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Géoarchéologie de sites préhistoriques

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Dominique Sordoillet

Chapitre 1. Méthodologie

Résumé

Deux approches successives et complémentaires sont mises en œuvre pour étudier les sites archéologiques : la stratigraphie et la micromorphologie. La finalité en est la compréhension des conditions de dépôt et par extrapolation celle des occupations humaines. Les fondements de la stratigraphie sont présentés et adaptés à la démarche archéologique, avec la définition de trois types de sériation stratigraphique : lithologique, culturelle et chronologique (fig. 7). L’intérêt et les limites de ces regroupements sont discutés. Vient ensuite la présentation de la micromorphologie appliquée à l’archéologie. Basée sur la description et la comparaison des dépôts « in situ », elle apparaît comme une suite logique des travaux réalisés sur le terrain. La méthode et les principes de description ainsi qu’un historique des recherches sur les sédiments anthropiques sont exposés. Une partie des interprétations réalisées repose sur des lames expérimentales fabriquées à partir d’échantillons issus de contextes actuels bien définis (pl. A1-A7).

Texte intégral

« Mais lorsqu’on est parvenu à rassembler des échantillons de tout ce qui peuple l’Univers, lorsque après bien des peines on a mis dans un même lieu des modèles de tout ce qui se trouve répandu avec profusion sur la terre, et qu on jette pour la première fois les yeux sur ce magasin rempli de choses diverses, nouvelles et étrangères, la première sensation qui en résulte, est un étonnement mêlé d’admiration, et la première réflexion qui suit, est un retour humiliant sur nous-mêmes. On ne s’imagine pas qu on puisse avec le temps parvenir au point de reconnaître tous ces différents objets, qu on puisse parvenir non seulement à les reconnaître par la forme, mais encore à savoir tout ce qui a rapport à la naissance, la production, l’organisation, les usages, en un mot à l’histoire de chaque chose en particulier : cependant, en se familiarisant avec ces mêmes objets, en les voyant souvent, et, pour ainsi dire, sans dessein, ils forment peu à peu des impressions durables, qui bientôt se lient dans notre esprit par des rapports fixes et invariables ; et de là nous nous élevons à des vues plus générales, par lesquelles nous pouvons embrasser à la fois plusieurs objets différents ; et c’est alors qu’on est en état d’étudier avec ordre, de réfléchir avec fruit, et de se frayer des routes pour arriver à des découvertes utiles. »
Buffon, 1749 (Buffon 1984 : 38-39)

« Finalement la masse même des sédiments, voile que le vieil archéologue s’efforçait d’écarter aussi rapidement que possible, est devenue la source d’une bonne partie de l’information. »
André Leroi-Gourhan (1963)

1.1 Stratigraphie et chronologie

1.1.1 Buts, définitions et principes généraux

1Deux objectifs principaux et complémentaires guident la fouille de la plupart des sites archéologiques stratifiés :

  • une reconstitution de type ethnographique, qui tente de comprendre, par l’étude des différentes couches de terrain et des vestiges qu’elles contiennent, l’organisation et la fonction du site à chaque période d’occupation ;

  • une reconstitution d’ordre historique, visant à définir la nature, l’importance et la rapidité des changements économiques, culturels ou environnementaux qui ont marqué l’évolution des sociétés.

2Pour satisfaire à ces deux objectifs, synchronique d’une part, diachronique d’autre part, la fouille doit obligatoirement permettre l’individualisation et le classement des différents dépôts archéologiques selon leur ordre de mise en place, autrement dit conduire à l’établissement de la séquence stratigraphique du site (Loustaud 1985 : 71). Malgré les problèmes rencontrés – discontinuité des dépôts, difficulté d’isoler clairement les sols d’occupation, etc. (Bordes 1975 ; Wheeler 1989) –, deux approches complémentaires du terrain permettent d’échafauder cette classification chronologique des dépôts, tout en abordant les questions d’ordre ethnographique :

  • une approche verticale, au cours de laquelle les coupes de terrain dégagées par la fouille permettent une observation directe de la chronologie relative des dépôts et des événements qu’ils représentent (fig. 4) ;

  • une approche horizontale, au cours de laquelle le décapage de grandes surfaces (fig. 5) permet d’appréhender les reconstitutions ethnographiques. Les dépôts ainsi dégagés sont ensuite replacés dans la séquence stratigraphique à partir des profils théoriques (Sabatier 1995).

  • FIG. 4. Exemple de relevé stratigraphique (Grotte du Gardon).

    FIG. 4. Exemple de relevé stratigraphique (Grotte du Gardon).

FIG. 5. Profil théorique ou « verticalisation des données planimétriques ».

FIG. 5. Profil théorique ou « verticalisation des données planimétriques ».

3L’extension des surfaces fouillées et le nombre de coupes de terrain réalisées dépendent de la complexité de la séquence stratigraphique. La confrontation permanente des informations obtenues par chacune des deux approches permet de réorienter la stratégie de fouille au fur et à mesure de l’avancement des travaux.

4Le classement chronologique des dépôts mis au jour par la fouille repose sur les méthodes de la stratigraphie, et plus particulièrement sur l’adaptation à l’archéologie de trois principes issus de la géologie : les principes de « superposition », de « continuité » et d’« identité paléontologique » (Dercourt, Paquet 1981 ; Foucault, Raoult 1984 ; Wheeler 1989 ; Langouët, Giot 1992). En bref rappel, ces principes établissent respectivement :

  • qu’une couche est plus récente que celle qu’elle recouvre ;

  • qu’une couche définie par un faciès donné et limitée par un plancher et par un toit, est de même âge en tous ses points ;

  • et enfin que deux couches contenant les mêmes fossiles caractéristiques sont de même âge.

5Les adaptations apportées à ces principes dans le cadre de l’archéologie, sont dues à l’intervention de l’homme en tant qu’agent particulier de sédimentation et de stratification.

6Elles comprennent notamment la définition du principe de « succession stratigraphique », dérivé du principe de superposition et permettant de mettre en rapport non plus seulement des couches mais des séries de couches, et surtout l’élaboration d’une méthode de représentation chronologique des différents événements archéologiques (Harris 1989) [fig. 6].

FIG. 6. Représentation du séquençage archéologique dite « diagramme de Harris ». Les numéros affectés aux différentes couches ou structures observées sur le terrain sont positionnés d’après leurs relations chronologiques.

FIG. 6. Représentation du séquençage archéologique dite « diagramme de Harris ». Les numéros affectés aux différentes couches ou structures observées sur le terrain sont positionnés d’après leurs relations chronologiques.

7Comme en géologie, ces principes de stratigraphie n’ont pas valeur d’axiomes et doivent être discutés au cas par cas. Le principe de superposition peut être remis en cause par des remaniements anthropiques ou naturels. Le principe tacite de « conformité typologique », basé sur l’étude des vestiges, peut remplacer celui d’identité paléontologique, mais reste sujet à caution car non régi par des lois d’évolution biologique. Enfin, la compaction toujours possible des résidus de différentes occupations dans un même dépôt, macroscopiquement homogène, limite l’application du principe de continuité. Pour faire face à ces difficultés, la séquence stratigraphique est d’abord échafaudée à partir des caractéristiques lithologiques et des relations géométriques des dépôts, le recours aux vestiges archéologiques et aux datations radiométriques ne s’effectuant que dans un second temps, pour contrôler les résultats lithostratigraphiques ou pour pallier les problèmes résultant de la discontinuité des dépôts archéologiques.

