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Le relevé des oeuvres pariétales paléolithiques

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Norbert Aujoulat

Chapitre 2. L’enregistrement des données morphochromatiques

Texte intégral

2.1. Les conditions d’observation in situ

1Les caractères peu communs de cet art paléolithique sont liés aussi bien à la nature même des représentations pariétales, qu’au contexte dans lequel il s’inscrit. Ces facteurs nous ont incité à rappeler brièvement leur mode d’implantation, leur origine et les contraintes conservatoires qui s’y rattachent.

2.1.1. Le temps et l’espace

2Objet de légende jusqu’au tout début du xixe s., puis curiosité scientifique, la caverne, pour des raisons très diverses, intrigue et fascine. L’homme pourtant sut très tôt tirer parti des conditions d’implantation favorables qu’offrent certains secteurs de ce milieu. Les nombreux indices archéologiques attestent d’une présence quasi régulière de nos ancêtres aux abords immédiats du domaine souterrain. Les porches d’entrée des grottes et les abris sous roche témoignent d’une occupation souvent temporaire, mais quelquefois aussi permanente. Elle fut effective du Paléolithique à nos jours. En revanche, la pénétration de l’homme dans les espaces profonds ne fut qu’épisodique. Au cours de certaines périodes du post‑Paléolithique, la finalité cultuelle de cette pratique est indéniable, mais les causes qui poussèrent l’homme de la fin du Pléistocène à pénétrer sous terre et à réaliser en ces lieux retirés des compositions peintes ou gravées restent à déterminer.

3A la lumière des travaux d’A. Leroi‑Gourhan, portant sur soixante‑douze grottes de France et d’Espagne, l’analyse statistique élaborée permet de dévoiler dans ce contexte souterrain une progression spatio‑temporelle lente et régulière de l’homme préhistorique, évolution que l’on peut chronologiquement résumer ainsi :

  • la période aurignacienne ; on observe simultanément une occupation des abris sous roche et la naissance d’un art sur bloc. Les motifs profondément incisés s’apparentent à des têtes et des avant‑trains d’animaux, traités sobrement, voire gauchement, et associés à des représentations génitales féminines ; cette forme primitive de l’art semble surtout être attestée en Périgord Noir, dans les abris de la vallée de la Vézère et ceux de ses affluents ;

  • du Périgordien supérieur au début du Solutréen ; on remarque une décoration des parois sur les premiers mètres de la cavité. Les figures sont alors beaucoup plus élaborées, nombreuses et traitées avec une certaine unité de style ;

  • la période englobant la fin du Solutréen et la phase initiale du Magdalénien confirme le mouvement d’enfouissement des sanctuaires ; l’homme acquiert la maîtrise de la peinture et des effets perspectivistes tels que l’utilisation des concavités de la roche encaissante, l’épargne au niveau des attaches des membres du second plan ou l’anamorphose ;

  • ce mouvement s’accentue au cours du Magdalénien moyen ; l’imagerie paléolithique accède à un certain réalisme, les détails anatomiques prolifèrent ; une majorité de grottes ornées appartiennent à cette période ;

  • le Magdalénien récent marque un retour vers la lumière du jour ; l’homme cesse ses incursions aux tréfonds des cavernes ; les œuvres atteignent un réalisme photographique, mais nous ne possédons que peu d’exemples de cette période ; on assiste en revanche à un épanouissement de l’art mobilier.

4Une étude plus récente (Aujoulat 1985), que nous avons menée dans le secteur méridional du Périgord et relative au mobilier lithique et osseux présent dans les cavités ornées, permet d’argumenter en partie seulement cette analyse. L’évolution, continue dans l’espace et dans le temps, semble accuser cependant des variations secondaires qui modifient singulièrement le mouvement défini précédemment. Au cours du Paléolithique supérieur, on assiste à des tentatives successives de progression à l’intérieur des cavités, entrecoupées de périodes où le choix de l’emplacement du secteur orné s’est situé à l’entrée des grottes ou au pied des abris. Chronologiquement, cette séquence peut se dérouler comme suit :

  • Aurignacien : art sur bloc, localisé au pied des abris tels que La Ferrassie, Cellier ou Blanchard ;

  • Gravettien : exécution des motifs pariétaux sur les premiers mètres de la cavité, profil rencontré en particulier sur les sites de La Grèze, du Poisson et de La Croze à Gontrand ;

  • Solutréen : retour à la lumière du jour, évolution révélée par les vestiges de l’abri du Fourneau du Diable, mais aussi du Roc‑de‑Sers ;

  • Magdalénien I‑II : l’ornementation occupe des espaces beaucoup plus reculés, phénomène sensible à Gabillou et à Lascaux ;

  • Magdalénien III : retour à la lumière du jour, mouvement significatif au Cap‑Blanc, mais aussi à Angles‑sur‑l’Anglin ;

  • Magdalénien IV : des secteurs très éloignés de l’entrée sont investis ; il en est ainsi à Rouffignac, Combarelles ou Font‑de‑Gaume, mais aussi Niaux, les Trois‑Frères ou le Tuc d’Audoubert ;

  • Magdalénien supérieur : retour ultime à la lumière du jour, la grotte de Teyjat étant le site le plus représentatif.

5En France, ces « sanctuaires » paléolithiques se répartissent au pied de la chaîne pyrénéenne, avec une plus forte densité en Ariège et dans le Pays Basque, et sur le pourtour du Massif central, d’une part à l’ouest, en Angoumois, Périgord, Quercy, et d’autre part, sur le versant est et sud‑est, dans le canyon de l’Ardèche, enfin dans le sud, Hérault et Gard.

6A la périphérie de ces zones de fortes concentrations, on ne dénombre qu’une dizaine de grottes et abris ornés dispersés sur le reste du territoire.

7En règle générale, ces cavités sont étroitement associées à des zones fortement karstifiées présentant un cavernement ancien. Cinq abris profonds échappent, pour l’instant, à ce contexte. Ils s’ouvrent dans des grès permiens, La Sudrie (Dordogne), Puy‑Jarrige (Corrèze), et stampiens, Cro‑Marin, Les Trois‑Pignons (Seine‑et‑Marne), La Justice (Essonne). Les plateaux calcaires, plus ou moins profondément entaillés, de ces régions privilégiées confèrent à ces sites des caractères qui autorisent une définition sensiblement identique de cet environnement. Ils se reconnaissent par la présence d’escarpements d’amplitudes variables suivant les régions et les secteurs, au pied desquels se sont creusés des abris plus ou moins vastes et élargis des porches d’entrées de cavités. Tous ne sont pas ornés, mais l’analyse statistique met en évidence une plus grande fréquentation des grottes s’ouvrant à la base des abrupts et dans les fonds de dolines que sur les plateaux. Ce déséquilibre semble lié au fait que ces dernières sont d’un accès souvent difficile ; la présence d’un puits marquant l’orifice du réseau en interdisait toute pénétration.

8En règle générale, le site qui tient lieu de « sanctuaire » paléolithique a pour cadre une galerie subhorizontale appartenant dans la majorité des cas à une partie fossile du réseau ; mais il existe des exceptions à la règle, comme la grotte de Montespan en Haute‑Garonne et Erbérua dans les Pyrénées‑Atlantiques. Le cheminement, parfois très long surtout dans les grottes pyrénéennes, est jalonné de passages étroits et de salles plus ou moins vastes.

9Les difficultés d’approche des secteurs ornés, hormis la distance et les rétrécissements très localisés de galeries, ne sont qu’épisodiques : progression en opposition, passage en vire, siphon... Le parcours souterrain n’offre qu’exceptionnellement des difficultés majeures ; les obstacles rencontrés dans ces sites ne sont pas plus fréquents que dans les grottes dépourvues d’ornementation.

10Passés les premiers mètres du conduit d’accès, l’évolution des profils des galeries a été quasiment nulle depuis le Paléolithique supérieur et ce, pour la majorité des cavités observées. Très souvent, l’état du site au moment de la découverte est en tous points comparable à celui qu’a connu l’homme préhistorique.

2.1.2. Les problèmes de conservation

11L’hostilité de ce milieu est provoquée par la présence de sols irréguliers et de passages quelquefois fort exigus ; elle est aussi entretenue par une humidité ambiante à la limite de la saturation ; le degré hygrométrique de l’air oscille actuellement autour de 98 %. Ce facteur, propre au domaine souterrain n’autorise qu’un séjour limité. En outre, un dépôt argileux très plastique qui, après déshydratation, évolue comme un matériau abrasif, est peu recommandé pour le matériel de mesure ou d’enregistrement entré en contact.

12La température est relativement constante et fluctue autour de la moyenne annuelle de la région considérée. Du printemps à l’automne elle se situe entre 12,50° C et 12,45° C à Pech‑Merle dans le Lot, 10,30° C et 10,56° C à Gargas dans les Hautes‑Pyrénées et 11,93° C et 12,60° C à Lascaux en Dordogne. Les stations de relevés des paramètres thermiques définissent chacune un espace moyen du « sanctuaire » orné et occupent une position centrale au sein de la cavité considérée, à savoir respectivement la Frise Noire, le Sanctuaire et la Nef.

13Cet espace, relativement stable sur le plan thermohygrométrique, inciterait à penser à la non‑vulnérabilité de ce milieu en général et des œuvres paléolithiques en particulier. Les écarts de température annuels, à l’interface roche‑air, n’excèdent que rarement le demi‑degré. Cependant, les exemples de dégradations observés depuis les premières découvertes sont relativement nombreux et s’avèrent irréversibles. Outre les dommages provoqués par des agents mécaniques, liés à la présence de l’homme, tels que les frottements ou les graffiti que l’on peut réduire grâce à une surveillance accrue, les causes d’altérations peuvent découler d’une prolifération des micro‑organismes se développant à la faveur d’une source de lumière, également source de chaleur dans certaines circonstances et entretenue par un apport constant en matières organiques véhiculées par d’éventuels visiteurs.

14Ces atteintes provoquées par des agents biologiques résultent d’une prolifération pouvant aussi bien être algale, bactérienne que fongique. La première se traduit par une coloration verte de la paroi ensemencée. Certaines variétés d’algues, autotrophes, peuvent se passer totalement de matière organique mais ne se développent que dans des secteurs éclairés.

15D’autres, hétérotrophes, se développent très bien dans l’obscurité absolue, à la seule condition que leur biotope soit particulièrement riche en matières organiques ; elles conservent ainsi leur activité chlorophyllienne. La présence de bactéries et de champignons inférieurs, susceptibles de fournir des éléments organiques solubles à la microfaune et aux algues, contribue dans une large mesure à engendrer l’activité des spores et à participer à une rapide multiplication des algues pour un envahissement progressif du milieu souterrain. L’homme, par ses interventions multiples et quelquefois inconsidérées au sein des grottes est directement ou indirectement responsable des altérations survenues au cours de ces dernières années.

16L’eau d’infiltration joue aussi un rôle déterminant dans l’évolution de l’état de conservation des représentations pariétales. Chargée de gaz carbonique, après passage dans l’atmosphère puis dans l’humus du sol, elle migre au travers de la roche encaissante à la faveur de fissures qu’elle agrandit progressivement par dissolution des carbonates, sous certaines conditions. Cette réaction peut se traduire par la relation :

17Le sens de déplacement de l’équilibre évolue à la fois en fonction de la tension d’équilibre du gaz carbonique et de la présence d’eau.

18Lors de l’exploitation intensive d’un site, le taux de CO2 peut dans une large mesure augmenter et participer à l’enrichissement du milieu. On observe alors une mise en solution du dioxyde de carbone par création d’un acide carbonique à l’origine d’une corrosion du support calcaire et sa transformation en bicarbonate de calcium. Cette désagrégation peut contribuer à réduire l’adhérence des pigments au support et provoquer consécutivement leur chute.

19Si, à l’inverse, la pression partielle en CO2 est faible, il y a précipitation du bicarbonate et formation d’un dépôt. Un échauffement localisé, même temporaire, de la paroi ne peut qu’accélérer ce phénomène en provoquant une évaporation de l’eau d’infiltration chargée de bicarbonate. Ce phénomène se traduit par une accumulation de matières blanchâtres, calcite ou aragonite. Maintes fois répété, ce cycle, évaporation‑condensation, favorise l’apparition de voiles carbonatés dont la conséquence première peut être une occultation lente des motifs anthropiques sous‑jacents.

20Pour pallier les effets dus strictement à la présence de l’homme, le nombre de visiteurs fut contingenté. L’observation des conditions de conservation fut effective pour toute intervention dans les cavités ornées, qu’elle ait pour dessein un tournage cinématographique, nécessitant un personnel relativement important et un matériel d’éclairage conséquent, ou une recherche scientifique impliquant nécessairement un séjour prolongé.

21Le rôle important des altéragènes introduits dans ce milieu par l’homme justifie les multiples précautions que nous avons été obligé d’observer lors de nos incursions dans ce monde souterrain, qui, en fait, s’avère beaucoup plus sensible aux variations thermo‑hygrométriques et aux agressions biologiques que l’on ne pouvait le pressentir jusqu’à ces dernières années. Ces contraintes nous ont incité à produire un matériel spécifique à cette recherche et dicté en partie notre démarche.

2.1.3. Évaluation des perturbations thermiques

22Avant chaque intervention nécessitant un matériel nouveau, nous nous sommes astreint à rechercher les facteurs susceptibles d’influer sur le milieu ambiant. Ces contrôles ont porté essentiellement sur le matériel d’éclairage utilisé à des fins diverses, observation, circulation et prise de vues. Nous avons été amené à tester successivement aussi bien des lampes de poche que des lampes aux halogènes ou des lampes flash.

23Les normes de conservation, définies par la Commission scientifique des grottes ornées, fixent une limite des perturbations thermiques admissibles et apportées par un quelconque matériel. Elles ne doivent pas excéder celles produites par une seule personne, sous des conditions maximales d’activité et pour un sujet présentant des performances moyennes. La puissance dissipée est alors de 100 W ; un effort moins soutenu, plus conforme à une activité quotidienne limite cette valeur à 35 W, environ. Ces normes sont effectives pour un rayonnement diffus dans toutes les directions (angle solide d’environ 360°).

2.1.3.1. Principe des mesures effectuées

24On utilise une enceinte calorimétrique cubique, en polystyrène blanc, d’un volume de 1/8 m3.

25Au sein de celle‑ci sont posés, sur la paroi inférieure, successivement les différents types d’éclairage à étudier : la lampe de poche, le flash électronique, les lampes aux halogènes de puissances respectivement égales à 50 W, 100 W et 250 W, ces différentes sources d’énergie n’éclairant pas directement le thermomètre au mercure précis au 1/20 de degré. Son bulbe est positionné au centre de l’enceinte. Les valeurs enregistrées sous ces conditions intègrent les trois modes de dispersion de la chaleur, conduction, convexion et rayonnement. Nous avons expérimenté comme élément de référence une résistance électrique d’une puissance de 100 W, pour la simulation de l’énergie calorifique dissipée par le corps humain en pleine activité.

