Thermoluminescence Nous sommes quelquefois étonnés par la précision avec laquelle /es archéologues contemporains sont capables, par exemple, d'indiquer l'époque de...

« Thermoluminescence Nous sommes quelquefois étonnés par la précision avec laquelle /es archéologues contemporains sont capables, par exemple, d'indiquer l'époque de fabri­ cation d'un objet très ancien.

Le mécénat (ou spon­ soring!) récent de grandes entreprises (E.D.F.

P?r · exemple) a, en utilisant des techniques destinées à d'autres usages (pour tester le béton des barrages ou des protections des centrales), permis de sonder (sans effraction) la masse de la pyramide de Chéops. L'informatique est venue au secours des égypto­ logues pour reconstituer l'aspect ancien du grand ensemble de Karnak... Les progrès considérables de l'archéologie ont été favorisés par l'emprunt de procédés résultant de l'application de connaissances récentes des scienti­ fiques.

La thermoluminescence est l'une des proprié­ tés utilisées. Ce que de nombreux auteurs continuent à baptiser sciences exactes (ou quelquefois sciences dures), valent par la connais­ sance qu'elles nous apportent sur les propriétés d!,l monde et des organismes vivants qui peuplent la Terre.

Leur intérêt réside aussi dans les technologies qu'elles inspirent.

Mais il ne faudrait pas oublier que certains apports théoriques, et de mul­ tiples technologies dérivées, ont beaucoup contribué, depuis quelques décennies, aux progrès d'autres secteurs de la connaissance, notamment en sciences humaines et sociales. Les sciences «dures», en elles-mêmes et pour eiles-mêmes, deviennent alors des outils dans d'autres secteurs. Les méthodes des sciences expérimentales (certains de leurs aspects, du moins) ont, pour partie, inspiré la démarche des études dans des champs quelquefois très lointains.

Et les pro­ priétés explorées (par la physique, la chimie, la biologie, la géologie ...

) ont contribué aux découvertes, à l'amélioration des analyses, là où, même au siècle dernier, les érudits n'auraient pas pensé les voir surgir. L'archéologie est une discipline qui a grandement bénéficié de l'évolution des sciences.

Le scientifique fondamentaliste n'en devient pas pour autant un archéologue (sauf double formation).

Ce dernier ne se transforme pas pour autant en physicien. Mais une collaboration s'instaure, au plus grand bénéfice des uns et des autres, comme d'ailleurs de la spécialité concernée. Nous aborderons ici quelques-unes de ces techniques, qu'elles s'appliquent aux méthodes de détection, aux datations ...

La thermoluminescence est l'une d'entre elles, mais non la seule.

Toujours est-il qu'il s'agit d'un domaine où les avancées (les progrès, si l'on veut ; à ce propos, on peut utiliser ce terme sans réticences) des sciences ont eu - et continueront sans .:doute à avoir - une influence très positive. Des dieux, des tombeaux, des savants Dans un livre dont le titre est celui de ce paragraphe (et le sous-titre Le Roman vrai de l'archéologie), C.

W.

Ceram racontait en 1949 ce que fut l'archéologie à l'origine et faisait le récit des découvertes les plus spectaculaires.

L'ouvrage est une histoire de la science archéologique, écrite pour un large public.

Il n'entre pas dans le détail des techniques, mais expose ces aventures que furent les premières recherches et explorations systématiques des vestiges du passé.

Après les quêtes sporadiques, les pillages fréquents, le commerce des antiquaires, Ceram situe à Winckelmann (qui travailla au XVIII• siècle sur les ruines d'Herculanum et de Pompéi) les débuts d'une archéologie digne de ce nom.

Viennent plus tard les fouilles de Mycènes, Troie, la Crète...

Conséquence heureuse (cela arrive!) d'une expédition militaire, l'égyptologie se développe à partir des explorations et examens du groupe de savants français qui avaient accompagné Bonaparte ...

L'auteur insiste sur quelques épisodes célèbres : Champollion et le décryptage de l'écriture sacrée égyptienne; la découverte du tombeau de Toutankhamon par Carter ... Une fois l'amateurisme pur dépassé (même s'il garde encore quelquefois un rôle actif), l'archéologue (l'équipe archéologique, plutôt) a recours à l'interdisciplinarité: paléographie; épigraphie; toponymie; cryptographie; ethnologie; architec- ture; histoire de l'art ...

