1L’étude des matières premières utilisées pour la production lithique ou pétro-archéologique, constitue une approche méthodologique complémentaire moins traditionnelle que sont celles typologiques et technologiques.

2L’intérêt pour ce type d’étude nouvelle a été reconnu dès le début des années 1990. Depuis cette date, les recherches visant à approfondir cette voie ont joué un rôle croissant dans la connaissance de la Préhistoire. Aujourd’hui, cette démarche originale, ainsi que les modèles interprétatifs qui lui sont associés, font l’objet d’un consensus dans le monde des préhistoriens (Geneste, 1992 et 1998 ; Féblot-Augustins, 1997). Les fondements cognitifs et méthodologiques de l’étude des matières premières des industries pléistocènes trouvent leur origine dans les recherches réalisées essentiellement en Afrique pour le Paléolithique inférieur, et en France, pour le Paléolithique moyen et supérieur. En Italie, la mise en place d’une telle démarche a récemment provoqué la relecture de nombreux ensembles lithiques anciennement connus. Elle a également impulsé la publication de nouvelles données concernant ce domaine (AAVV, 2006).

3Sur le plan du protocole de recherche, l’étude des matières premières lithiques utilisées par les groupes humains préhistoriques commence systématiquement par la reconnaissance et la détermination géologiques de toutes les roches qui composent l’ensemble archéologique. Cette démarche permet de tracer un territoire plus vaste investi par les hommes, organisé en cercles concentriques, correspondant aux zones de récolte des différentes roches. Le site étudié est placé au centre de ce territoire théorique. Dans un second temps, un autre niveau d’investigation, s’intéresse aux aspects économiques et sociaux liés aux comportements humains induits par la quête des roches (Fig. 6).

Les étapes de cette approche peuvent être organisées de la façon suivante :

• Reconnaissance, détermination et description des types de roches composant l’échantillon archéologique.

• Recensement des ressources lithiques dans un territoire délimité sur la base des types reconnus dans l’échantillon archéologique et détermination du niveau de cohérence entre les deux ensembles de données.

• Formalisation des voies de circulation des matériaux décrits dans l’échantillon archéologique en référence aux probables sources d’approvisionnement et à la technologie de taille.

• Approche des comportements humains concernant les modalités d’exploitation des ressources de l’environnement, essentiellement en termes de mobilité.

4Chacune de ces étapes implique que chaque spécialiste s’appuie sur une démarche de type interdisciplinaire. Les diverses approches fonctionnent en fait suivant une méthodologie, une prospective de recherche et des interprétations qui leur sont propres.

La caractérisation des matières premières

5La pétro-archéologie aide à caractériser et organiser le corpus des matières premières lithiques qui composent une industrie paléolithique donnée. Dans les années 1970, J. Stelcl et J. Malina définirent la pétroarchéologie comme une discipline scientifique qui se fixe pour objectif « l’étude des outils préhistoriques en pierre par le biais de méthodes spécifiquement pétrographiques et archéologiques » (Stelcl et Malina, 1970). Une définition plus récente considère la pétro-archéologie comme l’étude des matériels archéologiques, elle utilise les méthodes de la pétrographie sédimentaire ou cristalline, pour approcher des concepts paléo-sociologiques (Masson, 1981).

6L’analyse pétro-archéologique est basée sur l’observation macroscopique et microscopique des caractères épi-génétiques des roches sédimentaires siliceuses. Elle évalue ainsi la structure de la silification, le contenu micropaléontologique ainsi que d’autres éléments caractéristiques. Dans tous les cas, l’objectif final reste celui d’isoler un lithotype3 et de le mettre en relation avec son environnement originel de formation. Après cette approche, on est donc en mesure de repérer le matériau étudié au sein d’une stratigraphie géologique, de lui attribuer un âge et une localisation actuelle (Geneste, 1992 ; Grégoire, 2002).

