Projet ANR-10-BLAN-2009 – EXSUDARCH : EXSUDats et goudrons végétaux ARCHéologiques : chimie, fabrication et utilisations
Programme : Sciences humaines et sociales : Cultures, arts, civilisations (Blanc SHS 3)
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Madame Martine REGERT (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE COTE D'AZUR)
Partenaires : Centre d'Études de la Préhistoire , de l'Antiquité et du Moyen-Age; Laboratoire de Chimie des Molécules Bioactives et des Aromes; Archéozoologie, Archéobotanique : Sociétés, Pratiques et Environnements; de la Molécule aux Nano-Objets: Réactivité, Interactions et Spectroscopies; de la Molécule aux Nano-Objets: Réactivité, Interactions et Spectroscopies
Montant : 239999.0 euros
Date de début : 2010
Durée : 36 mois
Résumé : Exsudats et goudrons végétaux en archéologie : chimie, fabrication et utilisationsArtisanats des résines et des goudrons végétaux de la Préhistoire au Moyen Âge
Déterminer les systèmes d'exploitation des exsudats et des goudrons végétaux et leur évolution diachroniqueIl s'agit d'appréhender les systèmes de production des exsudats et goudrons végétaux depuis le choix des matières premières jusqu’aux circuits de diffusion de la Préhistoire au Moyen Âge à partir de deux zones d’étude majeures (Europe de l’ouest et nord-ouest méditerranéen ; péninsule arabique).Au démarrage de ce projet, nous n’avions qu’une idée imprécise de l’évolution des substances utilisées pour leurs propriétés adhésives, imperméabilisantes ou odoriférantes que sont les résines et les goudrons végétaux, en particulier en Europe occidentale et dans la péninsule arabique, de la fin de la Préhistoire au Moyen Âge. Par ailleurs, nous manquions cruellement de méthodes systématisées permettant de caractériser de très petites quantités de matière. Enfin, aucune recherche n’avait interrogé les circuits d’approvisionnement et de distribution de ces substances. En effet, les matériaux ligneux et leurs dérivés ne sont que très rarement intégrés à la réflexion sur les sources de matière première ; les reconstructions sont très complexes en raison du caractère ubiquiste et/ou fluctuant des associations végétales.Face à cet état de l’art, la problématique consistait à appréhender de façon globale les systèmes de production et d’utilisation des exsudats et des goudrons végétaux mais aussi leur évolution au cours du temps, à travers deux fenêtres spatio-temporelles différentes : l’ouest de l’Europe et le nord-ouest méditerranéen pendant le Néolithique et la protohistoire et la péninsule arabique de la protohistoire au Moyen Âge.Les enjeux étaient triples : dresser un état des connaissances sur les matières adhésives conservées en contexte archéologique, les identifier grâce au développement de méthodologies micro- ou non destructives et à la mise en place de référentiels adaptés, et déterminer les stratégies d’acquisition, de fabrication, d’utilisation et de diffusion des sociétés concernées pour les substances considérées dans ce projet.
Une méthodologie à l’interface de l’archéologie, la chimie et l’archéobotaniqueD’un point de vue méthodologique, les avancées ont été de plusieurs ordres :•	Elaboration d’une base de données combinant données chimiques, archéologiques et archéobotaniques ;•	Mise en place de stratégies analytiques novatrices non ou micro-destructives par spectroscopies vibrationnelles et spectrométrie de masse ;•	Isolation de biomarqueurs moléculaires d’intérêt par des techniques chromatographiques préparatives et développement des référentiels sur les exsudats végétaux ;•	Mise en place de procédés expérimentaux de fabrication de brai de bouleau dans des conditions contrôlées en laboratoire et en plein air ;•	Construction d’une plateforme de tirs expérimentaux afin de déterminer les propriétés mécaniques des colles utilisées dans les activités cynégétiques ;•	Développement d’une méthode d’évaluation des coût-distance pour appréhender les circuits d’approvisionnement en écorce de bouleau.Ainsi, grâce à cette ANR, nous disposons maintenant d’outils et de méthodes qui nous permettront à l’avenir d’appréhender de façon efficace les systèmes de production des exsudats et des goudrons végétaux dans toutes leurs dimensions, i.e. archéologique, chimique et en ce qui concerne les relations Hommes – milieux.
