Équipe ESTRAN > Axe 1 : La "mémoire des sols" : de l’approche méthodologique à l’application au littoral

Thématique générale : L’étude de l’anthropisation sous l’angle des interactions homme-milieu (impact anthropique sur les sols et adaptations de l’homme à l’évolution du milieu).

Chronologie : Les objets d’étude se répartiront entre la Préhistoire et le temps présent mais les travaux concerneront principalement la Protohistoire, l’Antiquité et le Moyen Âge.

Cadre géographique : Tout en privilégiant les littoraux du Centre-Ouest atlantique, des comparaisons seront établies avec d’autres espaces en relation ou non avec la mer.

Problématiques : Approches déclinées selon deux entrées méthodologiques ayant chacune des terrains d’application propres et une thématique transversale centrée sur les littoraux.

Intervenants de l’axe 1 : F. Lévêque, V. Mathé, L. Tranoy, M. Bochaca, M. Tranchant

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A. Caractérisation et processus de transformation des minéraux magnétiques

La forte réactivité des oxydes et sulfures de fer magnétiques aux modifications des conditions physico-chimiques en fait des marqueurs des changements environnementaux. Présents à l’état de traces, ils sont toutefois aisément détectables grâce à leurs propriétés magnétiques (seuil de détection inférieur au ppm). Bien que les propriétés magnétiques des sols aient été mises en évidence depuis plus d’un demi-siècle, les processus à l’origine des variations constatées restent pour l’essentiel incertains. Ces inconnues qui sont un frein à l’exploitation des méthodes magnétiques pour l’étude et le suivi de l’environnement seront abordées selon plusieurs approches :

  • Des expérimentations seront menées sur les sols en générant des perturbations (par exemple par tassement ou par ajout d’entrants) puis en réalisant un suivi de l’évolution des propriétés magnétiques. Les processus à cinétique lente non détectables à une échelle temporelle expérimentale seront étudiés sur des analogues fournis par des objets archéologiques.
  • Le feu est un des processus les plus efficients d’évolution de la minéralogie magnétique des sols. Il permet d’accélérer la cinétique des transformations minéralogiques qui se produisent naturellement à température ambiante. L’étude des produits de transformation ignigène de matériaux supergènes doit ainsi apporter des informations sur les transformations se produisant à température ambiante sur des échelles de temps plus longues. Les matériaux argileux supergènes chauffés des foyers préhistoriques conservés dans les grottes constituent des cas d’école permettant de valider nos observations.
  • Les métaux ferreux sans protection subissent une oxydation en milieu supergène. Le rôle des biofilms dans les processus de corrosion est une question d’actualité. Les processus de bio-corrosion mis en jeu sont là encore des analogues potentiels aux transformations des phases magnétiques présentes dans les milieux naturels. De plus, les outils du magnétisme environnemental permettent de suivre de manière non invasive et non destructive la progression de la corrosion. Différentes expériences seront menées afin de déterminer les facteurs qui déterminent la cinétique du processus.
  • Le fer anthropogénique est un bon analogue dans l’environnement aux autres métaux non ferreux anthropogéniques, en particulier aux contaminants métalliques à l’état de traces (ETM). Les fortes capacités de détection des méthodes magnétiques apportent un outil de quantification indirect des contaminations. Les friches minières historiques (collaboration PRES : EA4330 GRESE, Limoges) et protohistoriques seront des objets d’étude privilégiés.

B. Archéologie et imagerie géophysique

La prospection géophysique de surface permet de déterminer des propriétés magnétiques, électriques et électromagnétiques des sols. Les mesures réalisées sur le terrain sont fonctions des matériaux en présence et de leur hétérogénéité.
L’application à l’archéologie (archéométrie) de ces méthodes non invasives issues des Sciences de la Terre permet de caractériser rapidement le milieu et les principales structures, vestiges de l’occupation humaine. Ce sont la géométrie des formes détectées et la valeur du signal mesuré par les instruments de prospection qui permettent d’identifier chaque structure.

La prospection géophysique et les travaux archéologiques présentent un intérêt mutuel : d’une part, les méthodes géophysiques contribuent à répondre aux problématiques archéologiques et, d’autre part, les données issues des fouilles permettent de mieux comprendre la signification des mesures physiques. Elles amènent également une information temporelle indispensable pour étudier la cinétique des processus d’évolution des matériaux du sol.