8Une fois l’ordination chronologique des dépôts établie, les données lithologiques, archéologiques, radiométriques, archéobotaniques… peuvent être exploitées de manière indépendante pour décrire les événements jalonnant la formation des sites. Ces données conduisent alors à différents regroupements des dépôts, par exemple en « formations » (notées selon le système F1 à Fn) ou en « membres » (notés selon le système F1.1 à F1.n), répondant à des critères sédimentologiques, ou en « ensembles culturels », d’après la typologie des vestiges archéologiques. De même, les données concernant la flore ou la faune peuvent amener à la définition d’« archéobiozones », et les résultats des datations absolues conduire à l’individualisation de « chronozones ». Autrement dit, on définit des séquences lithologiques, culturelles ou chronologiques (fig. 7). Les regroupements de couches effectués pour chaque type de séquence ne sont pas forcément concordants et leur confrontation permet d’isoler des « unités archéologiques », caractérisées chacune par un ensemble particulier de composantes lithologiques, culturelles et chronologiques. Le passage d’une unité archéologique à la suivante est alors marqué par la modification d’une ou de plusieurs variables, d’une catégorie ou d’une autre, soulignant différents stades d’évolution du site et de ses occupants.

FIG. 7. Principes de construction du cadre chronostratigraphique.

FIG. 7. Principes de construction du cadre chronostratigraphique.

9L’étude stratigraphique des sites abordés dans cet ouvrage repose sur l’exploitation de trois catégories de données : lithologiques, culturelles et radiométriques. Le mode d’emploi de ces données est bien connu des archéologues de terrain, mais fait néanmoins l’objet des paragraphes qui suivent. Bien que globalement applicable à tous les sites archéologiques stratifiés, cet exposé méthodologique ne doit pas faire oublier que chaque site présente ses caractéristiques propres et qu’aucune méthode d’étude ne peut être systématique. « Il n’y a que des approches plus ou moins parfaites que l’archéologue devra adapter aux buts qu’il s’est fixé d’une part, et à la nature des gisements d’autre part. » (Loustaud 1985).

1.1.2 Lithostratigraphie

10Le classement lithostratigraphique des dépôts, d’après leurs caractéristiques lithologiques et leurs relations géométriques, est une étape fondamentale de la démarche archéologique pour deux raisons principales :

  • d’une part parce que les dépôts vont être décrits dans leur intégralité, discontinuités comprises, et que c’est à partir de ces observations de terrain que vont être émises les premières hypothèses sur les agents de sédimentation, sur les hiatus sédimentaires et sur la chronologie relative de ces dépôts ;

  • d’autre part parce que ce sont ces couches de terrain qui renferment les différents vestiges archéologiques, et que leur interprétation en termes de mode de mise en place, anthropique ou naturelle, primaire ou secondaire, va influer sur l’interprétation de ces vestiges.

1.1.2.1 Couches

11L’unité élémentaire la plus couramment utilisée pour le classement lithostratigraphique des dépôts est la couche. En géologie et dans certaines publications archéologiques, les termes de « niveau » ou d’« horizon » sont utilisés dans le même sens, mais sont ici réservés préférentiellement aux notions de niveau d’occupation et d’horizon pédologique. En archéologie préventive, la notion d’« unité stratigraphique » remplace celle de couche, mais s’applique également aux limites de couches lorsque ces dernières présentent des caractéristiques remarquables – limite de creusement d’une fosse par exemple.

12Une couche résulte de l’entassement d’éléments naturels et des restes de l’activité humaine (Bordes 1975). Elle est définie par sa géométrie, par sa lithologie et par ses limites. La texture, la structure, la couleur et la consistance du sédiment sont les principaux critères de différenciation de ces unités lithostratigraphiques. Des caractéristiques chimiques peuvent également servir de critères discriminants, comme la réaction du sédiment à l’acide chlorhydrique, qui donne des indications sur sa teneur en carbonates de calcium, ou la réaction à l’eau oxygénée, qui renseigne sur sa teneur en matières organiques. Les limites supérieure et inférieure, qu’elles soient nettes ou diffuses, sont également prises en compte dans la description, car elles peuvent correspondre à des discontinuités sédimentaires ou postsédimentaires, naturelles ou anthropiques, et éventuellement représenter des sols d’occupation. Une attention particulière doit être portée, dans certains cas, aux limites secondaires engendrées par le développement de processus d’altération. Ces processus d’altération sont plus particulièrement effectifs sur les sites de plein air où ils sont à l’origine de la genèse des sols, au sens pédologique du terme. Ils peuvent conduire à la définition d’horizons pédologiques, qui ne doivent pas être confondus avec les couches sédimentaires initiales. Enfin, rappelons que la description lithostratigraphique doit autant que possible rester indépendante du mobilier contenu et ne pas avoir de connotation interprétative (Harris 1989 : 120). Cependant, des indications relatives par exemple au nombre ou à la taille des vestiges archéologiques, de même que des références comparatives à des dépôts connus par ailleurs, peuvent être utilement associées à la description.

13Pour la plupart, les différentes couches formant le site archéologique sont définies à partir des coupes stratigraphiques dégagées lors de la fouille. Elles sont décrites et assorties d’un code de référence, formé de lettres ou de chiffres (1 à n, A à Z, A1 à An…), depuis le haut jusqu’à la base de chaque coupe (Wheeler 1989), puis corrélées d’une coupe à l’autre en fonction des ressemblances lithologiques et de la continuité des limites sédimentaires. Ces corrélations permettent de définir et de classer les différentes couches, qui peuvent alors être représentées sous la forme d’un « log » (ou colonne) stratigraphique synthétique rendant compte de leur succession chronologique (fig. 7). Certaines couches d’extension limitée ne sont pas perçues sur les coupes de terrain, mais seulement dans les secteurs fouillés en plan. Décrites au moment des décapages, elles sont intégrées à la séquence stratigraphique synthétique par l’intermédiaire des profils théoriques ou des diagrammes de Harris (fig. 5, 6). Comme la couche, le volume de sédiment décapé est assorti d’un numéro d’ordre (d1 à dn), décrit d’un point de vue lithologique et situé dans l’espace par des données topographiques. Les corrélations entre les décapages et les couches observées en coupe sont établies sur la base de ces données lithologiques et topographiques. L’attention portée au décapage et à son relevé est primordiale, puisque c’est par l’intermédiaire des décapages que sont récoltés, pour la plupart, les vestiges archéologiques et les diverses autres informations relatives à l’occupation du site. Généralement guidé par les caractéristiques lithologiques du sédiment fouillé, le décapage peut être effectué en plusieurs étapes dans le cas d’une épaisse couche de terrain homogène, ménageant ainsi la possibilité d’isoler a posteriori différentes couches d’occupation sur la base de la typologie ou du remontage des vestiges.

1.1.2.2 Termes, membres et formations

14Les différentes couches différenciées sur le terrain peuvent être regroupées en « termes », en « membres » puis en « formations ». Ces unités lithostratigraphiques de rang supérieur sont utilisées lorsqu’un ou plusieurs caractères lithologiques se retrouvent d’une couche à l’autre ou lorsque ces couches apparaissent localisées préférentiellement dans certains secteurs du site. Dans les cas étudiés ici, c’est notamment l’alternance plus ou moins régulière de couches claires et de couches sombres qui a guidé ces regroupements. La superposition de plusieurs couches sombres ou de plusieurs couches claires définit des « termes sombres » et des « termes clairs ». La superposition d’un terme sombre et d’un terme clair constitue un membre et la superposition de plusieurs membres caractérise les formations. Ces diffé rents regroupements ne répondent pas à des critères strati-graphiques ou sédimentologiques prédéfinis, mais sont réalisés en fonction des particularités sédimentologiques de chaque site, leur objet principal étant d’analyser et de comprendre l’organisation des dépôts et de souligner, lorsqu’elles existent, les régularités de la sédimentation. Ainsi, la définition des membres et des formations dans le remplissage du Gardon repose essentiellement sur l’interstratification de couches d’alluvions et sur la localisation spatiale des dépôts (cf. § 2.1.2). À Montou, seuls des termes et des formations ont été individualisés sur le terrain (cf. § 3.1.2). À Saint-Alban, les formations sont indépendantes de leur localisation dans l’espace, mais sont caractérisées à chaque fois par des accumulations sédimentaires différentes dans leur partie inférieure et supérieure (cf. § 4.1.2). Les fréquentes corrélations obtenues entre ces regroupements lithostratigraphiques et les ensembles culturels, définis par l’analyse typologique des vestiges, permettent de souligner les liens existant entre la nature des accumulations sédimentaires et les modalités d’occupation.

