Dendrochronologie et archéodendrométrie, évolution et développements
p. 257-295
Texte intégral
Introduction
1Le patrimoine culturel est une source de connaissance qui témoigne sensiblement des activités technologiques, économiques, politiques ou religieuses dans la dynamique des sociétés humaines. La mise en valeur et la transmission de cet héritage du passé est une volonté de tous les niveaux, qu’ils soient gouvernementaux, régionaux ou locaux ; aussi bien dans le domaine de la recherche et de l’éducation que dans les activités touristiques et économiques. En effet, il joue un rôle parfois majeur dans le développement local, l’aménagement du territoire, l’urbanisme mais aussi dans un contexte plus large du développement durable et de conservation des objets de l’histoire des sociétés. L’étude et la préservation de ces témoins de l’histoire humaine sont donc de véritables enjeux de société et s’étendent aussi bien à l’archéologie, à la paléontologie, aux archives ou à l’histoire de l’art (Cf. Boutaine et al. 2009). A ce titre, l’examen des bois constitutif de ces artefacts constitue une étape indispensable à leur connaissance que ce soit pour leur identification et leur authentification que leur restauration et de leur préservation.
2Ces recherches requièrent la mise en œuvre d’études scientifiques poussées des matériaux qui composent les objets et les œuvres d’art. En effet et en complément des études contextuelles “classiques” liées à l’archéologie ou l’histoire de l’art par exemple, il est nécessaire d’en connaître les matériaux employés, de déterminer leur origine, d’en retrouver leur circulation, d’en comprendre les techniques de fabrication, d’en préciser les outils, d’en rétablir les gestes, d’en restituer les usages, d’en établir une classification et leur évolution technique, d’en définir leur mode de préservation et d’en comprendre les processus qui conduisent à leur altération.
3Ainsi, au-delà de la diversité des domaines eux-mêmes, la convergence d’un grand nombre de disciplines physiques, chimiques, biologiques, de l’imagerie et de l’ingénierie… est nécessaire. Ceci est particulièrement important pour l’étude des matériaux issus du vivant comme le bois.
I. Le bois
4Pour tout un chacun, le bois est un matériau extrait de l’arbre, cette plante ligneuse bien connue de nos forêts. Pour le biologiste, c’est avant tout un tissu végétal particulier (Cf. Schweingruber et al. 2008), appelé xylème secondaire, qui assure la conduction de la sève brute au printemps depuis le sol par les racines aux feuilles en passant par le tronc. Le développement de ce xylème, en formant des couches successives, permet son accroissement en volume et en hauteur. Le bois est composé d’ensembles de cellules arrangées suivant deux plans, transversal et longitudinal. Sur la partie transversale de l’arbre, elles sont organisées en rayons et sur celle verticale, en fibres et en conductrices d’éléments de croissance. Le xylème secondaire, dur, assure également la résistance mécanique de la plante. Entre la partie visible qu’est l’écorce et la partie interne qu’est le bois (xylème secondaire), il existe une zone très précieuse à l’arbre, la seule zone du tronc, des racines et des branches capable d’effectuer des divisions cellulaires : le cambium. Ce tissu particulier est un méristème1 qui est ici composé d’une seule rangée de cellules (couche unicellulaire), orientées verticalement. Formant ce que l’on appelle une assise cambiale2, son rôle est d’effectuer des divisions bifaciales, c’est-à-dire aussi bien vers l’intérieur que vers l’extérieur. Par scissions successives, les nouvelles cellules se différencieront. Vers l’intérieur, elles deviendront du xylème secondaire (bois) et vers l’extérieur du phloème secondaire3. Au fur et à mesure que du bois est produit, le diamètre du tronc s’amplifie. Comme la rangée de cellules mères du cambium est conservée, elle se déplace également sur l’extérieur du bois. Le pourtour augmentant, la tension fait éclater l’écorce. Elle se protège alors par de nouveaux tissus secondaires produits par le cambium. C’est ainsi que les écorces ont ces aspects si particuliers4.
5Le développement végétal est permanent mais la plupart des plantes ont des phases de ralentissement : on distingue ainsi ce qu’on nomme la croissance continue de la croissance pérenne (ou annuelle). Dans les régions à climats tempérés, connaissant donc des saisons annuelles marquées, l’activité du cambium est cyclique : il s’interrompt progressivement à partir de la fin de l’été pour reprendre au cours du printemps suivant. Ainsi, chaque année s’installe une couche de xylème secondaire sur l’extérieur de la précédente et ce cercle concentrique est appelé un cerne.
6On comprend ainsi que chaque cerne représente une année, que les plus anciens se situent vers le cœur de l’arbre et les plus récents sous l’écorce. Dans un arbre sur pied, le cerne situé juste sous l’assise cambiale est donc celui de l’année en cours. Ceux les plus juvéniles font partie de l’aubier. Cette zone est « active » car les vaisseaux alimentent l’arbre en eau, gaz de respiration et nutriments divers tout en faisant office de réserve énergétique. Puis les plus anciens accroissements de l’aubier cessent de remplir leur rôle, les cellules meurent, les vaisseaux s’obstruent de thylles5, se remplissent de substances (tanins, résines…) qui assombrissent généralement le bois et les cernes se transforment en duramen6. Le phénomène de duraminisation7 est lié aux cellules du parenchyme8 du bois.
Fig. 1 : Aires chronologiques des quatre méthodes de datation du c2rmf et de quelques autres. La période d’action de la dendrochronologie européenne dépend du type d’arbres et s’étale sur les treize mille dernières années pour les conifères mais sur les huit mille dernières années pour le chêne.

II. Le cerne
7Si le cerne représente une année, il n’en est pas moins différent des précédents car il comporte de nombreuses variabilités : en épaisseur d’abord, car il dépend de nombreux facteurs, qu’ils lui soient propres c’est-à-dire dus à son âge, son hérédité, son vécu ou son origine ; ou environnementaux par rapport à son écologie, le climat qu’il subit, le type de sol ou d’exposition, l’altitude à laquelle il vit, les maladies et autres interventions, animales ou anthropiques9, auxquelles il doit faire face. Il varie également avec l’essence dans sa structure anatomique avec des formes, des densités et des proportions de cellules et de tissus.
8En effet, tous les bois ne sont pas issus du même type d’arbres. Au sein des Phanérogames10, l’anatomiste distinguera les bois homoxylés11 propres aux Gymnospermes12 et les bois hétéroxylés13 caractéristiques des Angiospermes dicotylédones14. Ils sont représentés, chez les premiers, notamment par ce qu’on nomme couramment les résineux15 (pin, sapin, épicéa…) et, chez les seconds, par les feuillus (chêne, frêne, hêtre, tilleul, orme…) pour lesquels les cernes sont distinguables et leurs limites lisibles.
9Quoi qu’il en soit, toute l’information annuelle apportée par l’ensemble de ces paramètres est contenue dans le cerne et c’est sur ce postulat que la datation par dendrochronologie repose.
III. La dendrochronologie
10Cette discipline, relativement jeune, débute à la toute fin du XIXe siècle aux Etats-Unis avec les observations d’Andrew-Elicott Douglass (1867-1962) (Bannister et al. 1998) sur les cernes de croissance des pins locaux d’Arizona en relation avec le climat. Il est l’inventeur du « tree ring dating » qui devient « dendrochronologie16 » et, après plusieurs publications introductrives17 mettant en relation les bois américains, le passé et la climatologie de régions semi-désertiques, il initie le « Tree Ring Bulletin » en 1934 (Douglass 1934). Cette méthode traverse l’atlantique pour essaimer en Europe au milieu du XXe siècle avec des précurseurs comme le professeur Corona (Corona, 1959, Romagnoli, Fritts, 2002), Polge (1963) Munaut (1966), Eckstein (1969), Bräker et Schweingruber (1973), Baillie (1973), Serre (1974), Trenard (1978) ou Hollstein (1980) dans les branches les plus diversifiées de la discipline (datation, écologie forestière, climatologie18 etc.). Les successeurs américains poursuivront ces travaux de fond19 notamment par un ouvrage de référence mondiale écrit par Fritts (1976).
11Depuis de nombreuses années, cette discipline se décline en de multiples variantes de l’étude du bois comme la dendroclimatologie20, la dendroécologie, la dendrogéomorphologie21, dendro-pyrologie22, la dendro-vendémiologie23, la dendrochimie, la dendro-énergie24 ou encore des méthodes susceptibles de révéler des informations sur les teneurs en gaz nocifs, produits toxiques ou métaux lourds25 ou de définir l’évolution de l’ADN du bois26. Si ces approches sont relativement récentes, il en est une qui lui est à la fois complémentaire et pourtant encore trop souvent opposée : le carbone 14.
IV. Le cerne et le carbone 14
12On ne reviendra pas sur cette méthode mais rappelons qu’initialement, la concentration du carbone 14 était supposée constante dans l’atmosphère. Or, dès les années 1960, les datations par le C1427 aboutissaient à des divergences systématiques et parfois très importantes, avec l’archéologie ou même la dendrochronologie. En fait, le flux des rayons cosmiques se modifiant en fonction des variations des champs magnétiques terrestre et solaire, le radiocarbone naturel lui aussi fluctue en fonction des périodes. Il a donc fallu « étalonner » la courbe du C14 et pour cela, des pins d’Amérique du nord (Pinus aristata) ont été sollicités28. Parfaitement datés à l’année, les dosages du radiocarbone de leurs cernes ont été établis et une courbe dite de calibration corrige les résultats C14 permettant ainsi de dater plus précisément29. Dendrochronologie et datation C14 ne peuvent être opposées car elles donnent des informations sur des niveaux distincts. La première n’est réalisable que sur du bois à cernes annuels, et ces cernes doivent avoir assez de caractéristiques pour aboutir à une datation (en quantité et en qualité…). La seconde s’effectue sur tout organisme issu du vivant (bois, os, ivoire, cheveu, poils…) et dans le cas du bois, une faible quantité de matière est suffisante30 (Couvreur et al. 2007). La précision de la première peut être à l’année (suivant la qualité du dernier cerne mesuré, et jusqu’au demi-siècle dans le pire des cas) et celle de la seconde de l’ordre de la dizaine à la centaine d’années. Toutefois, signalons que le repère de la position des cernes choisis pour être dater par C14 est primordiale : depuis plusieurs années, au C2RMF et au LAMS désormais, le micro-prélèvement de bois sur objet de musée est effectué par la dendrochronologue qui l’aura soit replacé dans sa chronologie de cernes s’ils sont annuels donc « mesurables », soit restitué dans le tronc s’il est à croissance continue31. Ce minuscule fragment ne contient généralement qu’un ou deux cernes (ou un accroissement minimal). Ainsi, le résultat peut se situer dans un intervalle de deux ou trois décennies tout au plus32. Dans le cas des bois archéologiques ou historiques, si le fragment à dater contient une centaine de cernes, la datation radiocarbone donnera une concentration de C14 pour tous ces cernes donc un intervalle de résultats d’autant d’années. Le manque de coordination entre prélèvements C et dendrochronologique peut ainsi se révéler insolite. Ainsi sur un même bois, prélevé par un non spécialiste, un résultat radiocarbone peut être très éloigné de la date dendrochronologique alors que les deux résultats sont justes ! C’est le cas de bois pour lesquels la dendrochronologie donne la date du dernier cerne mesuré, c’est-à-dire celui le plus proche de l’écorce alors que le C14 attribue la date du fragment souvent pris au cœur de l’arbre donc parfois à plus d’un siècle d’écart…
V. Et les autres méthodes de datation ?
13Sans revenir sur chacune des méthodes, signalons seulement par une figure les possibilités calendaires de celles les plus couramment rencontrées (Fig. 1). Au CRMF, outre le C14 et la dendrochronologie, la thermoluminescence et l’archéomagnétisme (s’appliquant sur les minéraux chauffés tels que céramique, tuile, brique ou exposés à la lumière comme les jades, silex…) complètent le groupe Datation du département Recherche. Elles s’inscrivent dans une thématique majeure de l’UMR 8220 “circulation et chronologie33”.
V. 1. Principe
14Voyons maintenant comment un simple cerne, où qu’il soit dans l’arbre, peut être daté. En effet, la dendrochronologie repose uniquement sur la largeur de ce cerne et du comportement de celui-ci par rapport à ses précédents et à ses suivants. Chacune de ces largeurs sont mesurées et la série obtenue est transformée en graphe de croissance par rapport au temps. Cette courbe est comparée à des chronologies ayant valeur de référence par glissements successifs jusqu’à ce que le graphe soit le plus similaire possible à celui du référentiel. On peut alors donner réattribuer l’année de formation de chacun des cernes et dater la série étudiée (Fig. 2). Cependant, quelques précisions sont nécessaires !
V. 2. Contraintes
15L’arbre des régions possédant une alternance de saisons froides et chaudes subit leurs influences et les restituent sous la forme de cernes annuels. Cela concerne les climats tropicaux34, subtropicaux35, tempérés36 et subarctiques37 (Cf. entre autres Schweingruber 2000) mais pas le climat polaire38. Sous les climats ayant des conditions constantes en chaleur, humidité et ensoleillement, les arbres vont pousser de façon plutôt « continue » donc parfois sans distinction réelle de cernes annuels comme le cèdre (Till 1985, Dutilleul, Till 1992) méditerranéen des zones arides qui peut réagir à chaque pluie par un accroissement discernable et ne rien produire lors de sécheresses39 ! Ou comme le Sophora toromiro, espèce endémique de l’Ile de Pâques40 dont les épaississements sont visibles mais pas forcément annuels41. Une excellente connaissance des arbres, du bois et de leur croissance est donc indispensable42 (Asensi Amoros 2000). Une fois l’essence déterminée, l’accroissement reconnu et sa qualification d’annuelle assurée, on distinguera les termes parfois équivoques comme naissance, âge, période, datation, coupe et mise en œuvre.
Fig. 2 : Une série n’appartient qu’à une seule époque mais encore faut-il qu’il y ait assez de cernes, qu’ils soient empreints de conditions environnementales restituables et que des chronologies de son secteur d’origine soient constituées (clichés A. Dumont, C. Lavier, D. Pousset, P. Petrequin).