7La caractérisation macroscopique se fait à travers l’observation de l’échantillon archéologique à l’aide d’une simple loupe. Les paramètres descriptifs fondamentaux sont la texture, l’homogénéité, l’aspect optique et la couleur, décrits à l’aide de la Munsell Soil Color Chart.

8A ces caractères on peut rajouter, si l’échantillon étudié le nécessite, d’autres éléments qualitatifs comme la présence de macrostructures internes, d’inclusions et de zonages caractéristiques.

9Pour la recherche archéologique, on se limite le plus souvent à l’utilisation de paramètres descriptifs associés aux observations des échantillons géologiques et à une connaissance approfondie du territoire.

10Ceci reste, en règle générale, suffisant pour remonter à la formation géologique d’origine. De plus, à côté des aspects strictement géologiques, la description des lithotypes archéologiques doit nécessairement contenir un faisceau d’informations sur l’état physique de la matière première au moment où celle-ci a été introduite dans le site, et sur les qualités « anthropiques » du matériel. Il faut comprendre par là, son degré d’aptitude au façonnage par débitage. Pour mener ce travail à terme, la description macroscopique des cortex, des patines et de la qualité du matériel est essentielle.

11Le terme cortex, communément utilisé en archéologie, parfois improprement, concerne la surface d’un bloc brut de matière première qui garde des traces plus ou moins étendues de la roche encaissante de la formation primaire. Typiquement le silex présente un cortex d’origine carbonatée. Le bloc brut de matière première, une fois détaché de la paroi rocheuse, peut subir différents types d’altération dus à l’action des agents atmosphériques qui dégradent les pentes ou à un transport fluvial. Si telle est la situation, la partie carbonatée externe se dégrade rapidement et le bloc mobilisé expose alors une autre de ses surfaces. D’abord intacte, elle subit à son tour, soit les stress mécaniques du transport, soit les éventuelles altérations chimiques dues aux conditions de déposition finale. Dans ce cas, il est préférable de qualifier la nouvelle surface de néocortex.

12Toutes les situations intermédiaires peuvent se présenter qui vont, du bloc naturel présentant encore le cortex d’origine jusqu’au galet de rivière avec néocortex. En fait, il convient de mener une étude approfondie de chaque affleurement.

13La description du cortex nous donne donc une information essentielle concernant la nature primaire ou secondaire de la source d’approvisionnement. Souvent, les caractéristiques du matériel archéologique examiné permettent de rajouter d’autres informations utiles dans le tableau descriptif d’un lithotype, Elles sont liées à l’aspect du cortex ou des surfaces naturelles, aux dimensions et aux formes de blocs employés.

14La patine est définie par J. Pelegrin dans le Dictionnaire de Préhistoire (Dir. Leroi-Gourhan, 1988) comme « une altération secondaire fréquente de la surface d’objets de roche dure, taillés ou cassés. Elle est très variable en couleur et épaisseur, selon la matière première, le milieu (acidité du sol…) et la durée de l’enfouissement ». Ces phénomènes taphonomiques, liés à la conservation de la matière première, qu’elle soit in situ dans son état originel ou après sa transformation en outil, produisent des résultats divers. Ils sont souvent repérables au sein des séries lithiques où l’on remarque des modifications plus ou moins fortes de la couleur ou même de la structure de la pierre.

15Les études géo-archéologiques mettent souvent en évidence l’importance du rôle joué par les sols emballants dans la formation de la patine. Elles soulignent la nécessité de mener une étude pédologique sérieuse des dépôts archéologiques qui ont livré une industrie lithique mais également des gîtes d’approvisionnement en matières premières. Pour caractériser chaque lithotype, il est donc fondamental de comprendre si la patine de surface de la matière première s’est formée avant utilisation par l’homme préhistorique ou si sa formation est liée aux conditions survenues a posteriori dans le dépôt archéologique, après abandon de l’objet.