15Plusieurs difficultés peuvent néanmoins apparaître lors du classement lithostratigraphique des dépôts, pour différentes raisons :

  • le caractère lenticulaire et répétitif de nombreux dépôts archéologiques rend parfois difficile les corrélations d’après les seuls critères lithologiques ;

  • différentes couches d’occupation peuvent avoir été mélangées, soit sous l’effet des occupations elles-mêmes, soit en raison de remaniements postsédimentaires ;

  • l’œil humain ne perçoit pas forcément les limites de couches peu marquées.

16Dans une certaine mesure, la typologie des vestiges archéologiques, les datations par le radiocarbone et l’étude micromorphologique permettent de pallier ces faiblesses et de contrôler la sériation lithostratigraphique, tous points que nous allons exposer à présent.

1.1.3 Ensembles culturels

17Les ensembles culturels sont définis par des assemblages de vestiges et peuvent correspondre à une seule couche de terrain, à plusieurs couches successives ou encore à une partie de couche. Ce sont avant tout les remontages et les ressemblances typologiques qui permettent d’associer les vestiges archéologiques extraits par chaque décapage et de proposer une sériation culturelle des dépôts (fig. 8). Le mobilier archéologique, situé dans l’espace lors des décapages successifs, peut ainsi autoriser un découpage stratigraphique, dont l’importance est plus particulièrement remarquable dans le cas de dépôts homogènes ou complexes (Giligny, Michel 1995). Différentes catégories de vestiges peuvent contribuer à la définition des horizons culturels : céramiques, outils, parures… L’évolution des techniques ou des modes, dans la fabrication des céramiques ou des outils par exemple, ne s’effectuant pas forcément de façon parallèle, les dépôts peuvent être regroupés différemment selon le type de vestiges considéré. La confrontation de ces différentes sériations, entre elles et avec le découpage lithostratigraphique, permet une analyse plus fine de la séquence stratigraphique et des modalités d’occupation.

FIG. 8. Céramostratigraphie. Sur le site de Saint-Blaise (Suisse), les remontages de poteries ont permis de reconstituer des assemblages assimilables à des unités stratigraphiques (A et B), entre lesquelles peuvent être établies des relations d’indépendance, de superposition ou d’association. Ces relations permettent de définir des séquences comparables aux diagrammes de Harris et participent ainsi à l’analyse de la stratigraphie du site.

FIG. 8. Céramostratigraphie. Sur le site de Saint-Blaise (Suisse), les remontages de poteries ont permis de reconstituer des assemblages assimilables à des unités stratigraphiques (A et B), entre lesquelles peuvent être établies des relations d’indépendance, de superposition ou d’association. Ces relations permettent de définir des séquences comparables aux diagrammes de Harris et participent ainsi à l’analyse de la stratigraphie du site.

18Parallèlement, l’identification des ensembles culturels est guidée par les connaissances déjà acquises sur les « cultures préhistoriques », lesquelles sont définies par « un ensemble de témoins archéologiques caractérisant une certaine région durant une certaine période » (Gaucher 1989). Pour les périodes du Néolithique à l’âge du Fer, plus particulièrement considérées ici, les cultures sont le plus souvent définies à partir des caractéristiques typologiques des poteries, en raison de l’abondance et de la variété de ces dernières. Différents critères morphotechniques – couleur, texture, aspect de surface, forme, décors… – permettent la caractérisation de ces céramiques. L’outillage lithique ou osseux, les éléments de parure, la vaisselle en bois, de même que les traditions architecturales, constituent également des données culturelles discriminantes (Sauter 1977 ; Voruz 1991a). Selon les cas, la dénomination de ces cultures fait référence à leur situation géographique – Chasséen, Néolithique moyen bourguignon… –, à leur site éponyme – Cerny, Cortaillod, La Tène… –, aux caractéristiques morphologiques des poteries – Rubané, Cardial, Campaniforme… –, ou encore à leur période de développement – Bronze ancien, Bronze moyen, Bronze final I… –, mais elle reste dans tous les cas porteuse d’une information chronologique.

19Il en résulte que la chronologie relative des dépôts, normalement établie par la lithostratigraphie, peut s’appuyer dans certains cas, notamment celui de couches discontinues, sur la typologie du mobilier archéologique. Plusieurs sites archéologiques, bien datés par le radiocarbone ou par la dendrochronologie, ont en effet livré des objets ou des assemblages d’objets caractéristiques, qui peuvent en conséquence être utilisés comme marqueurs stratigraphiques, à l’instar des fossiles directeurs de la biostratigraphie. Cette valeur chronologique du mobilier archéologique, plus particulièrement importante sur les sites lacustres, datés par la dendrochronologie, autorise des datations de proche en proche, à l’échelle du site ou de la région (Pétrequin, Pétrequin 1988 : 7).

20Cette exploitation chronologique du mobilier archéologique doit cependant rester exceptionnelle et prudente, pour plusieurs raisons :

  • la variabilité typologique des vestiges archéologiques peut avoir une cause fonctionnelle et non pas chronologique ; des sites contemporains peuvent ainsi être caractérisés par un matériel très différent (Gallay 1986b : 247) ;

  • à l’inverse, l’évolution du mobilier n’étant pas assujettie à des lois naturelles d’évolution, des objets comparables peuvent être reproduits en différents endroits et à différentes périodes (Schiffer 1987 : XII) ;

  • les limites spatio-temporelles d’un grand nombre de groupes culturels définis à ce jour sont encore mal connues (Voruz 1991a : 19).

  • une faible sédimentation, des remaniements sédimentaires, voire le simple effet du piétinement, peuvent conduire au mélange de vestiges appartenant à différents groupes (Bordes 1975 ; Courtin, Villa 1982 ; Harris 1989 : 122).

21En définitive, il apparaît non seulement que l’utilisation du mobilier archéologique à des fins chronologiques doit être confortée par d’autres données, par exemple des datations absolues, mais aussi qu’un site peut être caractérisé par des assemblages de vestiges particuliers, sans rapport clair et direct avec des cultures déjà définies par ailleurs. Ces limites interprétatives du mobilier archéologique impliquent que la définition des horizons culturels doit rester conditionnée, autant que possible, par les données lithostratigraphiques. Ce faisant, l’analyse des vestiges archéologiques découverts dans chaque couche de terrain peut permettre l’identification d’assemblages fonctionnels ou culturels encore inconnus et contribuer à une meilleure caractérisation des modalités d’occupation, ou plus largement, des sociétés passées.

22La confrontation des sériations lithologiques et culturelles permet de discuter leur validité réciproque et de souligner par exemple le remaniement de certains vestiges ou des erreurs de classement lithostratigraphique. Dans certains cas, l’interstratification d’une couche sédimentaire naturelle soulignera une interruption d’occupation, mais des tessons d’un même pot pourront néanmoins se retrouver de part et d’autre de cette couche naturelle, à la suite du creusement d’un terrier par exemple. Dans d’autres cas, la ressemblance lithologique de deux dépôts contigus pourra amener à les considérer comme étant contemporains, alors que les liaisons de remontage ou les caractéristiques typologiques des vestiges révéleront une discontinuité. La validité de la séquence stratigraphique repose de ce fait sur la confrontation critique de ces différentes approches du terrain et ce n’est qu’après cette confrontation que peuvent être définies, aussi précisément que possible, les composantes culturelles de chaque période d’occupation.