Fig. 3 : Nous sommes ici en forêt de Bercé (72), une des dernières forêts « reliques » datant de la mise en exploitation intensive de Colbert pour la marine de Louis XIV en 1669 (clichés C. Lavier). Au premier plan (a), ce très jeune chêne du même lieu ne dépasse guère les 11 cm et n’est âgé que de 2 années. Sa tige, de 2 mm de diamètre, ne comporte donc que 2 cernes. Le mannequin à échelle humaine nous indique que les troncs en arrière-plan (b) atteignent aisément les 30 m, avec plus de 3 siècles de vie et plus d’un mètre de diamètre. Comme la croissance schématisée le montre (c), on comprendra alors que si l’on compte les cernes à 10 m de hauteur, le nombre de cernes n’est pas le même qu’à la base : il a fallu à cet arbre plus d’un siècle pour atteindre cette taille !

16En effet, ce cerne représentant une année calendaire, on se dit qu’il suffit de les compter sur une souche en forêt pour en connaître l’âge, ce que tout un chacun s’est déjà amusé à faire. Sauf que le cœur de ce tronc (ou moelle), ne correspond pas forcément à l’année de naissance de l’arbre. En effet il pousse de façon plus ou plus coniquement marquée (ou pyramidale) : le premier cerne de la plantule est recouvert du deuxième l’année suivante, qui l’allonge et l’épaissit, puis du troisième, etc. Aussi, la date de naissance est située à la base d’un tronc et une moelle repérée dans une bille est l’année du cerne qui s’est formé souvent bien des années après la naissance de l’arbre (Fig. 3). Il faut donc bien distinguer le nombre de cernes visibles, repérés, comptés et mesurés de l’âge réel de l’arbre. Cet âge n’est lui-même pas en relation directe avec son diamètre : un “gros” arbre n’est pas inévitablement très vieux. Un environnement très favorable, de faible altitude, sans “voisin” et proche d’un ruisseau par exemple, lui permettra d’épaissir très vite jusqu’à atteindre un diamètre supérieur au mètre43 alors qu’un milieu très contraignant, en altitude, avec de courtes périodes de végétation, produira des arbres de faibles diamètres et très âgés44. Lorsqu’un bois aura vu ses cernes visibles étudiés par dendrochronologie, la série, une fois datée devra être interprétée. En effet, la date donnée par le dendrochronologue est celle du dernier cerne mesuré, c’est-à-dire le plus récent mais il ne correspond pas forcément à la date d’abattage de l’arbre. En effet, tout dépend des informations encore présentes sur le bois considéré. Quatre alternatives s’offrent au spécialiste. La présence du dernier cerne élaboré du vivant de l’arbre est attestée voire de traces d’écorce (Fig. 4a), il faut alors en définir les propriétés anatomiques. Le cerne est complet, signifiant que l’année s’est totalement écoulée et dans ce cas, l’arbre a été abattu au cours de la période de repos de la végétation soit entre la fin de l’automne et le début de l’année suivante. Sinon, le cerne n’est pas complet traduisant ainsi que l’arbre a été coupé avant la fin de l’année en cours. Les caractéristiques anatomiques permettront alors d’en indiquer le stade de la période de végétation donc la saison suivant la localisation biogéographique de l’arbre. La troisième éventualité est celui d’un bois dont une partie de l’aubier a disparu (Fig. 4b). On l’estime généralement entre quelques années et une quarantaine d’années dans près de 95 % des cas mais sa durée s’estime en fonction de paramètres tels que la croissance, le nombre de cerne de duramen et parfois de l’origine biogéographique de l’arbre (Lavier 2003a). L’intervalle calendaire de coupe de l’arbre peut alors être réduit. Enfin, il reste le cas où aucun cerne d’aubier n’a été repéré (Fig. 4c) et là, on ne peut décemment pas proposer de phase : on parle alors de datation post quem c’est-à-dire à partir de laquelle l’arbre a pu être abattu45. Le chêne étant principalement employé depuis plus de huit millénaires en Europe du nord par rapport aux autres feuillus, ces estimations sont les plus développées. Concernant les résineux, seul le mélèze (Larix sp.) possède un aubier qui reste visible, les autres conifères, comme le sapin ou l’épicéa, ont des aubiers fugaces repérables uniquement lors de la coupe de l’arbre. On pourrait donc penser que l’estimation de coupe correspond à la datation post quem du chêne. Or les qualités mécaniques de l’aubier du résineux sont identiques à celles du duramen, ce qui n’est absolument pas vrai pour celui du chêne. Plus fragile, il n’est généralement pas employé car attractif pour les xylophages et était même condamné dans les écrits, les ordonnances et par les corporations du bois dès le XIIIe siècle. En revanche, celui du résineux ne pose pas ce type de problème et son bois est utilisé dès l’écorçage ; les éventuels cernes manquants étant dus au façonnage. Les estimations peuvent alors être plus courtes. Enfin, il faut également distinguer la date de mise en œuvre du bois. Il a largement été démontré que la période entre la coupe de l’arbre et l’emploi du bois était de l’ordre de quelques mois à l’année dans le cas des constructions (Viellet 2007, Corvol-Dessert 2002) et même du mobilier (Gérard et al., 2002, Heginbotham, Pousset, 2006), le temps de séchage n’étant pas très long. Dans le cas des objets, il existe de nombreuses variantes en fonction de son type, du bois, de la culture et de l’époque, on le verra plus loin.
Fig. 4 : Visualisation pour le chêne (Quercus sp.) des différents cas d’interprétation des derniers cernes mesurés pour la date de coupe de l’arbre et celle de sa mise en œuvre.

Fig. 5 : Les bois des sites archéologiques se présentent le plus souvent sous forme de pieux enfoncés dans le substrat comme ici des restes de pieux en chêne d’un pont romain sur le Cher (18). Ils sont extraits à la pelle mécanique (a) avec de grandes difficultés dus au milieu sablonneux (Fouilles et cliché A. Dumont). Les bois sont alors tranchés à la scie à ruban (b) avant préparation des chemins de lecture. Dans les structures en élévation, on utilisera une tarière, parfois manuelle pour les très petites sections mais généralement électrique produisant ainsi une carotte de bois de l’ordre du centimètre de diamètre (au maximum) et un trou de la taille d’une cheville. Les conditions sont relativement aisées (c) comme au Palais Granvelle de Besançon (25) à très difficile (d) comme dans cette maison bourguignonne (clichés C. Lavier) ; ou encore dans la charpente du Tribunal administratif de Rennes(e) ou dans les éléments du pressoir (f) de Champvallon (89), (clichés D. Pousset et C. Locatelli).

Fig. 6 : Malgré tout le soin apporté lors des travaux de terrain, il arrive que le bois ait subi des déformations sous la pression du sol qui le recouvrait. Sur ce site (b) de bateaux gallo-romains à Lyon (69), alors que certains cernes de chêne sont parfaitement lisibles (a), beaucoup d’autres sont altérés et/ ou déviés (c, d et e) (clichés C. Lavier). Un travail de « redressement » a du être expérimenté : long, fastidieux et parfois peu productif, il a cependant été capital pour la compréhension des épaves.

