Le Stéphanien est un étage géologique de la stratigraphie régionale de l'Europe de l'Ouest, inclus dans le Carbonifère (ère paléozoïque). Il s'étend de d'années même si d'autres datations donnent des valeurs légèrement différentes ().
Le Stéphanien est inclus dans la deuxième époque du Carbonifère : Pennsylvanien dans la nomenclature internationale (Silésien en Europe). Selon l'échelle des temps géologiques 2004 (GTS2004)., cet étage correspond à l'extrême partie supérieure du Moscovien, à la globalité du Kasimovien et à la partie inférieure du Gzhélien, ces trois étages étant définis au niveau mondial.
Il doit son nom à la ville de Saint-Étienne, autour de laquelle se trouvaient d'importantes mines de charbon.
Il est caractérisé par une flore abondante en pécoptéridées et en cyathéides, par des odontoptérides et par la disparition des Mariopteris.
Les bassins stéphaniens en France En France les formations stéphaniennes sont continentales et n'admettent aucun épisode marin, elles sont situées dans le bassin houiller de la LoireJ. DE MAISTRE (1963), A BOUROZ (1978), le bassin minier du Nord-Pas-de-Calais, le bassin de LorraineP. PRUVOST (1934), M. DONSIMONI (1981), celui du JuraG. LIENHARDT (1962) ou au sud . et à l'est des Vosges. mais aussi dans les AlpesZone interne : J. FABRE (1961), R. FEYS (1963), Ch. GREBER (1966). Zone externe : J. HAUDOUR et J. SARROT-REYNALD (1964). et en basse ProvenceA.M. Basso (1985).- Le Carbonifère de basse Provence (Sud-Est de la France) - Evolution sédimentaire et structurale. Thèse spéc. Univ. de Provence, Marseille., dans le bassin de Blanzy M. BRANCHER (1983), celui du GardB. DELSAHUT (1981), dans le grand sillon houiller du Massif central, dans le détroit de Rodez, à Decazeville et à Carmaux (attribuée au Stéphanien inférieur et moyen) P. VETTER (1968).
Sous-étages et divisions thumb|Annularia stellata, flore des gisements du Stéphanien.
Les travaux de Grand'Eury ont distingué 6 sous-étages, caractérisés par des populations végétales différenciées : L'étage de Rive-de-Gier caractérisée par une flore westphalienne ; L'étage des Cévennes ;
L'étage des cordaïtes : faisceaux de la Chazotte (zone de la Talaudière) et de Villars (zone du Treuil ; L'étage des filicacées : faisceau de Rambaud (zone du Treuil) ;
L'étage des calamodendrées (Gnetopsida"Si ce rapprochement n'est pas accidentel, certains Calamodendrons, G. congenium C. stristum, auraient eu pour fructifications femelles des graines disposées en verticille aux articulations comme les fructifications des Ephedra". B. RENAULT, Études sur le terrain houiller de Commentry, T. II, p. 456. Lire en ligne"M. Renault rappelle, en finissant, que certains Ephedra présentent une écorce très-analogues, et fait remarquer que d'autres ressemblances permettent de supposer que certaines Calamodendrées ont pu être les ancêtres des Gnétacées actuelles, Extrait des Annales des Sciences Naturelles, 1829. Lire en ligne?) : totalité de l'assise d'Avaize (faisceaux de Beaubrun et des Littes) ; L'étage ambigu autuno-stéphanien : fortement érodé sauf dans les secteurs de Bellevue (faisceaux des Mouillées et des Combes, Villeboeuf, le Mont, Chauvetière), Valbenoîte, Jardin des plantes, Beaulieu et Patroa.
Ces étages floristiques groupés par deux correspondent aux trois assises du bassin de la Loire : Stéphanien inférieur = Assise de Rive-de-Gier = Stéphanien A (Barruelien) = Cantabrien Stéphanien moyen = Assise de Saint-Etienne = Stéphanien B (Forézien) Stéphanien supérieur = Assise d'Avaize = Stéphanien C (Forézien)
Ces trois assises sont couronnées par l'étage ambigu autuno-stéphanien (proposé comme Stéphanien D) Permo-Carbonifère.