26Un faisceau de courbes traduit les différentes élévations de températures au cours du temps (fig. 33), chaque élément correspondant à autant de systèmes testés.

● Fig. 33  Faisceau de courbes traduisant, en fonction du temps, la montée en température de différentes sources de lumières placées dans une enceinte calorimétrique de 1/8 m3 : 1 – lampe de poche ; 2 – lampe flash ; 3 – lampe quartz‑iode de 50 W ; 4 – lampe quartz‑iode de 100 W ; 5 – résistance électrique, d’une puissance de 100 W, ou élément de référence ; 6 – lampe quartz‑iode de 250 W.

2.1.3.2. Analyse des résultats

27Pour un laps de temps de 10 s, nous avons enregistré les montées en température suivantes :

fig.

P(W)

AT (° C)

Lampe de poche

1

1,5

0,1

Lampe aux halogènes

3

50

0,56

Lampe aux halogènes

4

100

0,92

Référence

5

100

1,18

Lampe aux halogènes

6

250

1,82

28Entre les deux éléments de puissance équivalente, d’une part, la résistance de 100 W dissipant essentiellement une énergie calorifique et, d’autre part, la lampe quartz‑iode, l’écart, issu de l’énergie dispensée sous forme lumineuse, n’est que minime. Le rendement lumineux des lampes quartz‑iode n’excède pas en effet 1,5 à 2 %. Le simple respect des normes imposées autorise l’utilisation d’une lampe aux halogènes dont la puissance maximum ne doit pas dépasser 100 W. Si on compare les caractéristiques de ces lampes avec celles d’un tube à décharge, les conditions s’avèrent beaucoup plus favorables pour ce dernier mode d’éclairage. Tout en conservant, d’une part, un éclairement équivalent pour le flash, d’une puissance de 200 J, et la lampe aux halogènes, de 50 W de puissance, et, d’autre part, pour un angle d’ouverture identique dans les deux cas (60°), l’élévation de température « instantanée » ӘT, produite par le tube à décharge, est égale à 0,048° C, soit environ 12 fois moins qu’avec la lampe aux halogènes.

29Ces quelques observations corroborent l’analyse comparative réalisée à partir des courbes spectrophotométriques de ces deux sources principales (fig. 34). Si la proportion de radiations appartenant à la première moitié de la bande relative au proche infrarouge (700 à 1 400 nm) reste élevée dans les deux cas, elle accuse pour le tube à décharge une forte chute dès 1 000 nm pour demeurer à un niveau très bas au‑delà de cette limite, alors que la lampe aux halogènes n’amorce une très lente régression qu’à partir de 1 500 nm environ, d’où l’important écart de température enregistré.

● Fig. 34 – Courbes spectrophotométriques d’une lampe aux halogènes (Ha) et d’un tube à décharge au xénon (Xe) dans l’intervalle 400‑1800 nm,

30Si la quantité de chaleur totale dissipée par une quelconque source ne peut être diminuée, l’énergie issue du rayonnement thermique, caractère prépondérant du phénomène, peut, dans une certaine mesure, être atténuée en plaçant devant la fenêtre de projection un filtre anticalorique (fig. 35) absorbant une partie de ce rayonnement ou un miroir dichroïque (fig. 36), réfléchissant la seule lumière du jour et transmettant l’infrarouge. L’impact thermique sur la paroi s’en trouve notablement réduit, dans un rapport de l’ordre de 2 à 3 environ.

● Fig. 35 – Evolution des radiations visibles et infrarouges dans un filtre anticalorique.

● Fig. 36 – Evolution des radiations visibles et infrarouges après interposition d’un miroir dichroïque.

2.1.3.3. Conclusion

31Au vu des résultats acquis, la sélection du matériel d’éclairage pour la photographie met en évidence les qualités incontestables du flash électronique aussi bien sur le plan des caractéristiques thermiques que sur celui relatif à la qualité de la lumière, s’adaptant parfaitement aux limites imposées par les émulsions photographiques. De surcroît il se présente sous une forme compacte et avec une autonomie suffisante, pour un poids acceptable, avantage non négligeable.

32En raison de la trop forte élévation de température engendrée par les lampes aux halogènes, nous avons donc résolument écarté ce type de matériel qui, en revanche, trouve toute son utilité lors des tournages cinématographiques, du moins pour les projecteurs dont la puissance n’excède pas 100 W. Les caméras 16 mm, associées à des objectifs de très grande ouverture, réclament par vue beaucoup moins de lumière que les appareils photographiques. Une focale plus longue, inhérente à un format plus grand, nécessite une ouverture plus petite pour compenser la perte de profondeur de champ et donc une puissance lumineuse plus importante ou un temps de pose plus long.

2.2. Expression géométrique du relevé

33Le relevé des motifs gravés ou peints réalisés sur un support lithique au profil plus ou moins accentué implique une représentation plane, c’est‑à‑dire à deux dimensions, d’un sujet souvent tridimensionnel. Le passage de la surface originale, de configuration aléatoire, à la surface plane du document final ne s’effectue pas sans quelques difficultés et, en fonction des moyens dont on dispose, sans une certaine approximation.

34Il convient dans cet exercice de ramener par le biais de l’échelle et des projections l’image du sujet considéré dans les limites du document à conserver ou celles du format toujours trop restreint d’une publication. Plusieurs modes de projection peuvent s’inscrire dans l’élaboration d’un relevé et faire intervenir un éventail d’instruments de mesures, leur choix est subordonné aux moyens dont on dispose et aux objectifs définis au préalable.

35Si l’abbé Breuil s’attacha essentiellement à reconnaître et ne retenir que les tracés animaliers et les signes, la démarche actuelle consiste à intégrer au relevé les données liées entre autres à la largeur et à la qualité des traits, de reproduire les concentrations plus ou moins importantes de pigments et de tenir compte aussi de leur diffusion en surface. Au problème posé par le choix du mode de reproduction s’associe celui du degré de précision.

36Une représentation pariétale se comporte, en quelque sorte, comme un objet fractal, dont une des propriétés est d’apporter des informations de plus en plus précises à mesure que l’on se rapproche de lui. Un tracé peut à quelques mètres apparaître continu et se présenter de plus près sous la forme d’une succession de ponctuations plus ou moins espacées ou plus ou moins denses. Il sera donc indispensable de définir le degré de précision souhaité, qui sera fonction des buts poursuivis, des moyens dont on peut communément disposer sur le terrain et en laboratoire, ainsi que des possibilités de diffusion de l’information collectée.

2.2.1. Projection orthographique

37La projection orthographique, réalisée sur un plan amené parallèlement au plan moyen de la paroi et positionné à quelques centimètres de celle‑ci, a été utilisée par L. Chabredier lors du relevé des représentations pariétales des grottes du canyon de l’Ardèche. Le plan tableau était matérialisé par une feuille de polychlorure de vinyle tendue sur un châssis rectangulaire. Lors d’une telle projection, le point de vue est rejeté à l’infini de telle sorte que chaque point ou ligne du sujet original soit reporté perpendiculairement au plan figure (fig. 37). Une petite lunette avec un réticule, pouvant être librement déplacée sur toute la surface réceptrice, convient parfaitement à l’obtention d’une projection rigoureusement orthogonale. Ce procédé est d’une précision remarquable. Il autorise une restitution fidèle des proportions du sujet lorsque la configuration du support se rapproche du plan, mais cet avantage s’estompe quelque peu dans l’éventualité d’un relief très prononcé. Il se produit alors une contraction de l’image des motifs localisés sur des surfaces obliques par rapport au plan tableau.

● Fig. 37 – Principe de la projection orthographique.

38La projection orthographique prend toute son importance lorsque la traduction du relief est envisagée, que l’enregistrement des données topographiques soit d’origine photogrammétrique ou manuelle.

2.2.2. Projection sur une surface développable

39De la même manière, la projection est réalisée sur un support souple, translucide ou transparent, mais, par opposition au cas de figure précédent, celui‑ci est amené au contact direct de la paroi afin d’en épouser tous les contours. C’est la méthode traditionnelle utilisée par H. Breuil. Elle permet un report parfait des figures peintes ou gravées sur une surface originale plane ou de révolution et supprime les distorsions de l’image déjà évoquées. Cependant, d’autres altérations apparaissent, en particulier lorsque le sujet se situe dans une concavité ou une convexité de la roche, le support même souple ne pouvant suivre parfaitement ce type de relief. On doit alors se résoudre à quelques approximations (fig. 38).

● Fig. 38 – Projection sur une surface développable.

40Ce procédé n’est, de nos jours, qu’exceptionnellement employé car le fait de maintenir le plan tableau au contact aussi bien du support lithique que des représentations pariétales n’est pas sans conséquences pour leur conservation.

2.2.3. Projection polyédrique

41Quel que soit le procédé de transfert de l’image, on obtient des résultats identiques dans l’éventualité d’une surface‑objet plane. Ce n’est qu’en fonction de l’amplitude du relief que ceux‑ci divergent. Il est donc, dans certains cas, judicieux de procéder à un fractionnement de l’aire à reproduire, de manière à ce que chaque élément de cette mosaïque se rapproche au maximum d’une surface plane (fig. 39). De tels assemblages peuvent être aussi bien réalisés à partir de documents graphiques, comme il a été envisagé à Niaux pour l’élaboration du calque directeur, ou photographiques, méthode systématiquement employée par C. Barrière, notamment lors du relevé des représentations pariétales de la grotte de Rouffignac ou des Combarelles.

● Fig. 39 – La projection polyédrique. Chaque élément de cette mosaïque s’apparente à un plan. Son enregistrement peut être photographique ou graphique.

42Les problèmes surgissent au cours de la restitution à partir de phototypes, et en particulier lors de la transcription des motifs incisés ou peints sur des surfaces aux contours trop accentués ; des concessions dans l’agencement des différents éléments du montage s’avèrent quelquefois inéluctables.

2.2.4. Projection conique

43L’expression géométrique issue d’une projection conique est identique pour une chambre claire et l’appareil photographique. L’œil s’apparente à ce mode de projection, cependant sa surface réceptrice n’est pas plane comme dans les deux cas précédents mais rappelle une portion de sphère.

44Cette projection est caractérisée par la gerbe perspective qui passe obligatoirement par un seul et même point, en l’occurrence le centre optique de l’objectif (fig. 40).

● Fig. 40 – Principe de la projection conique.

45Le plan tableau de l’appareil photographique doit être positionné parallèlement au plan moyen de la paroi, ou perpendiculairement à celle‑ci lorsqu’il s’agit d’une chambre claire. Cette particularité apporte, sous certaines conditions, des distorsions supplémentaires dans la répartition des points images. Cependant, une connaissance quelque peu approfondie de ce matériel permet de les réduire dans bien des circonstances, et parfois même de les supprimer.

46Les altérations géométriques rencontrées sont de quatre ordres. Chaque élément du système d’enregistrement apporte sa propre interprétation, le principe même de la projection, l’optique, le plan récepteur et l’opérateur quelquefois.

2.2.4.1. Déformations liées au principe de la projection conique

47La perspective conique, de par sa construction géométrique, apporte une modification dimensionnelle de l’image reçue. Celle‑ci est fonction de la distance qui sépare l’objet du plan tableau. Il va de soi que plus le sujet est éloigné, plus son image transformée sera réduite. Mais, contrairement aux idées reçues, cette variation est indépendante de la distance focale de l’objectif. Des photographies prises d’un même emplacement avec des focales différentes produisent des images semblables dans leur partie commune et donc superposables après agrandissement. L’impression de décroissance très rapide des dimensions des objets est due à la proximité des premiers plans et au champ couvert important des grands angulaires.

48A ces observations s’associent les phénomènes d’anamorphose qui modifient les rapports géométriques des objets (fig. 41). Ils s’atténuent en fonction de l’éloignement du sujet.

● Fig. 41 – Phénomène d’anamorphose.

49En présence de relief, la photographie n’a pas de qualité métrique, au sens cartographique du terme. Pour éviter ces écueils, il peut être envisageable de pratiquer une orthophotographie, méthode qui suppose l’acquisition d’un appareil de stéréorestitution ou un traitement dans des laboratoires équipés en conséquence. En outre, on se doit de disposer comme document d’analyse d’un couple de clichés se recouvrant stéréoscopiquement. L’orthophotographie est traduite sur un film positionné horizontalement et susceptible d’être déplacé en z, c’est‑à‑dire verticalement. L’insolation est réalisée point par point à travers une fente très étroite et animée d’un mouvement uniforme. Le plan récepteur se déplace de manière synchrone sur l’axe z, d’une hauteur proportionnelle à l’amplitude du relief défini à partir du couple de photographies. Les points ainsi restitués sont à échelle constante sur la totalité du document final.

2.2.4.2. Les aberrations

50Les aberrations sont responsables des imperfections apportées par l’ensemble des dioptres formant le bloc optique. La forme sphérique des lentilles provoque une différence de réfraction des rayons marginaux par rapport aux rayons passant par le centre. Ce phénomène se traduit par une perte de qualité des images et une déformation de celles‑ci, principalement sur les bords.

51Il est impossible d’assurer une correction parfaite de toutes les aberrations, dans un champ étendu et pour de grandes ouvertures. Aussi, les diverses solutions adoptées sont‑elles des compromis. Mais il est certain qu’actuellement les efforts des constructeurs ont conduit à une amélioration notable des performances des objectifs de sorte que l’on peut considérer comme négligeables ces défauts, sous certaines conditions.

52On distingue deux classes d’aberrations, les aberrations chromatiques et les aberrations géométriques. Cependant, nous n’évoquerons que ces dernières, que l’on regroupe sous le vocable de distorsion, responsables d’une déformation de position des points images.

53Un système S forme en P’ l’image d’un plan P (fig. 42). Au rayon incident BN, correspond le rayon émergent NB’. La position de B’ est déterminée par le grandissement G :

54lequel varie avec y, dès que la valeur de y n’est plus considérée comme petite : c’est le phénomène de distorsion. On montre que :

55où Gy0 est le grandissement sans distorsion, c’est‑à‑dire pour les petits objets situés sur l’axe du système, et où f est une fonction de y.

