaktionsraten. Aus diesem Grund sind die Implementierung alternativer Methoden und die Entwicklung neuer methodischer Ansätze für die Erforschung von Feuchtgebietsstandorten von herausragender Bedeutung. Die Fossa Carolina, ein frühmittelalterlicher, heute teilweise verschütteter Kanal, ist ein solcher Standort. Das Bauwerk befindet sich in Süddeutschland in der Nähe von Treuchtlingen, südlich von Nürnberg und sollte eine schiffbare Verbindung zwischen dem Rhein-Main- und dem Donaueinzugsgebiet herstellen, indem es die europäische Hauptwasserscheide überbrückte. Zur Erkundung des Bauwerks wurde als Alternative die in situ Direct-Push-Methode eingesetzt. Bei dieser Methode werden verschiedene Sonden in den unkonsolidierten Untergrund gedrückt und die Parameter in situ tiefengenau gemessen. (i) Dabei kamen die Farbsonde, engl. colour logging tool (CLT), und die Sonde zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit, engl. electrical conductivity (EC) probe, zum Einsatz. (ii) Zur Erfassung archäologischer Strukturen und Befunde wurden die Sondierungen mit einer adaptiven Erkundungsstrategie auf einem Transekt engmaschig verteilt und somit ein hochaufgelöster Querschnitt des Bauwerks erfasst. (iii) Darüber hinaus wurden diese Prospektionen in einen räumlich-hierarchischen Multimethodenansatz integriert, indem in situ Direct-Push-Sondierungen mit z. B. geophysikalischen Erkundungen und Rammkernsondierungen kombiniert wurden. Somit wurde (iv) ein tiefliegender, begrabener Abschnitt der Fossa Carolina im West-Ost-Bereich erkundet, dort die Schiffbarkeit für mindestens eine Schiffsbreite nachgewiesen und die Sedimentstratigraphie der Verfüllung beschrieben. Weiterhin wurde der Ansatz genutzt, um magnetische Anomalien im Umfeld des Kanals zu prospektieren. (v) Im nördlichen und nordöstlichen Bereich lieferten magnetische Anomalien Hinweise auf wasserzuführende Bauwerke im Untergrund. Die Erkundung ergab eine frühholozäne Struktur im nordöstlichen Bereich und eine historische Schotterstraße im nördlichen Bereich. (vi) Weiterhin konnte eine starke magnetische Anomalie mit parallelem Verlauf zum Kanal im nördlichen Bereich zeitlich und stratigraphisch dem Bauwerk zugeordnet werden. Somit konnte zum ersten Mal eine größere Spur des Baus außerhalb des Kanals nachgewiesen werden, auch wenn die Entstehung nicht abschließend geklärt werden konnte. (vii) Im übergeordneten Kontext konnten die Daten der in situ Direct-Push-Transekte in einen 3D-Modellierungsansatz für die gesamte Fossa Carolina zur Quantifizierung des Aushubs integriert werden. (viii) Neben der Erforschung der Fossa Carolina wurde der methodische Ansatz zusätzlich an einem Feuchtgebietsstandort bei Pestenacker in Süddeutschland angewendet, um Informationen über die holozäne Auendynamik an der spätneolithischen Siedlung zu gewinnen. Schlussendlich belegt die Dissertation das enorme methodische Potential der in situ Direct-Push-Erkundungen für die Prospektion von Bodendenkmälern. Dabei erweist sich insbesondere die Farbsonde als äußerst wirkungsvoll, was durch die gezielte Kombination in multi-methodischen Ansätzen noch verstärkt wird. Dies wird durch die aussagekräftigen Ergebnisse an der Fossa Carolina belegt, mit deren Hilfe insbesondere neue Erkenntnisse zur Schiffbarkeit, Wasserzuführung und Baustruktur gewonnen werden konnten. Insgesamt demonstriert diese Dissertation den wertvollen Beitrag, den in situ Direct-Push-Methoden zur geoarchäologischen Forschung leisten können. Sie präsentiert sowohl einen neuen methodischen Ansatz als auch neue empirische Erkenntnisse zu einem frühmittelalterlichen Bauwerk.:Preface Acknowledgements Abstract Kurzfassung Contents List of Figures List of Tables Acronyms and Symbols 1 Introduction 1.1 Geoarchaeological exploration in wetlands: possibilities and challenges 1.1.1 Proven exploration methods 1.1.2 Direct push sensing 1.1.3 Exploration strategies 1.2 The study site 1.2.1 The Fossa Carolina - State of the art in brief 1.2.2 Natural settings 1.3 Aims of the thesis 2 Published Studies 2.1 Minimalinvasive Direct-push-Erkundung in der Feuchtboden(geo)archäologie am Beispiel des Karlsgrabens (Fossa Carolina) 2.2 Non-invasive prospection techniques and direct push sensing as high-resolution validation tools in wetland geoarchaeology – Artificial water supply at a Carolingian canal in South Germany? 2.3 High-Resolution Direct Push Sensing in Wetland Geoarchaeology—First Traces of Off-Site Construction Activities at the Fossa Carolina 2.4 3D-Modelling of Charlemagne’s Summit Canal (Southern Germany)—Merging Remote Sensing and Geoarchaeological Subsurface Data 2.5 A hydrological tipping point and onset of Neolithic wetland occupation in Pestenacker (Lech catchment, S Germany) 3 Discussion 3.1 Direct push sensing for wetland exploration 3.1.1 High-resolution direct push sensing cross-sections 3.1.2 Integration and comparison of direct push sensing in a spatially hierarchical multi-method approach 3.1.3 Direct push colour logging tool (CLT) data for ground truthing 3.1.4 Perspectives on direct push sensing in geoarchaeology 3.2 Results of the exploration of the Fossa Carolina 3.2.1 Chronostratigraphic recording in the West-East and Northern Sections 3.2.2 Characteristics of the canal construction in the West-East and Northern Sections 3.2.3 Validation of off-canal structures in the Northern and North-Eastern Sections 3.2.4 Water supply for the Fossa Carolina 3.2.5 Pending issues in the study of the Fossa Carolina 4 Conclusion References Appendix A1 - Author publications A2 - Article contribution A3 - Declaration of originality A4 - Bibliographic description