V. 3. La prise de donnée
17Cette discipline paraît simple au premier abord mais la pratique peut se révéler plus délicate, ne serait-ce déjà dans la prise de données sur le terrain (Fig. 5). Pour les bois archéologiques, c’est souvent l’archéologue qui extrait le pieu, la planche ou tout autre élément architectural lors des fouilles46 (Fig. 5a). Une tranche est coupée et servira de témoin au dendrochronologue (Fig. 5b). Il faut tout de même vérifier que toutes les caractéristiques utiles (ou le plus possible) sont présentes à savoir le dernier cerne sous écorce, l’aubier et le duramen jusqu’au cœur sans proximité de nœud (qui déforme les cernes). Dans les structures en place47 comme les charpentes, plafonds, plancher, pan de bois ou escalier, il est hors de question d’utiliser une tronçonneuse ; on prélève alors une carotte à l’aide d’une tarière (Fig. 5c, d, e et f), toujours en prenant soin d’obtenir le maximum d’informations dans le sens “écorce-moelle”. Il arrive, lors de restauration ou de démolitions, que les bois soient impropres à un remploi, on peut alors sectionner des parties complètes. Le fragment recueilli va alors subir une préparation physique dite de surfaçage afin de rendre lisible les cernes soit à l’aide d’une lame (type ciseau ou cutter), soit d’un mode de ponçage (manuel ou électrique) sur les carottes et les tranches. Le sous-sol peut être un milieu très protecteur pour le bois car anaérobie (sans oxygène) et humide, de même que les milieux aquatiques et ce, sur plusieurs millénaires (Fig. 5a). Les bois de fouilles sont donc très bien préservés mais gorgés d’eau et parfois spongieux. Dans ce cas, la lame de rasoir est la plus souvent utilisée pour faire apparaître les cernes qui pourront alors passer à la “lecture” (Fig. 6).
V. 4. Applications
18Afin de mieux comprendre les potentialités et les limites de la méthode dendrochronologique, quelques exemples seront présentés en fonction des apports mais aussi des limitations de la méthode.
Les sites néolithiques du Jura français
19L’étude des bois des villages Néolithiques littoraux jurassiens présente l’avantage de montrer la vitesse évolutive des outillages, des techniques, des successions culturelles mais aussi les conséquences des variations démographiques. Ces travaux seront ici plus particulièrement plus développés et replacés dans leur contexte.
20Les lacs de Chalain et de Clairvaux (39) se situent au pied du Jura plissé, sur la rive orientale de la haute vallée de l’Ain à 500m d’altitude. Cette vallée, connue sous le nom de Combe d’Ain est une longue dépression d’une trentaine de km, orientée nord-est/sud-ouest, parallèlement à la structure locale de la chaîne jurassienne. Elle est barrée au sud par la langue glaciaire d’Orgelet qui l’a transformé en lac lors de l’extension maximale des glaciers quaternaires. Après leur retrait, les dépôts ont été surcreusés par les rivières. Simultanément, les nombreuses reculées, taillées latéralement à la Combe d’Ain, sont peu à peu occupées par de petits lacs en amont des moraines frontales qui font barrage. C’est le cas de ces deux lacs, distants d’une douzaine de km d’un de l’autre (Fig. 7, gauche).
21Les cultivateurs Néolithiques48 ont choisi d’établir leur village sur leurs bords depuis 5000 av. J.-C. Il en découle que la richesse archéologique sur ces deux sites est exceptionnelle avec une excellente conservation des artefacts en milieu anaérobie (Fig. 7, droite). En effet, privé d’oxygène, les matières organiques n’ont pas subi d’altération majeure ce qui a permis, dès le XIXe siècle, la découverte d’alignement de pieux par des érudits locaux.
22Les premières découvertes sur Clairvaux sont faites au cours de la deuxième moitié du XIXe siècle et se sont poursuivies jusqu’au début du XXe siècle. Les véritables recherches datent de 1970 à 1984, sous la direction de Pierre Pétrequin49, avec la mise en place d’un programme d’étude visant à établir la chronologie du Néolithique jurassien de 3700 à 2400 av. J.-C. Pendant cette période, quatre sites ont été fouillés : La Motte-aux-Magnins où les villages se sont succédés du Néolithique Moyen II (vers 3700 av.J.-C.) au début de l’Age du Bronze moyen (1650 av. J.-C.), Clairvaux II-IIbis appartenant au Néolithique Moyen Port Conty, et enfin Clairvaux III et IV, deux villages du Néolithique final. En 2001, une campagne de sondages à la tarière sur ce lac a permis de reconnaître dix-huit sites d’habitats stratifiés. Et dès 2002, un nouveau programme sur la chronologie du Néolithique Moyen Bourguignon a été mis en place avec les fouilles de Clairvaux XIV entre 2002 et 2004 puis de celui de Clairvaux VII.
23A Chalain, la découverte des villages littoraux a réellement commencé au tout début du XXe siècle. En effet, en 1904, suite à un abaissement artificiel du lac, des milliers de pieux sont rendus visibles avec le bas niveau du lac et l’effondrement de la benne lacustre50. De nombreuses investigations sont alors entreprises jusqu’à la fin des années 1950. Au début des années 70, conjointement à la fouille de la Motte-aux-Magnins, des prospections prometteuses sont réalisées à Chalain. A l’achèvement du programme de fouille sur Clairvaux, l’équipe de P. Pétrequin poursuit les fouilles sur Chalain dans le cadre d’un nouveau programme de recherche sur le Néolithique lacustre au nord-ouest des Alpe en 1985. Les recherches portent volontairement sur des secteurs directement menacés, c’est-à-dire des zones émersives à l’étiage et érodées par les fluctuations du niveau du lac ainsi que celles de divers aménagements à vocation touristique. De 1986 à 1995 ont ainsi été privilégiés les sites proche de la Zone Archéologique de la prise d’Eau sur les groupes d’habitats ou de villages nommés Chalain 1, 2 3/5, 2 AC, 3, 4, 5 et 6. L’évaluation de la zone archéologique de Doucier débute pendant l’été 1995 par sondage à la tarière et l’année suivante, les campagnes de fouille démarrent sur le site de Chalain 19 et vont durer six années. Elles ont pour objectif principal d’appréhender l’organisation spatiale de l’ensemble du village et en 2000, une évaluation a permis de recenser trente trois sites d’habitats stratifiés sur ce lac.
24L’ensemble des sites archéologiques mis au jour sur ces deux lacs a révélé une conservation particulièrement complète des vestiges ligneux en contexte anaérobie. C’est ainsi devenu un programme pilote français en matière d’études dendrochronologiques dans les années 1980 face à celles des fouilles de sites préhistoriques, entre autres, suisses51 et allemands (voir par exemple Gassmann à paraître, Gassmann, Pillonel, Tegel 2005, Gassmann, Perrot 2003, Pillonel 2007, Billamboz 1996, Billamboz, Martinelli, 1996).
25Dès les premières études dendrochronologiques, il avait été constaté une importante disparité entre les bois échantillonnés et les bois datés. Un test visant à évaluer les potentialités mais également les limites de la méthode sur ces bois d’architecture devait en expliquer les causes et y remédier si possible. Pour cela, il fallait focaliser les examens sur un secteur relativement restreint en occupation et en dimension, ayant un lot de bois cohérent, homogène, avec un nombre limité mais significatif de pieux. Sur l’ensemble des sites mis au jour, une seule zone de Chalain 19 correspondait à ces critères (Fig. 8).
26Ce village du néolithique final comporte différentes structures qui caractérisent généralement les villages lacustres : un chemin de planches d’une centaine de mètres qui relie la terre ferme au village à travers le bas marais ; une palissade qui clôt l’espace villageois du côté de la terre ferme et qui définit son aspect défensif et, à l’intérieur, un plan des pieux difficilement lisible car les maisons ont été plusieurs fois reconstruites. Toutefois ce qui le différencie des autres villages, c’est la présence d’une structure isolée à quatre rangées de poteaux déjà lisible en plan.
27La qualité des prélèvements a été relativement satisfaisante aussi bien dans la préservation des caractères anatomiques que morphologies avec deux essences très bien représentées, le chêne (Quercus sp.) et le frêne (Fraxinus excelsior). L’objectif premier était d’obtenir des dates afin d’appréhender la succession des différentes occupations grâce à la mise en évidence des phases d’abattage au nombre de cinq : deux pour le chêne et trois pour le frêne. C’est avec l’examen des chênes refendus qu’il a été possible de mettre en évidence le plan d’un bâtiment rectangulaire à quatre rangées de poteaux. Mais cette structure n’aurait pu être clairement définie par la dendrochronologie si tous les individus n’avaient été pris en compte, y compris ceux ne possédant pas d’aubier, montrant ainsi la valeur de l’exhaustivité dans une telle investigation. Et ce malgré deux facteurs limitants fréquemment rencontrés lors des prélèvements d’échantillons : le relativement faible nombre de bois avec dernier cerne sous écorce qui permet d’avoir une date à l’année près (ce phénomène, très particulier aux lacs, est en grande partie dû à l’action abrasive de la craie des sols qui s’immisce entre le bois et l’écorce) et le problème de l’emploi d’arbres jeunes qui sont difficilement étudiables en raison de leur croissance rapide et aléatoire en phase juvénile.
Fig. 7 : Localisation des lacs de Chalain et de Clairvaux dans l’espace jurassien français avec un zoom sur la partie fouillée de l’ouest du lac de Chalain où 33 groupements de maisons et de villages ont été repérés en 2000. 8 ont été fouillés dont le site 19 (Dessins A. Viellet).

Fig. 8 : Entre 1995 et 2005, les fouilles sont effectuées sur les six sites les plus menacés et de 1996 à 2002. L’attention s’est essentiellement portée sur celui de Chalain 19. Les nombreux pieux verticaux et bois horizontaux enchevêtrés sont extraits du sol et les derniers cernes sous écorce, avec l’aubier, sont souvent érodés par la craie (Dessins A. Viellet, cliché C. Lavier).

28De la première phase d’abattage, en 3004 av. J.-C., à la phase d’abattage du chêne la plus récente, au cours de l’hiver 2977/2976 av. J.-C., le plan initial de la structure reste inchangé : les pieux maîtres verticaux ont donc résisté pendant 28 ans, alors que l’estimation de l’espérance de vie d’une maison est généralement estimée à une dizaine d’années comme nous l’ont également confirmé les deux maisons expérimentales de Chalain (Petrequin 1991). Des découvertes archéologiques originales dans et autour de cette construction, comme par exemple un travois et des poids de tisserand confortent le statut exceptionnel de ce bâtiment (Cf. Viellet 2007).
29Les examens dendrologiques ont été élargis à la totalité des chênes et des frênes du site découvert et fouillé mais si 2069 pieux ont été repérés et ont fournis des renseignements dendrométriques, seulement 571 ont pu être prélevés dont 352 chênes étudiés à des fins dendrochronologiques. De ce lot, 317 ont été datés avec seulement 30 pieux possédant encore leur dernier cerne sous écorce. La reconnaissance des différentes phases d’abattage n’en a pas été facilitée ! Toutefois, la prise en compte des arbres à aubiers incomplets et de ceux avec le seul duramen qui n’ont souvent que leur aubier disparu, permet de distinguer six phases d’abattage entre 3174 et 2976 av. J.-C. et neuf coupes, témoins d’une phase de construction disparue ou d’une simple réfection architecturale assurant ainsi sur une occupation du village d’une durée totale de 238 années.
30Le repérage sur plan des pieux appartenant à la même période d’abattage d’arbres nous donne leur répartition spatiale et leur degré de signifiance. Ainsi, deux années sont particulièrement intéressantes : 3026 et 3004 av. J.-C. La première phase compte 39 chênes, répartis entre la palissade, le chemin de planches, le village et le bâtiment isolé. Elle est remarquable car, pour la première fois, attestée dans les différentes structures d’un même site révélant un chantier d’aménagement général. Un phénomène identique se retrouve à la seconde date, avec 124 pieux en chêne, correspondant cette fois à une année d’importantes et nombreuses constructions, sans réaménagements postérieurs notoires.
31D’après ces données exclusivement dendrochronologiques, jusqu’à dix villages contemporains sont dénombrés entre 3050 et 3000 av. J.-C. autour des deux lacs. Pendant cette période remarquable, où croit le nombre de chênes datés, il faut noter qu’il s’agit d’arbres de diamètres importants, dépassant les 40 cm et issus d’une forêt âgée. C’est la démonstration évidente de l’extension des défrichements au-delà des terres exploitées jusqu’alors, ou abandonnées à une jachère forestière courte. Par contre, l’apparente diminution du nombre des villages à la fin du 30e siècle reste discutable en raison de l’importance des bois non datés. Enfin, à partir du 28e siècle, les dates dendrochronologiques sont très peu nombreuses en raison, à la fois des essences représentées (dont de nombreux sapins) et du type de croissance trop rapide. Cette observation est en contradiction avec les données archéologiques qui démontrent une deuxième période d’intensification de l’habitat littoral sur les rives de Chalain et de Clairvaux (Fig. 9).
Fig. 9 : Ce tableau de synthèse indique, dans la colonne de gauche, les séquences chronologique par phases de 10 ans entre le 32e et le 30e siècle ; dans celle du milieu, le nombre de chênes datés pour chacune de ces phases et celle de droite, le nombre de villages contemporains sur les deux lacs de Chalain et de Clairvaux. Les données dendrochronologiques signalent une forte croissance démographique dès les années 3130 av. J.-C. pour atteindre un maximum entre les années 3050 et 2970 av. J.-C. Par contre, celle attestée dans les années postérieures aux alentours des années 2780 à 2760 correspond à des données archéologiques : l’étude des bois reste assujettie à la préservation des bois dans le sol et surtout aux possibilités de fouilles (Dessins A. Viellet).

Fig. 10 : L’espace géographique des bords de lacs est totalement couvert par les populations néolithiques et plus de 50 villages ont ainsi été révélés. Les études dendrochronologiques placent annuellement les événements d’occupations et d’abandons, les évolutions typologiques et stylistiques. Elles les complètent par des informations sur l’approvisionnement du bois d’œuvre à savoir la datation des mises en exploitation forestière et des rythmes d’abattage, les essences coupées (ici, alternativement le chêne et le frêne), du type de bois (petit à fort diamètre, croissance variée) et le mode de mise en œuvre (tronc entier, fendu, refendu) ; et par conséquent du type de forêt (primaire puis régénérée). Toutes ces informations permettent de montrer une alternance de peuplement entre les deux lacs et des recolonisations successives de l’un ou l’autre bassin lacustre dans un environnement régénéré (Dessins A. Viellet).