16Dans la première hypothèse, la patine elle-même devient un élément descriptif caractéristique d’un affleurement particulier. Dans le cas contraire, elle doit être considérée comme un facteur « déviant », pour l’identification de la provenance d’un lithotype. Il est alors nécessaire de mener une comparaison minutieuse directe entre matériel altéré et matériel à l’état physique frais. A ce propos, l’éventuelle présence, sur un même objet, de surfaces patinées et non patinées peut amener des renseignements intéressants sur l’« histoire » de l’objet (Turq, 2005).

17La qualité d’un lithotype, dans le sens d’un intérêt lié à la taille, concerne d’abord son adaptation à la technologie utilisée par l’homme préhistorique pour transformer cette matière première en outils prédéterminés, mais également à l’utilisation finale de ces derniers.

18Il est judicieux d’effectuer parallèlement des tests expérimentaux de taille sur échantillons géologiques, puis de comparer les résultats obtenus avec la nature et la quantité des produits lithiques récupérés dans la série analysée. A. Turq fait référence à ce paramètre qualitatif en employant la terminologie « aptitude au débitage » (Turcq, 2005). Il recense les résultats des tests effectués au percuteur dur sur un échantillon de roche actuelle provenant d’affleurements siliceux secondaires des dépôts fluviatiles de la Vézère et de la Dordogne en France. Il en a déduit que les roches siliceuses peuvent se ranger en trois classes sur la base de leur potentiel technologique :

1. Silex non adaptés au débitage qui présentent une structure interne hétérogène (silex vacuolaires ou saccaroïdes) et un degré élevé de fracturation. Ils ont seulement pu être utilisés pour une production occasionnelle d’éclats.

2. Silex de bonne qualité qui présentent une structure interne plus homogène que celle des précédents et permettent la production systématique d’éclats. Par contre, le tailleur ne peut pas se lancer dans une production en série de supports avec un haut degré de prédétermination comme celle que l’on observe dans la technique Levallois ou dans la production de lames et outils à retouche plate.

3. Silex d’excellente qualité qui présentent une structure interne fortement homogène et permettent la production systématique de tout type de support, soit par percussion, soit par pression.

19L’aptitude au débitage est en fait plutôt strictement liée à l’homogénéité de la matière primaire qu’à sa texture. Il convient cependant de ne pas perdre de vue que ces deux caractéristiques restent subordonnées à une forte sélection anthropique. Seule donc, une fraction des ressources lithiques naturelles a répondu aux exigences technologiques humaines. Dans le cas où, ces ressources sont toujours actuellement disponibles, leur connaissance, reste forcément incomplète tant au niveau bibliographique que cartographique.

20Malgré la difficulté liée à une faible présence, voire une absence totale, d’éléments caractéristiques pouvant être repérés à œil nu, il reste pourtant possible de mener une caractérisation macroscopique des roches siliceuses,. Dans le meilleur des cas, ces élèments permettent d’isoler un lithotype et d’établir une liaison avec l’environ de formation, ou dépôt primaire. Mais on peut aussi effectuer des analyses microscopiques et géochimiques, quand le cas à étudier le requiert. Toutefois, la nature extrêmement hétérogène du silex, à l’intérieur d’une même formation, peut rendre l’analyse microscopique elle-même insuffisante ou inadaptée. Une connaissance approfondie des environnements de formation associée à la prise en compte de la variabilité interne du matériau restent nécessaires.

21Pour être réellement opérationnelle, la connaissance pétrographique doit prendre en compte une analyse minutieuse des conditions physiques de la matière première au moment où le tailleur s’en servit. L’étude d’une lame mince en microscopique optique, permet de déterminer la nature, les dimensions et l’organisation spatiale des composants siliceux qui constituent les clastes ou les granules d’une roche sédimentaire. Mais elle permet également de mettre en évidence la présence de microstructures caractéristiques, de bioclastes, de microfossiles et de restes organogènes. Ces observations étant liées aux dynamiques et aux environnements de formation de la roche, une combinaison particulière de ces paramètres reste, dans la plupart des cas, la clé décisive pour circonscrire l’environnement précis d’une formation primaire (Adams et al., 1988). Durant ces dernières années, plusieurs méthodes d’analyses géochimiques se sont développées qui permettent d’identifier et quantifier les éléments-traces qui entrent dans la composition des roches siliceuses. La spectrométrie d’émission atomique (ou optique) avec plasma accouplé de façon inductive (ICP-AES) est actuellement la méthodologie qui fournit les réponses les plus encourageantes (Bressy et al., 2000).