1.1.4 Datations

23Le calage chronologique des dépôts, obtenu de façon relative ou indirecte seulement, par l’examen de la lithostratigraphie et par l’étude des composantes culturelles, justifie le recours aux datations radiométriques ou « datations absolues ». Sur les sites terrestres, où les matériaux datables par les méthodes de la dendrochronologie ne sont pas conservés, les datations radiométriques représentent des données chronologiques objectives, en raison de la relation univoque qui existe entre la transformation d’un élément radioactif et l’écoulement du temps (Pomerol et al. 1980 : 22). Sur les sites terrestres pré- et protohistoriques, c’est plus particulièrement la méthode du radiocarbone qui va fournir ces datations (Évin 1986 ; Langouët, Giot 1992 ; Évin et al. 1998).

24Pour en rappeler sommairement les principes, cette méthode est basée sur le fait que les organismes animaux et végétaux, formés de molécules carbonées, utilisent pour leur développement les atomes de carbone émis dans l’atmosphère. Les coquilles, les os, la tourbe ou le bois intègrent ainsi différents isotopes du carbone :12C et13C, stables,14C, instable et radioactif. En admettant que le rayonnement cosmique, fonction du magnétisme terrestre et de l’activité du soleil, produit ces isotopes en teneur constante, on admet la constance du rapport carbone stable / carbone instable intégré par l’organisme. À la mort de ce dernier, ce rapport commence à se modifier du fait de la désintégration du14C, qui diminue de moitié en 5700 ans environ. En mesurant le rapport isotopique du carbone contenu dans un charbon de bois ou dans un os, on peut ainsi dater la mort de l’organisme et par extrapolation l’âge du dépôt qui le contient. La date ainsi obtenue est exprimée en années radiocarbones conventionnelles, ou années BP (before present), c’est-à-dire avant 1950, et accompagnée d’une marge statistique de ± 1 sigma, définissant une plage de temps dans laquelle l’âge de l’échantillon a 68 % de chances de se trouver. Pour un résultat fiable à 95,5 %, l’intervalle de confiance est porté à ± 2 sigma.

25Jusqu’à l’apparition de la calibration, cette date radiocarbone était ramenée en années BC (before Christ), en retranchant 1950 à la valeur BP. La comparaison des dates obtenues par la méthode du14C avec celles issues de la dendrochronologie a cependant montré une distorsion des données radiocarbones, avec des dates rajeunies et des durées raccourcies par rapport à la réalité (Évin 1983). Due principalement aux fluctuations du rayonnement cosmique au cours du temps, cette distorsion est maintenant corrigée grâce à des courbes de calibration, établies à partir de datations radiocarbones effectuées sur des échantillons bien datés en dendrochronologie (Stuiver, Pearson 1986) [fig. 9]. Les dates ainsi calibrées sont exprimées en années avant Jésus-Christ (av. J.-C. ou cal. BC). C’est le plus souvent l’intervalle calibré, ou « fourchette de calibration », c’est-à-dire les dates obtenues par calibration des plages de temps à ± 1 ou 2 sigma, qui rend compte de l’âge approximatif de l’échantillon (Voruz 1995).

FIG. 9. Calibration dendrochronologique. L’importance de la correction dendrochronologique des dates radiocarbones est illustrée par ce graphique qui montre, par exemple, qu’une date de 4800 BP correspond en réalité à un âge de 3700 ans av. J.C., et qu’une durée de 800 années BP équivaut dans certains cas à 1 200 années solaires.

FIG. 9. Calibration dendrochronologique. L’importance de la correction dendrochronologique des dates radiocarbones est illustrée par ce graphique qui montre, par exemple, qu’une date de 4800 BP correspond en réalité à un âge de 3700 ans av. J.C., et qu’une durée de 800 années BP équivaut dans certains cas à 1 200 années solaires.

26Indépendamment de leur nécessaire calibration, plusieurs précautions doivent être prises pour une bonne exploitation des datations par le radiocarbone. Il s’agit entre autres d’estimer le degré de fiabilité physico-chimique accordé au matériau daté (Évin et al. 1990 ; 1995) :

  • les gros charbons, le collagène et les brindilles de bois sont considérés comme fiables ;

  • les petits charbons, les fragments de gros morceaux de bois et les graines sont un peu moins sûrs ;

  • les datations sur des terres charbonneuses, de la tourbe, des matières humiques, des coquilles lacustres et des concrétions calcaires sont à éviter.

27Parallèlement, il est important d’établir le « lien archéologique » existant entre le charbon ou l’os daté et le mobilier qu’on lui associe, notamment par une analyse critique du contexte stratigraphique, sédimentologique et archéologique du matériau daté (Sabatier, Voruz 1998). Enfin, malgré les progrès apportés par la calibration, certaines périodes, caractérisées par de nombreuses fluctuations dans la production de carbone stable et instable, restent encore défavorables à l’obtention de résultats précis (Évin et al. 1995). C’est le cas notamment pour la période comprise entre 4300 et 2500 av. J.-C., où à une même date radiocarbone peuvent correspondre plusieurs âges en années réelles. Pour faire face à ces différentes difficultés, le calage chronologique d’un dépôt ou d’une culture doit autant que possible être confirmé par plusieurs datations (Gascó 1985 ; Voruz 1990 ; Évin et al. 1995).

28Le calage chronologique ainsi obtenu permet de contrôler l’ordination lithostratigraphique des dépôts, mais aussi de définir des périodes, ou « chronozones », désignées par leur situation dans le temps, par exemple vers 4400-4200 av. J.-C., et pouvant correspondre à une ou plusieurs couches du terrain. De grandes disparités peuvent apparaître entre la durée représentée par ces chronozones et les taux de sédimentation matérialisés par les couches. La comparaison des deux types de séquences, chronostratigraphique et lithostratigraphique, contribue ainsi à l’analyse des dynamiques sédimentaires. Les différentes périodes individualisées peuvent en effet être caractérisées par des taux de sédimentation forts ou faibles, qui doivent être discutés en regard des autres données archéologiques et environnementales. De même, les lacunes d’enregistrement du temps entre les différentes chronozones, conduisent à s’interroger sur les causes de ces lacunes, qui peuvent aussi bien résulter de l’abandon du site que de l’érosion d’une partie des dépôts.

29Comme pour les sériations lithostratigraphiques et culturelles, l’exploitation des datations se heurte à plusieurs difficultés. Outre les questions de fiabilité physico-chimique, de marges d’incertitude et de lien archéologique déjà évoquées, les périodes de temps définies par les datations absolues n’ont souvent que peu de rapport avec la durée réelle des événements sédimentaires qui ont conduit à la mise en place des dépôts datés. Plusieurs phases d’occupation ou d’abandon de durées variées peuvent s’être succédé pendant l’intervalle de temps défini par les datations. Une illustration explicite, bien qu’un peu caricaturale, de ces limites de la datation par le radiocarbone est fournie par un article portant sur la préhistoire égyptienne : « En termes C14 donc, la phase C1 de la culture nagadienne s’étend entre 3400/3300 et 2800/2700, ce qui reviendrait à situer la Révolution française entre le début du xviie et la fin du xxie siècle de notre ère, ce qui n’est pas faux, on en conviendra » (Midant-Reynes, Sabatier 1999). Nous allons voir comment l’analyse sédimentologique des dépôts contribue à cerner un peu mieux cette question de la durée des événements.

