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Forêts et sociétés en Languedoc (Néolithique final’ Antiquité tardive)

 | 
Lucie Chabal

Partie 1. L’anthracologie, de Véchantillonnage à l’interprétation paléoécologique

Chapitre 1. La méthode anthracologique

Résumé

L’anatomie du bois, conservée dans les charbons de bois archéologiques, caractérise chaque taxon. L’anthracologie est fondée sur ce travail d’analyse au microscope. Dans cet ouvrage, on s’intéresse à l’étude des transformations de l’environnement, basée sur les charbons de bois issus du bois de feu domestique. Pour garantir et comprendre la représentativité des échantillons de charbons de bois par rapport au milieu d’approvisionnement en bois, l’anthracologie avait besoin d’une méthode précise, définie et justifiée. De la végétation passée jusqu’au diagramme interprété, chaque étape doit être étudiée, par l’analyse du matériel, l’expérimentation ou des hypothèses argumentées.

Texte intégral

1 . 1 L’identification taxinomique des charbons de bois

1.1.1 Bref historique de la méthode

1La description anatomique du bois, en vue de l’identification taxinomique, date de près d’un siècle et demi (Mathieu cité par Jacquiot 1955), mais les premières analyses de charbons de bois provenant de sites archéologiques ont eu lieu à la fin du siècle dernier. À ses débuts, l’anthraco‑analyse nécessitait des techniques de laboratoire longues et délicates (inclusions, lames minces) et se limitait à l’identification d’un petit nombre de charbons de bois. Les conclusions paléobiogéographiques étaient très nouvelles mais partielles (Santa 1958).

2L’anthracologie ne connaît véritablement son essor que dans les années 1960, avec le développement d’une technique d’observation beaucoup plus rapide que la préparation de lames minces. L’observation des charbons de bois en microscopie optique à réflexion, sur des sections réalisées à la main, est quasi immédiate. La technique est mise au point par A.C. Western (1963). Elle rend possible l’étude d’un nombre beaucoup plus élevé de charbons de bois pour chaque site. En France, les travaux de J.‑L. Vernet (1973a) marquent les débuts réels de la discipline.

3Actuellement, les progrès considérables en matière d’optique permettent d’identifier les charbons de bois beaucoup plus rapidement. La technique en est simple et bien maîtrisée et les difficultés sont fonction de l’état du charbon de bois ou de sa taille. C’est la phase d’étude la plus longue pour l’anthracologue. Le bois non carbonisé peut aussi souvent être identifié par des procédés un peu plus complexes.

1.1.2. Observer l’anatomie du bois carbonisé

4Lors de la carbonisation, la microstructure du bois reste globalement inchangée malgré des déformations partielles, de plus ou moins grande ampleur selon l’essence, la dimension du bois, l’intensité et la dynamique des processus de combustion. Du bois au charbon de bois, une perte de 70 à 80 % de substance a pour conséquence un retrait de 7 à 13 % longitudinalement, et radialement ou tangentiellement de 12 à 25 % ; les parois cellulaires de matériaux carbonisés n’ont plus que 1/5 à 1/4 de leur épaisseur primitive (Schweingruber 1978).

5La technique d’observation des charbons de bois sur cassures fraîches réalisées à la main suppose une reconnaissance à l’œil nu du sens longitudinal du bois (sens des fibres), afin d’effectuer trois plans de cassure (fig. 1). Le charbon de bois est d’abord sectionné à la main dans le sens transversal (abréviation : C.T.) et ce plan de cassure est présenté sous l’objectif d’un microscope photonique équipé en lumière réfléchie, en « fond noir » ou en « fond clair », à des grossissements de 100 à 800 X (le charbon de bois est calé dans des graines de pavot, ou du sable pour les très petits fragments). Les principaux caractères anatomiques du bois, c’est‑à‑dire l’agencement des divers types cellulaires, dont la paroi est généralement bien conservée, sont observés. Le plan transversal est essentiel à la reconnaissance des taxons. Le fragment est ensuite recassé dans le sens longitudinal, soit dans le plan radial (abréviation : C.L.R.), soit dans le plan tangentiel (abréviation : C.L.T.), où d’autres caractères anatomiques sont observés. Si chaque charbon de bois étudié est stocké et identifié individuellement par un numéro d’ordre, le retour aux observations anatomiques, ainsi que la pesée de chaque fragment, restent ultérieurement possibles.