32La croissance démographique des 31e/30e siècles se distingue non seulement à travers l’augmentation du nombre de villages mais aussi dans l’utilisation des bois d’architecture et la gestion du milieu forestier.
33En effet, le Horgen52 du 32e siècle est ici caractérisé par l’abattage quasi exclusif de frênes circulaires de petits diamètres. L’arrivée du Ferrières53 correspondant à la croissance démographique du 31e s’accompagne d’une modification rapide de sélection des bois d’œuvres : le frêne est effectivement remplacé par le chêne dans un laps de temps d’une vingtaine d’années. Le débitage des chênes diffère également puisque les pieux ne sont plus circulaires mais refendus avec des estimations de diamètre supérieures à 35 cm. Ce type de débitage en refend est sans aucun doute une conséquence de l’augmentation du nombre de villages, donc de la nécessité d’aller plus profondément dans la forêt et d’économiser ou de sélectionner les fûts de bonnes qualités pour la construction.
34Cette modification de la gestion forestière pour l’architecture entre le 32e et le 30e siècle peut donc être interprétée en termes d’influence anthropique et de croissance de la population particulièrement brutale aux environ de 3050 av. J.-C. Mais d’autres rythmes illustrés par la succession des dates dendrochronologiques pourraient être la conséquence de stimuli d’origine naturelle plutôt climatique.
35Depuis 1936 et les travaux sur le Federsee (Cf. Viellet 2007), l’hypothèse était admise que l’occupation des lacs au nord-ouest des alpes était uniquement rythmée par les variations des plans d’eau. En d’autres termes, des périodes de dégradation du climat entraînant des hausses du niveau des lacs étaient défavorables à l’implantation des villages en milieu humide ; au contraire, les périodes d’amélioration et donc de bas niveaux lacustres favorisaient l’implantation des villages sur des rives à nouveau exondées. Les variations du taux résiduel de carbone dans l’atmosphère et les approches sédimentologiques permettent également de démontrer une période globale d’amélioration climatique et de bas niveaux lacustres entre 3220 et 2860 av. J.-C. Et effectivement, à Chalain, toutes les occupations datées s’inscrivent pendant cette période d’étiage du lac. Cependant, cette hypothèse explicative du “tout-climatique” doit être nuancée, en particulier par certains indices de fonctionnements sociaux comme l’absence de dates de coupes sur plus de vingt années avant les premiers indices de remontée du lac vers 2885 av. J.-C. L’idée ne doit pas être oubliée que bien d’autres raisons ont pu modifier la fondation ou l’abandon d’un village de cultivateurs néolithiques, encore inconnues à ce stade des investigations.
36L’utilisation conjointe de la dendrochronologie et des données archéologiques semble bien indiquer des déplacements de l’exploitation des terres et une occupation humaine distincte sur les rives des lacs de Chalain et de Clairvaux (Fig. 10). Clairvaux montre par exemple deux occupations importantes : l’une durant la période “Port Conty54” et l’autre pendant celle du “Clairvaux récent55”. Alors qu’à Chalain, ce sont celles du “Horgen” et du “Clairvaux ancien56” qui sont le mieux représentées. Ainsi, vers 3700 av. J.-C., le maximum de la population est à Clairvaux, puis à Chalain entre 3200 et 3000 av. J.-C., précédant un nouveau déplacement à Clairvaux à partir de 3000 av. J.-C. Enfin, un nouveau maximum à Chalain cette fois-ci, à partir de 2700 av. J.-C. On peut alors proposer l’hypothèse de cycles d’abandon d’un bassin lacustre longtemps exploité, laissé alors à la croissance forestière, puis à nouveau défriché et mis en culture après régénération partielle de l’environnement. Le rôle des variations du climat et des fluctuations des plans d’eau serait alors celui d’un déclencheur de la dynamique cyclique entre les deux lacs au 34e siècle et au 29e siècle. Les approches archéologiques montrent que la situation est complexe et qu’il faut, peut être, évoquer des déplacements à plus longue distance, que celle de 12 km entre Chalain et Clairvaux.
37La précision du pas dendrochronologique, sur la dizaine de sites et les milliers d’échantillons étudiés, a en outre offert un étalonnage précis des évolutions typologiques des cultures Horgen et Ferrières-Clairvaux : il a donc été possible de suivre les déplacements de populations et d’établir qu’un processus d’acculturation rapide s’est produit sur le lac de Chalain en 25/30 ans soit en une génération humaine.
38Dans cet exemple, malgré un certains nombres de biais, la dendrochronologie, avec le radiocarbone et la stratigraphie, est un outil privilégié pour appréhender l’écoulement social du temps, illustré par l’évolution typologique de l’architecture et des outillages. Les résultats majeurs découlent d’une collaboration étroite entre l’interprétation dendrochronologique et l’ensemble des problématiques et des observations archéologiques qui démontrent ici une dynamique d’expansion culturelle et des déplacements de population57.
39Les fouilles sont l’occasion de très nombreux examens des bois et par conséquent de très riches résultats surtout lorsqu’elles font l’objet de programmes de recherche comme celles des bords de lacs de Neuchâtel (CH)58 ou de Constance (D)59 pour les périodes préhistoriques mais aussi celles d’ouvrages de franchissement (Mesqui 2001, Bonnamour L. 2002, Dumont et al. 2007, site internet60) ou encore les travaux sur l’histoire du bâti (Corvol-Dessert et al. 2002) que l’on peut replacer dans un plus vaste ensemble économique, social et géographique (Fig. 10).
Les chronologies de référence ou référentiels
40L’étude d’un lot de très nombreux bois pose parallèlement la question des chronologies et de leur “valeur” ou représentativité qu’elle soit quantitative ou qualitative. En effet, pour simplifier, on ne peut considérer une chronologie comportant quelques séries individuelles comme celle qui en contient plusieurs dizaines. Pour être efficace, il ne suffit pas d’additionner toutes ces séquences unitaires, ce qui permet souvent de dater une nouvelle série mais qui n’autoriserait pas à des interprétations en termes de gestion forestière, d’économie du bois ou encore de provenance. Il ne suffit pas non plus de n’y intégrer que les bois conformes à la tendance générale de croissance, ce qui exclurait tout bois particulier et ne concernerait que les bois à croissance très identique, généralement âgés qui reflètent alors des milieux d’accroissement difficile dans des aires forestières très peu à non anthropisées.
41De même, on s’aperçoit, à l’usage, que certaines sont beaucoup plus “compétentes” (voire uniquement utilisables) à la datation et souvent à longue distance61 alors que d’autres sont plus distinctives d’une aire géographique locale voire micro-locale. L’environnement et le biotope y jouent un rôle essentiel bien sûr. Une autre considération extrêmement importante est celle de la qualité et du nombre des référentiels sollicités pour la datation absolue. On ne peut construire UNE chronologie pour la France des dix derniers millénaires, il faut au contraire établir une myriade de chronologies locales et régionales, toutes destinées à représenter plus ou moins le biotope dont ont été extraits les arbres. Il faut également considéré chaque essence distinctement même si les phénomènes d’hétérocorrélation sont possibles. Pour notre part, les références ont été réalisées à partir de plusieurs milliers d’éléments architecturaux (charpentes de bâtiments, pieux de fondations…), par exemple sur le chêne, essentiellement sur les deux tiers nord de la France depuis plus de 25 ans ; mais aussi à partir d’éléments mobiliers. Nous y avons également adjoint les données collectées et les références réalisées par certains de nos homologues européens suivant un système d’échanges entre laboratoires et instituts, notamment dans le cadre de travaux de recherche sur les objets et les œuvres d’art produits au cours des trois derniers millénaires en Europe du Nord62. Outre l’essence, des facteurs environnementaux sont très influant comme le climat, l’altitude, le sol… On créera alors des chronologies de niveau variable allant de la région (mésoclimat) à un espace local voire microlocal. Les aires d’influence peuvent alors s’étaler sur plusieurs milliers de kilomètres carrés63 à des étendues plus régionales comme en Alsace ou en Bourgogne64 et atteindre un niveau local en rapport avec des particularités de relief et d’étendue d’eau65 voire microlocal66.
42A condition de bien connaître les comportements de ces référentiels, ces observations, qualifiées et quantifiées pour certaines, sont alors une aide précieuse lors de leur emploi, les premières plutôt à la datation, les secondes plutôt à la restitution du type d’habitat d’origine donc de la possible provenance biogéographique des bois et pourquoi pas de la forêt d’origine (Beck et al. 2002)…
43En outre, une puissance quantitative ET qualitative est affectée à ces références et les données sont standardisées ; ceci dans le but d’amortir certaines influences et leur conférer des propriétés particulières à savoir de datation, de recherche du secteur forestier d’origine, de pratiques sylvicoles, de signaux événementiels ou même climatiques.
44Enfin, il arrive que des chronologies historiques soient constituées par des éléments immobiliers à partir d’arbres dont les forêts d’origine n’existent plus du fait d’une urbanisation intensive par exemple. La restitution des lieux exacts est alors relative.
45C’est particulièrement valable pour les objets et les œuvres d’art fabriqués à partir d’un nombre plus restreint d’arbres voire d’un seul fragment d’un tronc.
Objets et œuvres d’art
46Commençons d’abord par un ensemble pour lequel on peut obtenir un nombre intéressant de pièces de bois à examiner à des fins dendrochronologiques : le retable et plus particulièrement celui dénommé “brabançon”.
Fig. 11 : L’apport de ces deux histoires régionales dans une reconstitution d’ensemble en périphérie alpine permet de préciser l’évolution chronologique et l’organisation de l’espace villageois au nord-ouest des Alpes de la fin du IVème millénaire au milieu du IIIème millénaire av. J.-C. On peut déjà suivre les mouvements de population, les périodes de décroissance d’une aire agricole et l’augmentation démographique d’une autre (Dessins A. Viellet).

Fig. 12 : Les relations existant entre des Primitifs alsaciens de la collection du musée Unterlinden de Colmar (68) et les mines poly-métalliques de Sainte-Marie-Aux-Mines (68) ne semblent pas évidentes au premier abord ! L’étude des cernes montrent que les bois de sapin (Abies alba) de ces panneaux peints (a : Inv. P24, crucifixion de l’église des Franciscains, 130x151 cm, cliché Zimmermann), datés des années 1470 à 1510 (b), sont issus des mêmes secteurs forestiers que ceux employés pour construire la voie de roulage (c, cliché J. Grandemange) et étayer la galerie du carreau Samson de cette mine. Les filons ont été exploités dès le début du XVIe siècle jusque dans les années 1627 (d). Les flèches signalent des interventions anthropiques liées à des abattages d’arbres ayant notamment servi ici à la confection des planches des panneaux dans les années 1470/80 alors que les premiers sondages miniers avant exploitation ne sont mentionnés qu’en 1512.

Fig. 13 : Ce petit panneau (cliché c2rmf) d’une seule planche était considéré comme d’origine flamande de la fin du XVIème siècle. Il serait donc réalisé dans un bois d’origine balte. Or l’examen dendrochronologique de ses 153 cernes encore présents indique une date post quem (sur duramen) de 1489 et une origine biogéographique du quart nord-est de la France. Si cela remet en question l’école de l’artiste, sa datation doit être interprétée car le dernier cerne sous écore a disparu lors du façonnage. On peut seulement dire que l’arbre employé a été coupé à partir du début du XVIème siècle et les études complémentaires ont démontré qu’il s’agit certainement d’un fragment d’une composition plus importante. Elles signalent en effet la présence incomplète de deux autres personnages. Une première estimation de l’arbre d’origine indique qu’il atteignait les deux siècles et demi pour un diamètre de l’ordre de 60 cm, qualité très voisine des bois baltes.

Fig. 14 : L’accès aux cernes peut parfois être assez acrobatique lorsque l’ensemble de l’œuvre est volumineux, fragile et/ou non démontable. Il ne s’agit en aucun cas de démembrer une œuvre à des fins d’étude dendrochronologique : le clichage est effectué sur les faces transversales accessibles lors de la restauration comme pour ce moulin à retordre, de la fin du XIXème siècle, constitué de bois d’orme (Ulmus sp.), bois imputrescible supportant les alternances d’environnement humides/sèches. Le respect est identique pour ces deux retables, l’un flamand, composé de bois balte du début du XVIème siècle et l’autre français (vue du dos de la caisse) fabriqué à partir de chênes champenois du milieu du XVIème siècle.