● Fig. 42 – Formation de l’image lorsque le diaphragme de l’objectif est placé avant le centre optique. Cette construction entraîne une déformation en barillet (a). Placé trop à l’arrière, on observe une déformation en coussinet (b),

56Le grandissement n’étant pas constant entre deux couples de plans conjugués, l’effet se traduit par une déformation de l’image en barillet (fig. 42a) ou en coussinet (fig. 42b), selon que le diaphragme est positionné au sein du bloc optique soit trop à l’avant soit trop à l’arrière du centre optique. Un objectif totalement dépourvu de distorsion de ce type est dit orthoscopique. Ce défaut est bien souvent à la limite de détection des appareils de mesure pour les objectifs haut de gamme, mais quelquefois prononcé pour ceux d’entre eux qui offrent une ouverture ou un angle de champ important ou pour les zooms qui peuvent couramment présenter une distorsion supérieure à 0,8 % (rapport entre la flèche de la courbure et sa base).

57D’autres aberrations peuvent intervenir au moment de la fabrication, que l’on appelle aberrations accidentelles. Elles ont pour origine soit l’excentrement de certains éléments du système optique, soit un défaut d’homogénéité de matière ou de surfaçage.

58Les écarts de prix importants enregistrés suivant les différentes marques et les gammes proposées à l’intérieur d’une même marque viennent en partie du fait que l’élaboration d’une optique suppose un contrôle précis à chaque étape de sa construction afin d’éliminer au maximum toute aberration accidentelle.

2.2.4.3. Déformations liées au plan récepteur

59L’objectif photographique projette l’image objet sur une surface plane, l’émulsion. La transcription de la position d’un point objet s’effectue de manière proportionnelle aux tangentes des angles sous lesquels sont vus les objets correspondants. Dans le cas d’un angle très ouvert on observe une déformation des objets de révolution lorsque ceux‑ci sont localisés sur les bords du plan récepteur (fig. 43).

● Fig. 43 – Déformation des objets de révolution localisés sur les bords du plan récepteur.

60Nous avons tenté d’illustrer ce phénomène en indiquant par une courbe l’évolution de la déformation en fonction de l’angle d’ouverture et ce, pour différentes amplitudes de relief (fig. 44). Les sujets morphologiquement assimilables à une sphère ou à un cylindre, cas de figure à l’origine d’une déformation extrême (I), ne sont évoqués qu’à titre indicatif. Les formations carbonatées ou la roche encaissante présentant une amplitude maximale engendrent, après projection, une altération nettement plus faible de l’image, lors d’un enregistrement avec un objectif à très grand champ (II). Notons que l’image d’une surface plane, orientée perpendiculairement à l’axe optique, n’est entachée d’aucune altération de ce type (III). Ce cas de figure particulier donne la possibilité d’enregistrer, à l’aide d’appareils appropriés, la section des tracés incisés ainsi que le profil des parois. Le déplacement de cet appareil, parallèlement au support lithique, permet le relevé tridimensionnel de la surface ornée. Cette méthode, que nous développerons ultérieurement, appliquée à l’ensemble de la cavité autorise l’appréhension du volume total.

● Fig. 44 – Evolution de l’altération de l’image en fonction de l’angle d’ouverture de l’objectif et de l’amplitude du relief : I – pour un objet de révolution ; Il – pour un relief ; III – pour un plan. L’échelle des différents angles de champ est mise en parallèle avec les distances focales d’objectifs utilisés successivement avec les formats 35 mm, 6 x 6 et 4’ x 5’.

2.2.4.4. Déformations liées au mauvais positionnement de l’appareil

61Les déformations engendrées par le non‑respect du parallélisme des trois plans, dos de l’appareil de prise de vues, platine porte‑objectif et paroi, conduisent à une convergence des lignes verticales ou horizontales (fig. 45), et dans les cas extrêmes des deux simultanément.

● Fig. 45 – Déformations engendrées par le non‑respect du parallélisme des plans, dos du boîtier et paroi : a – convergence des lignes verticales ; b – figure de référence ; c – convergence des lignes horizontales.

62Pour juger de la bonne inclinaison de l’ensemble enregistreur par rapport au plan objet, nous usons du principe du retour inverse de la lumière. Une source lumineuse est projetée sur le verre dépoli de la chambre ou à travers le viseur du boîtier et découpe sur la paroi le cadre de prise de vues. L’angle d’incidence idéal est obtenu lorsque les côtés de la fenêtre projetée sont parallèles deux à deux.

63Dans des conduits trop étroits, où seul l’appareil peut être inséré entre le sujet et la paroi opposée, cette manière de procéder permet non seulement d’apprécier la bonne inclinaison de l’instrument, mais aussi facilite d’une part la recherche du cadrage approprié par ségrégation de la zone éclairée et de la zone restée dans l’obscurité et, d’autre part l’appréciation de la mise au point optimale en se fondant sur le degré de netteté du réticule projeté sur la surface à enregistrer.

64Certaines représentations, inscrites dans un registre trop élevé dans la paroi, impliquent bien souvent l’usage d’une échelle, voire d’un échafaudage, pour amener l’appareil au niveau du sujet considéré. Cependant, le recours à ce matériel toujours trop encombrant peut être éludé par l’usage soit d’optiques à décentrement, soit d’une chambre photographique, où les corps avant et arrière sont réglables et peuvent pivoter, basculer ou être déplacés dans un même plan.

65Pour maintenir l’axe optique parfaitement perpendiculaire au plan moyen de la paroi, on procède donc à une translation vers le haut de l’objectif, c’est‑à‑dire à un décentrement. Cette particularité est aussi quelquefois employée lorsque le sujet se situe dans un secteur insuffisamment large de la galerie, condition impliquant une prise de vues latérale. Le corps avant ou arrière de la chambre ou les deux simultanément et dans des directions opposées sont déplacés latéralement.

2.2.5. La perspective sphérique et panoramique

66L’impossibilité de couvrir des champs excédant 120° par les moyens traditionnels de la perspective plane ont entraîné l’élaboration d’optiques spécifiques, communément dénommées fish‑eye. Ces objectifs autorisent des champs de 120° à 220°, mais certaines contraintes et altérations de l’image apparaissent alors. Les droites sont reproduites incurvées et les objets situés sur une même ligne et parallèlement au dos de l’appareil ne sont pas restitués dans des proportions identiques, comme dans l’éventualité d’une perspective plane. Celles‑ci décroissent régulièrement en s’écartant du point central. L’image obtenue peut être de forme circulaire ou rectangulaire suivant la construction du fish‑eye.

67Ce type d’objectif n’est qu’exceptionnellement employé, pourtant son usage n’est pas dépourvu d’intérêt notamment lors de l’enregistrement de la totalité de l’ornementation anthropique d’une salle ou de l’appréhension d’un espace souterrain à partir d’un point donné, qu’un matériel plus conventionnel ne peut restituer (fig. 46).

● Fig. 46 – Prise de vue au fish‑eye de la salle des Taureaux, grotte de Lascaux.

68Des champs d’angles supérieurs à 120°, mais dans une seule direction, peuvent être aussi obtenus en faisant appel à la perspective cylindrique, ou perspective panoramique. L’image du sujet est enregistrée sur un support courbe s’apparentant à une portion de cylindre. L’objectif effectue une rotation autour d’un axe parallèle à cette figure de révolution et localisé en son centre optique. Au tirage, l’image est restituée sur un plan comportant une infinité de points de vue. Certains appareils autorisent des champs de 360° par une rotation synchrone de l’objectif et du film. Pour un format 24 x 36, la focale utilisée est un semi‑grand‑angle (35 mm), permettant un champ de 10° à 360° et plus dans le sens horizontal et limité à 38° dans le sens vertical de l’image. Les déformations liées à la configuration plane du support récepteur sont identiques à celles données par un objectif de 50 mm environ. Cependant le principal obstacle à une utilisation courante de ce type d’appareil vient du fait qu’il nécessite une source de lumière continue, quelque‑fois difficile à produire dans ce contexte.

2.2.6. Conclusion

69La représentation plane d’une œuvre pariétale, épurée des détails extrinsèques à l’image paléolithique elle‑même, devrait d’une part traduire ce que d’un point donné de la cavité notre œil a enregistré et, d’autre part, permettre une mesure du tracé matérialisant le dessin. En d’autres termes, le relevé doit exprimer ce que l’organe visuel de l’homme préhistorique a saisi et autoriser l’estimation de son geste.

70Ces deux aspects sont confondus dans l’éventualité d’une paroi plane, ils divergent lorsque le support s’écarte géométriquement du plan. Sous de telles conditions nous serons donc amené à produire deux relevés distincts lorsque l’on désirera souligner l’un et l’autre de ces deux aspects.

71Le premier volet de cette démarche fait appel à une restitution conforme à la vision humaine, donc à une projection conique.

72L’œil explore successivement les différentes parties du sujet. L’image perçue est composée d’une multitude d’images partielles, vues chacune sous un angle d’environ 3°. Contrairement au système photographique, et dans l’éventualité d’une vision globale, la projection ne s’effectue pas sur un plan mais sur une portion de sphère, corrigeant ainsi les déformations ayant pour effet l’accroissement des cotes des surfaces de révolution sur les bords du cadre d’observation. En contrepartie, les lignes verticales et horizontales placées aux extrémités du champ seront perçues convexes par la rétine.

73La perspective curviligne n’est donc pas anormale, c’est notre accoutumance à la perspective plane qui nous induit en erreur et le fait d’être persuadé que tel objet linéaire ne peut être restitué par une courbe. La vision du monde qui nous entoure est aussi le fait de notre cerveau qui corrige dans une large mesure toute déformation.

74La planéité du champ est le facteur le plus important, hormis la vision binoculaire, qui différencie la restitution photographique de la perception visuelle. Mais on peut considérer comme négligeable cette différence lorsqu’il s’agit d’un sujet pariétal enregistré avec un objectif dont l’angle d’ouverture n’excède pas 50°.

75Ces défauts ne doivent pas masquer les avantages offerts par l’instrument photographique : adaptation parfaite au milieu souterrain, capacités de stockage de l’information très au‑dessus de n’importe quel autre moyen d’investigation actuellement utilisé dans ce domaine et possibilités très étendues de traitement associées à un élargissement de la bande spectrale accessible ou au contraire à une sélection très fine de certaines radiations favorisant une lecture plus précise du sujet.

76Le second volet nécessite un développé de la surface. Il peut être obtenu soit à l’aide d’un relevé sur support transparent maintenu le plus près possible de la paroi, soit par photographie, en fragmentant l’aire considérée afin que chaque élément soit résolu en plan. Mais, quel que soit le procédé utilisé, le déroulé de la paroi ne sera jamais total, car il se heurte au fait qu’il est impossible de réaliser le développement d’une surface s’assimilant à une portion de sphère, concave ou convexe, et que le motif pariétal et son support lithique s’identifient à un objet fractal. Dans ce cas de figure, un relevé demeurera toujours un compromis.

2.3. La matière

77La matière est l’élément essentiel de la longue chaîne du processus photographique. Nous avons été amené à rechercher les propriétés photométriques et colorimétriques des principaux constituants entrant dans la construction de l’œuvre pariétale et relatifs aussi bien au support lithique qu’aux matériaux colorants utilisés par les artistes du Paléolithique.

78Les différents constituants de la roche encaissante et les pigments rapportés possèdent des signatures spectrales spécifiques. Elles sont fonction du rayonnement émis, de la texture de la matière, de la pureté de sa couleur et du degré hygrométrique du milieu environnant.

79Nous avons été amené à cerner ces différents paramètres pour permettre une ségrégation chromatique de chaque constituant et parvenir consécutivement à isoler de leur substratum le ou les motifs anthropiques.

80Dans un premier temps nous avons procédé à une sélection des pigments d’origine minérale, oxyde de fer et de manganèse, et organique, charbon de bois, matériaux en tous points identiques à ceux recherchés par les artistes préhistoriques. Chaque élément fut ensuite broyé, tamisé à 50 µ, puis étendu sur lame de verre. Cette série d’opérations achevée, ces échantillons furent analysés à l’aide d’un spectrophotomètre, dans une bande s’étalant de 300 nm à 800 nm, afin d’établir pour chacun d’eux leur courbe de réflectance (fig. 47).

● Fig. 47 – Réponses spectrales de différents pigments métalliques.

81Une analyse identique fut appliquée sur des échantillons de roches, et en particulier sur des calcaires cognaciens et sur des grès permiens. Nous pûmes ainsi localiser avec une grande précision les maximums de réflexion et d’absorption des différents minéraux entrant dans l’élaboration des dessins pariétaux.

82Ainsi nous avons été plus à même d’apporter un filtrage mieux approprié lors des enregistrements photographiques, en optimisant, suivant les circonstances, le coefficient de réflexion ou le pouvoir d’absorption soit du support lithique par rapport aux représentations pariétales soit des motifs anthropiques entre eux.

2.4. L’émulsion

83L’obtention d’images photographiques est parfaitement concevable sans une connaissance approfondie des lois de la chimie, de la photométrie ou de la sensitométrie. Le matériel actuellement sur le marché entretient cet état de fait par les multiples possibilités d’automatismes gérant aussi bien la mesure de l’exposition que la mise au point. Mais les pellicules et les appareils employés n’ont été conçus que pour un usage limité aux conditions normales de prises de vues. Il en est tout autrement lorsque l’on doit reproduire avec une fidélité maximum et sous des conditions particulières un objet quelconque, ou lorsqu’il s’agit d’extraire de celui‑ci toute l’information souhaitée, et ce, de manière sélective et répétitive afin d’accéder à une analyse comparative des différents thèmes enregistrés.

84Les grottes ornées ne sont pas assimilables à un banc d’essai du matériel photographique ou des émulsions ; une part importante de rationalisme doit être observée.

85L’appareil photographique doit être considéré comme un instrument de mesure. Nous avons vu précédemment qu’il pouvait permettre de quantifier l’espace, sous certaines conditions ; il peut aussi aider à l’évaluation des capacités d’absorption ou de réflexion d’un corps quelconque et donc permettre de sélectionner les multiples informations, d’origine anthropique ou naturelle, contenues dans un document. Ces données peuvent être contrôlées en fonction de lois bien définies associant la photométrie et la sensitométrie, au sens étymologique : mesure de la lumière. Cette dernière permet de mieux saisir l’interdépendance des différents éléments entrant en jeu dans le processus photographique, qu’il s’agisse de la pellicule, du révélateur, des filtres, de la lumière utilisée ou de la qualité du support.

86Tous ces facteurs introduisent des paramètres spécifiques, difficiles à déterminer de manière empirique, d’où la nécessité d’une connaissance sur l’évolution de chacun d’eux.

2.4.1. La sensibilité spectrale

87Les surfaces sensibles noir et blanc ont la propriété de réagir de manière particulière à certaines bandes spectrales. La densité optique obtenue après traitement dépendra donc de la quantité de lumière reçue et de sa qualité.

88On définit traditionnellement quatre classes de films noir et blanc, les émulsions non chromatisées, orthochromatiques, panchromatiques et infrarouges, et deux types d’émulsions polychromes.