D’un point de vue méthodologique, les recherches s’orienteront selon trois pistes complémentaires :

  • la mise au point de protocoles de cartographie à très haute résolution spatiale et en 3 dimensions exploitant le potentiel des capteurs de dernière génération. L’objectif principal sera d’accroître la capacité de détection des instruments de mesure. Ce point concerne principalement la prospection magnétique.
  • le développement de protocoles de changement d’échelle d’observation (« de l’échantillon à la parcelle » en lien avec la thématique A, et « de la parcelle au paysage » en lien avec l’équipe AGILE).
  • L’optimisation de l’interprétation des données géophysiques. L’identification des sources des signaux nécessitera de coupler les observations réalisées lors de la fouille, les mesures de terrain et celles de laboratoire afin de proposer une modélisation. L’apport d’un théoricien (CDD ou collaboration) permettrait d’envisager l’inversion des données, c’est-à-dire retrouver les caractéristiques des sources archéologiques uniquement à partir du signal géophysique mesuré sur le terrain.

Les objets d’étude peuvent être classés en trois catégories :

- Les zones littorales : caractérisation du milieu naturel (zones humides et leurs abords), de son évolution (paléo-trait de côte, paléo-chenal…) et de son occupation (structures portuaires, sites à sel, habitats…) en lien avec la thématique C.

- Les zones présentant des structures de combustion : fours (à sel, de potiers, de tuiliers, de verriers, de métallurgie…), foyers (d’éclairage, culinaires…), structures incendiées… (en lien avec la thématique A).

- Les zones polluées par une activité ancienne telle l’extraction et la transformation du cuivre (en lien avec la thématique A).

C. L’évolution de l’anthropisation des littoraux (adaptation humaine et impact sur le milieu)

La mise en convergence des différentes approches s’opèrera dans le cadre de programmes pluridisciplinaires dont deux viennent d’être amorcés :

- Barzan et le littoral Picto-Charentais

Au sein du territoire santon, l’agglomération antique de Barzan occupe une place particulière : sa position sur l’estuaire, sa vocation économique et religieuse en font le principal pôle urbain romain, après le chef-lieu, Saintes. Les travaux menés sur le site depuis plusieurs années donnent lieu à une série d’études à la fois sur le mobilier (céramique, faune, pierre, petits objets, monnaies…) et sur les structures urbaines elles-mêmes qui s’inscrivent dans l’analyse d’un territoire qui fut l’aire du peuple Santon à l’époque de l’Indépendance puis une cité romaine à partir de l’époque augustéenne ; les deux espaces n’étant pas d’ailleurs strictement superposables.

Comment les populations sont-elles passées du système politico-économique de la fin de l’âge du Fer à celui instauré après la Conquête romaine ?
Quels furent les impacts de la réorganisation territoriale sur les modes de production, sur les réseaux de circulation, ou encore sur l’expression religieuse ?
Quelle fut la place des élites dans les processus de romanisations ?

À ces questions d’ordre historique, l’archéologie est susceptible d’apporter des réponses à partir d’une collaboration pluridisciplinaire, déjà en place, entre archéologues, céramologues, numismates, archéozoologues, conchyliologues, chercheurs sur la pierre de taille et les roches décoratives. Ces études conjointent nourriront la réflexion sur les modes de production, de consommation, d’échanges, au sein du territoire et au-delà.

Si Barzan fut une agglomération secondaire majeure, sa localisation n’est pas fortuite et doit être analysée à l’aune du passé - son occupation protohistorique, ses relations avec l’oppidum voisin de Vil-Mortagne (contemporanéité, succession, causes de l’abandon de l’oppidum…), en rapport avec les voies de communication terrestres et fluviales et en relation avec le contexte littoral.

La spécificité portuaire de cette ville conduit naturellement à l’associer au réseau des paléo-ports qui s’est structuré le long de rivages mouvants et complexes, depuis l’estuaire de la Loire jusqu’à celui de la Gironde.

La dimension géo-archéologique sera ici essentielle pour contribuer à cerner le contexte géographique (zones humides, trait côte, paléo-chenaux) dans lequel évoluèrent les populations entre la fin de l’âge du Fer et la fin de l’Antiquité, aux abords des littoraux atlantiques ou estuariens.

- Le marais de Brouage (étude diachronique et pluridisciplinaire)

La complémentarité des approches historiques et géophysiques sera mise à profit dans le cadre d’un programme collectif de recherches (PCR) sur l’évolution de l’environnement, du peuplement et la mise en valeur du marais de Brouage depuis le Moyen Âge.

La confrontation des documents historiques (textes, cartes...) et des mesures géophysiques (prospection, minéralogie magnétique), mais aussi des données de télédétection (photographies aériennes, modèles numériques de terrain…) et des investigations archéologiques, permettra d’aborder l’histoire du peuplement et de l’occupation du sol du golfe de Brouage et de son pourtour depuis le XIe siècle.

publie le lundi 8 décembre 2014