1.2 Micromorphologie

1.2.1 Définition et principes généraux

30Nos connaissances actuelles sur les sédiments archéologiques bénéficient des résultats de différentes techniques d’analyses, parmi lesquelles la granulométrie, la géochimie, l’analyse semi-quantitative des poussières et la micromorphologie. Préférentiellement mise en œuvre sur les sites appréhendés ici, la micromorphologie présente la particularité de pouvoir étudier les dépôts sans les déstructurer. Initialement meubles, les couches archéologiques sont échantillonnées en mottes et indurées artificiellement par des résines plastiques. Ces échantillons sont ensuite transformés en lames minces qui peuvent être observées au microscope. La micromorphologie s’apparente ainsi à la pétrographie, utilisée en géologie pour l’étude des roches dures. Mise au point par les pédologues (Kubiena 1938), ses premières applications au contexte archéologique ont abouti à la différenciation d’horizons pédologiques et de couches d’occupation humaine (Cornwall 1958 ; 1963 ; Dalrymple 1958). Depuis lors, son utilisation s’est peu à peu généralisée, et elle apparaît comme une technique sédimentologique particulièrement adaptée à la résolution de diverses questions archéologiques (p. ex. Mathieu, Stoops 1972 ; Catt, Weir 1976 ; Goldberg 1979 ; Courty, Fedoroff 1982…). Non destructive et descriptive, la micromorphologie présente l’intérêt de poursuivre, à l’échelle du microscope, les observations débutées sur le terrain. Elle se place ainsi dans la suite logique des approches lithostratigraphiques décrites précédemment (cf. § 1.1.2). À l’échelle du microscope, les couches individualisées sur le terrain peuvent, au contraire des regroupements lithostratigraphiques précédents, être subdivisées en « sous-couches » ou en « lits » séparés par des limites invisibles à l’œil nu. Si l’échelle d’observation change, la finalité reste la même : comprendre les processus de sédimentation et par extension les modalités d’occupation du site. Pour ce faire, c’est non seulement l’origine anthropique ou naturelle des constituants qui est discutée, mais aussi le mode d’assemblage de ces constituants, ces différentes données concourant à l’identification des mécanismes sédimentaires et postsédimentaires impliqués dans la genèse des dépôts (p. ex. Courty et al. 1989 ; Gé et al. 1993 ; Cammas et al. 1998 ; Sordoillet 1997). Parmi les enseignements que l’on cherche à tirer de l’approche micromorphologique, se trouvent par exemple :

  • le caractère en place ou remanié des dépôts ;

  • les causes et les conséquences des remaniements ;

  • la nature des activités anthropiques et leur localisation à l’intérieur du site ;

  • l’interprétation des limites de couches en termes de changement d’activité ou d’abandon du site ;

  • l’estimation des vitesses de sédimentation et en conséquence celle des durées d’occupation ou d’abandon…

31Ces différentes données participent à l’interprétation des modalités d’occupation et contribuent également à l’analyse du contexte environnemental de ces occupations (p. ex. Courty et al. 1991 ; Brochier et al. 1999 ; Sordoillet 1999b). Si l’importance des résultats micromorphologiques n’est plus à démontrer, la technique présente cependant, comme toute autre méthode, des limites analytiques et interprétatives. La micromorphologie présente tout d’abord le défaut d’une quantification insuffisante, la teneur des différents constituants ne pouvant être qu’estimée, sur la base d’abaques de référence (p. ex. Bullock et al. 1985 : 24 ; Courty et al. 1989 : 69). D’autres techniques doivent par conséquent être mises en œuvre pour permettre une quantification plus précise, utile à la caractérisation des dépôts :

  • granulométrie de la fraction grossière, non prise en compte par la micromorphologie ;

  • montage des limons archéologiques entre lame et lamelle, pour une meilleure individualisation et un comptage plus aisé des particules (Brochier 1993) ;

  • analyses géochimiques, pour une caractérisation complémentaire des aires d’activités (Linderholm, Lundberg
    1994 ; Middleton, Price 1996)…

32La faiblesse de nos connaissances sur les faciès sédimentaires générés en contexte archéologique, et sur l’interprétation qu’il convient de leur donner, constitue une autre limite de la méthode micromorphologique (Courty et al. 1989 ; Goldberg, Whitbread 1993 ; Courty et al. 1994). Cette faiblesse, liée à la relative jeunesse de la discipline et à l’insuffisance des modèles interprétatifs, s’estompe grâce à la réalisation de nouvelles études de cas, auxquelles viennent s’associer les données présentées ici.

1.2.2 Échantillonnage et principes descriptifs

33Les stratégies d’échantillonnage et les principes de description micromorphologique mis en œuvre dans ce travail sont inspirés de ceux déjà décrits dans différents manuels (Brewer 1964 ; Fitzpatrick 1984 ; Bullock et al. 1985 ; Courty et al. 1989). Concernant l’échantillonnage, le nombre et la localisation des échantillons sont logiquement déterminés par la problématique du site et par les résultats de l’approche lithostratigraphique réalisée au préalable. Plus les questions sur la nature ou l’origine des dépôts sont nombreuses, plus le nombre d’échantillons peut être important. Chaque couche de terrain présentant une texture, une structure ou une couleur différentes de ses voisines peut être échantillonnée, ces différences étant dues à la variabilité des processus sédimentaires que l’on cherche à déterminer. Au vu de l’importance qu’il convient d’accorder aux limites séparant les unités stratigraphiques (cf. § 1.1.2.1), les échantillons doivent également concerner ces limites (Courty et al. 1989 : 41). Une fois les échantillons transformés en lames minces (Guilloré 1980 ; Murphy 1986), la première étape de l’étude micromorphologique consiste à identifier les unités microstratigraphiques présentes dans chaque lame. Comme sur le terrain, la définition de ces unités s’effectue sur la base de la constance de caractères remarquables, liés à la nature des constituants ou à la structure du dépôt. La corrélation de ces unités microstratigraphiques avec les couches de terrain ne pose normalement pas de problème, et ces unités sont alors désignées directement par le numéro de couche définie lors de l’étude lithostratigraphique. Toutefois, l’observation microscopique peut révéler l’existence de plusieurs unités microstratigraphiques dans une même couche, lesquelles doivent en conséquence être différenciées, par exemple en subdivisant les couches en « sous-couches » ou en « lits ». Les unités microstratigraphiques reconnues sont ensuite décrites d’après la nature de leur microstructure et de leurs constituants.

1.2.2.1 Microstructure

34La microstructure est définie par les caractéristiques de sa porosité et de son agrégation. Les principales microstructures rencontrées au cours de ce travail sont schématisées sur la figure 10, et les manuels cités en début de paragraphe, ou les chapitres suivants, en fournissent diverses illustrations photographiques.

FIG. 10. Microstructure. La forme, le nombre et la taille des vides et des agrégats permettent de définir différents types de microstructures : a massive (porosité et granulation faible ou nulle) ; b granulaire (entassement de grains, agrégation nulle) ; c polyédrique (agrégats subanguleux, porosité fissurale ou cavitaire) ; d prismatique (fissures verticales, agrégation faible ou nulle) ; e grumeleuse (agrégats composites poreux) ; f microagrégée (entassement de microagrégats) ; g spongieuse (porosité cavitaire, agrégation résiduelle) ; h lenticulaire (porosité sinueuse, agrégats en lentilles) ; i feuilletée (porosité subhorizontale, agrégats très aplatis) ; j microlitée (porosité faible ou nulle, lits discontinus superposés) ; k canaliculaire (porosité en chenaux, agrégation faible ou nulle) ; l vésiculaire (porosité vésiculaire, agrégation faible ou nulle) ; m excrémentale ou bioturbée (agrégation biologique).

FIG. 10. Microstructure. La forme, le nombre et la taille des vides et des agrégats permettent de définir différents types de microstructures : a massive (porosité et granulation faible ou nulle) ; b granulaire (entassement de grains, agrégation nulle) ; c polyédrique (agrégats subanguleux, porosité fissurale ou cavitaire) ; d prismatique (fissures verticales, agrégation faible ou nulle) ; e grumeleuse (agrégats composites poreux) ; f microagrégée (entassement de microagrégats) ; g spongieuse (porosité cavitaire, agrégation résiduelle) ; h lenticulaire (porosité sinueuse, agrégats en lentilles) ; i feuilletée (porosité subhorizontale, agrégats très aplatis) ; j microlitée (porosité faible ou nulle, lits discontinus superposés) ; k canaliculaire (porosité en chenaux, agrégation faible ou nulle) ; l vésiculaire (porosité vésiculaire, agrégation faible ou nulle) ; m excrémentale ou bioturbée (agrégation biologique).