FIG. 1 – Les trois plans ligneux pour l’observation de l’anatomie du bois.

6Il est matériellement faisable d’identifier des fragments très petits, de 0,5 mm de côté environ (Vernet et al, 1979) mais l’identification est en général peu précise, ce qui est un inconvénient majeur pour l’interprétation paléoécologique, parce que l’écologie des essences est plutôt caractéristique des espèces que des genres ou des familles. Les fragments obtenus par tamisage à la maille de 4 mm donnent des identifications très complètes et une unité satisfaisante pour l’expression quantitative des fréquences des espèces (cf. infra partie I, § 2.4 et 3.4.3). Aucun procédé chimique, ni aucune pollution n’intervenant, il est toujours possible d’effectuer une datation 14C après l’identification botanique. À l’opposé, le datage détruit complètement les charbons de bois et ne permet plus leur identification.

7L’observation, par cette technique, de l’anatomie du bois carbonisé est très bonne, parfois meilleure que l’observation du bois frais sur des lames minces, parce qu’une recherche active des caractères anatomiques est possible sur le charbon de bois dans les trois dimensions, alors que la lame mince donne une image unique et définitive des plans de coupe.

8L’utilisation du microscope électronique à balayage permet la réalisation de photographies à forte profondeur de champ, ou la recherche de caractères anatomiques à fort grossissement (grossissement maximum 100 000 à 150 000 X).

9La réalisation de lames minces en vue d’une étude en microscopie optique à transmission, souvent utilisée pour observer le bois actuel, est utile pour le bois archéologique gorgé d’eau, lorsque l’état ou la taille des fragments ne permet pas une carbonisation en laboratoire. Mais on peut aussi tenter la réalisation de cassures fraîches sur le bois gorgé d’eau simplement ressuyé de 1 heure à 48 heures. Les lames minces sont obtenues par des coupes au microtome à congélation (précédées d’une fixation et suivies d’une coloration et d’un montage dans la glycérine), ou par l’inclusion dans une résine synthétique (suivie, selon la dureté de la résine, soit de coupes au microtome, soit d’un meulage bilatéral du plan recherché à l’aide d’abrasifs de grain décroissant). Ces méthodes n’ont pas été utilisées dans le présent travail, parce que pour les charbons de bois elles sont inutilement longues par rapport à la réalisation de cassures fraîches.

1.1.3. Critères d’identification taxinomique

10La structure anatomique du bois, conservée presque intacte lors de la carbonisation, est caractéristique pour les zones tempérées soit de l’espèce (ex. Érable champêtre), soir du genre (ex. Érable), soit beaucoup plus rarement de la famille ou de groupes taxinomiques plus grands. On parle de « taxon » pour désigner indifféremment une espèce, un genre, une famille, etc.

  • 1 Les ouvrages de référence principalement utilisés sont : Greguss 1955 : 1959 : Grosser 1977 : Huber (...)

11L’anatomie du bois traduit le plus souvent des affinités phylogéniques, tel le bois homoxylé des Gymnospermes par rapport au bois hétéroxylé des Angiospermes. L’anthraco‑analyste ne prétend pas maîtriser la description anatomique complète des espèces, mais seulement se servir des caractères qui lui permettent de distinguer les taxons. Ceux‑ci sont très nombreux. L’utilisation d’atlas xylologiques et photographiques1 et la confrontation avec une collection de bois actuels carbonisés permettent l’identification. L’amélioration des critères de discrimination entre espèces fait partie du travail de l’anthracologue.

12Les caractères anatomiques sont observés à partir :
– d’une reconnaissance globale des structures observées, faisant appel à l’expérience de l’anthraco‑analyste, c’est‑à‑dire à l’intégration de la variabilité intraspécifique de plusieurs caractères (la reconnaissance d’un taxon peut être immédiate) ;
– d’un ensemble de mesures et d’explorations précises, rigoureuses, à tous les grossissements ; ces critères de distinction anatomique des taxons peuvent être absolus, tels la présence ou l’absence d’un caractère, ou un intervalle strict pour une mesure ; ils peuvent être relatifs : ce sont les caractères définis dans un intervalle de modalités probables, admettant ou non l’exception.