2.4.1.1. Les émulsions non chromatisées

89La sensibilité des émulsions non chromatisées ou ordinaires résulte uniquement de l’absorption propre du bromure d’argent (fig. 48). Elle ne s’étend pas au‑delà de 500 nm et s’avère donc limitée à l’ultraviolet en totalité et au bleu – violet, avec un maximum à 460 nm. Elles présentent un faible intérêt dans le domaine qui nous concerne.

● Fig. 48 – Sensibilité spectrale d’une émulsion non chromatisée ou sensibilité spectrale naturelle.

2.4.1.2. Les émulsions orthochromatiques

90La chromatisation des émulsions s’effectue par incorporation de faibles quantités de colorants sensibilisateurs, tels que les carbocyanines mésosubstituées, par exemple. Leur courbe de sensibilité spectrale (fig. 49) s’étend aux radiations jaunes et dans une plus faible proportion aux radiations orangées avec un minimum dans le bleu‑vert (500 nm), réponse correspondant à la jonction des sensibilités naturelles et chromatiques. L’utilisation de ces émulsions se limite actuellement surtout à la reproduction de documents originaux noir et blanc. En outre, de nombreux films de type litho en particulier, servant aux travaux au trait, entrent dans cette catégorie. Leur contraste extrêmement élevé favorise l’élimination des demi‑teintes ; ils conviennent donc parfaitement à la confection de masques lors de sélections isodensitométriques. Leur rapidité s’échelonne entre 4 et 10 ASA pour la majorité d’entre eux.

● Fig. 49 – Sensibilité spectrale d’une émulsion orthochromatique.

91L’émulsion demi‑teinte orthochromatique fut la seule utilisée pour le relevé des premières découvertes d’art pariétal paléolithique. Les films panchromatiques ne devaient se substituer à ces derniers et n’être couramment employés que bien plus tard. La faible sensibilité des films orthochromatiques aux radiations localisées au‑delà des jaunes se traduit par un rendu très dense des parois, fortement ocrées, et des motifs peints, impliquant de ce fait une lecture différente par rapport aux documents actuels. Il peut apparaître plus contrasté ou inversement plus difficile à lire suivant la proportion d’oxyde de fer de la roche encaissante. Il serait donc imprudent de se fonder sur ces phototypes anciens pour définir l’évolution du tracé et en rechercher les causes d’altération.

2.4.1.3. Les émulsions panchromatiques

92L’emploi des émulsions panchromatiques est universel car elles couvrent tout le spectre visible, avec une réponse quasiment constante jusqu’à 650 nm, environ (fig. 50). On dispose d’un éventail très large d’émulsions de ce type, avec une gamme de rapidité s’échelonnant entre 25 et 1 000 ASA, dans de nombreux formats, du 35 mm en bobine aux plaques 20 x 25 cm. Mais il existe cependant quelques variations d’une marque à l’autre ou d’une catégorie à l’autre, quant à la sensibilité aux radiations rouges qui s’avère, suivant le produit, plus ou moins importante. Cette caractéristique doit être prise en compte lorsqu’un filtrage dans cette bande est envisagé ; on observe alors de très fortes variations de la sensibilité résultante.

● Fig. 50 – Sensibilité spectrale d’une émulsion panchromatique.

2.4.1.4. Les émulsions infrarouges noir et blanc

93Leur utilisation revêt le plus grand intérêt dans l’enregistrement des données. Ce n’est que depuis quelques décennies cependant que ce produit, réservé initialement à des fins militaires, est disponible, mais uniquement en 35 mm, noir et blanc et couleur. Les formats supérieurs sont soumis à autorisation et sous un conditionnement dissuasif car vendus en bobines 70 mm de 45 m et par lots de 5. Leur domaine spectral s’étend à 930 nm avec un maximum à 780 nm et 400 nm (fig. 51). Il faut donc tenir compte de la sensibilité de ce type de film aux radiations ultraviolettes. Il convient d’utiliser obligatoirement un filtre coupant à 570 nm environ pour masquer le signal induit par cette partie du spectre. La courbe accuse une dépression notable dans sa partie médiane. Au‑delà de 900 nm, la conservation de ces films, dont certains peuvent atteindre 1 300 nm mais restent du domaine de l’astronomie, est beaucoup plus délicate du fait du rayonnement thermique qui peut apporter à l’émulsion un voile très prononcé dans les conditions courantes de conservation. L’enregistrement de l’infrarouge lointain est obtenu par des moyens indirects, tels que les écrans phosphorescents, ou directs comme les caméras thermographiques.

● Fig. 51 – Sensibilité spectrale d’une émulsion infrarouge noir et blanc

2.4.1.5. Les émulsions polychromes

94Les émulsions polychromes usuelles présentent plus d’attrait pour la lecture. Le travail d’identification est facilité par la présence de couleurs qui tendent, en fonction des progrès constants réalisés dans ce domaine, à serrer au plus près la réalité chromatique, c’est‑à‑dire conforme à la vision humaine. La bande spectrale accessible s’étend de 350 à 700 nm (fig. 52).

● Fig. 52 – Sensibilité spectrale d’une émulsion couleur.

95Pour plusieurs raisons, liées à la conservation, aux contraintes de la publication, aux facilités de duplication, nous avons coutume d’utiliser des films couleur inversibles. La plupart des films négatifs ont en effet une stabilité plus limitée dans le temps que les émulsions inversibles. A cette caractéristique, prépondérante dans le cadre de nos activités, s’ajoute celle imposée par la photogravure lors de la publication de ces documents. Les procédés de reproduction reposent pour la plupart sur l’impression en quadrichromie de sélections issues d’émulsions inversibles. Cependant, depuis quelques années, la possibilité est donnée de produire une sélection à partir de tirages papier, apportant ainsi aux émulsions négatives un regain d’intérêt. Mais la définition du papier est loin d’égaler celle des phototypes sur support transparent. De plus la gamme des sensibilités s’avère plus restreinte pour les émulsions négatives et limitée aux rapidités moyennes dans le conditionnement professionnel. En contrepartie deux remarques peuvent être évoquées à l’encontre du procédé inversible, d’une part la latitude d’exposition est beaucoup plus étroite et, d’autre part, les résultats obtenus, lors de tirages de ces documents sur papier, sont plus contrastés ; cependant cet inconvénient tend à s’estomper en raison des progrès incessants réalisés dans ce sens.

96Le mécanisme d’obtention d’images couleur est lié à la présence, au sein de l’émulsion, de trois couches superposées dans lesquelles ont été incorporés des formateurs de couleurs spécifiques à chacune d’elles. Dans le cas d’une émulsion commune, ces trois niveaux sont sensibles respectivement aux radiations bleues, vertes et rouges. Chacun d’eux traduit la bande de lumière qui lui incombe par sa couleur complémentaire, à savoir, jaune, magenta, cyan. Ces trois composantes associées et de densités proportionnelles à la quantité de lumière reçue recréent la totalité de l’éventail des couleurs.

2.4.1.6. Les émulsions infrarouges couleur

97Les pellicules infrarouges couleur ou en fausse couleur présentent le même nombre de couches alors que la qualité et la séquence des coupleurs colorés restent inchangées. Seule la sensibilité spectrale de chaque couche est modifiée (fig. 53). La première est sensible aux radiations vertes, la deuxième perçoit le rouge et la dernière l’infrarouge. L’émission de bleu impressionne les trois niveaux d’où l’extrême sensibilité de ce film à cette frange du spectre et l’usage d’un filtre d’arrêt conseillé. Leur sensibilité concerne une bande s’étendant de 350 à 880 nm.

● Fig. 53 – Sensibilité spectrale d’une émulsion infrarouge couleur.

2.4.2. L’image latente

98L’action photochimique de la lumière sur la pellicule se traduit, après développement, par un noircissement argentique différentiel, lui‑même fonction à la fois de la quantité de lumière reçue par la couche photosensible, du révélateur et du temps de réaction de celui‑ci. L’action de la lumière sur l’émulsion et donc sur les sels d’argent présents, bromure d’argent ou chlorure d’argent, provoque une modification non apparente de celle‑ci, que l’on désigne sous le nom d’image latente.

99Plusieurs mécanismes ont été proposés pour la formation de l’image latente, dont ceux de Gurtney‑Mott et de Mitchell qui peuvent être scindés en trois étapes et résumés ainsi :

100Le quantum absorbé hʋ réagit sur l’ion Br-. Il est immédiatement fixé par la gélatine sous sa forme atomique, la réaction étant réversible.

101La deuxième phase se réduit à un mouvement d’électrons à travers le réseau cristallin de bromure d’argent qui sont ensuite capturés par les centres de sensibilité préexistants constitués par des impuretés localisées, AgS par exemple, formés au cours de la maturation de l’émulsion. Ces concentrations d’électrons sont à l’origine de la formation de champs électriques négatifs.

102Au cours de la dernière étape, les électrons appartenant à ces champs sont à leur tour attirés par les cations Ag+. Les atomes d’argent métallique ainsi formés constituent alors les germes de l’image latente :

103Sous cette forme, l’image créée s’estompe progressivement entre le moment de l’exposition et celui du développement. Il est donc impératif de différer ce dernier le moins longtemps possible, et d’observer, lors des essais sensitométriques, le même laps de temps. Cette régression de l’image latente peut être ralentie lorsque les conditions d’attente s’apparentent à celles d’un film vierge, c’est‑à‑dire à basse température et une hygrométrie relativement voisine de 50 %.

2.4.3. Conservation des produits photosensibles

104Au cours de leur fabrication, les émulsions photographiques sont soumises à des contrôles multiples et rigoureux. Leurs caractéristiques sensitométriques sont en principe constantes, pour une période donnée spécifiée sur chaque emballage, sous réserve de conditions de stockage conformes aux prescriptions. Les normes de conservation des émulsions noir et blanc garantissent, à une température inférieure à 10° C et un taux d’humidité de 50 %, une excellente stabilité des paramètres sensitométriques. Il en est de même pour les pellicules couleur et les films noir et blanc à haute sensibilité qu’il est conseillé d’entreposer à une température égale ou inférieure à –10° C. Ces conditions s’avèrent cependant insuffisantes pour la conservation des films infrarouges noir et blanc ou couleur.

105Les variations à la hausse du paramètre thermique conduit à une évolution notable des caractéristiques sensitométriques des émulsions, dont les conséquences majeures se traduisent par une altération du rendu chromatique et une non‑répétitivité des résultats au cours des traitements successifs.

106La conservation par le froid implique un conditionnement approprié des films. Il est donc recommandé de les maintenir dans leur emballage d’origine, c’est‑à‑dire dans leur étui en matière synthétique pour les émulsions 35 mm, et dans leur enveloppe de papier aluminé pour les formats supérieurs. La réfrigération en emballage scellé ne provoque aucun givrage interne, car le taux d’humidité relative n’excède pas 34 %. Avant utilisation, la montée en température est réalisée dans les conditions thermohygrométriques normales et dans un laps de temps supérieur à une heure, ceci afin d’éviter un choc thermique trop brutal, pouvant entraîner, entre autres, l’apparition de phénomènes de condensation à la surface de l’émulsion.

107Dans les pays chauds, la conservation des films est fonction des moyens dont on dispose sur les lieux de recherche, bien souvent éloignés de toute source d’énergie continue, et susceptibles entre autres de produire du froid. Cependant, il est quelquefois possible d’intégrer au matériel de fouille un réfrigérateur portatif à gaz permettant de maintenir les pellicules à une température relativement basse. Lors de conditions de prospection plus défavorables, il est encore possible d’entreposer ces produits dans un container isotherme qu’on laisse ouvert la nuit et fermé le jour, si l’écart de température entre ces deux phases est sensible.

108Si ces conditions ne sont pas impératives pour les films noir et blanc, que l’on peut protéger du soleil dans un emballage d’aluminium, il en est tout autrement pour les émulsions couleur. Pour cette raison, il est recommandé d’utiliser des films inversibles couleur de type Kodachrome. En effet, pour provoquer la formation du colorant des émulsions classiques, celui‑ci est incorporé au moment de sa fabrication dans la gélatine. Or, un des facteurs d’altération rapide des qualités chromatiques a pour origine la présence de coupleurs colorés organiques associés aux halosels. Il en est tout autrement pour les films tels que le Kodachrome dont les éléments colorants ne sont incorporés qu’au moment de leur développement, cette émulsion se comportant jusqu’à cette phase comme un film noir et blanc. Le format disponible actuellement se limite au 35 mm, mais dans un avenir relativement proche (1er semestre 1987) un conditionnement dans un format plus grand, le 120, sera diffusé.

2.5. La lumière

109Les différentes étapes gérant l’évolution du processus photographique sont soumises à la qualité de l’élément responsable de la création de l’image latente, c’est‑à‑dire la lumière. Des caractéristiques de celle‑ci dépendront étroitement la nature et la quantité d’informations recueillies au terme de cette succession d’événements.

2.5.1. Nature et qualité

110La lumière est un phénomène vibratoire, transportant une énergie pouvant se traduire après absorption dans un milieu, soit par une réaction chimique, une élévation de température, ou un déplacement d’électrons, soit par une réémission de lumière.

111Les limites du spectre visible sont mal définies car variables pour chaque individu et dépendant des conditions d’observation. Conventionnellement, on peut admettre que la limite supérieure du visible se situe aux alentours de 700 nm, valeur à partir de laquelle l’infrarouge prend le relais. De la même manière, le raccord avec l’ultraviolet, dans le secteur inférieur de la bande de fréquences visibles, est localisé approximativement à 400 nm, limite fluctuant en fonction de l’âge de l’observateur ou de la luminance du milieu (effet Purkinje).

2.5.1.1. Les sources de lumière

112La qualité et le rendement énergétique d’une quelconque source de lumière peuvent être analysés et quantifiés en se fondant sur leur répartition spectrale interprétée sous forme de courbes mettant en relation l’énergie dispensée en fonction de la longueur d’onde. Plusieurs types de lampes sont traditionnellement utilisées sous terre, aussi bien pour le tournage de films cinématographiques et les travaux de recherche, que pour l’exploitation touristique.

113L’examen de la courbe spectrophotométrique d’une lumière issue d’une lampe aux halogènes (fig. 54) et d’un flash électronique (fig. 55) laisse apparaître un spectre continu pour la première et mixte pour la deuxième. Il précise le fait que ce matériel est compatible avec une utilisation orientée vers la photographie en noir et blanc et couleur, sous réserve d’apporter certaines corrections par filtrage, ou de jouer sur le choix du film qui sera de type lumière artificielle pour la lampe quartz‑iode et lumière du jour pour le tube à décharge. En revanche, le troisième exemple, la lampe de Wood, révèle un spectre discontinu très décalé vers les hautes fréquences. L’émission produite par la lampe à vapeur de mercure, filtrée par un verre de Wood (fig. 56) détermine une répartition spectrale essentiellement concentrée dans l’intervalle 300‑400 nm, avec un maximum à 365 nm (fig. 57). La présence du filtre a pour conséquence l’absorption totale des radiations visibles (400‑700 nm). Elles ne réapparaissent qu’à l’autre extrémité du spectre, dans les proches et lointains infrarouges. L’usage de cette lampe n’est effectif que dans des conditions particulières de prises de vues et notamment pour l’enregistrement des variations d’absorption dans le proche ultraviolet et la photographie de luminescence.