L’étude des ressources lithiques d’un territoire donné

22L’étude des ressources lithiques d’un territoire nous permet d’obtenir une base de données qui peut être utilisée comme référence pour une éventuelle confrontation avec un échantillon archéologique. Elle représente donc le fondement de la mise en relation grâce à laquelle il est possible d’établir des liaisons entre matière première exploitée et source d’approvisionnement. Ces données permettent de délimiter, de façon plus ou moins nette, une région géographique, avec ses caractéristiques. Cette démarche donne une représentation concrète des comportements humains en termes de mobilité et d’économie.

23Cette analyse doit en outre prendre en compte d’autres concepts fondamentaux, nécessaires à une interprétation correcte de la réalité préhistorique. Un, parmi tant d’autres, est la distinction entre potentiel lithique actuel et potentiel lithique préhistorique.

24La détermination du potentiel lithique actuel implique l’étude des dépôts continentaux et marins connus et recourt à des disciplines comme la sédimentologie et la géomorphologie. Les instruments de recherche sont essentiellement la cartographie et la bibliographie qu’il convient cependant de coupler à des observations de terrain. Cette démarche permet de prélever les échantillons géologiques qui vont constituer la lithothèque.

25Concernant le potentiel lithique préhistorique, le point initial pour le déterminer reste toutefois la connaissance de celui lithique actuel. La paléogéographie permet de remonter jusqu’aux lieux de dépôts continentaux et marins anciens. On perçoit par ce biais les différences qui peuvent exister entre les ressources actuellement disponibles et celles à portée de main dans la préhistoire. L’ensemble lithique représenté par l’échantillon archéologique, face aux ressources actuelles, peut alors avoir le même rôle que la lithothèque.

26L’inventaire des ressources lithiques actuelles et préhistoriques doit intégrer toutes les formes d’affleurements que l’homme a repérées comme sources de matière première. C’est pourquoi il convient de prendre en compte tous les types d’environnement dans lequel l’affleurement s’est formé ; depuis sa genèse au sein de la roche-mère jusqu’aux formes sédimentaires secondaires, comme les dépôts alluviaux ou les cordons littoraux. La grande variété de ces dépôts est liée à la morphologie du bassin hydrographique qui entraîne les déplacements successifs de la matière.

L’étude de la circulation des matériaux

27Sur la base de la relation entre les ressources préhistoriques d’une région et les matières premières d’un échantillon archéologique, on peut circonscrire, dans un premier temps, un territoire. Il mérite d’être assimilé à une entité géographique démontrant un tableau des ressources lithiques et de leur diffusion par l’homme. Ces caractéristiques, tant géologiques qu’humaines, font d’un territoire, d’extension variable, une entité originale, qui se démarque des régions proches au sein d’un système géographique (Féblot-Augustins, 1997). M. Geneste exprime cette même vision en parlant de territoire d’approvisionnement qu’il considère comme un espace idéal dans lequel il situe le lieu d’abandon, ou site archéologique, des produits lithiques (Geneste, 1992). A sa périphérie, on reconnait les sources d’approvisionnement qui marquent les limites de ce territoire.