1.1.4. Particularités de l’identification

Domaine biogéographique de référence

13La collection de bois actuels carbonisés du laboratoire de Paléobotanique, Environnement et Archéologie (UPRES‑A 5059) de l’université Montpellier II, comprend pour le domaine qui nous intéresse plus de 400 taxons de l’Europe occidentale, de la péninsule Ibérique et de l’Afrique du Nord. Les atlas xylologiques étendent à d’autres parties de l’Europe faire de distribution des taxons ligneux connus. Le domaine floristique auquel les identifications se réfèrent est l’Europe occidentale (un axe nord‑sud passant par le Rhin peut en être donné comme limite orientale) et dans cette aire les taxons actuels. Cependant, des taxons d’Europe orientale ou d’Afrique du Nord pourraient être envisagés en fonction d’arguments archéologiques ou paléobotaniques. Les taxons ont pu voyager jusqu’à nous en raison d’une variation de leur aire biogéographique (pour le bois de feu, un transport lointain de bois par l’homme est peu probable). L’identification jusqu’à l’espèce de taxons dont faire a pu varier dans un passé récent n’est raisonnable qu’après la prise en compte de cette aire étendue : c’est peut‑être le cas des espèces des genres Abies ou Fagus. On écarte néanmoins des comparaisons avec factuel certains taxons, par exemple des taxons provenant de l’étage de végétation thermoméditerranéen, tel Rosmarinus eriocalix Jordan & Fourr. (du sud de l’Espagne), ou insulaires, tel Buxus balearica Lam. (des Baléares, de Sardaigne et des côtes sud et est de l’Espagne), d’anatomie identique, respectivement, à Buxus sempervirens L. et Rosmarinus officinalis L., et dont la présence dans le midi de la France paraît peu vraisemblable.

14Se référer à factuel suppose que les taxons étaient les mêmes qu’aujourd’hui. Cette hypothèse, qui revient à une assimilation des critères morphographiques de bois fossiles à des critères d’identification botanique, pourrait faire l’objet d’objections taxinomiques. Mais elle est raisonnable pour les périodes concernées, et par rapport à l’utilisation qui est faite des identifications, c’est‑à‑dire une assimilation des caractéristiques écologiques des taxons identifiés à celles des taxons actuels. Beaucoup plus délicate est finalement la détermination précise des exigences écologiques des espèces actuelles, leur répartition biogéographique n’étant pas uniquement la traduction de ces exigences mais aussi le résultat de leur histoire.

Conventions de dénomination

15Dans le domaine floristique ainsi défini, les dénominations retenues lors de l’identification des taxons doivent être basées sur des critères exclusivement xylologiques et certains. L’identification anatomique ne doit pas comprendre d’autre hypothèse que celle du domaine de référence, suffisamment large, préalablement choisi. En effet, des critères non anatomiques permettent parfois une quasi‑certitude concernant la présence d’une espèce plutôt que d’une autre. Ce sont des probabilités liées à l’écologie de factuel ou à des connaissances paléobiogéographiques déjà acquises. Le « Quercus à feuillage caduc » identifié dans les charbons de bois du midi de la France est certainement en très grande majorité Quercus pubescens. Mais cette dénomination d’espèce ne peut intervenir que dans l’interprétation paléoécologique, par hypothèse et en gardant ouverte la possibilité que des espèces de Chênes actuellement plus septentrionales aient pu s’y trouver.

16Par souci d’homogénéité, la nomenclature latine retenue pour nommer les taxons est celle de Flora europaea (Tutin, Heywood 1964‑1980). Un glossaire permet la correspondance entre les noms français utilisés dans cet ouvrage et les noms latins abrégés.

17Les identifications de charbons de bois ne concernent pas toujours de façon simple le niveau de l’espèce ou du genre, et des désignations particulières sont nécessaires. Elles sont malheureusement variables selon les auteurs. Les conventions de dénomination retenues ici cherchent à ne pas contredire les règles de nomenclature botanique.

18● Une identification limitée au genre est notée par le nom de genre seul (ex. Alnus), excepté dans le cas d’un seul morceau de bois ou de charbon de bois (ex. Alnus sp.).