Résumé de la soumission : Parmi les vestiges conservés en contexte archéologique, les matériaux organiques amorphes, témoins de l’exploitation de substances variées (cires, résines, résidus alimentaires), sont souvent les moins bien conservés du fait de leur sensibilité aux processus d’altération.Ces matériaux représentent néanmoins des sources inestimables de renseignements sur les modes de vie et de fonctionnement des sociétés du passé, que ce soit au niveau de leurs stratégies alimentaires, de l’histoire des techniques ou des rites funéraires. En outre, les résidus organiques témoignent à la fois de l’exploitation du monde végétal et animal et permettent donc également d’accéder aux relations hommes-environnements.Les témoins considérés ici ne peuvent être appréhendés que grâce à la mise en place de stratégies relevant de la chimie analytique, développées efficacement depuis ces deux dernières decennies par un faible nombre d’équipes.Nous proposons un projet focalisé sur les questions liées à l’exploitation des exsudats et goudrons végétaux et du bitume (au sens géologique du terme). Ces matériaux ont une origine essentiellement végétale ; ils sont constitués de mélanges moléculaires complexes largement terpéniques et ils partagent un grand nombre d’utilisations. Dans un certain nombre de cas, ils peuvent être mélangés à divers adjuvants qui seront également pris en considération (cire d’abeille, graisses animales, huiles végétales, ocres, argiles, etc.).Etonnamment, alors que les goudrons et les résines ont été parmi les premiers matériaux organiques archéologiques à intéresser les savants dès le 19ème siècle, ils n’ont pas fait l’objet d’études analytiques systématiques. La connaissance des substances exploitées, de leurs modes de transformation et de leur socio-économie demeure donc extrêmement fragmentaire alors que la production de ces substances a représenté une activité importante pour certaines sociétés.Aussi, nous avons décidé de mettre en place un programme de recherche interdisciplinaire englobant approches archéologique, chimique et archéobotanique de ces vestiges.A ce stade de nos connaissances, le nombre de restes organiques amorphes étant mal maîtrisé, faute de recherche systématique, il nous a paru illusoire de cibler une zone chrono-géographique bien déterminée. Nous avons opté pour une approche large depuis le Néolithique jusqu’aux périodes récentes, de l’ouest de l’Europe jusqu’à la péninsule arabique. Au sein de ce vaste ensemble, des données très parcellaires, qu’il s’agira de compléter au début de ce projet, sont déjà disponibles. Elles tendent à faire émerger de grandes zones d’exploitation (bitume, brai de bouleau, certaines résines végétales, etc.) en fonction des régions et périodes considérées. Dans un second temps, nous nous focaliserons sur des fenêtres géo-chonologiques plus précises (Néolithique du nord-ouest méditerranéen ; ateliers de production du sud-est de la France pour la période médiévale et est-méditerranéen / péninsule arabique à partir de la protohistoire).Il s’agira, grâce au développement de méthodologies analytiques innovantes, de déterminer la nature des matériaux exploités, leurs modalités de fabrication et d’utilisation, les réseaux d’acquisition, et, plus largement, l’organisation socio-économique de la production. L’un des points forts de ce projet sera de chercher à corréler les données obtenues à partir de l’analyse chimique de résidus organiques aux données archéobotaniques, point crucial pour appréhender les circulations des matériaux considérés.En croisant données chimiques, archéologiques et botaniques, mais aussi en nous appuyant sur des sources textuelles et des données de l’archéologie expérimentale, nous espérons, à l’issue de ce programme de recherche, passer d’un savoir fragmentaire et parcellaire de l’exploitation des plantes à résines et à goudrons, à une vision systémique et diachronique, permettant de mieux comprendre les modalités de gestion de ces substances.