● Fig. 54 – Distribution spectrale d’une lampe aux halogènes.

● Fig. 55 – Distribution spectrale d’un tube à décharge dans le xénon.

● Fig. 56 – Courbe de transmission d’un filtre de type Wood.

● Fig. 57 – Distribution spectrale d’une lampe à vapeur de mercure associée à un filtre de Wood.

114Le rendement énergétique dans la bande 300‑900 nm est très faible pour les trois sources citées. En règle générale, pour les lampes halogènes, le rendement lumineux est limité à 2 % ; celui du tube à décharge ne lui est que de 50 % à 100 % supérieur ; l’excédent étant dispensé en chaleur.

115La distribution spectrale d’une lampe quartz‑iode accuse, par rapport à la lumière du jour, un fort déséquilibre vers les rouges, au détriment des radiations bleues et ultraviolettes, caractéristique pouvant laisser prévoir d’une part, de faibles performances dans l’éventualité d’une utilisation en photographie de fluorescence ou en lumière ultraviolette, et, d’autre part, un fort pouvoir calorifique.

116Le tube à décharge présente un maximum d’émission dans la bande visible vers 475 nm. On devra procéder à une correction de l’excès de bleu lors de prises de vues photographiques couleur. Les flashes électroniques du commerce sont traités en conséquence, au niveau soit du tube, qui prend alors une légère coloration jaune, soit de la fenêtre d’éclairement. Dans la bande localisée entre 250 et 400 nm, le tube en quartz, en revanche, continue à émettre une certaine quantité d’énergie, caractéristique que l’on doit favoriser par la suppression de la lame protectrice de verre ou en matière synthétique lors de l’enregistrement des données sous lumière ultraviolette ou lors d’une utilisation comme source d’énergie mettant en évidence la luminescence de certains matériaux. Ces dernières décennies ont vu l’apparition sur le marché de tubes à décharge à enveloppe en pyrex, se substituant au quartz. Ce matériau est pratiquement opaque aux ultraviolets. Nous avons donc été amené à user de deux types de flashes, l’un équipé d’un tube en quartz que nous avons dû aménager en conséquence, l’autre, plus commun, convenant parfaitement à la prise de vues traditionnelle, mais peu performant pour des travaux particuliers.

2.5.1.2. La température de couleur

117Si un corps est chauffé à une température élevée, il émettra une lumière de spectre continu. Sa couleur sera fonction du paramètre thermique et s’étendra du rouge foncé au blanc. Dans les limites du spectre visible, l’émission d’une lampe à incandescence est, à une constante près, équivalente à celle d’un corps noir à une température Tc, exprimée en degrés Kelvin.

Lampe à huile

1 850 K

Lampe aux halogènes 100 w ‑ 50 w

3 200 K

Lampe aux halogènes 250 w

3 400 K

Lumière solaire moyenne

5 400 K

Ciel couvert

6 000 K

Ciel découvert, ombre orientée au nord

22 000 K

118Cette notion revêt une importance particulière aussi bien lors des prises de vues photographiques que dans l’observation soit des documents pariétaux originaux, soit des épreuves photographiques couleur.

119Pour harmoniser les caractéristiques des émulsions couleur avec la composition chromatique de la lumière dont on dispose au moment de la prise de vues, les fabricants ont adopté deux principales sources d’éclairage, traditionnellement utilisées par les photographes, la lumière du jour (5 000 à 6 000 K) et la lumière artificielle (3 200 à 3 400 K). Ils ont équilibré leurs films en conséquence. Mais les conditions d’éclairage naturel sont très souvent variables et nécessitent un ajustement précis de la température de couleur. On dispose pour cela de filtres correcteurs de lumière. La série proposée notamment par Wratten permet d’abaisser ou d’élever celle‑ci par palier de 100 K.

120La prise de vues d’entrées de grottes ou d’escarpements orientés au nord présente quelques difficultés lorsque le ciel est découvert. Le tableau précédent dénonce une température de couleur de l’ordre de 22 000 K dans ces conditions. La conséquence première que l’on observera sera une coloration bleue des zones à l’abri de la lumière directe du soleil. L’usage d’un filtre correcteur est vain car le phénomène n’est que local sur le champ considéré. Un réchauffement des ombres accentuerait celui des zones exposées à la lumière solaire. Cette amélioration ne peut être apportée que lorsque l’intégralité de la scène est dans l’ombre. Cependant il est possible de transiger par une correction partielle de l’image. Malgré les progrès récents apportés dans la fabrication des émulsions couleur pour résoudre ce problème, cet effet demeure mais est certes moins marqué que dans le passé. En revanche, quelle que soit l’orientation du site, cette altération s’estompe voire disparaît lorsque le ciel est voilé, de plus les ombres sont dans cette éventualité nettement moins bouchées.

121L’appréciation des couleurs réclame des conditions d’éclairement spécifiques, c’est‑à‑dire une intensité lumineuse suffisante pour une observation confortable et une température de couleur équivalente à 6 000 K. In situ, ces conditions ne sont jamais respectées d’où l’intérêt de la photographie pour l’évaluation et la différenciation des teintes. La grande palette de couleurs ocrées que l’on peut déceler sur les parois des grottes et notamment à Lascaux n’était peut‑être pas considérée comme telle par les hommes du Paléolithique. Leur système d’éclairage, en partie fondé sur l’emploi de lampes à graisse et utilisé indifféremment pour la progression dans le milieu souterrain et l’élaboration des œuvres pariétales, présentait une température de couleur sensiblement équivalente à 1 900 K, valeur nettement insuffisante pour une évaluation correcte des couleurs.

2.5.2. L’effet photochimique

122La détermination de l’énergie enregistrée par l’émulsion photographique, phénomène se traduisant par un noircissement différentiel, conduit à cerner les multiples facteurs entrant dans le processus photographique et apportant chacun, le filtre, l’optique, l’objet, l’émulsion, une modulation de l’information initiale, à savoir la lumière.

123L’éclairement E de la couche sensible est en effet :

124où I représente l’intensité de la source de lumière, t1 la transmittance des filtres employés, c’est‑à‑dire le pourcentage de lumière qu’il transmet, t2 celle du système optique et R la réflectance de l’objet photographié. Cette détermination ne s’applique pas seulement à la photographie en lumière visible, mais aussi à l’enregistrement de toutes les radiations, infrarouges, ultraviolettes...

125Si, pour une longueur d’onde donnée, 550 nm par exemple, la transmittance du filtre est de 75 %, celle du système optique de 99 %, et la réflectance de la surface à photographier de 50 %, la quantité de lumière venant frapper l’émulsion ne sera plus égale qu’à 37,1 % de l’énergie initiale. Cette opération peut être répétée pour chaque longueur d’onde (fig. 58).

● Fig. 58  Détermination de l’éclairement effectif par
intégration graphique.

126Pour évaluer l’effet photochimique total, on procède aussi par intégration graphique en faisant en tous points un raisonnement identique au précédent, mais en y intégrant la sensibilité spectrale de l’émulsion (fig. 59). La sensibilité résultante du film est fonction du rapport entre les deux surfaces traduisant sa sensibilité spectrale, avant et après transformation.

● Fig. 59 – Détermination de la sensibilité spectrale
effective par intégration graphique.

2.6. L’analyse multispectrale

127La signature spectrale d’un matériau est définie par son analyse spectrophotométrique. Elle caractérise chaque constituant de l’œuvre pariétale et du support et permet consécutivement d’isoler par filtrage chaque élément du sujet en choisissant de manière optimale la bande présentant le maximum d’absorption ou de réflexion. Le relevé multispectral a pour finalité la prise en compte de ce phénomène.

128On réalise ainsi plusieurs prises de vues d’un même sujet mais sous des conditions différentes de filtrage, afin de mieux caractériser le motif et son support, ou une figure par rapport à une autre l’oblitérant. Ces données sont ensuite confrontées pour extraire l’essentiel de l’information.

2.6.1. Le spectre visible

129En décomposant par un prisme une lumière blanche, on obtient une bande de couleur allant du violet au rouge sombre en passant par le bleu, le vert, le jaune, l’orangé et le rouge. La longueur d’onde de ces radiations est d’autant plus grande que l’on progresse dans le spectre, du bleu au rouge ; elles s’étendent, comme nous l’avons déjà évoqué, de 400 nm à 700 nm et forment le spectre visible.

130Filtrer une lumière revient donc à favoriser une certaine partie de ce spectre au détriment du reste. En règle générale, nous pouvons dire qu’un filtre laisse passer la lumière de sa propre couleur et retient celle de sa complémentaire. En d’autres termes, le filtre éclaircit sa propre couleur et fonce sa complémentaire. Ainsi, un filtre jaune laissera passer le jaune et retiendra le bleu. Sur l’émulsion noir et blanc, ce principe se traduit par un noircissement plus marqué des zones jaunes du sujet que des plages bleues. Le document positif présente l’effet inverse. L’écart des densités entre les différentes plages colorées est de ce fait plus important. Nous avons tenté d’illustrer ce phénomène en lui associant les avantages d’une analyse multispectrale.

131Des quatre motifs animaliers sous‑jacents au grand taureau noir du diverticule Axial de la grotte de Lascaux, seules les extrémités distales des encornures, tracées en jaune, dénoncent leur présence. Nous avons tenté d’extraire de l’aplat très dense traduisant l’imposante silhouette du bos, l’image initiale de ces quatre bovidés (fig. 60).

● Fig. 60 – Grand aurochs noir et encornures de bovinés sous‑jacents, diverticule Axial, grotte de Lascaux.

132Un premier filtrage augmenta l’albédo relatif des éléments colorés en interposant un filtre caractérisé par un pic équivalent au maximum de réflexion du sujet analysé. Le second filtrage choisi dans la couleur complémentaire à la précédente et enregistré sur une vue différente, eut pour effet, à l’inverse, d’annihiler cette réflexion. En laboratoire on procéda à une synthèse soustractive pour ne considérer que les valeurs sélectionnées (fig. 61).

● Fig. 61 ‑ Le traitement des phototypes, après un enregistrement multispectral, rend possible l’extraction de l’image des quatre bovinés, tracés en jaune et partiellement oblitérés par la représentation achromatique du grand taureau, diverticule Axial, grotte de Lascaux.

133Seule l’extrémité céphalique de chaque ruminant a été tracée. Certains détails anatomiques apparaissent plus marqués notamment l’œil, le chanfrein et les lèvres. La présence de ponctuations, réparties autour de l’organe visuel, invite à un rapprochement avec les représentations de thème identique de la salle des Taureaux et permet consécutivement de préciser le sexe de ces quadrupèdes.

2.6.2. L’ultraviolet

134Le rayonnement ultraviolet fut décelé dès 1800 par l’astronome britannique W. Herschel, puis constaté par l’allemand J. W. Ritter en utilisant le noircissement d’un papier enduit de chlorure d’argent. Au même moment, N. Niepce inventait la photographie apportant de ce fait un moyen puissant de détection de cette partie du spectre.

2.6.2.1. Généralités

135L’ultraviolet s’étend de 13 à 400 nm. Consécutivement à une recommandation internationale on a coutume de distinguer trois types de radiations ultraviolettes isolées par des filtrations différentes : les rayons ultraviolets courts, s’étendant de 13 à 280 nm, les rayons ultraviolets moyens, de 280 à 315 nm et les ultraviolets longs, de 315 à 400 nm.

136Outre la lumière solaire, absorbée en partie cependant par la couche atmosphérique, les sources susceptibles d’émettre un tel rayonnement sont les lampes à vapeur de mercure (fig. 57), très riches surtout en U.V. longs et s’étendant à 220 nm, l’arc électrique, l’éclair de magnésium, avec une limite à 280 nm et les tubes à décharge sous atmosphère d’argon ou de xénon. La très grande mobilité offerte par le flash électronique, ’ due à une très faible consommation d’énergie, et les caractéristiques spectrophotométriques favorables de cet instrument ont été les facteurs prépondérants de son choix.

137L’absorption de l’ultraviolet par les différents matériaux rencontrés sous terre est très variable. Elle semble surtout subordonnée à la concentration en oxyde de fer des dépôts carbonatés. Sous ces contraintes, la calcite ou l’aragonite, en l’absence d’impuretés, présentent un albédo particulièrement élevé, alors que tous les pigments, même en faible concentration, qu’ils soient d’origine anthropique ou naturelle, absorbent ce rayonnement. Le faible pouvoir de pénétration de l’ultraviolet limite l’examen des plages ornées aux manifestations superficielles des parois mais permet de dresser toutefois un état des surfaces.

2.6.2.2. Les conditions d’enregistrement

138L’enregistrement photographique de la réflexion U.V. est réalisé en sélectionnant la bande s’étalant de 400 nm au minimum émis par le tube à décharge, valeur approchant 300 nm. Un filtre, Wratten A 18 ou son équivalent, de type Wood (fig. 56) est interposé entre le sujet et l’objectif pour barrer toute l’émission de lumière visible. En deçà de 300 nm, les investigations dans ce domaine sont limitées par la source d’énergie utilisée dans le cas présent mais aussi par l’optique de prise de vues. Le verre utilisé dans la construction des objectifs s’avère opaque aux U.V. moyens, et à plus forte raison aux U.V. courts. L’enregistrement dans des fréquences plus élevées implique l’emploi d’optiques équipées de lentilles de quartz ou de fluorure de lithium, mais rares sont les constructeurs susceptibles de fournir de tels composants. Il est possible cependant, et en dernier recours, de substituer l’objectif par un sténopé en pratiquant dans le bouchon du boîtier ou de la chambre un trou de la dimension d’une tête d’épingle. L’ouverture sera équivalente à 90 voire à 128, ce qui nécessite une puissante source d’énergie ou des temps de pose très longs dans l’éventualité d’une alimentation continue.