Chronologie de l'étude du bassin houiller de la Loire Initié par K. Mayer-Eymar en 1878, le Stéphanien fut défini comme étage de référence par Ernest Munier-Chalmas et Albert de Lapparent en 1893L'étage stéphanien a été défini par Munier-Chalmas et de Lapparent (1893) en ces termes: « Le nom Stéphanien, correspond à celui de l'Ouralien, s'appliquera aux assises renfermant les flores houillères qui se succèdent depuis l'assise de Rive-de-Gier jusqu'à celle de Bois d'Aveize inclusivement de manière à comprendre tous les bassins houillers de l'Est du Plateau Central » J. DOUBINGER, P. VETTER, J. LANGIAUX, J. GALTIER, J. BROUTIN, La flore fossile du bassin houiller de Saint-Étienne, Mémoire du Muséum National d'Histoire Naturelle, t. 164, 1995, p. 303.. Cette reconnaissance internationale venait consacrer plus d'un siècle d'études sur un bassin qui fut l'un des plus anciennement exploités de France et systématiquement étudié.
1715 : Antoine de Jussieu signale des empreintes de plantes à Saint-ChamondA. DE JUSSIEU, Examen des causes des impressions marquées sur certaines pierres des environs de Saint-Chaumont dans le Lyonnois, Mémoire de l'Académie royale des sciences, p. 287-298. Lire en ligne.
1730 : Buffon évoque également ces empreintes sur les couches de houille de Rive-de-Gier et de Saint-Chamond.
1816 : Implantation de l'École des mineurs de Saint-Étienne et parution des premiers travaux cartographiques de Beaunier.
1821 : Alexandre Brongniart publie une notice sur les végétaux fossiles de la carrière du Treuil (Crêt-de-Roc, Saint-Étienne) aussi qu'une esquisse du site réalisée par son fils AdolpheAlexandre Brongniart, Notice sur des végétaux fossiles traversant les couches du terrain houiller, 1821. Lire en ligne.
1821-1871 : Adolphe Brongniart effectue au moins quatre séjours à Saint-Étienne (1821, 1836, 1844 et 1871)Adolphe Brongniart, Prodrome d'une histoire des végétaux fossiles, 1828. p. 166. Lire en ligneAdolphe Brongniart, Recherches sur les graines fossiles silicifiées, Imprimerie nationale, 1881. Lire en ligneAdolphe Brongniart, Histoire des végétaux fossiles, ou recherches botaniques et ..., volume 1, Paris, 1836. Lire en ligne.
thumb|upright|Reconstruction de la flore houillère du bassin de Saint-Étienne (in La Nature - Revue des sciences, 1873).
1869-1914 : François Cyrille Grand'Eury mène une étude complète et systématique sur la flore fossile du bassinFrançois Cyrille Grand'Eury, Flore carbonifère du département de la Loire et du Centre de la France, Impr. nationale (Paris), 1877. Lire en ligne et identifie 137 nouvelles espèces (sur 346), 12 variétés (sur 32) et 14 nouveaux genres.
Après 1873 : Bernard Renault, élève de Grand'Eury, publie une série d'articles sur les fossiles d'Autun et Saint-ÉtienneB. RENAULT, Recherches sur la structure et les affinités botaniques des végétaux silicifiés : recueillis aux environs d'Autun et de St-Etienne, Impr. Dejussieu (Autun), 1878..
1882 : Publication de l'atlas de Grüner.
1900 : Travaux de Coste.
1920 : Travaux de Paul Bertrand sur le prolongement du bassin à l'est du Rhône.
1925 : Travaux de BlondelVoir Fernand Blondel sur le site des Annales des Mines, http://www.annales.org/archives/x/blondel.html sur la genèse du bassin, les failles et accidents et la tectonique.
Dans les années 1950, aux lendemains de la nationalisation le Comité des houillères de la Loire conduit une étude générale du bassin (Pruvost, Armanet, de Maistre) destinée à estimer les réserves et à uniformiser les différentes terminologies issus des compagnies privées.
Entre 1951 et 1961, une campagne de sondages ( de sondages réalisés) vint alimenter ces nouveaux travaux.
1951 : Pruvost propose le découpage du Stéphanien en sous-étages A, B, C.
1956 : Doubinguer introduit le Stéphanien D englobant l'étage permo-carbonifère autuno-stéphanien.