Résultats : En termes archéologiques, nous avons confirmé l’exploitation massive de brai de bouleau jusqu’aux confins de l’Europe de l’ouest au Néolithique mais aussi dans la zone méditerranéenne. Nous avons étudié l’évolution des artisanats entre le Néolithique et la fin de la protohistoire / début de l’Antiquité ; nous avons ainsi mis en évidence, au premier âge du fer en Corse, un système complexe d’exploitation conjointe de brai de bouleau avec de la résine de conifère et de la cire d’abeille ; nous avons également montré pour la première fois que l’exploitation du brai de bouleau perdurait après la conquête romaine à Fréjus.
Au niveau méthodologique, des progrès ont été réalisés sur (i) la caractérisation micro- ou non destructive de résidus conservés en faible quantité ; (ii) les protocoles expérimentaux de fabrication de brai de bouleau et d’adhésifs adaptés dans des expériences de tirs ; (iii) l’isolation de certains biomarqueurs dans différents exsudats végétaux afin d’en déterminer la structure moléculaire avec certitude.
Enfin, dans le domaine de l’archéobotanique, nous avons mis en regard les données issues de la caractérisation des matériaux avec les données archéobotaniques et mis en place un modèle coût-distance. Cela a permis d’appréhender les systèmes d’acquisition sur certains sites et notamment de mettre en évidence une exploitation différenciée des ressources végétales pour leur bois et leurs produits dérivés (résine et goudron).
Les recherches en péninsule Arabique visaient essentiellement à montrer l’évolution du commerce des encens sur la longue durée (ca. IVe-XVIe siècles AD). Elles ont mis en évidence (i) la complexité des réseaux commerciaux et le rôle de plaque-tournante de cette région dans le commerce des aromates entre l’océan Indien et le monde méditerranéen ; (ii) la continuité de ce commerce à la période médiévale au Moyen-Orient, période généralement omise dans la bibliographie ; (iii) la diversité des produits qui circulaient à cette période.
Perspectives : Les perspectives sont nombreuses, de l'extension des sites archéologiques étudiés aux développements analytiques et à la synthèse des résultats obtenus qui ne sont pas tous encore dépouillés. En outre, on peut envisager que l'extension de ces recherches, au-delà des zones chrono-culturelles considérées dans ce projet pourraient donner lieu, une fois que l'ensemble des données issues de ce projet auront été publiées, à une réflexion pour élaborer un projet à l'échelle européenne.
Publications et brevets : La production scientifique du projet est caractérisée par son caractère interdisciplinaire. Les articles scientifiques sont en effet parus dans des revues internationales de chimie (Analytical methods, Talanta), sont sous presse dans une revue d’archéométrie (Archaeometry) et ont été publiés dans des chapitres d’ouvrage en archéométrie (ouvrage dirigé par Ph. Dillmann et L Bellot-Gurlet). Les données ont été également publiées dans des chapitres d’actes de colloque ou des monographies. Enfin, les résultats de la dernière année de l’ANR sont en cours de finalisation et seront rassemblés pour être publiés dans des revues internationales d’archéologie, de biogéographie et d’archéobotanique.
Au total, ce sont actuellement 13 articles / actes de colloque / chapitres d’ouvrage qui sont parus, sont sous presse ou acceptés et 6 autres qui sont en préparation et en projet. Cette ANR aura donc donné lieu à une vingtaine de publications, auxquelles il faut ajouter 14 communications dans des congrès nationaux ou internationaux, 11 communications par affiche, 12 interventions dans des écoles thématiques ou des séminaires et des interventions grand public.
Six thèses étaient également adossées à ce projet : il faut donc rajouter à la liste de la production deux manuscrits doctoraux universitaires soutenus (S. Burri et C. Daher en 2012) et quatre à des stades avancés de rédaction.