Retables
47Aux XVe et XVIe siècles dans les anciens Pays-Bas, le retable le plus courant en bois présentait des sculptures polychromées (ou non) dans des compartiments séparés en deux registres (supérieur et inférieur), surmontées d’un décor architectural. Le tout est disposé dans une huche (ou caisse) sur laquelle se referment des volets peints et qui reposent sur une prédelle. Dans les grands centres du duché du Brabant, principalement Bruxelles et Anvers, ont été réalisés des centaines de retables qui figurent largement diffusés en Europe (Guillot de Suduiraut et al. 2001) dont bien peu sont encore conservés et visibles, entiers ou fragmentés, dans nos musées et nos monuments religieux. Une centaine de pièces de bois constitue le retable, le plus souvent en chêne (Quercus sp.)67 : ils sont donc actuellement les objets mobiliers à en comporter le plus et potentiellement étudiables68 par dendrochronologie. Le choix du chêne, est en rapport avec ses qualités anatomiques particulières : grain, rayons ligneux, disposition des cernes et mécaniques car le chêne à croissance très lente assure une grande tendreté pour le façonnage et évitent les déformations, ce bois étant peu sujet aux retraits aqueux. L’obtention de séquences chronologiques est donc assurée en nombre de cernes élevé (jusqu’à plus de 250 cernes) et en croissance annuelle très faible (de l’ordre du millimètre). En outre, cette configuration mobilière religieuse est non seulement placée dans des espaces chronologique et géographique très restreints (le Brabant et les XV-XVIe siècles) mais les informations écrites sont également nombreuses. Les quelques limitations sont d’ordre technique pour l’accès aux cernes (Fig. 14) ou concernant la préservation de l’aubier souvent rare du fait d’un façonnage soigné. Mais l’ensemble des résultats nous autorise déjà à restituer l’ensemble des étapes de la forêt à son lieu de conservation. Les arbres, chênes abattus en forêts baltes, sont souvent débités sur place puis ils sont envoyés, pour beaucoup, via la Vistule, jusqu’au ports d’embarquement, dont le plus célèbre est à Gdansk (ancienne Danzig, actuelle Pologne). De là, ils suivent les côtes pour rejoindre les pands (places commerciales) du Brabant comme Bruges et Anvers. Les artisans et artistes venaient y choisir leur bois, les travaillaient et les guildes apposaient leurs marques une fois le travail achevé et le choix du matériau approuvé. Dans le cas de retables, les éléments étaient fabriqués voire pré-fabriqués séparément quasi “industriellement” (caisse, personnages, volets, décors…) puis transportés sur le lieu d’exposition (Fig. 15). Les examens se poursuivent notamment avec des observations complémentaires sur les marques de garantie des guildes d’Anvers, de Bruxelles ou de Malines qui fournissent des informations essentielles pour la différentiation des origines biogéographiques des bois par exemple et établissent ainsi des relations avérées entre le secteur forestier, le commerce et le centre de production voire le (ou les) atelier(s).
Archéologie et œuvres d’art : cas de “Primitifs” alsaciens
48Dans les puits et les galeries de mines, on trouve le bois sous forme d’étayage, de voies de roulages, de hourdage, de planchers, d’outils… Les études menées depuis les années 1985 dans les secteurs franc-comtois (Lavier et al. 1995) et vosgiens (Grandemange 1991), montrent une grande connaissance des arbres et de la mise en œuvre du matériau bois par les exploitants mineurs. Cette intentionnalité évidente est liée à un choix de bois varié en quantité et en qualité mais une exploitation parfois trop intense peut aboutir à un total appauvrissement des zones forestières, phénomène visible au travers des cernes. Ces événements sont parfaitement bien datés par dendrochronologie, à l’année près voire la saison grâce à des prospections et des fouilles quasi-exhaustives associées à des prises de données anticipatives et à des prélèvements soignés permettant la conservation des derniers cernes sous écorce, et ce, à partir de nombreuses galeries sur l’ensemble de la région. En outre, de riches renseignements nous ont été fournis par les comptes des receveurs, conservés aux archives départementales de Meurthe-et-Moselle, qui permettent, par leur multiplicité, leur relative régularité et leur richesse, de retracer l’évolution de l’activité minière ducale du Val-de-Lièpvre entre 1512 et 162869 (Grandemange 1988)70. Il est intéressant de constater qu’aucune information n’est fournie sur le nombre, les fonctions et les salaires des ouvriers, alors que près de 3000 folios indiquent le nombre de bois (en majorité du sapin – Abies alba-), leur usage, leur destination et leur coût. Fait exceptionnel ! On peut alors relier la majorité des bois à ces écrits consciencieusement dépouillés et savoir quel bois pour quel usage et même quelle origine géographique locale voire microlocale ! Outre de telles informations sur l’économie du bois du secteur vosgien des XVI-XVIIe siècles, des repères dendrochronologiques ont démontré, entre autres, que des coupes de bois avaient eu lieu dans les années 1470/1500 alors qu’aucune activité minière n’est signalée tant archéologiquement que dans les archives (Fig. 12). Les activités anthropiques se distinguent en effet de celles environnementales et cet exemple en est l’illustration. Toutefois pendant plusieurs années, il ne fut pas possible de savoir à quoi correspondaient les coupes de ce secteur si précisément localisé. Or le conservateur du musée Unterlinden de Colmar (68) souhaita authentifier des peintures sur panneaux de bois de la collection dont il avait la charge. Cet ensemble, d’une cinquantaine de pièces, est daté stylistiquement de la fin du XVe au XVIe siècle et forme ce que l’on appelle des “Primitifs”, considérés d’origine locale “germanique”, et toutes en sapin (Abies alba). Non seulement, les dates dendrochronologiques et historiques correspondaient totalement mais il a également été possible de distinguer les provenances géographiques des bois des panneaux (Heck et al. 1992). Parmi celles attestées, un lot de bois est issu de zones forestières de l’actuelle Allemagne du sud, et un second de l’espace vosgien et plus particulièrement du secteur de… Sainte-Marie-aux-Mines. Les abattages d’arbres décelés par dendrochronologie étaient donc ceux d’arbres employés à la confection de panneaux peints dont les subsistants se trouvent au musée Unterlinden (Fig. 12) !
49Tout ce travail minutieux de collectes de données, ces restitutions parfois si précises sont donc indispensables à l’étude d’objets et d’œuvres d’art pour lesquels il existe peu de documentations ou d’attestations supposées comme pour l’exemple suivant.
Authentification
50Un seul panneau de chêne (Quercus sp.), débité entre maille et dosse, constitue cette peinture à l’huile de petites dimensions (310 x 210 mm) représentant une femme en prière71 (Fig. 13). Cette peinture était “jusqu’alors cataloguée comme étant celle d’un artiste espagnol de la fin du XVIe siècle” mais récemment contredite par l’hypothèse selon laquelle ce serait un fragment d’un plus grand ensemble d’un artiste flamand. Pour le dendrochronologue, il s’agissait donc de démontrer une origine du bois soit “espagnole” soit “balte”. Les cernes étant accessibles sur les chants supérieur et inférieur mais nécessitant une mini-préparation pour être lisibles, les pores du bois initial ont été nettoyés par microsablage et les chants débarrassés de leurs impuretés. Après clichage macrophotographique et mesure de la largeur des cernes, une moyenne de 153 valeurs consécutives a été restituée. Répartis sur une longueur totale de 19,76 cm, leur largeur moyenne (ou croissance annuelle) est de 135 centièmes de millimètre mais ni la moelle ni l’aubier ne sont présents ni estimables. Malgré cela on peut dire que l’arbre d’origine dont est issu la planche provient d’un milieu forestier fermé et assez dense où la compétition est plutôt rude et que son diamètre atteignait les 60 cm pour plus de deux siècles et demi de vie. Les résultats des tests de datation sur les chronologies locales à régionales de l’ensemble de l’Europe occidentale désigne une seule date, celle de 1489 pour la dernière valeur de la moyenne (cerne le plus récent) sur duramen donc post quem. D’après Le Chanu (1999), il faisait certainement partie d’un tableau plus grand dont on peut estimer les dimensions, il est fort probable que la date de coupe de l’arbre original, donc de la réalisation de l’œuvre initiale, se situe alors au cours de la seconde partie du XVIe siècle. D’autre part, l’origine biogéographique nous indique que le bois n’est issu ni d’Espagne ni de régions baltes mais de forêts françaises du grand quart nord-est ! L’artiste a réalisé ce panneau avec du bois de la qualité proche de celle des bois baltes que les Flamands emploient généralement : était-il flamand ? Seul l’historien d’art peut le préciser mais la dendroprovenance a, d’ors et déjà, montré sa valeur et sa portée.
Ais des manuscrits médiévaux
51Manuscrit72 ou incunable73, le livre médiéval et post-médiéval de l’Europe de l’Ouest renferme du bois dans sa reliure (Fig. 16). L’inventaire national des bibliothèques municipales de France que le ministère de la Culture a confié à l’IRHT74 dans les années 1990, se distingue par une démarche originale et unique au monde notamment par l’intégration de l’étude de la reliure75 (Alexandre, Maître, 1998) et de l’examen dendrologique (Lavier et al. 1992, Lavier 1998, 1999, 2004, 2005). Les bibliothèques municipales d’Autun, de Vendôme, d’Orléans et de Reims ont ainsi pu être totalement inventoriées et les investigations menées sur le bois se sont divisées en plusieurs groupes de recherches basés sur l’observation qualitative et quantitative des ais76 constitutifs des reliures. Combinées aux indications dendrologiques sur tous les ais observés sur une dizaine d’années, la rigueur constante du spécialiste de la reliure et du dendrochronologue a rendu possible une forte représentativité de ces résultats puisque 70 % des ais sur près de 3000 observés ont obtenu la définition de leur taxon comme étant du chêne à 47 %, du hêtre à 37 % et de divers genres végétaux à 16 %. Malheureusement, les conditions d’accès aux cernes, la qualité sanitaire de leurs chants, du genre végétal rencontré et la restitution de la lisibilité des limites de cernes expliquent en grande partie le faible nombre d’ais étudiés à des fins dendrochronologiques, par rapport au nombre d’ais encore présents, soit quelques 200 ais sur près de 1500 ais dont au moins un chant transversal est visible. Outre leurs datations allant du VIIIe au XVIe siècles, confirmant ou modifiant leur date de fabrication, de remploi, de restauration etc, on peut en tirer de nombreuses informations complémentaires. Dans la plupart des cas77, le bois est en effet sélectionné, son débit respecte les fibres et se fait plutôt vers la maillure la plus parfaite, la proximité du cœur et l’aubier du chêne sont retirés, le façonnage des ais est soigné, les outils sont reconnaissables. Il est clairement démonté une utilisation exclusive du chêne avec un remplacement rapide par le hêtre au cours de la seconde moitié du XVe siècle puis un abandon assez subit de ces deux arbres au profit du carton à partir du second quart du XVIe siècle. Les autres taxons rencontrés sont des remplacements d’ais par des bois récents lors de restaurations XIX-XIXe siècles (Fig. 17). Un système de gestion de données inédit est en cours de réalisation pour stocker les informations, poursuivre leur intégration, améliorer leur qualification, intégrer des métadonnées et y réaliser des applications et des programmes aptes à gérer les requêtes et en extraire le maximum d’interprétations restitutives à une meilleure connaissance de l’évolution du livre occidental78.
Instruments de musique
52Il est depuis longtemps établi que l’étude des bois dépasse largement le simple stade de la date et qu’on peut l’appliquer à de nombreux sujets comme les instruments de musique à support bois. Les plus étudiés sont les instruments de la famille des violons (Lottermoser, Meyer 1958, Klein 1996, Topham, MacCormick 1998, Beuting 2000) mais aussi ceux de la famille des claviers (clavecin, piano…) voire d’autres instruments79. Depuis quelques années, les examens dendrologiques s’intensifient et font l’objet de présentations et de confrontations régulières des informations recueillies (collectif 2008, 2009, Gassmann, 2009, Lavier, à paraître 2 et 3) permettant ainsi de nommer un nouveau champ d’investigations, la dendrorganologie. Constitué de nombreuses pièces, quelques 70 pour un violon par exemple, un instrument comporte également une grande variété d’essences et peu d’entre eux peuvent être étudiés. Seule la table d’harmonie est sujette à examen dendrochronologique pour les instruments à cordes car elle est en résineux, comporte une ou plusieurs planches, débitées radialement et un nombre suffisant de cernes. Ceux des claviers dépendent des accès aux faces transversales des planches pour les éléments feuillus (hêtre, chêne, orme…) et radiales des résineux : le démontage complet lors d’une restauration lourde peut permettre l’accès à plus d’une cinquantaine de pièces par exemple. Les bois résineux ont ceci de particulier que la disposition verticales bien alignées des cellules trachéidales des résineux autorise la mesure de la largeur des cernes aussi bien sur le plan transversal que le plan longitudinal radial (Fig. 18) : la largeur des cernes en transversal et en radial est strictement identique. Dans le cadre de projets de recherche avec la cité de la musique de Paris80, l’ensemble est couvert par des prises de clichés macrophotographiques numérisées car certaines parties des surfaces sont parfois très usées et les cernes peu lisibles mais aussi pour conserver un maximum d’informations utilisables postérieurement (reproductibilité et observations complémentaires). Ainsi, nous obtenons des indices précieux, des siècles après la fabrication d’un instrument, sur la datation de coupe et de mise en œuvre ce bois, le secteur forestier d’origine mais sur une partie de l’histoire de sa vie souvent mouvementée…
Fig. 15 : Schéma de circulation du bois d’œuvre d’art en Europe du nord avec l’exemple du retable de la Passion du Christ commandé dans les années 1535 par l’abbaye de Beaume-les-Messieurs (Jura, F). Collaboration et clichés C. Lavier, D. Pousset, CRRCOA de Vesoul, dessin C. Galley et extrait du ms.fr.2.374 de la BNF de Paris.