19● Les taxons « valise » (regroupement de taxons) ne se réfèrent pas à un type botanique intermédiaire, mais à une incertitude morphographique et ne méritent pas la création d’un nouveau groupe taxinomique. Une incertitude absolue entre deux ou plusieurs taxons est notée par un trait d’union en latin, et par la mention « et/ou » en français en abrégeant le nom de genre (ex. Quercus ilex‑Q. coccifera, Chêne vert et/ou C. kermès). Un trait d’union entre les noms d’espèces (ex. Quercus ilex‑coccifera) doit être évité, pour ne pas évoquer une troisième espèce à nom composé.

20● Une forte probabilité sur l’identification d’un genre ou d’une espèce est notée par la mention « cf. » (ex. cf. Cistus). La mention Acer cf. A. campestre (et non Acer cf. campestre, incompatible avec le code de nomenclature botanique) indique que le genre Acer est certain, et l’espèce Acer campestre très probable. Si une espèce est identifiée avec certitude pour un certain nombre de fragments, mais non distinguée pour d’autres fragments du même échantillon, il faut éviter de regrouper les deux sortes de fragments par la mention « cf », mais s’efforcer de séparer l’identification certaine de l’identification probable. Il est toujours possible de faire ensuite un regroupement, à titre d’hypothèse, pour l’interprétation paléoécologique.

21● Les taxons indéterminés d’anatomie observable sont indiqués par la mention « indéterminé » (ex. « Taxon indéterminé 2 cf. Oleaceae ») et ceux qui ne sont pas identifiables par la mention « indéterminable » (charbon en mauvais état). La quantité de charbons de bois indéterminables dans un échantillon permet de discuter l’éventualité d’une distorsion des résultats. Mais elle ne doit pas entrer dans le calcul de pourcentages de taxons. En effet, cela reviendrait à réduire, abusivement, l’intervalle de confiance sur les pourcentages interprétés et ne résoudrait en rien la question d’un biais d’interprétation possible.

22● La mention « type » est souvent utilisée en palynologie (ex. Quercus type ilex). Mais elle risque de faire confusion avec le type nomenclatural, défini comme « élément auquel le nom d’un taxon est attaché d’une manière permanente » (Stafleu 1978), tel le spécimen d’origine ayant servi à une diagnose.

Les identifications réalisées

23Les taxons identifiés dans les treize gisements archéologiques étudiés appartiennent à 54 espèces, nombre minimum (tabl. I). Il n’est pas possible d’en donner le descriptif anatomique dans cet ouvrage.

TABL. I – Glossaire français‑latin des essences identifiées dans ce volume.

24La figure 2 montre quelques photos de bois carbonisés provenant de ces gisements, réalisées avec l’aide de L. Datas sur un microscope électronique à balayage du laboratoire de Microélectronique de l’université Montpellier II.

FIG. 21 Abies (Sapin), plan longitudinal radial, Le Marduel, âge du Fer (résolution 2 400 X). 2 Larix‑Picea (Mélèze et/ou Épicéa), plan longitudinal tangentiel, Ambrussum, période romaine (résolution 540 X). 3 Ulmus minor (Orme champêtre), plan transversal, Le Marduel, âge du Fer (résolution 72 X). 4 Alnus glutinosa (Aulne glutineux), plan transversal, Le Marduel, âge du Fer (résolution 110 X). 5 Vitis vinifera (Vigne sauvage ou cultivée), plan transversal. Le Marduel, âge du Fer (résolution 66 X). 6 Prunus armeniaca (Abricotier), plan transversal, Moulin Villard II, période romaine (résolution 94 X).

1.2 L’information anthracologique

25Pour chaque couche archéologique datée, un ensemble de charbons de bois est échantillonné avec méthode (cf. infra partie I, § 2) dans les charbons de bois provenant du bois de feu domestique. Après identification des charbons de bois, l’information peut être exprimée, comme en palynologie, par des spectres de fréquences. Pour chaque niveau archéologique daté, le spectre de fréquences exprime la liste des essences et leurs proportions en nombre relatif de fragments (fig. 3). L’ensemble des spectres datés s’organise en diagramme, succession des spectres anthracologiques dans l’ordre de la stratigraphie, si possible pour la durée totale d’occupation du site. L’anthracologue cherche à interpréter les transformations de la végétation passée.

FIG. 3 – Exemple de spectre anthracologique : liste des essences et leurs fréquences relatives en nombre relatif de charbons de bois (Le Marduel : zone 1011 décapage 23A).