L'évolution relativement récente de la linguistique (utilisant fréquemment l'outil informatique) a éclairci quelques énigmes ... Si l'étude des roches, des minéraux (la minéralogie) relève d'une pratique empirique très ancienne, sa systématisation n'est formalisée qu'à partir du XVIIe siècle.

Les historiens datent généralement la naissance de la géologie (voir art.

7) en tant que science à l'œuvre de !'Écossais Charles Lyell (17971875).

L'un des chapitres de cette discipline, la stratigraphie (qui analyse la superposition de couches sédimentaires) a été utilisée assez tôt par les préhistoriens et les archéologues. G.Owen s'inspire de considérations voisines au XVIe siècle, davantage encore Robert Hooke et Nicolas Sténon au xvne,s; puis Buffon au XVIIl 0 • Cela concerne principalement les fossiles, donc des restes provenant de périodes qui ont très largement précédé l'histoire et même souvent la préhistoire.

Ce sont l'histoire de la Terre et celle de la vie (voir art.

25) qui ·sont intéressées, davantage que celle des hommes et des sociétés. Toutefois la présence d'objets, de squelettes, de traces de plantes, dans une même couche de terrain peut parfois donner des indications précieuses (avec, semble-t-il, des risques d'erreur non négligeables). Les couches sédimentaires Au fil des siècles (voire plutôt des millénaires), des matériaux divers se sont déposés en différents endroits des reliefs.

C'est le cas, par exemple, de sables et de roches, de restes organiques, amenés par les cours d'eau dans des estuaires et des cuvettes, de ceux qui se sont entassés dans des fonds marins, etc.

En fonction des transformations de la Terre, des secousses sismiques, etc., certaines de ces couches ont pu pendant un certain temps se trouver à l'air libre, puis recevoir de nouveaux dépôts. Il existe ainsi des terrains - dits sédimentaires - formés de strates successives, de composition quelquefois différente, qui ont pu se transformer sous l'action de la pression des couches situées au-dessus d'elles, d'agents physico-chimiques, ou de la température. Mais c'est principalement depuis quelques décennies que les ressources des sciences et des technologies modernes ont servi l'archéologie, tant pour le repérage des sites que pour la datation et l'analyse des vestiges, développant ainsi une spécialité nouvelle: la physique appliquée à l'archéologie, parfois amalgamée à d'autres disciplines sous le vocable peu déterminant d' archéométrie. Les méthodes physiques de prospection Le repérage des sites et la reconstitution de l'espace archéologique sont souvent facilités par la photographie aérienne. Vus d'avion, photographiés en utilisant des films à émulsion très sensible, des ruines recouvertes par la végétation ou par une couche de terre, des fossés, des tracés de champs, ou de villages, etc., apparaissent sur la pellicule.

On peut ainsi procéder à une première approche, et à une première perception des arrangements anciens, avant de se livrer à une étude systématique. Une fois délimités les périmètres à explorer (que cela soit par le procédé précédent ou par des méthodes plus traditionnelles - à partir des noms de lieux, par exemple), plusieurs méthodes physiques, développées par ailleurs en géophysique (voir art.

7), peuvent être utilisées. La géophysique La géophysique est l'étude des propriétés de la« Planète-Terre» (y compris ses enveloppes gazeuse, liquide et glacée), à l'aide des théories, des instruments, des techniques, etc., empruntés à la Physique (voir art.

7).

Elle inclut donc la physique de l'atmosphère, comme celle de l'océan et des glaces. L'une des plus connues est la prospection magnétique.

La Terre, comme on le sait, se comporte comme un énorme aimant (d'où l'orientation des boussoles).

En chaque point de la planète existe donc un champ magnétique (voir art.

17).

D'un endroit à un autre, la direction et l'intensité de ce champ En varient. déplaçant progressivement, sur une surface terrestre quelconque, une minuscule boussole très sensible, celle-ci s'oriente en chaque point selon la tangente à une courbe (le méridien magnétique).

Une anomalie du sous-sol modifie localement le champ magnétique terrestre.

La cartographie des anomalies repérées peut donner accès à l'implantation d'un habitat, ou d'une structure d'habitat, enfouis.

L'appareil utilisé pour ce type de prospection est le magnétomètre-. La tangente à une courbe C'est une droite qui touche en un point la ligne courbe considérée.

On peut aussi avoir des courbes tangentes. L'utilisation des propriétés électriques des sols est également pratiquée.