139Le mode de focalisation d’un point objet est fonction de la longueur d’onde de la lumière sous laquelle il est observé. Cette variation, due à l’indice de réfraction des verres, a pour conséquence de dévier plus fortement les rayons bleus que les rayons rouges, dans le cas d’une lentille convergente. Une lentille divergente montre une disposition inverse. L’image d’un point éclairé par une lumière blanche apparaîtra étalée et sera irisée. C’est l’aberration chromatique. La qualité de l’image peut être améliorée en utilisant des systèmes où les aberrations de chaque élément se compensent. Un objectif totalement corrigé est dit apochromatique, mais essentiellement dans l’intervalle du spectre visible. Une correction plus au moins importante de la mise au point est donc à observer. Afin d’apprécier celle‑ci, on photographie une mire graduée, placée dans le champ, à 45° par rapport à l’axe optique. On réalise une première série de clichés faite à pleine ouverture pour permettre de contrôler l’exactitude des distances graduées sur le barillet, puis une seconde, cette fois en lumière ultraviolette. L’observation comparative des résultats à la loupe binoculaire facilite l’appréciation de la correction à apporter. Sur chaque objectif ainsi testé, on positionne ensuite le nouvel index de mise au point vers lequel la valeur de la distance évaluée en lumière visible, en se fondant soit sur le verre dépoli, soit sur le stigmomètre ou les microprismes de l’appareil, doit être ramenée dans l’éventualité d’une prise de vues en lumière U.V.

140Une méthode moins fiable consiste à faire la mise au point sur le plan le plus éloigné du sujet ; on peut aussi diaphragmer fortement pour obtenir une profondeur de champ maximale et pouvant compenser ces défauts de focalisation.

141Nombreuses sont les émulsions susceptibles d’absorber de telles radiations. Il est possible d’utiliser des films orthochromatiques ou panchromatiques et même infrarouges. Le recours à des émulsions polychromes est superflu.

2.6.2.3. Application

142L’exemple, tiré d’une gravure très finement incisée de la grotte de Teyjat, en Dordogne, permet d’évaluer les différences d’absorption révélées par le même thème, photographié en lumière artificielle (fig. 62) et en lumière U.V. (fig. 63). Les délinéaments de l’œuvre se détachent sur un fond dense car peu absorbant. L’écrasement de la calcite, consécutif au tracé par l’outil de l’artiste, a avivé la surface de la coulée stalagmitique et emporté le calcin favorisant ainsi une plus grande différence d’albédo. Un reconcrétionnement très localisé et postérieur à la représentation pariétale, car l’oblitérant partiellement, apparaît sous un aspect plus tranché. Il en est de même pour les poussières apportées par les visiteurs, perceptibles dans la partie supérieure du document, issues certainement des vêtements en matériaux synthétiques. Dresser un état des manifestations superficielles de la paroi par un enregistrement sous radiations ultraviolettes peut contribuer de façon non négligeable à la compréhension des phénomènes d’altération des œuvres pariétales.

● Fig. 62  Figure finement incisée d’un avant‑train de bos, grotte de La Mairie à Teyjat. Lumière naturelle.

● Fig. 63 – Sous radiations ultraviolettes, d’autres détails apparaissent, notamment la poussière de vêtements et les efflorescences récentes de calcite.

2.6.3. L’infrarouge

143La mise en évidence du rayonnement infrarouge est le fait de J. Herschel, en 1840, confirmant les expériences menées par son père qui l’avait détecté en déplaçant un thermomètre devant le spectre de la lumière solaire.

2.6.3.1. Généralités

144Conventionnellement, il est admis que le rayonnement infrarouge commence à 780 nm ; de même trois domaines ont été définis : le proche infrarouge, de 780 à 1 400 nm, l’infrarouge moyen, de 1 400 à 3 000 nm et l’infrarouge lointain, de 3 000 à 106 nm. Cependant, seule une faible partie de ces radiations est susceptible d’être détectée par des moyens photosensibles. En effet, pour des raisons aussi bien conservatoires que technologiques, la chimie photographique n’autorise pas d’enregistrement au‑delà de 1 350 nm, pour les plaques spectro‑photographiques utilisées notamment en astronomie, et 950 nm pour les émulsions infrarouges plus courantes.

2.6.3.2 Les conditions d’enregistrement

145Les courbes de réponse spectrale des lampes aux halogènes et des tubes à décharge dénoncent un rendement très élevé dans la bande considérée, 700 à 900 nm (fig. 34). Mais, pour des raisons propres au domaine souterrain et précédemment évoquées, seul le flash électronique s’avère conforme à notre démarche. L’extrême sensibilité aux hautes fréquences, ultraviolettes et bleues, des émulsions infrarouges suppose impérativement l’interposition entre le flash et l’appareil de prise de vues d’un filtre susceptible d’arrêter tout rayonnement inférieur à 500 nm. La sensibilité normale de ce type de film peut à elle seule masquer notablement le signal activé par le proche infrarouge. Du rendu final souhaité et des composants minéralogiques ou biologiques entrant dans la composition du sujet à analyser dépendra la valeur chromatique des filtres.

146Actuellement, sont disponibles sur le marché seulement deux émulsions, le High Speed Infrared, film noir et blanc, et l’Ektachrome Infrared, film inversible couleur, distribuées par Kodak.

147L’exploitation optimale des possibilités du film noir et blanc suppose l’emploi de filtres dont la gamme (fig. 64) s’étend de l’orange (Wratten no 15) au rouge très dense (Wratten no 70), voire visuellement opaque (Wratten nos 89B à 87C). La sensibilité doit être recherchée de manière empirique car aucune cellule ou flashmètre n’accuse de réponse acceptable dans cette bande du spectre. Cette émulsion peut être développée dans un révélateur D‑76, cependant, l’Emofin, révélateur en deux étapes, convient tout particulièrement car il permet d’améliorer dans une forte proportion la sensibilité de cette émulsion, de 1 à 2 diaphragmes, tout en affinant considérablement le grain. De ces deux avantages, le second est certainement le plus important, car traité dans des conditions usuelles, le High Speed Infrared Film présente une granularité non négligeable, car très sensible et conditionné seulement en 35 mm, les formats supérieurs impliquant un approvisionnement plus contraignant. Sa sensibilité élevée nécessite quelques précautions particulières au cours de sa manipulation ; il doit, en particulier, être conservé dans son emballage d’origine puis chargé et déchargé dans l’obscurité totale, car les lèvres bordées de velours de l’enveloppe métallique protectrice ne sont pas étanches à l’infrarouge. Le film exposé doit être aussitôt développé ou conservé à une température inférieure à 4° C, afin de minimiser les modifications de l’image latente.

● Fig. 64 – Courbes de transmission de filtres de type Wratten nos 15, 70, 89B et 87C, respectivement A, B, C, D, utilisés lors de prises de vues sur émulsion infrarouge noir et blanc,

148L’équilibre chromatique du film inversible couleur est tel que seul un filtre jaune moyen (Wratten no 12) suffit à l’obtention de résultats corrects, lorsque la qualité de l’illuminant s’apparente à la lumière du jour, tel que le flash électronique.

149Les conditions de développement de ce film sont identiques à celles du traitement E‑4 ; toutefois, rares sont les laboratoires susceptibles de mener à bien cette tâche, car ce procédé, quelque peu obsolète, est actuellement spécifique à cette émulsion.

150Les problèmes liés à la mise au point ont la même origine que ceux inhérents à la photographie sous radiations ultraviolettes ; mais les corrections à apporter ont toutefois des valeurs inverses, car le point de focalisation n’est plus localisé en avant du point normal, défini en lumière naturelle, mais au contraire rejeté en arrière. Un travail identique d’étalonnage doit donc être entrepris, cependant la majorité des objectifs du commerce possèdent un second index de mise au point, symbolisé par un point ou un tiret rouge ou la lettre R. On apprécie la netteté de l’image en lumière naturelle, puis on ramène la valeur lue en face du nouvel index. Lorsqu’on utilise l’émulsion inversible couleur, aucune correction n’est à apporter car les composants visuels de l’image sont prépondérants.

151Les limites, imposées par le procédé photographique et fixées au micron, peuvent être repoussées en utilisant des détecteurs au sulfure de plomb sensibles jusqu’à 2 000 nm environ. Ces capteurs, intégrés à une caméra vidéo, autorisent l’examen du sujet analysé sur un moniteur et l’enregistrement de l’image ainsi recueillie sur un magnétoscope. Mais cet appareillage est subordonné à l’emploi d’une source I.R. continue, telle que les lampes aux halogènes, par exemple, matériel peu compatible avec les exigences conservatoires dictées par le domaine souterrain, du moins lors d’une utilisation intensive.

2.6.3.3. Application

152Le pouvoir de pénétration élevé du rayonnement infrarouge est mis en évidence par l’exemple tiré d’une représentation de la grotte de Bernifal, en Dordogne. Ce motif apparaît en lumière visible (fig. 65) sous la forme d’un parallélépipède concave au tracé continu, diffus, empâté et surmonté d’un trait fin. La résolution de l’ensemble en points, 735 au total, n’est rendue possible que par un enregistrement limité au rouge lointain et au proche infrarouge (fig. 66). Un filtrage adapté a permis de supprimer le signal relatif à la diffusion des pigments, à l’interface roche‑air, certainement un oxyde de fer, qui oblitérait l’image sous‑jacente du tectiforme. Ce procédé facilite en outre la recherche de l’impact initial de l’outil paléolithique sur la paroi et améliore notablement la lecture de cette image. Sa composition apparaît plus complexe par la présence, d’une part, de séquences semi‑circulaires sous les branches obliques et sur la ligne matérialisant la base du signe, et, d’autre part, d’une ligne subhorizontale en position médiane. Le caractère élaboré de ce tectiforme apporte, entre autres, une interprétation nouvelle, en particulier sur le temps d’exécution de l’œuvre, qui, initialement, ne devait pas excéder quelques minutes, mais qui, après lecture sous un éclairage mieux approprié, laisse supposer un séjour sous terre beaucoup plus long de l’artiste préhistorique.

● Fig. 65 – Tectiforme peint, photographié en lumière naturelle, grotte de Bernifal, Meyrals.

● Fig. 66 – Résolution en points du tectiforme, enregistrement traduisant pour chaque unité l’impact initial de l’outil de l’artiste paléolithique. Film Ektachrome infrared.

2.6.4. La photographie de luminescence

2.6.4.1. Généralités

153On distingue traditionnellement deux types d’émission de lumière, l’incandescence et la luminescence. La première provient d’une transformation thermique, la seconde est issue de mécanismes aussi différents que multiples. Mais cette définition n’est qu’approximative, car certains corps réagissent à une élévation de température même faible, telle la chlorophane, ou plus importante, sans cependant excéder celle qu’exige l’incandescence, on dit alors qu’il y a thermoluminescence.

154Outre le facteur calorifique, la luminescence d’un corps peut être soit activée par un champ électrique ou un choc d’électrons rapides, soit provoquée par une absorption de radiations convenables. Consécutivement aux conditions d’intervention imposées par le milieu souterrain, c’est cette dernière possibilité que nous avons tenté d’exploiter. De nombreux corps manifestent leur photoluminescence lorsqu’on les expose à un rayonnement ultraviolet. L’effet se traduit par une émission de lumière visible, à l’origine de couleurs fortement saturées ; c’est le cas le plus fréquent. Le mécanisme de la luminescence est complexe car il n’existe pas de théorie générale d’un phénomène aux causes et aux effets aussi divers. Cependant, il est permis d’évoquer la naissance d’un tel phénomène en se fondant sur les cas les plus simples.

155Les radiations à l’origine de l’excitation sont en partie absorbées par la substance traitée. L’énergie ainsi fournie aura pour conséquence sur les molécules et les atomes de la matière un changement de niveau des électrons périphériques. Elle sera instantanément restituée sous forme de lumière visible lorsque les électrons reprendront leur position initiale. Nous obtiendrons ainsi une fluorescence. Lorsque ce mouvement de retour à l’état de repos est différé ou progressif nous observons alors une phosphorescence. Le spectre de la lumière réémise appartient toujours à une zone de longueurs d’ondes plus élevées que celui de la source d’énergie (loi de Stokes). Les substances minérales susceptibles de présenter de tels caractères sont nombreuses, cependant on distingue deux grandes catégories, celles qui sont luminescentes à l’état pur (luminescence intrinsèque), et celles, beaucoup plus nombreuses, qui doivent leur propriété à une impureté ou activateur (luminescence extrinsèque).

2.6.4.2. Les sources d’énergie

156Dans la pratique, la source excitatrice est une lampe flash dont le tube en quartz permet d’accroître le rendement en radiations ultraviolettes, proches et moyennes, dans des proportions notables. Les tubes en pyrex, tels qu’on les trouve dans les flashes électroniques du commerce, sont plus opaques à cette frange du spectre. Un filtre de Wood, en verre à base d’oxyde de nickel, est nécessairement placé devant la fenêtre d’éclairement, afin de limiter l’émission à l’intervalle 320‑400 nm (fig. 56). La ségrégation de l’information passe par l’emploi d’un second filtre (fig. 67), placé cette fois devant l’objectif de l’appareil photographique et dont le rôle est d’arrêter toute émission inférieure à 400 nm, c’est‑à‑dire de couper tout l’ultraviolet et de ne laisser passer que le visible, à savoir le produit de la luminescence. Ce filtre est équivalent au no 2E de Wratten.

● Fig. 67 – Courbe de transmission d’un filtre anti‑ultraviolet de type Wratten no 2E.

157L’enregistrement de la réémission est réalisé sur un film classique, négatif ou inversible, et couleur de préférence.

2.6.4.3. Les conditions d’enregistrement

158Depuis quelques années, l’arrivée sur le marché de nouvelles émulsions polychromes, aux performances nettement plus élevées, notamment dans le rendu des couleurs, a quelque peu perturbé le protocole d’enregistrement des phénomènes de photoluminescence. En effet, l’amélioration des caractéristiques chromatiques des phototypes s’est traduite par une sensibilité plus importante dans les rouges. Cette remarque est à rapprocher du fait que les filtres de Wood (fig. 56) présentent un pic dans les rouges lointains, localisé entre 680 et 750 nm, c’est‑à‑dire dans une zone de sensibilité identique à celle du cas de figure évoqué précédemment. Il faudra donc en tenir compte au moment du choix du film, sous peine d’obtention de résultats entachés d’une forte dominante rouge, car ce signal secondaire peut, dans une très large mesure, masquer celui de la luminescence. Pour pallier cet inconvénient il est indiqué soit d’utiliser un film aux performances chromatiques plus modestes, soit d’arrêter l’émission de radiations rouges issues de la source en plaçant devant l’objectif un filtre dichroïque de classe anticalorique ou un filtre compensateur de couleur, cyan.

159Notons enfin que, d’une part, l’enregistrement doit être réalisé en l’absence de toute lumière parasite et, d’autre part, qu’aucune correction de mise au point n’est à apporter, car le phénomène se manifeste dans la bande visible du spectre.

160In situ, la photoluminescence est difficile à appréhender sans une source d’énergie continue et susceptible de mettre le phénomène en évidence. Toutefois, dans l’éventualité d’une phosphorescence, le temps d’extinction, même relativement court, permet, immédiatement après l’excitation produite par le flash, de se rendre compte pendant un bref instant de l’état de l’image suscitée. Cependant, il est préférable d’analyser le sujet à l’aide d’une lampe portative U.V. à vapeur de mercure, de faible puissance certes car alimentée par piles, mais suffisamment pour fixer une première approche avant toute investigation photographique.