Fig. 16 : Manuscrit MS117 conservé à la médiathèque d’Orléans, fonds Abbon de Fleury de l’abbaye de Saint-Benoit-sur-Loire. Cousus avec les cahiers de feuilles mais non couverts, les deux ais (L 32 cm, l 21 cm, ép. 1 cm) sont en chêne (Quercus sp.) du XIIIème siècle (cliché C. Lavier). Débités sur maille, la présence de plages miroitantes (ou miroirs : rayons sectionnés selon le plan longitudinal radial) est le signe d’un savoir-faire maîtrisé par clivage du tronc. Avec plus de 160 cernes sur bois de cœur (duramen), on peut estimer à plus de deux siècles l’âge de l’arbre d’origine et à 55/60 cm son diamètre.

Fig. 17 : Schéma simplifié des résultats synthétiques sur l’emploi des essences de bois au cours des XV-XVIème siècles sur près de 900 reliures des quatre bibliothèques inventoriées.

Fig. 18 : Vue macroscopique des cernes d’un épicéa (Picea abies) formées de trachéides alignées montrant la similitude de leur largeur en face transversal et radiale (a). Cette possibilité permet alors d’étudier les planches des tables d’harmonie des instruments de la famille des violons, des luths et théorbes (b, Musée de la musique, théorbe Inv. E.26, 1613, cliché C. Lavier). La prise de clichés macro-photographiques numérisés est alors considérée comme l’échantillon sur lequel les mesures sont effectuées (c).

Tracéologie
53L’examen des bois constitutifs des objets et des œuvres d’art des collections publiques de France se décline donc principalement en deux activités dont la xylologie (Asensi-Amoros, 2000, 2003), qui définit l’essence employée ou la dendrochronologie (Lavier, 2003b, 2009). Mais depuis de nombreuses années, ces informations ont été complétées par d’autres approches relevant, d’une part, de l’analyse des marques de façonnage et de l’étude fonctionnelle de ces artefacts et, d’autre part, de l’examen morphologique du matériau bois lui-même. Le but est de définir du mieux possible toutes les étapes en partant de l’objet actuellement conservé en musée en remontant jusqu’à son arbre (ou ses arbres) d’origine.
54Dans cette recherche, diverses techniques sont utilisées. En archéologie de terrain, la tracéologie se base sur les empreintes ou les marques encore visibles sur le bois travaillé par une observation visuelle pour aboutir à une restitution du mode de façonnage aussi bien sous forme dessinées (par exemple Morin et al. 2007, Pillonel 2007) qu’expérimentale (Glatigny, Gérard, 1997). En archéologie du bâti, elle s’appuie aussi sur des observations macrophotographiques, en lumière directe et en lumière rasante, par exemple (Lavier et al. 2005, Chapelot, Pousset 2004, Locatelli, Pousset 2002). Dans les deux cas, les restitutions sont d’ordre interprétatif et elles sont soumises à l’expérience de l’observateur.
55En situation muséographique, il ne s’agit plus de manipuler l’artefact dans tous les sens, ni de le couvrir de papier ou de calque afin de dessiner les contours des traces repérées. Ces actes ne respecteraient pas son intégrité et fragiliserait ses composants, ses assemblages ou les couches de polychromies.
56C’est donc dans la perspective d’expliquer ces traces que le département recherche du CRMF a permis le développement et l’adaptation de méthodes optiques de profilométrie de surface sans contact à savoir ici la microtopographie (Fig. 18 a). Si de nombreuses analyses sur la caractérisation de surfaces ont déjà porté sur d’autres types de matériaux, peu de tests et de résultats ont été publiés dans le domaine du bois des objets d’art, sinon de restitutions tridimensionnelles à des fins plus pédagogiques qu’analytiques (Godelier, Kerchache 2007). Les approches dendrométriques concernent aussi bien des traitements radiographiques et tomographiques (Lavier et al., 2009) pour visualiser l’intérieur du matériau bois, que des traitements macrotopographiques et macrophotogaphiques (Lavier à paraître 1) qui, eux, concernent la partie extérieure d’un objet. Toutes ces approches en sont encore au stade de l’expérimentation mais elle concerne de nombreuses catégories d’objets pour lesquelles une telle étude se révèle beaucoup plus précise qu’une simple observation visuelle même magnifiée et aussi plus efficace dans les comparaisons et les attributions probables. Certaines marques voient leur contour et leur volume finement précisés et nous renseignent, entre autres, sur l’évolution et/ou leur possible appartenance à un établi, un groupe ou un atelier.
57Ainsi retrouve-t-on l’empreinte de la Guilde Saint Luc d’Anvers (Fig. 18b) sur des panneaux peints comme sur le panneau de “Sainte Madeleine en extase” du musée de l’art sacré et de la vie bourguignonne de Dijon (21) (Courtois, Lavier 2008). Représentant deux mains coupées et un château, elle était apposée à chaud après vérification de la conformité du débitage, du façonnage et de l’assemblage des planches servant de panneau au peintre dans le cas d’une peinture ou de celle des éléments sculptés de nombreux retables flamands. De même, des griffes d’établi (Fig. 18e) sont présentes sur des ais de manuscrits médiévaux (Lavier 2005) : elles sont l’expression de morceaux de bois sertis de fragments de métaux maintenant la planche sur l’établi afin de la parer, à l’aide d’un rabot par exemple que les “pareurs81” et les “ymagiers82” réalisaient eux-mêmes. De nouvelles observations micro-topographiques sur des objets archéologiques comme les fascines néolithiques (Fig. 18d) de la source salée de Moriez permettent de confirmer les hypothèses émises quant à leur fabrication et par là même de montrer le degré de technicité acquise sur un site actuellement considéré parmi les plus anciennes exploitations de sel d’Europe (Morin et al. 2007). Cette installation date en effet du VIe millénaire av. J.-C.83 La fascine est ici un morceau de perche de l’ordre de un à deux centimètres de diamètre sur une douzaine de centimètres de long. Taillée à une extrémité, elle est placée dans le sol par percussion. Les douze pièces présentes, placées suivant un cercle, maintenaient une sorte de maillage retenant l’eau qui affleurait, se dissipait et laissait ainsi apparaître le sel qui pouvait alors être récolté. On peut encore citer les traces laissées par une lame non correctement affûtée sur les ais de manuscrits (Fig. 18f) de l’ancienne abbaye de Saint-Benoit-sur-Loire (Fonds Abbon de Fleury) (Lavier 2004) qui nous autorisent à les comparer entre elles avec beaucoup plus de certitude et ainsi de quantifier les intervenants et/ou les outils possibles et leur contemporanéité. En dehors des marques de façonnage, celles laissées par les usages, qu’elles soient domestiques, guerrières ou rituelles, sont tout aussi intéressantes84 comme celles de la statuette d’Homme-Oiseau (Fig. 18c) de l’île de Pâques (Chili), probablement lors de cérémonies (Mohen et al. 2006). Outre les grandes statues de pierre bien connues, des statuettes en bois ont réussies à éviter les destructions quasi-systématiques des missionnaires européens : il n’en subsiste qu’une petite trentaine au monde ! Haute de 22 cm, celle-ci représente la transformation d’un homme en oiseau et est réalisée dans un bois de Sophora toromiro, arbre endémique aujourd’hui disparu de l’île.
58Consécutivement aux observations des traces de façonnage et d’usages, leur définitions nous apprennent de façon plus précise, d’une part, le type d’outil employé, et, d’autres part, l’angle d’attaque, le sens de rotation, la pression exercée… Il s’agit donc une restitution du geste et du savoir faire, ce qui nous rapproche de l’artisan lui-même ! Enfin, une fine observation de la structure même du bois peut s’avérer très utile, entre autres, dans le domaine de la conservation préventive. L’évolution structurelle et le vieillissement des objets de collections dans leur lieu de conservation, ne sont parfois pas repérables comme les microfissurations. Détectées, et surtout suivies dans le temps, elles peuvent devancer de futurs problèmes d’éclatement du bois par exemple. Encore une fois, les tests menés à ce jour en profilométrie préfigurent des perspectives extrêmement alléchantes et très complémentaires aux autres développements menées au LAMS sur les artefacts à supports-bois des collections publiques aussi bien en termes de recherche, de restauration que de conservation préventive.
VI. Bilans reconstitutifs
59L’ensemble des informations actuellement recueillies sur les bois suivant leur catégorie immobilière (pieu, charpente) ont déjà fait l’objet de nombreuses publications mais il n’existe pas encore de synthèse reliant les bois des objets et œuvres d’art de nos collections françaises. Citons une importante étude en cours sur le mobilier qui autorisera sans doute à formuler de solides postulats sur les ébénistes du XVIIIe siècle85 au travers du choix du bois et de sa mise en œuvre. De nombreuses révélations ont déjà été faites sur les retables brabançons (Cf. par exemple Haneca et al. 2005, Wazny 1992, 2005, Lavier 2003a), les ais des reliures médiévales et post-médiévales (Lavier 1998, 1999, 2001, 2005), les panneaux peints (Cf. par exemple Fletcher 1978, Heck et al. 1992, Courtois, Lavier 2008), des instruments de musique (Collectif 2008, 2009). Une première esquisse peut alors se dessiner en comparant par exemple les bois de ces objets au cours des XIV-XVIIIe siècles (Fig. 20). On remarque clairement que le segment chronologique de la seconde partie du XVe est une époque charnière attestant d’une évolution rapide de techniques, d’adaptation à la demande et de modifications d’approvisionnement en bois d’œuvre. On en distingue une seconde au cours du XVIIe siècle. Ces informations sont en cours d’amélioration et seront comparés aux éléments de l’histoire des techniques, les influences politiques et le développement du commerce voire d’aspects climatiques.
Fig. 19 : a : banc de mesures profilométriques du c2rmf. b : Marque de la Guilde Saint Luc d’Anvers sur le revers du panneau de « Sainte Madeleine en extase » du musée de l’art sacré et de la vie bourguignonne de Dijon (21), inventaire 982.2.1.1 à 3 (Photo C. Lavier) assurant de la bonne qualité du matériau. c : Statuette d’un homme-oiseau de l’île de Pâques, datant du XIXème siècle avec le détail d’un « sciage » manuel au niveau du visage ; musée du quai Branly de Paris, numéro d’inventaire (MQB) 70.2006.10.1 (photo c2rmf). d : Fascine la mieux conservée portant encore des agrégats de sel et représentation des traces de débit et de façonnage, accompagné de la restitution du processus de fabrication en quatre étapes (schéma et photo C. Lavier). e : Exemple de griffes (photo C. Lavier) sur des chants d’ais de manuscrits de la collection de la bibliothèque municipale de Reims (51) avec un exemple d’établi contemporain du XVème siècle (Stadtbibliotek, Nürnberg, D, Inv. 317.2). f : Chant de queue d’un ais supérieur en chêne (Quercus sp.) datant du XVe siècle où les flèches signalent la dent laissée par l’outil mal affûté ; bibliothèque municipale d’Orléans (photo C. Lavier).

Fig. 20 : Simplification des principaux résultats obtenus l’évolution de l’emploi de bois sur des centaines d’éléments étudiés à partir de mobiliers (D. Pousset, C. Locatelli, inédit), de panneaux peints, de retables brabançons, de manuscrits et d’incunables (Lavier C.) conservés dans les collections françaises datant de la fin du XIVème au début du XIXème siècles.

