Projet ANR-10-JCJC-2001 – DENDRAC : Développement d’outils dendrométriques appliqués à l’anthracologie : étude des relations homme-ressources-environnement
Programme : JCJC : Sciences humaines et sociales : Cultures, arts, civilisations (JCJC SHS 3)
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Madame Alexa DUFRAISSE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR EST)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 130000.0 euros
Date de début : 2010
Durée : 48 mois
Résumé : Paramètres populationnels et gestion des forêts passéesNous développons des outils d’analyse qui doivent permettre d’aborder des problématiques aussi diverses que les pratiques de collecte du bois et les techniques d’utilisation, les formes de gestions forestières, les choix techno-économiques, leur effet spécifique sur l’environnement et les végétations passées, ou encore l’impact d’événements climatiques.
Remonter aux caractéristiques dendrométriques de l’arbre et/ou des peuplements exploitésDans les sites archéologiques, les charbons de bois constituent d’excellents marqueurs des milieux parcourus par l’homme et des formations végétales qui s’y développent. Résidus émanant du bois de chauffage sélectionné et transporté par l’homme, ils sont aussi le reflet des usages, des techniques et des modes de gestion de l’espace forestier. L’anthraco-analyse reste néanmoins le plus souvent réduite à l’identification d’une liste d’essences et de leurs proportions sans que le potentiel d’information contenue dans les cernes du bois ne soit exploité. Ainsi, la reconstitution ne serait-ce que des caractéristiques morphologiques du bois exploité (taille, âge, forme) à partir des charbons de bois archéologiques posent encore aujourd’hui des problèmes méthodologiques alors qu’il s’agit d’un élément fondamental pour la restitution des modes de sélection du bois, celle des paramètres environnementaux, populationnels ou encore pour évaluer l’impact des exploitations sur le milieu forestier. Le principal objectif du projet est de remonter aux caractéristiques dendrométriques de l’arbre et/ou des peuplements exploités en développant des outils d’analyse adaptés aux charbons de bois et qui permettent de déterminer la partie de l’arbre exploitée (branche, tronc), son âge et sa physionomie (diamètre, arbre de plein pied, rejets de souche). Le développement de cette approche pionnière a pour ambition d’accroître les potentialités informatives de la discipline tant du point de vue de la restitution des modalités de gestion de l’espace forestier que de l’impact des activités humaines et des variations du climat sur le milieu. La création de tels référentiels constitue une avancée méthodologique déterminante pour la discipline ; ils auront vocation à être diffusés et complétés (centralisation, stockage, pérennité et accessibilité des protocoles et des données).
Développement d’outils d’analyse : une approche multidisciplinaireAfin de remonter aux caractéristiques dendrométriques de l’arbre et des peuplements forestiers, nous mettons en place dans un premier temps des protocoles d’analyse des surfaces qui combinent les outils de l’anatomie quantitative, de la morphométrie géométrique, de la dendroécologie et de l’isotopie pour identifier l’organe de l’arbre, son âge et sa physionomie. Ces protocoles, adaptés aux charbons de bois archéologiques dont la taille ne permet pas d’utiliser les méthodes classiques de la dendrochronologie, sont compatibles avec une utilisation en routine. Construits à partir de peuplements forestiers actuels, il s’agit dans un second temps, d’appliquer ces protocoles sur des assemblages anthracologiques reproduits expérimentalement à partir de ces mêmes peuplements. Parce que notre ambition est d’appréhender la quantification des données sur des paramètres simples tels que les diamètres et les largeurs de cernes, les feux sont réalisés dans des conditions atmosphériques rigoureusement reproductibles.