26On peut se demander si l’approvisionnement en bois, ou la combustion, ou encore les processus de dépôt et de conservation dans le sol, ont des effets égaux sur les espèces et des effets constants sur chacune d’entre elles. Chaque étape (fig. 4) où peut intervenir une distorsion de la liste et des proportions entre espèces, de la végétation vivante à l’échantillon anthracologique, constitue un sujet potentiel d’étude. Il est pratique de regrouper en trois étapes les transformations de l’information, depuis la végétation passée jusqu’à l’interprétation paléoécologique :
– une étape dont on ne sait a priori rien, c’est‑à‑dire l’ensemble des pratiques humaines liées à l’exploitation du bois de feu dans l’environnement du site, et à son utilisation dans l’espace domestique ;
– une étape que l’on peut analyser, par des mesures sur le matériel prélevé ou par des expérimentations sur l’actuel ; cette étape comprend la réduction de masse lors de la carbonisation et la fragmentation des charbons de bois ;
– une étape que l’on peut contrôler, parce qu’elle concerne les méthodes de travail, c’est‑à‑dire l’échantillonnage dans le gisement archéologique, l’identification des taxons, le choix d’une unité pour l’expression de leurs proportions et les principes de l’interprétation paléoécologique.

FIG. 4 – Les étapes de transformation de l’information en anthracologie.

27La méthode d’échantillonnage vise à obtenir la meilleure image possible du bois de feu domestique utilisé à une époque par les habitants d’un site. On peut optimiser cette image au plan statistique, avant de se poser la question de sa représentativité par rapport au milieu. C’est la part contrôlable de notre travail sur le terrain. L’analyse de la validité des dénombrements de fragments, obtenus par tamisage à l’eau à la maille de 4 mm, permet d’exprimer les fréquences relatives des essences identifiées dans l’échantillon prélevé.

28L’étude expérimentale de la réduction de masse vise à évaluer les distorsions, dues à la combustion, qui pourraient affecter les fréquences relatives des essences dans les charbons de bois, par rapport à ce qu’elles étaient dans le bois mis au feu.

29Enfin, la représentativité paléoécologique des spectres anthracologiques par rapport à la végétation passée peut être argumentée par une analyse statistique et écologique des spectres anthracologiques, à partir des propriétés combustibles des essences et leurs implications pour l’homme, et enfin par la formulation d’un certain nombre d’hypothèses sur l’approvisionnement en bois par l’homme dans son environnement.

Notes

1 Les ouvrages de référence principalement utilisés sont : Greguss 1955 : 1959 : Grosser 1977 : Huber, Rouschal 1954 : Jacquiot 1955 : Jacquiot et al. 1973 : Legeay 1936 : Saint Laurent 1926 : 1928 : 1934 : Schweingrüber 1978 : 1990.

Table des illustrations

Légende FIG. 1 – Les trois plans ligneux pour l’observation de l’anatomie du bois.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/43430/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 19k
Légende TABL. I – Glossaire français‑latin des essences identifiées dans ce volume.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/43430/img-2.jpg
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Légende FIG. 21 Abies (Sapin), plan longitudinal radial, Le Marduel, âge du Fer (résolution 2 400 X). 2 Larix‑Picea (Mélèze et/ou Épicéa), plan longitudinal tangentiel, Ambrussum, période romaine (résolution 540 X). 3 Ulmus minor (Orme champêtre), plan transversal, Le Marduel, âge du Fer (résolution 72 X). 4 Alnus glutinosa (Aulne glutineux), plan transversal, Le Marduel, âge du Fer (résolution 110 X). 5 Vitis vinifera (Vigne sauvage ou cultivée), plan transversal. Le Marduel, âge du Fer (résolution 66 X). 6 Prunus armeniaca (Abricotier), plan transversal, Moulin Villard II, période romaine (résolution 94 X).
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/43430/img-3.jpg
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Légende FIG. 3 – Exemple de spectre anthracologique : liste des essences et leurs fréquences relatives en nombre relatif de charbons de bois (Le Marduel : zone 1011 décapage 23A).
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/43430/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 36k
Légende FIG. 4 – Les étapes de transformation de l’information en anthracologie.
URL http://books.openedition.org/editionsmsh/docannexe/image/43430/img-5.jpg
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