VII. Perspectives
60Divers autres champs d’investigations sont explorés aussi bien d’un point de vue technique d’accès aux informations que dans des domaines historiques peu développés comme les cas suivants.
61L’université Ann Harbor du Michigan86 (USA), le CRMF, le laboratoire d’optique appliquée de Palaiseau87 de l’Ecole Polytechnique88, la société Picometrix89 et l’infrastructure européenne ELI90 sont associées dans un projet sur le développement et l’application des terahertz aux œuvres d’art. Pour simplifier, le spectre de la lumière a des longueurs d’ondes dont très peu sont visibles à l’œil humain dont ces terahertz. Situées entre les micro-ondes (celles de nos fours à micro-ondes !) et les infrarouges, ces ondes particulières peuvent traverser des couches de matière pour “voir” ce qu’il y a derrière sans rien détériorer. Dans le domaine du patrimoine, les analyses actuelles portent sur des fresques recouvertes de plâtre dans des monuments historiques, la “lecture” de papyrus égyptiens qu’il est impossible de dérouler ou encore les toiles repeintes d’artistes comme Van Gogh. Cette technique et diverses machines sont également en cours de tests et d’adaptation sur du bois peint (Jackson et al., 2009).
62D’autre part, dans le cadre d’une thèse91 portant sur l’étude technique de modèles funéraires égyptiens92 de la collection du musée des beaux arts de Lyon93, l’examen archéodendrométrique du groupe de modèles concerne le travail des artisans qui les ont fabriqués. Le but premier est de tenter de restituer les méthodes, les techniques et les outils employés de même que les gestes effectués à partir des traces laissées sur le bois. Leur comparaison permettra de définir s’il y avait plusieurs artisans, voire plusieurs “mains”, de savoir s’ils travaillaient de la même façon, de proposer des hypothèses sur leur nombre, leurs spécificités personnelles de travail, peut être leur contemporanéité. Mais aussi comment ils faisaient face aux contraintes imposées par le bois. En effet, les artisans égyptiens devaient “faire avec”, car le bois local était rare et les divers examens dendrométriques déjà réalisés sur des sarcophages ou d’autres objets funéraires montrent que le choix de la qualité du bois n’était guère possible. Les techniques employées sont d’une part, l’observation visuelle directe des traces et des informations morphologiques visibles sur l’extérieur du modèle en bois. D’autre part, grâce à la récente collaboration avec le service de la radiologie digestive du Centre Hospitalier de Lyon94, les premières images en coupe et en volume sur l’ensemble des objets nous signalent tous les éléments susceptibles de nous renseigner sur la morphologie interne du bois donc de l’arbre d’origine ; comme un replacement possible du bois travaillé dans son tronc avec les départ de branches, par exemple (Fig. 21 a, b et c). Le concours du service de l’imagerie médicale a également permis de dépasser les attendus en réalisant des coupes virtuelles très précisément placées où non seulement on aperçoit les accroissements annuels (Fig. 21 d) mais où l’on peut surtout les visualiser de manière à en mesurer les limites. L’étude dendrochronologique est encore au stade de la prise de données avec des séquences flottantes mais ces débuts vont permettre de vérifier la contemporanéité supposée de ces objets voire leur origine présumée d’un même secteur artisanal. Ces débuts d’examens sont déjà très prometteurs, aussi bien en tracéologie où l’on discerne que le but n’est pas vraiment de faire de la “belle ouvrage” mais une représentation fidèle de l’activité du défunt ou du symbolisme des rituels funéraires ; qu’en restitution morphologique ou qu’en dendrochronologie. Ces approches dendrométriques sont très novatrices et particulièrement dans le domaine de l’égyptologie. D’autres techniques optiques et physiques sont également en cours de développement pour permettre à la fois des définitions micrographiques du bois et des restitutions plus poussées aussi bien en 2D qu’en 3D, comme l’usage d’accélérateurs de particules95.
Conclusion
63Le bois est omniprésent depuis que l’homme a été capable de réaliser des outils, des objets, des armes, de s’abriter et de se chauffer. Remarquablement bien conservé dans le sol, les bâtiments ou au travers d’objets, cet artefact végétal arrive jusqu’à nous avec des informations souvent indispensables ou très complémentaires à l’archéologie, à l’archéométrie, à l’histoire des techniques et de l’art. Pour les restituer, on fait appel à l’archéodendrométrie. Cette discipline concerne la micrographie du bois, la dendrochronologie, le “dendroprovenancing”, la tracéologie et la dendromorphologie. Le bois est en effet un excellent traceur chronologique, technique, géographique, culturel, économique et même politique. Ces études s’appuient sur des techniques variées d’imagerie à partir d’observations directes, infra-rouge, ultra-violet, radiotomographie, microtopographie, scanographie ou encore prospections terahertz, toutes sans danger pour le bois, non invasives, mémorisées et reproductibles. L’ensemble de ces champs de soutien et de recherche partenariale est en constante évolution, adaptation, exploration, et investigation avec notamment le but de réaliser des dispositifs portables (pour éviter de déplacer les objets) non invasifs (pas de prélèvement mais c’est déjà le cas depuis de nombreuses années) et capables de réaliser de nombreuses prises de données exploitables dans tous les domaines de l’archéodendrométrie. Cela ne concerne pas seulement le bois en tant que matériau à étudier mais également à des fins de conservation préventive, de résistance au vieillissement, d’optimisation de traitements de consolidation et de restauration des objets. Ces développements, réalisés originellement sur les œuvres d’Europe du nord, sont aussi transposables à de très nombreux objets en bois, quelque soit leur origine (Asie, Afrique, Amérique du sud…) et leur période. Toutes ces observations, ces études et ces analyses (le dendrochronologue ne se “nourrit” pas que de la largeur de cernes !) se doivent d’être menées sur un nombre important d’objets de même nature, d’ateliers communs et/ou d’époque identiques afin d’en restituer le maximum d’informations sur l’itinéraire du bois depuis l’arbre en sa forêt à son statut actuel. Enfin, la dendrochronologie, donnée comme LA méthode de datation par excellence, n’est en fait qu’une étape, nécessaire mais pas unique, à l’examen de bois anciens.
Fig. 21 : L’étude des modèles funéraires de la collection du musée des beaux arts de Lyon s’est faite en observations directes et microscopiques mais aussi à l’aide de l’imagerie optique (ici tomographie) qui permet, dans le cas de cette barque funéraire de restituer une grande partie des propriétés externes (a et b) et internes du bois, de la replacer dans son tronc d’origine (c) ou encore de vérifier l’évolution du comportement du bois en milieu muséal. La barque (Inv.1969-398) a été réalisée dans du figuier sycomore (Ficus sycomorus L.) et les personnages dans de l’acacia (Acacia sp.) Le découpage virtuel en lamelles permet, quant à lui, de cartographier les éléments anatomiques parmi lesquels les cernes dont on peut alors mesurer la largeur à des fins dendrochronologiques (d : exemple d’une planche en cèdre - Cedrus cf. libani - du modèle Inv.1969-408), (micrographie V. Asensi-Amoròs).