161Les matériaux luminescents communs rencontrés sous terre se limitent généralement à la calcite et à l’aragonite. Un des objectifs poursuivi est la ségrégation des vestiges anthropiques par rapport aux formations naturelles ; mais, de la chronologie des événements dépendra la qualité de la différenciation. Dans l’éventualité d’un motif superposé à un dépôt carbonaté, le phénomène sera d’autant plus favorable que les pigments utilisés sont inertes à de telles radiations, que ce soit des oxydes de fer, de manganèse ou du charbon de bois. Dans le cas de figure inverse, la photoluminescence d’un encroûtement ou d’un voile même très léger, peu visible à l’œil nu, oblitérera le signal anthropique.

2.6.4.4. Application

162Dans l’exemple évoqué, issu du Salon Noir de la grotte de Niaux en Ariège, les contours du bison, d’une lecture particulièrement difficile en lumière normale (fig. 68), surtout dans sa moitié inférieure, apparaît dans sa totalité et avec beaucoup plus de force sous luminescence (fig. 69). Le délinéament très dense, traduisant l’impact initial de l’outil du paléolithique, semble retrouvé et contraste avec un fond rendu plus lumineux. Mais quelques remarques sont à exprimer ; d’une part, la photoluminescence de la coulée de calcite n’est chromatiquement pas identique à celle des plages cernant l’œuvre pariétale, et, d’autre part, la répartition de la luminescence, de teinte verte et jaune, n’est, semble‑t‑il, pas le fait du hasard. On peut remarquer, en effet, qu’elle souligne plus ou moins chaque trait du motif, comme si elle s’identifiait à un matériau issu du tracé, puis ayant coulé sous l’influence de la gravité ou ayant été entraîné par un film d’eau souvent présent sur les parois. Ces indices se superposent à un dépôt prenant une teinte marron sous radiations infrarouges, peut‑être le résultat d’une désagrégation de la calcite. Toutefois, cette hypothèse n’explique pas la mutation chromatique du phénomène observé, ni la répartition particulière des plages fluorescentes. La présence de pigments, s’identifiant à du charbon de bois, matériau spécifique aux peintures pariétales de cette cavité, et d’un support carbonaté au grain très fin et donc peu réceptif apparemment, a sans doute nécessité l’emploi d’un liant afin de favoriser une adhérence plus grande. Cet élément, ou ses dérivés consécutifs au temps, pourrait être l’agent responsable de la luminescence observée. Cependant, seule une analyse plus précise permettra d’en définir l’origine et par voie de conséquence, sans doute, d’appréhender les causes de dégradation des œuvres pariétales de ce site.

● Fig. 68 – Chanfrein, encomure et ligne de dos de bison, Salon Noir, grotte de Niaux. Lumière naturelle.

● Fig. 69 – La luminescence U.V. laisse apparaître la totalité de l’image anthropique.

2.7. Perception et traduction du relief

163L’expression de la troisième dimension de l’espace est l’écueil inévitable de tout acte qui tend à réduire au plan les événements ou les objets qui nous entourent. Pourtant une majorité de représentations pariétales, gravées, sculptées ou intégrées à un relief naturel, nécessitent la prise en compte de ce paramètre. Nous avons donc tenté de cerner cet obstacle en faisant appel à des techniques éprouvées telles que la lumière tangentielle ou la stéréophotographie. Cependant, afin de satisfaire aux exigences toujours plus grandes du relevé, la nécessité de quantifier aussi bien l’espace hypogé que les tracés anthropiques impliqua la création d’un matériel susceptible d’enregistrer dans les trois dimensions les moindres contours de l’œuvre et de son environnement. Le procédé repose sur le principe des profils lumineux.

2.7.1. La lumière tangentielle

164La possibilité de suggérer les variations du relief, ou de traduire le grain de la roche, nous est donnée, lors de la prise de vues, par l’emploi de la lumière tangentielle, ou lumière rasante. Elle est obtenue en procédant à un éclairage du sujet à l’aide d’une lampe dispensant un faisceau de lumière dont la direction forme, avec le plan moyen du motif, un angle fermé, de valeur proportionnelle, en règle générale, à l’amplitude du relief. L’effet, fondé sur la création d’ombres portées, est d’autant plus marqué que l’axe du faisceau de lumière se rapproche du plan sujet. Ainsi, les gravures très ténues n’apparaissent que sous un éclairage incident très faible et inversement les bas‑reliefs ne sont correctement rendus qu’avec une lumière latérale moins déportée.

165Selon l’albédo du support, les ombres sont plus ou moins marquées car il faut prendre en compte les réflexions multiples occasionnées par la configuration souvent très tourmentée du support. Mais, dans la majorité des cas et sous ces conditions d’éclairage, les tracés incisés sont soulignés trop fortement (fig. 70), masquant la plupart du temps une partie de l’information, le fond du trait en particulier. Le signal anthropique n’est de ce fait que partiellement enregistré. Pour pallier cette contrainte, il est quelquefois impératif d’atténuer cet effet par un second éclairage, ou éclairage complémentaire, frontal celui‑ci et synchrone du précédent. Il permet d’éclaircir les ombres, de les « déboucher », selon la formule consacrée. Le résultat final s’avère peut‑être moins flatteur, mais la quantité d’informations retenue ne s’en trouve qu’accrue. La différence entre la photographie d’illustration et le document de recherche se révèle à cet instant. L’illustration limite l’information aux événements essentiels et les exalte ; la prise de vues à vocation documentaire tend à prendre en compte une plus grande partie du message, qui apparaît, certes, atténué, moins contrasté et donc plus contraignant à déchiffrer, mais de nombreux détails, même ténus, sont considérés (fig. 71). Une approche similaire peut être obtenue par l’emploi d’écrans ou de réflecteurs diffusants.

● Fig. 70  Saumon traité en bas‑relief, abri du Poisson, Les Eyzies. Lumière rasante.

● Fig. 71 – Tout en donnant une image plus plate, un éclairage frontal associé à une lumière tangentielle, permet de retenir toutefois beaucoup plus de détails, abri du Poisson, Les Eyzies.

166La traduction graphique d’un tracé gravé, enregistré sous lumière rasante, ne peut se fonder essentiellement sur les contours définis par l’ombre portée. L’emprise de celle‑ci, en effet, varie en fonction de l’angle d’incidence de l’éclairage mais aussi en fonction de l’orientation du trait par rapport à la source de lumière.

167Une des premières conséquences tient au fait que la largeur du trait, facteur important dans l’analyse, ne s’identifie pas à la seule ombre portée mais s’étend de son bord proximal, en référence à la source de lumière, au bord distal du liséré clair marquant la lèvre opposée du sillon, particularité liée à une surexposition induite par l’orientation frontale de cette formation par rapport à la lampe (fig. 72).

● Fig. 72 – Effet sur les proportions et la densité des ombres portées, phénomène lié à la conjugaison de deux sources de lumière, l’une frontale, l’autre latérale.

168La seconde conséquence résulte des difficultés d’appréhender avec un éclairage unique la totalité des gravures du panneau. Dans certains cas un deuxième éclairage, voire un troisième ou plus, permettent éventuellement de saisir davantage de détails. Mais, bien souvent, la multiplication des sources de lumière, ou l’illumination du sujet par une succession d’éclairs de flashes issus de sites différents et sur une vue unique, peuvent engendrer une altération du processus d’enregistrement par gommage de certaines ombres. La plupart du temps, on se résigne à réaliser plusieurs clichés avec une seule source de lumière principale que l’on déplace à la périphérie du sujet à chaque vue, de manière à enregistrer tous les contours des éléments naturels ou anthropiques. Au cours de la restitution graphique chaque phototype apporte son lot d’informations. Il va de soi que, dans la pratique, cette série de prises de vues s’effectue à partir d’un même point pour une superposition rigoureuse lors de la restitution graphique, d’où l’utilisation impérative d’un pied photographique, comme au cours de toutes prises de vues, d’ailleurs.

2.7.2 La stéréophotographie

169Le souci de transférer l’image des témoignages pariétaux, du site original au laboratoire, pour une observation sans aucun doute plus confortable mais surtout immédiate, nous amena à user de la stéréophotographie. Tombée quelque peu en désuétude par rapport à l’engouement qu’elle avait suscité dans le grand public à la fin du siècle dernier, mais encore exploitée lors des prospections archéologiques aériennes notamment, cette technique pourtant favorise une lecture très réaliste de l’image en suggérant dans les moindres détails la configuration du site investi.

2.7.2.1. Principe

170L’observation d’un objet quelconque suppose une interprétation géométrique différente selon qu’elle est effectuée par l’œil droit ou par l’œil gauche, du fait de l’écart interpupillaire, phénomène influant sur les perspectives traduites. Par suite, leur synthèse, définie par la fusion du couple d’images, suscite la perception du relief.

171Une impression visuelle identique peut être obtenue en positionnant devant chaque œil et dans un même plan deux perspectives, ou stéréogramme, d’un même sujet. Le cerveau fusionne alors ces deux sensations en une sensation globale qui donne le sens de la troisième dimension.

2.7.2.2. Pratique

172L’enregistrement stéréophotographique des objets statiques nécessite l’emploi d’un seul appareil de prise de vues. Le protocole se résume à prendre deux clichés de la même scène, chacun à partir de sites différents (fig. 73).

● Fig. 73 – Dispositif de prise de vues pour l’obtention d’un stéréogramme. La base est matérialisée par un bras latéral monté sur la crémaillère du trépied photographique.

173Une fois la première vue enregistrée, on procède ensuite à un déplacement de l’appareil, parallèlement au plan moyen de l’objet pour réaliser le second cliché (fig. 74). Lorsque les écarts sont faibles, les deux axes optiques peuvent demeurer parallèles. Pour une base plus importante il est nécessaire de recentrer la scène afin d’exploiter ultérieurement l’intégralité de la surface des phototypes.

● Fig. 74 – Stéréogramme normal de l’entrée de la grotte de La Mouthe, Les Eyzies‑Sireuil. L’écart de 7 cm séparant deux points identiques des deux documents autorise l’emploi d’un stéréoscope à réflexion simple pour la restitution du relief.

174La distance séparant les deux stations est fonction de l’éloignement de l’objet et de la distance focale de l’objectif utilisé. Dans le cas d’une prise de vues stéréoscopiques normale, la base est du même ordre de grandeur que l’écart interpupillaire moyen, soit 7 cm environ, écart que l’on peut conserver lors d’une prise de vues avec un objectif standard. Il diffère dans l’éventualité où le sujet photographié implique l’usage d’un grand‑angulaire ou d’un téléobjectif. Une méthode simple pour le calcul de celui‑ci permet d’intégrer les deux données, distance focale et distance de prises de vues. Elle consiste à mesurer la largeur moyenne de la scène investie. Le déplacement résultant sera alors égal à 5 % environ de cette valeur. Une précision de l’ordre de 50 % est toutefois tolérable. L’objet virtuel reconstitué par la vision stéréoscopique est, sous ces conditions, sensiblement identique à l’objet réel photographié.

175Il est cependant possible d’augmenter notablement la sensation naturelle du relief, en particulier lorsque le sujet est très finement gravé ou passablement altéré et où seul, par exemple, le fond de l’incision subsiste. Certaines parois, en effet, apparaissent comme rabotées, comme ayant subi un « égrisage », phénomène lié, entre autres, à la corrosion du support. On accroît artificiellement la sensation de relief en choisissant une base plus large, comprise entre 5 et 100 %, voire plus. On dit alors qu’il y a hyperstéréoscopie (fig. 75). Les moindres variations du relief sont alors considérablement amplifiées, les tracés les plus superficiels, les raclages mêmes sont traduits avec un relief saisissant, l’empreinte de l’outil de l’artiste paléolithique peut notamment être mise en évidence.

● Fig. 75 – Hyperstéréophotographie réalisée sur une représentation très altérée de la croupe d’un boviné, La faible profondeur du tracé nous incita à choisir une base équivalente à 100 % de la largeur du sujet. Les conditions d’observation sont identiques à celles du document précédent.

176L’orientation de la lumière au cours de la prise de vues est un facteur important pour l’observation ultérieure correcte du stéréogramme. Afin d’éviter le phénomène de pseudoscopie, c’est‑à‑dire une inversion du relief, l’extrémité distale des ombres portées doit être dirigée vers le bas du document. Ceci implique donc un éclairage situé dans l’un des deux quarts supérieurs de la scène, celui de gauche de préférence.

2.7.2.3. La restitution

177La superposition des deux perspectives consécutives à la double prise de vues peut être obtenue à l’aide de deux loupes‑oculaires de grossissement faible, égal à 2 généralement, placées sur le parcours de chaque faisceau.

178Les stéréoscopes les plus simples sont équipés uniquement de deux lentilles. L’écartement des deux axes principaux est réglable. Ce matériel à réflexion simple oblige à disposer les éléments du stéréogramme de façon à ce que la distance qui sépare les points homologues n’excède par l’écart interpupillaire. Ils n’autorisent l’observation que de documents de faibles dimensions. On peut toutefois visualiser des documents plus grands en fractionnant l’aire considérée et en explorant l’image zone par zone en faisant chevaucher les éléments du couple stéréoscopique.

179Les stéréoscopes à miroirs (fig. 76) évitent la contrainte du chevauchement au cours de l’opération. Un jeu de doubles miroirs permet d’espacer les deux clichés. Des documents au format 20 x 20 cm peuvent être ainsi analysés dans leur intégralité et sans recouvrement.

● Fig. 76 – Principe du stéréoscope à miroirs.

2.7.3. Les profils lumineux

180L’analyse objective et achevée, du moins dans les limites des recherches actuelles, des témoignages pariétaux, implique, d’une part, une caractérisation à la fois des tracés incisés ou digités et des surfaces d’implantation des motifs anthropiques et, d’autre part, une quantification du contexte immédiat et, par extension, du contexte général des œuvres. Cette démarche repose donc sur l’appréhension et sur la restitution de la troisième dimension. Cela suppose une série d’opérations débouchant sur un document aux propriétés métriques. La photogrammétrie apporte une réponse idéale, mais le coût d’exploitation est un obstacle non négligeable à ce type d’investigation. Nous avons donc été amené à concevoir un matériel de mesure spécifique et parfaitement adapté au domaine souterrain.

2.7.3.1. Principe

181Nous nous sommes fondé sur le principe qu’une surface peut être caractérisée par des profils verticaux et ce, quelles que soient ses proportions ou sa configuration. La méthode échafaudée et les instruments de mesure élaborés autorisent des relevés d’une précision remarquable et amplement suffisante, compte tenu des objectifs préétablis.