Résumé de la soumission : Dans les sites archéologiques, les charbons de bois constituent d’excellents marqueurs des milieux parcourus par l’homme et des formations végétales qui s’y développent. Résidus émanant du bois de feu sélectionné et transporté par l’homme, ils sont aussi le reflet des usages, des techniques et des modes de gestion de l’espace forestier.L’anthraco-analyse reste néanmoins le plus souvent réduite à l’identification d’une liste d’essences et de leurs proportions sans que le potentiel d’information contenue dans les cernes du bois ne soit exploité. Ainsi, la reconstitution ne serait-ce que des caractéristiques morphologiques du bois utilisé (taille, âge, forme) à partir des charbons de bois archéologiques posent encore aujourd’hui des problèmes méthodologiques. Il s’agit pourtant d’un élément fondamental pour la restitution des modes de sélection du bois de chauffe, celle des paramètres environnementaux, populationnels ou climatiques ou encore pour évaluer l’impact des exploitations sur le milieu forestier.Le principal objectif du projet est de mettre en place une gamme complète d’outils méthodologiques, ou patrons anthracométriques, qui combine les approches éco-anatomiques, morphologiques et dendroécologiques applicables à des assemblages de charbons de bois dont la taille des fragments ne permet pas d’utiliser les méthodes classiques de la dendrochronologie en raison du nombre restreint de cernes représentés. L’objectif de ce projet est double : 1) Mettre en place, avec la collaboration des écologues, anatomistes du bois et dendrochronologues, des référentiels actuels adaptés à l’aide des méthodes de l’anatomie quantitative et de la morphométrie géométrique pour identifier les critères anatomiques discriminants (taille des vaisseaux, hauteur des rayons, rayon de courbure, largeurs de cerne, etc.) nécessaires à la détermination de certaines essences (pour lesquelles les critères anatomiques traités en terme de présence/absence ne suffisent pas), de la partie de l’arbre exploitée (branche, tronc), de son âge et de sa physionomie (diamètre, arbre de plein pied, rejets de souche). 2) Appliquer ces patrons anthracométriques à des assemblages anthracologiques reproduits expérimentalement (pour intégrer le phénomène de la combustion et ses aléas) et quantifier les données sur deux aspects : le diamètre et la croissance des bois. Le développement de cette approche pionnière a pour ambition d’accroître les potentialités informatives de la discipline tant du point de vue de la restitution des modalités de gestion de l’espace forestier que de l’impact des activités humaines et des variations du climat sur le milieu. A titre exploratoire, un atelier sur les isotopes stables du carbone est proposé pour quantifier la variabilité des valeurs de d13C dans les différentes parties de l’arbre (tronc/branche ; duramen/aubier ; bois initial/bois final). La création de tels référentiels constitue une avancée méthodologique déterminante pour la discipline ; ils auront vocation à être diffusés et complétés par l’intermédiaire d’un site web (centralisation, stockage, pérennité et accessibilité des données). Pour terminer, nous développerons 5 modules plus spécifiques sur la base des acquis méthodologiques. Ils auront pour objectifs de perfectionner les outils en fonction des problématiques développées, puis de les tester, de les adapter et de les valider en contexte archéologique. Ces modules aborderont, par exemple, la relation entre les données anthracométriques (issues du bois de feu) et dendrotypologiques (issues bois d’œuvre) en contexte palafittique ou la combustion en contexte de charbonnage et ses conséquences sur l’assemblage anthracologique. D’autres champs d’application originaux seront testés comme la distinction entre bois ramassé (mort) et bois sur pied, l’étude des pratiques d’émondage à partir de charbons de bois archéologique ou encore la restitution des zones d’approvisionnement à l’aide d’un référentiel régional actuel.
Résultats : Parmi les résultats majeurs du projet, l’un d’eux concerne les diamètres des bois collectés. Il s’agit de tester de nouvelles techniques de mesure du rayon de courbure. Cela consiste à positionner virtuellement un fragment de charbon de bois archéologique par rapport à la partie centrale de la tige (manquante dans la plupart des cas). Deux outils ont été testés sur 7 essences. Les limites de validité ont été établies et des facteurs de correction proposés. Un logiciel libre développé par Nikon est aujourd’hui disponible. 
Un autre résultat majeur concerne les modalités de croissance. Un certain nombre de questions ont été posées: peut-on retourner aux conditions de croissance initiales ? Comment perçoit-on un stress de croissance ? Les premiers résultats semblent montrer que l’utilisation des largeurs de cernes sans chronologie, comme on le pratique en anthracologie, est peu pertinente. Elle doit être, par conséquent, combinée à l’âge. En parallèle, le développement de la morphométrie géométrique, dans le but de remonter aux paramètres populationnels, permet aujourd’hui de distinguer des classes d’âge. Dans un avenir proche, il sera donc possible de remonter aux conditions de croissance. 
D’autres résultats importants sont attendus notamment sur la quantification et la modélisation des données « diamètre » et « croissance » après combustion. 
Enfin une base de données a été conçue pour stocker et pérenniser les données. Elle répond également aux besoins d’adaptabilité du projet en termes d’applications, d’usages à développer et de nouvelles recherches à mener.
Perspectives : Parce que l’un des objectifs du projet est de développer des référentiels globaux, c’est-à-dire utilisables par tous et non pas réalisés dans le cadre d’une thématique de recherche particulière, ce projet vise au final à développer un système centralisé et accessible depuis internet, qui assurera en outre le stockage et la pérennité des données. Grâce à un encadrement matériel et méthodologique, la mise à disposition des protocoles et des logiciels de mesures développés (avec mises à jour, corrections, extensions) permettra à la communauté scientifique d’exploiter les référentiels proposés. Ce projet est en effet pensé de manière à ce que d’autres taxons que ceux présentés ici puissent être ultérieurement intégrés dans la base de référence. Cette démarche permettra de compléter les référentiels anthracologiques selon les zones d’étude et les essences analysées.
Publications et brevets : Pour l’étude des diamètres de bois : 
Dufraisse A. et Garcia-Martinez M.S. (2011). Mesurer les diamètres du bois de feu en anthracologie. Outils dendrométriques et interprétation des données. Anthropobotanica (2), p. 1-18.
Garcia et Dufraisse 2012. Correction factors on archaeological wood diameter estimation. In: E. Badal, Y. Carrion, E. Grau, M. Garcia , M. Ntinou (eds), Wood and charcoal : evidence for human and natural history. Saguntum extra 13, p. 283-290.