35Concernant la porosité, le nombre et la forme des vides sont très variables d’un dépôt à un autre, et souvent significatifs du mode de mise en place ou de l’évolution postsédimentaire. On distingue par exemple :

  • les chenaux et les chambres, d’origine biologique, de taille généralement plurimillimétrique, qui définissent les microstructures « canaliculaires » ;

  • les cavités d’entassement, à bord généralement concaves et dont la taille varie selon la compaction des dépôts ; elles déterminent les microstructures « spongieuses » ;

  • les fissures, rectilignes, parfois entrecroisées, à bords le plus souvent nets, d’ouverture plus ou moins importante et de longueur fréquemment centimétrique ; elles forment des micro-structures « prismatiques », « feuilletées » ou « lenticulaires » ;

  • les vésicules, arrondies et de petite taille, micro- ou millimétrique, qui caractérisent les microstructures « vésiculaires ».

36D’autres microstructures se définissent en fonction de l’agrégation. La forme, la taille et le nombre des agrégats sont, comme pour les pores, significatifs de l’histoire sédimentaire ou postsédimentaire du dépôt. Les cas les plus fréquemment rencontrés sont :

  • les microagrégats, de quelques dizaines de microns, à l’origine des structures « microagrégées » ;

  • les agrégats subanguleux, massifs, millimétriques ou centimétriques, qui constituent les microstructures « polyédriques » ;

  • les agrégats composites, ou « grumeaux », poreux, de forme et de taille variables, caractéristiques des microstructures « grumeleuses » ;

  • les agrégats subarrondis biologiques, micro- ou millimétriques, des microstructures « excrémentales ou « bioturbées ».

37Dans le cas d’une porosité et d’une agrégation faibles ou nulles, c’est l’aspect et l’organisation générale des constituants qui définissent la microstructure, comme dans le cas des microstructures :

  • « massives », où le dépôt apparaît homogène, sans pores ni agrégats ;

  • « granulaires », résultant du simple entassement de grains ;

  • « microlitées », dans laquelle la variation des apports conduit à la superposition de différents lits.

1.2.2.2 Squelette et matrice

38Les éléments constitutifs des unités microstratigraphiques sont appréhendés, d’une part en fonction de leur taille, les éléments supérieurs à 10 µm appartenant au squelette du dépôt et les éléments plus petits à la matrice, d’autre part en fonction de leur nature, minérale, organique ou anthropique. La limite à 10 µm ne constitue pas une barrière absolue mais peut fluctuer en fonction des éléments considérés, certains éléments du squelette étant identifiables à une taille inférieure. La combinaison de ces différents critères aboutit le plus souvent à définir pour chaque dépôt :

  • son squelette minéral ;

  • sa matrice, minérale ou organique ;

  • ses constituants organiques, anthropiques ou hérités de dépôts antérieurs.

39Le squelette minéral est généralement représenté par des fragments de roche et des grains minéraux, dont on peut décrire notamment :

  • la dimension (cailloux [> 1 cm], graviers [de 1 cm à 2 mm], sables grossiers [de 2 mm à 100 µm], sables fins et limons grossiers [de 100 à 10 µm]) ;

  • la nature pétrographique ou minéralogique (calcaire, grès, gneiss, quartz, feldspaths…) ;

  • l’abondance (de rares à très abondants : Bullock et al. 1985 : 24) ;

  • la forme (d’anguleuse à arrondie : Bullock et al. 1985 : 31) ;

  • le degré d’altération naturelle (de sain à très altéré) ou anthropique (rubéfié ou fondu) ;

  • l’orientation (horizontale, oblique ou aléatoire).

40La matrice comprend les particules globalement inférieures à 10 µm, difficiles à différencier les unes des autres au seul moyen du microscope optique. Elle peut être d’origine minérale, formée de limons fins et d’argiles, ou organique, issue de la dégradation de végétaux ou de déjections animales. Une matrice présentant des caractères intermédiaires entre ces deux grands types est qualifiée d’organo-minérale. La description de la matrice porte principalement sur :

  • sa couleur, généralement plus claire que celle observée sur le terrain ;

  • son abondance, estimée d’après la charte d’abondance ;

  • son motif (ou « assemblage ») de biréfringence, observé en lumière polarisée analysée (Bullock et al. 1985 : 89, 92).

41Les constituants organiques ou anthropiques, tels que les tessons de poterie ou les coprolithes, sont décrits de manière indépendante (cf. § 1.2.3).

42À la description du squelette et de la matrice s’associe celle de leur répartition, désignée selon les cas par les termes de « fabrique », « distribution relative », ou « mode d’assemblage » (fig. 11).

FIG. 11. Répartition des constituants (fabrique). La « fabrique », ou distribution relative des éléments du squelette et de la matrice, dépend de la dynamique de mise en place des dépôts et des transformations post-sédimentaires. On distingue les types : a porphyrique (les éléments grossiers du squelette sont régulièrement répartis dans la matrice fine) ; b porphyrique dense (l’espace entre les éléments grossiers est inférieur au diamètre de ces éléments) ; c porphyrique lâche (l’espace entre les éléments grossiers est supérieur au diamètre de ces éléments) ; d en bandes (les éléments grossiers sont alignés et forment des bandes) ; e en plages (les éléments grossiers sont regroupés par plages) ; f enaulique (la fraction fine est concentrée en agrégats entre les éléments grossiers) ; g chitonique (la fraction fine entoure les éléments grossiers) ; h pontée (la fraction fine forme des ponts entre les éléments grossiers).

FIG. 11. Répartition des constituants (fabrique). La « fabrique », ou distribution relative des éléments du squelette et de la matrice, dépend de la dynamique de mise en place des dépôts et des transformations post-sédimentaires. On distingue les types : a porphyrique (les éléments grossiers du squelette sont régulièrement répartis dans la matrice fine) ; b porphyrique dense (l’espace entre les éléments grossiers est inférieur au diamètre de ces éléments) ; c porphyrique lâche (l’espace entre les éléments grossiers est supérieur au diamètre de ces éléments) ; d en bandes (les éléments grossiers sont alignés et forment des bandes) ; e en plages (les éléments grossiers sont regroupés par plages) ; f enaulique (la fraction fine est concentrée en agrégats entre les éléments grossiers) ; g chitonique (la fraction fine entoure les éléments grossiers) ; h pontée (la fraction fine forme des ponts entre les éléments grossiers).

1.2.2.3 Traits pédologiques

43Après leur mise en place, les dépôts sont très généralement affectés par des processus postsédimentaires tels que le lessivage, qui conduisent à la transformation plus ou moins importante de leurs caractéristiques initiales. Ces différentes modifications, physiques ou chimiques, le plus souvent discrètes et pouvant correspondre, soit à des apports, soit à des pertes de matière, constituent les « traits pédologiques » (Brewer, Sleeman 1960 ; Bullock et al. 1985).