182Le profil d’une paroi ou d’une galerie peut être matérialisé par une trace lumineuse projetée à partir du plan vertical choisi et enregistré photographiquement. Ce profil est fragmentaire ou fermé, selon qu’on désire relever une partie seulement du profil de la paroi ou l’intégralité de la section du conduit.

2.7.3.2. L’instrumentation

183Nous avons conçu sur ce principe toute une série d’instruments susceptibles d’enregistrer les variations du relief, de l’incision la plus fine à la configuration générale de la cavité étudiée.

184Leur point commun réside dans le choix de la source de lumière et dans son mode de propagation. Un tube à décharge placé derrière un guide de lumière permet de maintenir constante la largeur de la fine bande lumineuse projetée, quelle que soit la distance de prise de vues.

185Alors que l’enregistrement de la section des tracés gravés nécessita l’élaboration d’un objectif spécial à décentrement, solidaire du système d’éclairement, l’échelle d’enregistrement étant fixe et limitée à 1/1, le relevé morphologique de surfaces plus importantes, se développant de quelques cm2 à plusieurs m2, demanda la conception d’un instrument plus important et susceptible de couvrir ce large intervalle.

186La source de lumière et l’appareil enregistreur sont indépendants. Afin de conserver la verticalité du plan défini par la lame de lumière, l’appareil de projection est équipé de nivelles. Un système de miroirs et de faisceaux lumineux facilite la recherche du parallélisme rigoureux des deux plans : plan image et plan tableau. Cette dernière contrainte est d’autant plus importante que la distance focale des objectifs de l’appareil enregistreur est courte. La restitution du relief peut être traduite par des blocs diagrammes ou des courbes de niveaux.

2.7.3.3. Application au relevé topographique

187Les performances élevées obtenues par cette méthode d’enregistrement des données, suivant le principe des profils lumineux et appliquée aux relevés topométriques de sites très limités, nous a incité à l’étendre à toute la cavité afin de restituer dans les trois dimensions la totalité de l’espace hypogé.

188Deux contraintes pourtant restaient à contourner. La première est liée à la configuration très tourmentée des parois et des conduits en général, caractéristique impliquant la présence de zones « d’ombres » lors de l’enregistrement des profils fermés. Une formation carbonatée, une corniche, une convexité de la paroi, sont autant de facteurs susceptibles d’engendrer une telle altération. Cet effet est d’autant plus prononcé que la distance séparant la source de lumière et l’appareil enregistreur est importante, et inversement. La seconde contrainte est relative au respect du parallélisme des deux plans, objet et image, contrôle répété à chaque station.

189L’angle de champ extrêmement large des objectifs appartenant à la catégorie des fish‑eye, généralement 180°, autorisa une distance minimale entre la source de lumière et l’appareil enregistreur.

190Cet écart, limité à 1 m, nous permit de concevoir un seul et même instrument intégrant les deux parties du système.

191Sur une base, matérialisée par un profilé en aluminium, sont fixés à une extrémité le flash et son guide de lumière, et à l’autre extrémité un boîtier 35 mm équipé d’un objectif fish‑eye (fig. 77). Au cours de l’enregistrement, l’appareil est maintenu par deux opérateurs. Son positionnement est assuré par deux nivelles et son orientation par rapport à l’axe de référence, à savoir le nord magnétique, par des faisceaux lumineux dirigés vers le sol. Ces accessoires annexes permettent d’aligner l’instrument sur la polygonale matérialisée par un décamètre. Au cours des multiples déplacements, un troisième spot assure le maintien de l’appareil à une hauteur constante par rapport au sol.

● Fig. 77 – a. Appareil d’enregistrement des profils lumineux.

● Fig. 77 – b. Schéma.

192On procède la plupart du temps tous les mètres à l’enregistrement des profils fermés aussi bien des galeries que des salles. Cependant, cet écart entre deux prises de vues peut varier en fonction de l’intérêt de chaque secteur. Un dos « dateur » facilite la recherche ultérieure des documents photographiques. Trois chiffres apparaissent dans la partie inférieure droite de chaque cliché (fig. 78) ; le premier groupe désigne le numéro de la cavité, le deuxième celui de la station topographique et le dernier, incrémenté, celui du profil.

● Fig. 78 – Image du profil enregistré et identification numérique de la vue.

193L’introduction dans le système d’enregistrement d’un objectif fish‑eye n’est pas sans conséquence. Si tous les autres types d’objectifs traduisent sans déformation un objet plan, il n’en est pas de même pour les systèmes optiques de cette catégorie. Ils apportent une déformation continue en barillet, du centre de l’image à sa périphérie (fig. 79).

● Fig. 79 – Altération de l’image d’un quadrillage régulier (a) après transformation par un système optique de type fish‑eye (b). Son redressement est assuré par l’ordinateur.

194Pour pallier cette altération des enregistrements, la lecture de chaque section fut consécutivement corrigée par un ordinateur. Un appareil de projection d’une part, et une tablette graphique d’autre part, assurèrent la liaison entre l’image développée et l’appareil de restitution (fig. 81). La particularité de cette démarche réside dans le fait que de manière synchrone, l’image est redressée et ses coordonnées cartésiennes enregistrées. Les données relatives à l’orientation dans l’espace de chaque plan profil lui sont associées. Un logiciel spécifique à cette application permet de traiter l’ensemble de ces informations et de les restituer sous des aspects multiples : coupe longitudinale, relevé planimétrique par rapport soit à une horizontale soit à une hauteur donnée de la galerie (fig. 80), emprise de la cavité, blocs diagrammes (fig. 82), localisation des représentations pariétales. Sont traités automatiquement les calculs relatifs aux surfaces de chaque plan profil et par extension aux volumes aussi bien des secteurs considérés que de la totalité de la cavité (fig. 83). Mais cette liste n’est pas limitative. Des programmes plus personnalisés peuvent être élaborés afin d’exploiter au maximum toutes les données recueillies.

● Fig. 80 – Relevé planimétrique à hauteur constante de la grotte de La Mouthe, Les Eyzies.

● Fig. 81 – Dispositif de lecture et de traitement des profils lumineux enregistrés. Sur un statif permettant la projection de l’image est positionnée une tablette graphique définissant pour chaque point du profil ses coordonnées X‑Y. La restitution des contours est prise en compte par une imprimante matricielle.

● Fig. 82 – Bloc diagramme d’un secteur limité de la galerie d’accès aux représentations pariétales de la grotte de La Mouthe, Les Eyzies.

● Fig. 83 – Organigramme du logiciel de traitement des données topographiques.

195Les possibilités offertes par la création de tels instruments sont très étendues, elles vont de la recherche proprement dite à la réalisation des facsimilés. Elles correspondent parfaitement à la démarche actuelle qui tend à associer au témoignage pariétal paléolithique son environnement immédiat d’une part, et son contexte général d’autre part.

Table des illustrations

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Légende ● Fig. 33  Faisceau de courbes traduisant, en fonction du temps, la montée en température de différentes sources de lumières placées dans une enceinte calorimétrique de 1/8 m3 : 1 – lampe de poche ; 2 – lampe flash ; 3 – lampe quartz‑iode de 50 W ; 4 – lampe quartz‑iode de 100 W ; 5 – résistance électrique, d’une puissance de 100 W, ou élément de référence ; 6 – lampe quartz‑iode de 250 W.
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Légende ● Fig. 34 – Courbes spectrophotométriques d’une lampe aux halogènes (Ha) et d’un tube à décharge au xénon (Xe) dans l’intervalle 400‑1800 nm,
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Légende ● Fig. 35 – Evolution des radiations visibles et infrarouges dans un filtre anticalorique.
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Légende ● Fig. 36 – Evolution des radiations visibles et infrarouges après interposition d’un miroir dichroïque.
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Légende ● Fig. 37 – Principe de la projection orthographique.
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Légende ● Fig. 38 – Projection sur une surface développable.
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Légende ● Fig. 39 – La projection polyédrique. Chaque élément de cette mosaïque s’apparente à un plan. Son enregistrement peut être photographique ou graphique.
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Légende ● Fig. 40 – Principe de la projection conique.
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Légende ● Fig. 41 – Phénomène d’anamorphose.
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Légende ● Fig. 42 – Formation de l’image lorsque le diaphragme de l’objectif est placé avant le centre optique. Cette construction entraîne une déformation en barillet (a). Placé trop à l’arrière, on observe une déformation en coussinet (b),
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Légende ● Fig. 43 – Déformation des objets de révolution localisés sur les bords du plan récepteur.
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Légende ● Fig. 44 – Evolution de l’altération de l’image en fonction de l’angle d’ouverture de l’objectif et de l’amplitude du relief : I – pour un objet de révolution ; Il – pour un relief ; III – pour un plan. L’échelle des différents angles de champ est mise en parallèle avec les distances focales d’objectifs utilisés successivement avec les formats 35 mm, 6 x 6 et 4’ x 5’.
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Légende ● Fig. 45 – Déformations engendrées par le non‑respect du parallélisme des plans, dos du boîtier et paroi : a – convergence des lignes verticales ; b – figure de référence ; c – convergence des lignes horizontales.
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Légende ● Fig. 46 – Prise de vue au fish‑eye de la salle des Taureaux, grotte de Lascaux.
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Légende ● Fig. 47 – Réponses spectrales de différents pigments métalliques.
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Légende ● Fig. 48 – Sensibilité spectrale d’une émulsion non chromatisée ou sensibilité spectrale naturelle.
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Légende ● Fig. 49 – Sensibilité spectrale d’une émulsion orthochromatique.
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Légende ● Fig. 50 – Sensibilité spectrale d’une émulsion panchromatique.
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Légende ● Fig. 51 – Sensibilité spectrale d’une émulsion infrarouge noir et blanc
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Légende ● Fig. 52 – Sensibilité spectrale d’une émulsion couleur.
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Légende ● Fig. 53 – Sensibilité spectrale d’une émulsion infrarouge couleur.
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Légende ● Fig. 54 – Distribution spectrale d’une lampe aux halogènes.
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Légende ● Fig. 55 – Distribution spectrale d’un tube à décharge dans le xénon.
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Légende ● Fig. 56 – Courbe de transmission d’un filtre de type Wood.
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Légende ● Fig. 57 – Distribution spectrale d’une lampe à vapeur de mercure associée à un filtre de Wood.
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Légende ● Fig. 58  Détermination de l’éclairement effectif parintégration graphique.
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Légende ● Fig. 59 – Détermination de la sensibilité spectraleeffective par intégration graphique.
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Légende ● Fig. 60 – Grand aurochs noir et encornures de bovinés sous‑jacents, diverticule Axial, grotte de Lascaux.
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Légende ● Fig. 61 ‑ Le traitement des phototypes, après un enregistrement multispectral, rend possible l’extraction de l’image des quatre bovinés, tracés en jaune et partiellement oblitérés par la représentation achromatique du grand taureau, diverticule Axial, grotte de Lascaux.
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Légende ● Fig. 62  Figure finement incisée d’un avant‑train de bos, grotte de La Mairie à Teyjat. Lumière naturelle.
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Légende ● Fig. 63 – Sous radiations ultraviolettes, d’autres détails apparaissent, notamment la poussière de vêtements et les efflorescences récentes de calcite.
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Légende ● Fig. 64 – Courbes de transmission de filtres de type Wratten nos 15, 70, 89B et 87C, respectivement A, B, C, D, utilisés lors de prises de vues sur émulsion infrarouge noir et blanc,
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Légende ● Fig. 65 – Tectiforme peint, photographié en lumière naturelle, grotte de Bernifal, Meyrals.
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Légende ● Fig. 66 – Résolution en points du tectiforme, enregistrement traduisant pour chaque unité l’impact initial de l’outil de l’artiste paléolithique. Film Ektachrome infrared.
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Légende ● Fig. 67 – Courbe de transmission d’un filtre anti‑ultraviolet de type Wratten no 2E.
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Légende ● Fig. 68 – Chanfrein, encomure et ligne de dos de bison, Salon Noir, grotte de Niaux. Lumière naturelle.
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Légende ● Fig. 69 – La luminescence U.V. laisse apparaître la totalité de l’image anthropique.
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Légende ● Fig. 70  Saumon traité en bas‑relief, abri du Poisson, Les Eyzies. Lumière rasante.
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Légende ● Fig. 71 – Tout en donnant une image plus plate, un éclairage frontal associé à une lumière tangentielle, permet de retenir toutefois beaucoup plus de détails, abri du Poisson, Les Eyzies.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-45.jpg
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Légende ● Fig. 72 – Effet sur les proportions et la densité des ombres portées, phénomène lié à la conjugaison de deux sources de lumière, l’une frontale, l’autre latérale.
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Légende ● Fig. 73 – Dispositif de prise de vues pour l’obtention d’un stéréogramme. La base est matérialisée par un bras latéral monté sur la crémaillère du trépied photographique.
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Légende ● Fig. 74 – Stéréogramme normal de l’entrée de la grotte de La Mouthe, Les Eyzies‑Sireuil. L’écart de 7 cm séparant deux points identiques des deux documents autorise l’emploi d’un stéréoscope à réflexion simple pour la restitution du relief.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-48.jpg
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Légende ● Fig. 75 – Hyperstéréophotographie réalisée sur une représentation très altérée de la croupe d’un boviné, La faible profondeur du tracé nous incita à choisir une base équivalente à 100 % de la largeur du sujet. Les conditions d’observation sont identiques à celles du document précédent.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-49.jpg
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Légende ● Fig. 76 – Principe du stéréoscope à miroirs.
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Légende ● Fig. 77 – a. Appareil d’enregistrement des profils lumineux.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-51.jpg
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Légende ● Fig. 77 – b. Schéma.
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Légende ● Fig. 78 – Image du profil enregistré et identification numérique de la vue.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-53.jpg
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Légende ● Fig. 79 – Altération de l’image d’un quadrillage régulier (a) après transformation par un système optique de type fish‑eye (b). Son redressement est assuré par l’ordinateur.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-54.jpg
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Légende ● Fig. 80 – Relevé planimétrique à hauteur constante de la grotte de La Mouthe, Les Eyzies.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-55.jpg
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Légende ● Fig. 81 – Dispositif de lecture et de traitement des profils lumineux enregistrés. Sur un statif permettant la projection de l’image est positionnée une tablette graphique définissant pour chaque point du profil ses coordonnées X‑Y. La restitution des contours est prise en compte par une imprimante matricielle.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-56.jpg
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Légende ● Fig. 82 – Bloc diagramme d’un secteur limité de la galerie d’accès aux représentations pariétales de la grotte de La Mouthe, Les Eyzies.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-57.jpg
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Légende ● Fig. 83 – Organigramme du logiciel de traitement des données topographiques.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/32970/img-58.jpg
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