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Notes de bas de page
1 Les méristèmes produisent des cellules capables de répondre aux besoins de l’arbre à savoir la conduction de la sève, le stockage et la transformation des réserves et le soutien mécanique. Ce sont des tissus de cellules végétales non différenciées (ou embryonnaires) producteurs de nouvelles cellules par divisions actives rapides et qui engendrent d’autres parties de l’appareil végétatif. Il sont dit primaires lors de la formation de nouveaux organes, de tissus et de croissance en longueur comme pour les tiges et les racines. Ils peuvent être secondaires quand ils sont responsables de la croissance en épaisseur du tronc.
2 Il porte également le nom d’assise libéro-ligneuse ou de cambium vasculaire. Il se distingue de l’assise subérophellodermique, placée en périphérie de tige ou de racine, qui met en place les tissus externes (écorce).
3 Le phloème secondaire ou liber fait partie de l’écorce qui est l’ensemble de tous les tissus extérieurs au cambium (liber, périderme, liège…). Il est composé d’un empilement de diverses couches (réserves, canaux, fibres) comme les pages d’une livre, d’où son nom !
4 L’écorce est un terme général comprenant l’ensemble des tissus dits corticaux qui revêtent l’extérieur du tronc, des branches et des racines des plantes ligneuses. Son aspect, comme sa couleur, est très varié suivant les arbres, leur âge, leur exposition et peut être lisse, cannelé, craquelé, écailleux, fibreux, fissuré, crevassé… Son rôle protecteur du cambium est essentiel : un arbre peut subir de nombreux traumatismes mais survivra du moment que le cambium assure toujours une liaison entre les racines et le sommet de l’arbre.
5 Les thylles, ou thyllose, sont des sécrétions des parois de cellules sous forme de voile empêchant le passage de la sève.
6 Le duramen est appelé aussi bois parfait dans les métiers du bois ou bois de cœur, car il possède une durabilité que n’a pas l’aubier, trop tendre et sujet aux attaques des larves d’insectes xylophages ou de champignons lignivores.
7 La duraminisation, ou lignification, est le passage de l’état d’aubier à celui de duramen où toutes les fonctions actives sont stoppées sauf celle de soutien.
8 Le parenchyme est un tissu fondamental des végétaux supérieurs, assurant diverses fonctions vitales comme la mise en réserves d’amidon ou d’eau ou pour produire de l’énergie à la plante (fonction chlorophyllienne).
9 Relatif à l’homme et l’espèce humaine
10 Les Phanérogames font partie de l’embranchement du règne végétal définissant les plantes à fleurs ou à graines.
11 Le bois homoxylé est un tissu simple dépourvu de fibres ligneuses et n’est composé que d’un seul type d’éléments conducteurs, les trachéides.
12 Les Gymnospermes sont des plantes à graines apparentes, notamment avec des fruits en forme de cône et surtout composés des conifères (ou résineux lorsqu’ils possèdent des cellules sécrétrices de résines) à aiguilles.
13 Le bois hétéroxylé est un tissu complexe formé de vaisseaux, de fibres et de parenchyme.
14 Les Angiospermes sont des plantes à graines dans un fruit fermé qui concernent les feuillus. Ils sont dicotylédones quand la graine a deux cotylédons (feuilles primordiales de l’embryon) permettant l’évolution en plantule et la tige croît en épaisseur.
15 L’ordre des Conifères (ou Pinales) se divise en six familles dont les Pinacées (ou Abiétinées), caractérisées par leur fruit en cône et comportant notamment les genres sapin, pin, épicéa, mélèze et cèdre ; les Cupressacées (Cyprès, Genévriers, Thuyas) et les Taxodiacées (If, Sequoïa).
16 Ce terme est issu du grec “dendron”, l’arbre et “chronos” le temps
17 A.-E., Douglass, Indications of a rainy period in southern Perù, Science, 20/507, 1892, p. 231-232 ; Weather cycles in the growth of big trees, in Monthly weather review, vol. 37 (6), 1909, p. 225-237 et (), Climate cycles and tree growth, vol 1 à 3, Carnegie Institution, Washington, 1919, 1928, 1936.
18 http://www.imep-cnrs.com
19 Cf. Fritts 1963, LaMarche 1963, Stuiver 1965, etc.
20 Restitutions d’informations météorologiques et climatiques par l’étude des cernes annuels de croissance des arbres
21 Climat et dynamique des avalanches
22 Etude des feux de forêts, de brousse, de pâturage, etc.
23 Histoire des vendanges et météorologie saisonnière
24 Etude de la production forestière à des fins prédictives (bio-énergie) mais aussi en terme d’économie du bois de feu
25 Analyses des pollutions actuelles
26 Cf. Technè 29, 2009
27 On parle de datation C14 ou radiocarbone également
28 H.E., Suess, Bristle-cone pine calibration of the radiocarbon time-scale, 5200 B.C. to the present, in Nobel Symposium on Radiocarbon Variations and Absolute Chronology (12th) in 1969, Uppsala, 1971
29 Cf. : http://www.radiocarbon.org/Info/
30 De l’ordre de la dizaine de grammes pour des bois archéologiques en radiocarbone dit conventionnel et, comme cela est pratiqué au C2RMF, de l’ordre de la dizaine de milligrammes dans le cas d’une AMS (“Accelerator Mass Spectrometry”) sur les objets et œuvres d’art.
31 Par restitution morphologique, cf infra
32 En dehors des “plateaux” où la concentration C14 est très fluctuante et aboutira alors à un intervalle de l’ordre d’un demi- à un siècle.
33 Cela concerne les matériaux utilisés dans les fabrications d’objets par les artisans et artistes : bois, ivoire, os, pigments, céramique, vernis, métaux, minéraux ou tout autre élément de composé physico-chimique ; ainsi que leur circulation au cours du temps par les échanges ou le commerce sur l’ensemble de la planète.
34 Le climat tropical sec se situe de part et d’autre de la zone de l’équateur et il concerne des régions désertiques à semi-désertiques, plutôt à l’ouest et/ou au centre des continents et souvent entourées de chaînes montagneuses. Celui humide s’insère entre le précédent, au niveau de l’équateur avec une succession de saisons sèches et humides.
35 Le climat subtropical ou appelé aussi climat tempéré chaud, connaît une alternance de saisons chaudes et froides mais avec des manifestations parfois brutales (inondations, orages, cyclones…). En Europe, on distingue le méditerranéen côté occidental avec des chaleurs estivales sèches, et l’humide côté oriental avec des chaleurs halitueuses.
36 Ce climat se caractérise également par une répétition d’hivers et d’été avec un climat océanique d’étés frais et d’hivers doux (ouest des continents) et un climat continental d’étés chauds et d’hivers froids et secs (est des continents).
37 Intermédiaire entre climat tempéré et polaire, il concerne uniquement l’hémisphère nord (sorte d’anneau circumpolaire englobant la Fennoscandie et le nord du Canada, de la Russie et de la Chine), où les étés sont plus frais et les hivers rigoureux. La seule végétation est la forêt boréale (ou taïga) composée essentiellement de conifères (ou Aciculisylvae) adaptés au froid et, selon les zones, de quelques feuillus comme le bouleau ou le peuplier.
38 Celui-ci est caractérisé par des températures très froides toute l’année, notamment pendant la nuit polaire, ne permettant pas aux végétaux tels que les arbres de s’y installer. L’été est court, l’éclairement continu, le dégel partiel et l’humidité permanente.
39 En fait, le cèdre (et ceux de la famille des Abiétaceae comme le sapin) est une essence extrêmement réactive aux conditions environnementales (ici la pluviométrie) qui peuvent conduire à la formation de quelques cellules dans l’année, pas sur l’ensemble du tronc et seulement accessibles en vision microscopique ! Cela peut donc passer pour une “absence” de cerne annuel en observation macroscopique. A l’identique, la multiplication d’accroissements au cours de l’année, peut passer pour autant de cernes, qualifiés de “faux cernes” par le dendrochronologue.
40 P., Richardin, C., Lavier, D., Borel, T., Vigears, A.-S., Le Hô, Etude d’un homme-oiseau “mai tangata man” de l’île de Pâques “Rapanui”, Chili, conservé au Musée du quai Branly, Rapport CRMF -R7863, 2006.
41 Cet arbre, aujourd’hui disparu de l’île, croissait sous un climat subtropical, chaud et humide toute l’année, ne lui permettant que d’effectuer des poussées successives en fonction des faibles variations de température. Les années calendaires sont alors difficilement distinguables.
42 La détermination des essences la plus précise, jusqu’à l’espèce, est la micrographie du bois et l’intervention d’un spécialiste est indispensable.
43 Voir les chênes de la commune d’Oussières (Jura) atteignant les 2 m de diamètre et “nés” dans les années 1790 !
44 Pour les chênes, on citera la forêt relique dite “Colbert” à Bercé (72), dont une population est en cours d’étude (Lavier, inédit) en collaboration avec l’ONF. Nés dans les années 1670, ils dépassent largement les 3 siècles pour des diamètres de l’ordre de 50/80 cm ! Pour les résineux d’altitude, voir, entre autres, Edouard, 2007.
45 Par exemple si la date du cerne le plus récent est de 1503, on annoncera une date de coupe à partir de 1504 sans risque d’erreur ; on peut aussi dire que l’arbre a pu être coupé à partir du début du XVIe siècle.
46 Fouilles en milieu urbain, fluvial, maritime, minier, dans les grottes, lors de travaux d’aménagements, etc.
47 Maison, château, église, cathédrale, temple, grange, etc.
48 Epoque préhistorique comprise en le paléolithique et l’âge des métaux où les groupes culturels humains domestiquent les plantes (agriculture) et les animaux (élevage) tout en se sédentarisant (artisanat, habitat). Elle varie selon les régions du monde mais se situe entre les VIe et IIe millénaires av. J.-C. en Europe.
49 P. Petrequin, Directeur de Recherches émérite au CNRS, spécialiste international en préhistoire.
50 En relation avec les lacs : vivant sur les bords ou dans un lac.
51 http://www.latenium.ch/
52 Commune du canton de Zurich dans lequel des fouilles archéologiques de bord du lac ont donné son nom à un cycle culturel du néolithique suisse occidental.
53 La culture du site éponyme de Ferrières correspond au Néolithique récent de la fin du IIIeme millénaire avant J.C.
54 Station archéologique éponyme suisse ayant donné son nom à un type culturel du milieu du IVe millénaire av. J.-C.
55 Stations archéologiques éponymes du Jura français correspondant à une période de régionalisation du Horgen à Ferrières couvrant essentiellement les 30e (récent) et le 31e (ancien) siècles av. J.-C.
56 idem
57 http://www.chalain.culture.gouv.fr
58 Cf. supra
59 Cf.supra
60 Les ponts routiers en Gaule romaine : http://calenda.revues.org/nouvelle9882.html
61 Nous les qualifions de chronologies à forte “portabilité” dans le jargon dendrochronologique.
62 Nous tenons à remercier tout particulièrement le professeur T. Wazny des universités Cornell à Ithaca (USA) et de Nicolaus Copernicus à Torun (Pl), C. Locatelli et D. Pousset du LEB2d-Laboratoire d’expertise du bois et de datation par dendrochronologie (F), P. Gassmann du musée cantonal Laténium de Neuchâtel (CH) ainsi que H. et C. Egger de Dendrolabor-Boll (CH).
63 Zones désertiques mais aussi un bassin parisien très étendu mordant sur la Champagne Ardenne, la Bourgogne du nord et la région Centre par exemple.
64 L’effet asséchant du Foehn est typique du climat alsacien. La Bourgogne subissant des influences occidentale, orientale et méditerranéenne en relation avec le plateau du Morvan, on la divise en trois parties distinctes.
65 A l’échelle d’une forêt, d’un fond de vallée, d’une ville…
66 Spécificités de la topographie (adret et ubac), couvert végétal, niches, bosquet… avec des caractéristiques très ciblées en ensoleillement, température et/humidité.
67 Les groupes sculptés peuvent être en noyer (Juglans sp.) plutôt dans les retables bruxellois, arbre largement employé en statuaire
68 On notera que les meubles peuvent également être composés de nombreuses pièces mais le plus souvent avec une grande variété d’essences notamment à partir de la seconde partie du XVIIe siècle avec les développements du commerce du bois extra-européen. L’étude par dendrochronologie de ces éléments est parfois impossible (accroissement non annuel, problème de débit, faible qualité dendrochronologique).
69 Actuel secteur de Sainte-Marie-aux-Mines (68). “A la fin de 1627, toute activité minière est suspendue dans le Val-de-Lièpvre ducal, les troubles engendrés par l’éternel conflit de territorialité précipitent seulement la date d’un abandon qui, véritablement causé par l’épuisement des réserves métalliques, s’avérait inéluctable.”
70 J., Grandemange, Projet pour une étude des mines du Duché de Lorraine au Val-de-Lièpvre de 1512 à 1628 d’après les comptes des receveurs, et leurs techniques d’après l’étude archéologique de la mine et des ateliers du Samson (Haut-Rhin), Centre d’Histoire des Sciences et des Mouvements Intellectuels, Université Paris 1 / Panthéon-Sorbonne, thèse en cours.
71 C., Lavier, Etude dendrochronologique du panneau RF2090, musée du Louvre, Paris (F), 2008, rapport CRMF -15509.
72 Du latin manu scriptus, ouvrage écrit à la main antérieurement à l’invention de l’imprimerie
73 Du latin incunabulum (berceau, commencement), livre datant de l’origine de l’imprimerie (1454) jusqu’en Mars 1501 (date de Pâques qui débutait l’année calendaire) et comportant, dans notre cas, son texte et ses illustrations gravées sur des planches de bois (xylographie).
74 Institut de recherche et d’histoire des textes, unité propre de recherche du CNRS (http://www.irht.cnrs.fr/)
75 Du latin religare, c’est ici le résultat de l’assemblage par couture des cahiers d’un livre aux ais, recouvert totalement, partiellement ou non de cuir ou de tissu.
76 Bien connu des cruciverbistes, l’ais est un vieux mot français désignant une petite planche de bois. Essentiellement en chêne (Quercus sp.) puis en hêtre (Fagus sylvatica), on le désigne actuellement dans la reliure des manuscrits médiévaux et des incunables. Souvent recouvert de cuir (totalement ou partiellement), parfois enveloppé de tissu ou nu, il fut rapidement remplacé par le carton dès le XVIe siècle.
77 En fait tous les ais sauf ceux composant les reliures attribuées au monastère de Saint-Benoit-sur-Loire et conservés à la Médiathèque d’Orléans où le contenu était considéré comme plus important que le “contenant” », c’est-à-dire les reliures, toutes de facture très rustique…
78 C., Lavier, R., Brageu, SGBD Cathais, Historical Wood Utilisation, Stuebing 2011, University of Natural Resources and Life Sciences – BOKU Vienna, http://holzverwendung.boku.ac.at/group.html
79 Des bois de la Brévine entrent dans la fabrication de harpes de prestige, L’Express du 10 janvier 2011
80 Etudes en cours sur les luths et théorbes de la collection du musée ainsi que sur les clavecins français du XVIIe siècle.
81 L’artisan pareur est celui qui prépare la planche aux dimensions désirées à partir d’un pré-débit sur quartier. On attribue également ce nom à celui qui affine un cuir ou une peau pour en atteindre la fleur.
82 Sculpteur au Moyen Âge
83 Gif-11014 et Gif-11015
84 P., Richardin, C., Lavier, T., Borel, D., Vigears, Dossier CRMF 61413, Homme-Oiseau, compte rendu d’étude n° 7863, février 2006.
85 Le musée du Louvre a confié l’étude des meubles dits “Boulle” à l’équipe du LEB2D, http://www.louvre.fr/node/46758 et fera l’objet d’une exposition dans ses nouvelles salles en 2013.
86 http://www.umich.edu/
87 http://uoa.ensta.fr/, UMR 7639
88 http://www.polytechnique.fr/
89 http://picometrix.com/
90 http://www.extreme-light-infrastructure.eu
91 Doctorat en préparation depuis octobre 2008 de Gersande Eschenbrenner, suivant une convention établie entre l’université de Lyon II sous la direction du professeur Laure Pantalacci, directrice de l’IFAO, de la société Xylodata dirigée par Victoria Asensi Amorós, expert micrographe du bois avec la collaboration de Sandrine Pagès-Camagna (études des pigments, C2RMF) et de Catherine Lavier (archéodendrométrie, LAMS).
92 Leur datation est située entre la fin de la XIe et la XIIe dynastie c’est-à-dire au cours du Moyen Empire aux alentours du XXe siècle avant J.-C.) et ils seraient issus d’ateliers du gouvernorat d’Assiout (Moyen Egypte).
93 Sous la direction de Mme Geneviève Galliano, du département des Antiquités du musée des Beaux-Arts de Lyon.
94 Imagerie du service de radiologie digestive du professeur Pilleul, CHU Lyon (69) que nous remercions ainsi que A. Chapon et F. Dupont pour leur disponibilité et leur enthousiasme.
95 A partir des instruments comme AGLAE version 2 à venir au CRMF ou du canon de la ligne ID19 de l’ESRF de Grenoble. Ces analyses s’effectuent par faisceau d’ions et rayonnements synchrotron X qui permettent l’imagerie d’éléments constitutifs de matériaux de l’échelle micro- à nanoscopique.
Auteur
-
Catherine Lavier
Ingénieur de recherche CNRS, LAMS (Laboratoire d’archéologie moléculaire et structurale), UMR 8220 CNRS et UPMC, Ivry-sur-Seine
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Céramiques et Verres du Moyen Âge et de la Renaissance
Gérard Giuliato (dir.)
2010