44Les traits d’enrichissement physique sont généralement associés au processus pédologique d’illuviation. Ils concernent notamment les minces revêtements (ou « cutanes »), argileux ou limoneux, parfois plus grossiers, déposés sur les parois des vides ou au sommet des agrégats de sol. En plein air, la texture et la couleur de ces cutanes sont liées à l’état de la couverture végétale. Grossières et poussiéreuses, elles contribuent à la mise en évidence des sols défrichés et cultivés (Courty et al. 1989 ; Macphail et al. 1990). Sous l’effet du colluvionnement ou du labour, ces revêtements sont déformés en « intercalations » ou remaniés sous forme de « papules ». À d’autres niveaux du sol, les processus de lessivage sont en revanche à l’origine de départs de matière, et contribuent à la différenciation des traits d’appauvrissement physique ou chimique. Dans le cas des horizons éluviaux de sols ou dans certaines colluvions, les appauvrissements physiques peuvent se traduire par la différenciation de plages de grains appauvries en matrice. D’un point de vue bio- ou géochimique, les traits d’enrichissement consistent, par exemple, en précipitations de carbonate de calcium autour des racines (rhizoconcrétions) ou dans les pores (bréchification), tandis que les appauvrissements sont marqués par des plages de dissolution sur les éléments grossiers ou dans la masse du dépôt.

45L’identification de ces différents traits d’enrichissement ou d’appauvrissement secondaires apporte naturellement des indications sur l’histoire pédosédimentaire des dépôts. En contexte archéologique, leur interprétation doit tenir compte des interventions humaines.

1.2.3 Constituants organiques et anthropiques

46Outre les constituants du squelette minéral et de la matrice décrits plus haut, divers éléments d’origine organique ou anthropique entrent dans la composition des dépôts archéologiques. Bien qu’ils puissent être considérés comme éléments du squelette ou de la matrice, ces constituants font la particularité des dépôts archéologiques, aussi sont-ils présentés de manière plus spécifique dans ce paragraphe. Comme pour le squelette et la matrice, différentes indications de taille, de forme, de couleur, d’abondance, d’altération et de disposition participent à leur caractérisation.

1.2.3.1 Constituants organiques

47Parmi les constituants organiques (ou « organogènes ») peuvent être rassemblées toutes les productions d’origine animale ou végétale, celles-ci pouvant néanmoins se trouver à l’état minéral. On y associe ainsi divers éléments, tels que les esquilles d’os, les coprolithes, les sphérolites excrémentaux, les diatomées, les tissus végétaux brunifiés ou carbonisés, les cendres carbonatées, les phytolithes siliceux des plantes ou encore les oncolithes. Hormis en ce qui concerne les oncolithes et dans une certaine mesure les diatomées, la présence de ces différents constituants sur les sites archéologiques est fréquemment une conséquence de l’occupation humaine. En ce sens, ils sont volontiers considérés comme indicateurs anthropiques, mais peuvent dans certains cas avoir une origine naturelle.

1.2.3.2 Constituants anthropiques

48Les apports plus strictement anthropiques (ou « anthropogènes ») comprennent les divers produits façonnés par l’homme : tessons de céramique, fragments de mortier, de torchis, de pisé… Les principales caractéristiques des constituants les plus fréquemment décrits dans les dépôts néolithiques ou plus récents sont rappelées ci-après.

Sphérolites

49Les sphérolites de calcite sont de petites concrétions subarrondies et fibroradiées, de 5 à 20 µm de diamètre, caractérisées par une extinction en croix, en lumière polarisée analysée. Formés notamment dans l’intestin grêle des moutons et de certaines chèvres, ces sphérolites apparaissent plus particulièrement caractéristiques des déjec-tions d’ovicapridés, mais peuvent également être produits, en moindre quantité, par d’autres animaux domestiques, comme les bovidés, voire les suidés (Brochier 1983b ; 1991 ; 1996 ; Canti 1997). Leur forte représentation dans les sites archéologiques de grottes, où ils sont plus facilement préservés de l’altération que dans les sites de plein air, est une conséquence fréquente des activités pastorales (Brochier, Beeching 1994 ; Brochier et al. 1999 ; Sordoillet 1999a). Cependant, leur accumulation peut également résulter de la minéralisation des déjections d’herbivores sauvages, tels que chamois, mouflons ou bouquetins (Brochier 1991 ; 1993). Sous l’effet de la combustion, ces sphérolites de calcite s’opacifient dans un premier temps, puis sont détruits entre 500 et 560 °C (Brochier 1996). Ils ne doivent pas être confondus avec les pseudomorphoses calcitiques des oxalates de calcium sphérolitiques, parfois abondants dans certaines plantes.

Phytolites

50Les phytolithes sont des corpuscules siliceux isotropes, de quelques microns à quelques centaines de microns, formés dans ou entre les cellules épidermiques des végétaux (Anderson-Gerfaud 1984 ; Brochier 1999). Leur grande variété morphologique, avec entre autres des formes en haltère, en épine, en baguettes lisses, crénelées ou dentelées, permet l’identification de familles ou de formations végétales (p. ex. Brown 1984 ; Piperno 1988 ; Pearsall 1989 ; Delhon et al. 2003). Leur concentration dans les dépôts archéologiques peut résulter de différentes activités humaines, comme l’élevage, la construction ou l’aménagement des habitations, ou encore l’entretien des foyers (Brochier 1994 ; Matthews, Postgate 1994 ; Albert et al. 2000). Les concentrations de phytolithes dendriformes apparaissent plus particulièrement significatives du traitement ou du stockage des céréales (Brochier 1999). La transformation des phytolithes sous l’effet de la chaleur débute entre 600 et 800 °C et conduit, vers 900 à 1000 °C, à la formation d’amas vitreux à porosité vésiculaire (Brochier 1983a ; 2002 ; Courty et al. 1989 : 109). Ainsi fréquemment liés à diverses activités humaines, les phytolithes peuvent également provenir de la décomposition des végétaux colonisant les sites pendant les périodes d’abandon.

Charbons et cendres

51Les charbons et les cendres, résidus de combus-tion accumulés dans les foyers ou dispersés dans les dépôts, sont les particules les plus caractéristiques de la présence humaine sur un site. Si l’analyse des charbons relève des méthodes de l’anthracologie, celle des cendres, dont la dimension moyenne tourne autour de 15 µm, peut être appréhendée lors de l’étude sédimentologique. La forma-tion des cendres résulte de la pseudomorphose, sous l’effet de la chaleur, des cristallisations d’oxalate de calcium contenues naturellement dans les végétaux (Brochier 1983a ; 1983b) [pl. A1, A3]. Cette transformation des oxalates de calcium en calcite s’effectue entre 400 et 500 °C, sans modification de la morphologie originelle des cristaux, parmi lesquels des prismes, des druses (groupements en forme d’oursin de cristaux polyédriques), des raphides (faisceaux de fines aiguilles) et des sphérolites (Brochier 1984c ; 1996 ; Canti 1998). Seules quelques formes présentent un intérêt taxino-mique, en particulier les cendres prismatiques du Pin et du Tilleul, différenciées sur la base de leur indice d’allongement (Brochier 1990 ; 1999). Ces cristaux cendreux évoluent ensuite vers de la chaux, micro-ou cryptocristalline, à partir de 600 °C (Brochier 1984c ; Wattez 1992).

Esquilles d’os

52Les esquilles d’os représentent également une part importante des apports anthropiques. Hormis l’intérêt que peut présenter leur concentration pour l’identification de certai-nes activités humaines, leur comportement au feu permet, comme dans le cas des cendres, d’évaluer l’intensité de la combustion. Différents travaux ont montré que, globalement, la transformation des esquilles osseuses débute vers 300 °C avec la disparition de la matière organique ; à partir de 400 °C ces esquilles deviennent grises, puis gris-beige ou gris-bleu vers 550 °C, et enfin blanches vers 630 °C (Périnet 1964 ; Perlès 1977 ; Susini et al. 1988 ; Wattez 1992). Des températures supérieures à 660 °C provoquent des phénomènes de fusion et de recristallisation de la matière osseuse (Susini 1988).

53Si les résidus de combustion, du bois ou des os, peuvent ainsi fournir des indications de température, il est à noter toutefois que ces températures varient également en fonction de caractéristiques indépendantes de la nature du combustible, comme le degré d’humidité ou la ventilation (Wattez 1992 ; Théry-Parisot 2002).