28A l’intérieur d’une même région, ou territoire d’approvisionnement, on peut observer les formes de circulation de chaque lithotype. On peut le définir comme le déplacement de la matière première qui couvre une distance d’au moins un kilomètre entre le lieu d’approvisionnement, ou affleurement, et le lieu d’abandon, ou site. Pour effectuer ce type d’analyse il est fondamental de connaître la distance entre le site et la source d’approvisionnement pour chacune des ressources minérales exploitées. Cette dernière est calculée selon la méthode du trajet linéaire. Il s’agit d’un cheminement en ligne droite dont on postule qu’il a été réalisé par un seul et même individu et qui ne prend pas en compte le relief (Féblot-Augustins, 1997).

29Très souvent les données à disposition ne permettent pas d’établir une relation univoque, en terme de distance, entre site et source d’approvisionnement, c’est-à-dire d’établir le lieu exact d’acquisition. Les principaux facteurs qui induisent des dissonances peuvent être :

• Les différences entre la disponibilité des ressources actuelles et préhistoriques.

• La nature des affleurements, qui s’avère être rarement punctiforme, donc réduite en extension.

• L’éventualité qu’une même matière ait pu être disponible dans des lieux différents, même situés à une distance considérable dans l’espace.

• La variabilité des comportements des groupes humains qui ont pu utiliser plusieurs sources d’approvisionnement.

30Ces considérations nous imposent de regarder la distance, entre le site et la source d’approvisionnement, en termes plus complexes que la simple évaluation en kilomètres. On peut délimiter, dans ce sens, un espace à l’intérieur duquel chaque matière première pouvait potentiellement être récupérée. Ce schéma nous permet d’associer à chacune d’elles une distance d’approvisionnement minimale et maximale.

31Les différentes études concernant la circulation des matières premières ont mis en évidence que, plus la distance avec la source d’approvisionnement augmente, plus la quantité de matière première introduite dans le site, provenant de cette source, diminue. Les courbes qui représentent cette relation sont de type exponentiel.

32La quantité de matière première introduite dans le site peut se manifester de deux façons : soit par l’effectif des pièces, soit par leur poids global. Certes le nombre d’objets donne une idée immédiate du degré d’exploitation d’un minéral déterminé, par contre le poids global révèle plutôt la capacité de transport de ce matériau au sein d’un espace et donc la dépense énergétique qui lui fut associée. Ces deux types de données ne sont pas à interpréter indépendamment, mais de façon complémentaire. Suivant une approche croisée, elles donnent des indications sur le poids moyen des outils produits et une estimation sur leur nature. A titre d’illustration, des situations extrêmes peuvent être envisagées. Ce serait le cas, par exemple, d’une production en petite quantité d’outils généralement volumineux et lourds et a contrario d’une industrie de pièces légères et de petite taille (Geneste, 1992). Le fait d’avoir étendu les pistes de recherche aux modalités d’introduction de la matière première et à la technologie adoptée pour la transformer a donné aux études pétroarchéologiques une dimension plus vaste que la simple relation gîte-gisement. A ce stade, l’approche technologique, associée à la relation linéaire distance-quantité, introduit un aspect fondamental pour cerner la dimension économique des comportements humains. De fait, les caractères technologiques d’une industrie, perçus au travers de l’analyse des chaînes opératoires, sont directement liés à la qualité de la matière première, comme cela été remarqué lors de la caractérisation macroscopique des lithotypes d’un échantillon archéologique.

33Il faut rappeler que la reconstitution des chaînes opératoires est effectuée depuis le stade du bloc brut de matière première jusqu’au produit manufacturé final. Ce type d’analyse met en évidence les comportements techno-économiques des tailleurs qui ont pu varier en fonction de la qualité du matériel mais également de sa disponibilité sur le territoire d’approvisionnement. Sur un plan plus général, des modèles interprétatifs ont été proposés qui se basent sur l’observation de nombreuses industries paléolithiques. On sait aujourd’hui, que les hommes ont développé des stratégies économiques toujours plus complexes visant à réduire au maximum la dépense énergétique pour se procurer la matière minérale (Geneste, 1992 et 1998 ; Féblot-Augustins, 1997).