Un sol conduit plus ou moins bien l'électricité (ce qui se traduit, en physique, en disant que sa conductivité est plus ou moins grande ou, à l'inverse, que sa résistivité est plus ou moins faible).

Cela dépend de sa composition, de sa teneur en eau...

Les mesures sont effectuées en plantant des électrodes dans le sol, en le quadrillant régulièrement.

On peut ainsi tracer-des courbes d'isoconductivité (en reliant entre eux, de proche en proche, les points où la conductivité est la même; tout comme, en météorologie, on trace des courbes isobares - d'égale pression).

Comme dans le paragraphe précèdent sur le magnétisme, la présence de vestiges divers perturbe ces courbes. Les méthodes de datation Le célèbre radiocarbone (ou carbone 14) Le noyau d'une substance naturellement radioactive (ou qui devient radioactive sous le choc de certaines particules) se désintègre en émettant un (ou plusieurs) noyau(x) différent{s) du noyau originel, des particules (variables selon les cas) et des rayonnements énergétiques (voir art.

l, 2 et 16).

Au bout d'une_ période (caractéristique de l'élément radioactif initial - encore appelé radioélément), il ne demeure que la moitié des noyaux radioactifs initiaux, au bout de deux périodes que le quart, etc. Cette loi (dite de la décroissance radioactive) a été formulée en 1902 par Ernest Rutherford et Fredeiick Soddy.

En 1907, B.

Boltwood a essayé d'utiliser cette propriété en géologie pour détermin~r l'âge de certains minéraux. Dans la haute atmosphère, des noyaux d'azote 14, heurtés par les rayons cosmiques, se transforment en noyaux de carbone 14 (voir art.

2 et 16).

Il s'agit là d'un élément instable, la forme stable de cet atome étant le carbone 12.

Avant les explosions nucléaires provoquées par l'homme, la proportion de noyaux de carbone 14 par rapport aux noyaux de carbone 12 dans l'atmosphère était environ de li!) pour mille milliards d'atomes. Les noyaux évoqués sont entraînés sur la Terre (par les mouvements atmosphériques ...

) et assimilés - dans la mê!lle proportion que celle de leur présence dans l'atmosphère -par les matières organiques vivantes (hommes, animaux, plantes ...

). Quand l'organisme meurt, cette assimilation cesse.

Étant instable, le carbone 14 se désintègre pour redonner de l'azote 14.

La période de cette transformation est de 5 730 (± 40) ans. En mesurant la proportion de carbone 14 subsistant dans un matériau d'origine organique, on peut donc déterminer le temps qui s'est écoulé depuis sa «mort». La méthode a été mise au point vers 1950, principalement par W.-F.

Libby auquel elle a valu le Prix Nobel en 1960.

Elle permet des datations de 2 000 à 40 000 ans d'âge environ, avec une précision comprise entre ±5 et ± 10 %.

Elle n'est évidemment pas applicable à toutes les datations.

Par ailleurs il est possible que, dans certains cas, des,événements fortuits aient pu modifier les proportions étudiées et perturbent donc la mesure ..

La détermination par le carbone 14 a, compte tenu de ces limites, apporté quantité de résultats et demeure l'une des méthodes les plus fiables de l'archéologie contemporaine. la précision des mesures en sciences L'évaluation de l'incertitude sur un résultat est d'une importance capitale en sciences expérimentales (et dans bien d'autres domaines, d'ailleurs).

Elle est quelquefois relativement vague.

Dire que, sur l'âge d'un objet évalué à 10 000 ans, la précision est de l'ordre de ± 5 % à ± 10 % signifie que nous pouvons nous tromper (dans un sens ou dans l'autre) de 500 à 1 000 ans.

L'âge réel peut donc être, selon les cas, de 11 000 ans, 10 500 ans, 10 000 ans, 9 500 ans ou 9 000 ans (ou tout autre nombre compris entre 11 000 et 9 000 ans).

Plus l'objet est ancien, plus la marge d'incertitude est importante.

Un «recoupement» par une autre méthode (par exemple, si l'âge est suffisamment grand, par la présence de l'objet dans une couche géologique bien déterminée) peut aider à diminuer la marge d'incertitude. L'indétermination vient de différents facteurs.: limites des instruments eux-mêmes ou de la méthode, existence connue d'éléments perturbateurs, influence possible de l'expérimentateur sur le résultat, etc.

Il est certain qu'il n'est pas souhaitable d'utiliser des appareils d'une très grande précision si l'on sait que, par ailleurs, l'on.... »