Coprolithes

54Lorsqu’ils sont suffisamment bien conservés, les coprolithes peuvent révéler la pratique de l’élevage sur les sites archéologiques (Beeching, Moulin 1983). Ces bonnes conditions de conservation étant plutôt rares, ce sont le plus souvent des fragments d’excréments qui peuvent être étudiés en lame mince. En complément de l’étude des sphérolites et des phytolithes, la morphologie et la composition de ces coprolithes peuvent contribuer à la caractérisation des troupeaux (Courty et al. 1989 ; 1991 ; Wattez 1992). Les crottes de moutons fraîches se caractérisent fréquemment par un enchevêtrement dense de fragments d’herbacées, de phytolithes et de très nombreux sphérolites de calcite. Différentes formes de phytolithes peuvent être présentes, parfois en connexion sur quelques millimètres : osselets, épines, trapèzes, baguettes à bords lisses ou dendriformes. Les bouses des vaches se différencient par une structure en feuillets allongés, soulignés par de nombreux alignements de phytolithes et isolés par des vides lenticulaires. Les sphérolites de calcite y sont généralement rares, sinon absents. Les déjections de cochons élevés en plein air sont également pauvres en sphérolites et se particularisent par une fraction détritique plus abondante et plus grossière que pour les animaux précédents, comprenant non seulement des sables et des limons mais aussi des graviers.

1.2.4 Faciès sédimentaires archéologiques

55Les différents constituants, naturels ou anthropiques, décrits dans les paragraphes précédents, s’associent de diverses manières dans les dépôts archéologiques, en fonction des modalités d’occupation. Ces diverses associations sont à l’origine de nombreux faciès sédimentaires, plus ou moins marqués selon les cas par des processus naturels ou anthropiques. Les activités humaines pratiquées lors de l’occupation des sites contribuent plus particulièrement à la différenciation de faciès sédimentaires anthropiques, également appelés « ethnofaciès sédimentaires » (Brochier 1994), tandis que la prédominance des agents naturels de sédimentation est à l’origine de faciès naturels. L’analyse des poudres et les observations micromorphologiques ont conduit à classer les dépôts archéologiques en différentes catégories.

56Concernant l’étude des poudres, l’analyse semi-quantitative des constituants caractéristiques, notamment les cendres, les sphérolites de calcite et les phytolithes siliceux, aboutit à la définition de trois principaux faciès géoarchéologiques (Brochier 1990) :

  • les faciès « de bergerie », caractérisés par une forte proportion de sphérolites de calcite et de phytolithes ;

  • les faciès « de combustion », dans lesquels prédominent les cendres de bois et les limons carbonatés, caractéristiques de l’habitat ;

  • les faciès « mixtes », formés par l’association des constituants précédents et attestant la fréquentation de l’espace considéré, à la fois par les hommes et par les animaux.

57Parallèlement, l’approche micromorphologique a permis l’élaboration d’un premier référentiel des constituants et faciès sédimentaires anthropiques, regroupés en trois thèmes (Courty et al. 1989) :

  • les restes de l’occupation humaine, comprenant les produits de combustion et les témoins d’élevage ;

  • les matériaux de construction et les sols d’occupation aménagés ;

  • les marqueurs de l’exploitation de l’environnement, notamment pour les activités agro-pastorales.

58Par la suite, d’autres travaux (p. ex. Matthews et al. 1997 ; Cammas, Wattez 1999 ; Sordoillet 1997 ; 1999c) ont conduit à de nouvelles classifications micromorphologiques, concernant plus particulièrement les modalités d’occupation intra-site et distinguant notamment :

  • les faciès « de construction », résultant d’apports volontaires destinés à l’aménagement de l’espace ;

  • les faciès « de fonctionnement », liés aux activités pratiquées (combustion, parcage…) ;

  • les faciès « d’abandon », caractérisés par la reprise des processus naturels d’altération ou sédimentation.

59Les études de cas présentées dans les chapitres suivants donnent la description détaillée de plusieurs faciès micromorphologiques appartenant aux différentes catégories énumérées ci-dessus. Ces faciès de dépôts, comparés entre eux et avec des lames expérimentales (pl. A1-B3), permettent de discuter la nature des mécanismes sédimentaires et postsédimentaires ayant participé à la genèse des sites archéologiques. Ces résultats, confrontés aux données des autres disciplines archéologiques, contribuent aux tentatives de reconstitutions ethnographiques et environnementales.

Table des illustrations

Titre FIG. 4. Exemple de relevé stratigraphique (Grotte du Gardon).
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/19737/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 305k
Titre FIG. 5. Profil théorique ou « verticalisation des données planimétriques ».
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/19737/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 30k
Titre FIG. 6. Représentation du séquençage archéologique dite « diagramme de Harris ». Les numéros affectés aux différentes couches ou structures observées sur le terrain sont positionnés d’après leurs relations chronologiques.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/19737/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 19k
Titre FIG. 7. Principes de construction du cadre chronostratigraphique.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/19737/img-4.jpg
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Titre FIG. 8. Céramostratigraphie. Sur le site de Saint-Blaise (Suisse), les remontages de poteries ont permis de reconstituer des assemblages assimilables à des unités stratigraphiques (A et B), entre lesquelles peuvent être établies des relations d’indépendance, de superposition ou d’association. Ces relations permettent de définir des séquences comparables aux diagrammes de Harris et participent ainsi à l’analyse de la stratigraphie du site.
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Titre FIG. 9. Calibration dendrochronologique. L’importance de la correction dendrochronologique des dates radiocarbones est illustrée par ce graphique qui montre, par exemple, qu’une date de 4800 BP correspond en réalité à un âge de 3700 ans av. J.C., et qu’une durée de 800 années BP équivaut dans certains cas à 1 200 années solaires.
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Titre FIG. 10. Microstructure. La forme, le nombre et la taille des vides et des agrégats permettent de définir différents types de microstructures : a massive (porosité et granulation faible ou nulle) ; b granulaire (entassement de grains, agrégation nulle) ; c polyédrique (agrégats subanguleux, porosité fissurale ou cavitaire) ; d prismatique (fissures verticales, agrégation faible ou nulle) ; e grumeleuse (agrégats composites poreux) ; f microagrégée (entassement de microagrégats) ; g spongieuse (porosité cavitaire, agrégation résiduelle) ; h lenticulaire (porosité sinueuse, agrégats en lentilles) ; i feuilletée (porosité subhorizontale, agrégats très aplatis) ; j microlitée (porosité faible ou nulle, lits discontinus superposés) ; k canaliculaire (porosité en chenaux, agrégation faible ou nulle) ; l vésiculaire (porosité vésiculaire, agrégation faible ou nulle) ; m excrémentale ou bioturbée (agrégation biologique).
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Titre FIG. 11. Répartition des constituants (fabrique). La « fabrique », ou distribution relative des éléments du squelette et de la matrice, dépend de la dynamique de mise en place des dépôts et des transformations post-sédimentaires. On distingue les types : a porphyrique (les éléments grossiers du squelette sont régulièrement répartis dans la matrice fine) ; b porphyrique dense (l’espace entre les éléments grossiers est inférieur au diamètre de ces éléments) ; c porphyrique lâche (l’espace entre les éléments grossiers est supérieur au diamètre de ces éléments) ; d en bandes (les éléments grossiers sont alignés et forment des bandes) ; e en plages (les éléments grossiers sont regroupés par plages) ; f enaulique (la fraction fine est concentrée en agrégats entre les éléments grossiers) ; g chitonique (la fraction fine entoure les éléments grossiers) ; h pontée (la fraction fine forme des ponts entre les éléments grossiers).
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© Éditions de la Maison des sciences de l’homme, 2009

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