1966 : L'étude de la région de Cantabrie dans le Nord de l'Espagne, présentant la transition Westphalien-Stéphanien, inexistante dans le bassin de la Loire, a conduit à l'introduction d'un étage Cantabrien entre Westphalien D et Stéphanien A (Wagner, 1966). En conséquence, en 1972 l'assise de Rive-de-Gier perd sa qualification de stratotype au profit du Cantabrien (faciès maritime espagnol) (Bouroz et al., 1972).
1975 : Bouroz et al. propose la subdivision du Stéphanien en 2 étages (inférieur et supérieur) placé entre le Kasimovien et le Gzhélien, soulignant également le problème de représentativité des étages stratotypiques ne renfermant exclusivement que des flores marines ou continentales.
1977 : DoubinguerVoir la notice de Jeanne Doubinger Lire en ligne et Bouroz propose de regrouper le Stéphanien D à l'Autunien inférieur. Toutefois, cette subdivision n'est pas acceptée par la sous-commission sur la stratigraphie du Carbonifère (SCCS) de l'Union internationale des sciences géologiques (UISG). Cependant, la coexistence attestée des flores stéphanienne et autunienne associée aux problèmes de stratigraphie des bassins continentaux font que cette question reste débattue aujourd'huiJ.-F. BECQ-GIRAUDON, D. MERCIER, H. JACQUEMIN, Faut-il rassembler le Stéphanien supérieur et l'Autunien (Paléozoïque supérieur continental) en une seule entité lithographique ?, Géologie de la France, n°2, 1995, pp. 17-24 Accéder en ligne.
1978 : Bouroz propose que le bassin ait été l'objet d'un charriage de grande ampleur et que les terrains du secteur de Saint-Étienne soit allochtones.
1984 : le Stéphanien inférieur est intégré au Cantabrien et Barruélien (Wagner, 1984), le Stéphanien supérieur reste découpé en Stéphanien B et C.
1992 : De nouvelles études invalident définitivement le modèle du charriage (Becq-Giraudon & Jacquemin).
1995 : Doubinguer et al. s'appuyant sur les biozones des macroflores définies par Boersma (1979) proposent une relecture des subdivisions classiques du Stéphanien (B, C et D), définies depuis Grand'Eury à partir des variations d'une flore dite "stéphanienne" (caractérisée par l'association d'espèces hygrophiles et mésoxérophiles)J. DOUBINGUER, P. VETTER, J. LANGIAUX, J. GALTIER, J. BROUTIN, La flore fossile du bassin houiller de Saint-Etienne, Ed. MNHN, 1995, pp. 304-317.J. DOUBINGER, C. ALVAREZ_RAMIS, Sur la présence de deux biotopes à phytocénoses différentes au sommet de la série stéphanienne de Saint-Etienne, France, C.R. du 105e congrès nat. des soc. savantes, Caen, 1980. Lire en ligne. Cette coexistence apparait comme le reflet des variations morphostructurales du bassin marqué par la continentalité. Ainsi est proposé le découpage du Stéphanien en deux étages : un étage inférieur regroupant Cantabrien et Barruelien à la flore "d'affinité westphalienne"; un étage supérieur à flore stéphanienne dit "Forezien" (regroupant Stéphanien B et C) et fournissant une clef de lecture potentiellement utilisable pour les bassins permo-carbonifères continentauxLa flore fossile du bassin houiller de Saint-Étienne, Ed. MNHN, 1995, pp. 349-351..
Un ensemble d'éléments sédimentologiques (tillites, galets striés, traces de cristaux de glace) et paléobotaniques (adaptation progressive à un climat froid et sec) ont été interprétés comme autant d'indices pouvant indiquer des conditions paléoclimatiques périglaciairesJ.-F. BECQU-GIRAUDON, C. MONTENAT, J. VAN DEN DRIESSCHE, "Hercynian high-altitude phenomena in the French Massif Central tectonic implications" in Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 122 (1996), pp. 227-241. Lire en ligneBecq-Giraudon J.-F. & J. Van Den Driessche (1994). Dépôts périglaciaires dans le Stéphano-Autunien du Massif Central : Témoins de l’effondrement gravitaire d’un haut plateau hercynien. C. R. Acad. Sci. Paris, 318, II, 675-682. Lire en ligne. Étant donné la situation équatoriale de la région (située à l'époque à environ 10°N) seule une altitude très élevée pourrait expliquer ces dépôts.