# L'alimentation des premières sociétés agropastorales du Sud de la France : premières données isotopiques sur des graines et fruits carbonisés néolithiques et essais de modélisation

Fanny Gaveriaux, Laurent Bouby, Philippe Marinval, Isabel Figueiral, Didier Binder, Pierrick Fouéré, Karim Gernigon, Vanessa Léa, Anne Hasler, Alain Vignaud, et al.

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Fanny Gaveriaux, Laurent Bouby, Philippe Marinval, Isabel Figueiral, Didier Binder, et al. L'alimentation des premières sociétés agropastorales du Sud de la France : premières données isotopiques sur des graines et fruits carbonisés néolithiques et essais de modélisation. Comptes Rendus. Palevol, 2022, 21 (19), pp.391-410. 10.5852/cr-palevol2022v21a19. hal-03512556v2

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2022 • 21 • 19

L'alimentation des premières sociétés agropastorales
du Sud de la France : premières données isotopiques
sur des graines et fruits carbonisés néolithiques
et essais de modélisation

Fanny GAVÉRIAUX, Laurent BOUBY, Philippe MARINVAL, Isàbel FIGUEIRAL, Didier BINDER, Pierrick FOUÉRÉ, Karim GERNIGON, Vanessa LÉA, Anne HASLER, Alain VIGNAUD & Gwenaëlle GOUDE

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art. 21 (19) — Published le 16 mai 2022
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L'alimentation des premières sociétés agropastorales
du Sud de la France : premières données isotopiques
sur des graines et fruits carbonisés néolithiques
et essais de modélisation

Fanny GAVÉRIAUX

Institut des Sciences de l'Évolution (ISEM), Université de Montpellier,
CNRS, EPHE, IRD, 34000 Montpellier (France)

*and* Department of Environmental Biology, Sapienza University of Rome,
Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Rome (Italy)

*and* Department of Earth Sciences, Sapienza University of Rome,
Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Rome (Italy)

fanny.gaveriaux@uniroma1.it (corresponding author)

Laurent BOUBY

Institut des Sciences de l'Évolution (ISEM), Université de Montpellier,
CNRS, EPHE, IRD, 34000 Montpellier (France)

Philippe MARINVAL

Archéologie des Sociétés Méditerranéennes (ASM), Université Paul Valéry,
CNRS, Ministère de la Culture, Institut national de recherches
archéologiques préventives (Inrap), 34000 Montpellier (France)

Isàbel FIGUEIRAL

Institut des Sciences de l'Évolution (ISEM), Université de Montpellier,
CNRS, EPHE, IRD, 34000 Montpellier (France)

*and* Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)
DST, 75014 Paris (France)

Didier BINDER

Université Côte d'Azur, CNRS, CEPAM (UMR7264), 06300 Nice (France)

Pierrick FOUÉRÉ

Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap),
Nouvelle Aquitaine et Outre-Mer, 33323 Bègles (France)

*and* UMR 5608 Travaux et recherches archéologiques sur les cultures, les espaces et les sociétés (TRACES), Université Jean Jaurès, 31000 Toulouse (France)

Karim GERNIGON

Service régional de l'archéologie DRAC Auvergne-Rhône-Alpes,
6 quai St Vincent, 69283 Lyon, Cedex 01 (France)

*and* Travaux et recherches archéologiques sur les cultures, les espaces et les sociétés (TRACES), Université Jean Jaurès, CNRS, Ministère de la Culture, Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap), 31000 Toulouse (France)

Vanessa LÉA

Travaux et recherches archéologiques sur les cultures, les espaces
et les sociétés (TRACES), Université Jean Jaurès, CNRS, Ministère de la Culture,
Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap), 31000 Toulouse (France)
Anne HASLER

Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap),
Midi-Mediterranée, KM Delta, 561 rue Etienne Lenoir, 30900 Nîmes (France)
and CNRS, Aix Marseille Université, Ministère de la Culture, LAMPEA, MMSH,
5 rue du Château de l'Horloge, 13097 Aix-en-Provence cedex (France)

Alain VIGNAUD

Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap),
Midi-Mediterranée, KM Delta, 561 rue Etienne Lenoir, 30900 Nîmes (France)

Gwenaëlle GOUDE

CNRS, Aix Marseille Université, Ministère de la Culture, LAMPEA, MMSH,
5 rue du Château de l'Horloge, 13097 Aix-en-Provence cedex (France)

Soumis le 16 mai 2020 | Accepté le 31 décembre 2020 | Published le 16 mai 2022

urn:lsid:zoobank.org:pub:DC1D132D-D5DF-49CB-B57C-BDEDBEBA369D

Gavériaux F., Bouby L., Marinval P., Figueiral I., Binder D., Fouéré P., Gernigon K., Léa V., Hasler A., Vignaud A. & Goude G. 2022. — L'alimentation des premières sociétés agropastorales du Sud de la France : premières données isotopiques sur des graines et fruits carbonisés néolithiques et essais de modélisation. *Comptes Rendus Palevol* 21 (19) : 391-410. https://doi.org/10.5852/cr-palevol2022v21a19

RÉSUMÉ

L'analyse isotopique (δ¹³C et δ¹⁵N) d'ossements humains a permis de franchir un pas décisif dans la connaissance de l'alimentation des sociétés du Néolithique. Cependant, les données isotopiques des ressources végétales cultivées ou sauvages n'étaient, jusqu'à présent, pas intégrées dans la reconstitution du régime alimentaire des groupes humains. Cette étude propose d'explorer les variations isotopiques enregistrées dans des carporestes provenant de sept sites archéologiques néolithiques du Sud de la France, afin de comprendre les facteurs environnementaux et/ou anthropiques qui peuvent les influencer. Ces données sont ensuite incluses dans les modèles alimentaires de sujets retrouvés dans les mêmes sites ou à proximité. Les analyses isotopiques des carporestes indiquent que des environnements similaires n'engendrent pas des valeurs homogènes. Au niveau de certains sites, les résultats suggèrent des pratiques de cultures différentes entre espèces. Les modèles alimentaires confirment certaines interprétations proposées précédemment, notamment l'existence de groupes humains au sein d'un même site ne consommant pas les mêmes ressources. Ils montrent également que certains aspects de leur alimentation, notamment les ressources sauvages, auraient pu être sous-estimées.

MOTS CLÉS
Paléodiète,
isotopes stables,
carpologie,
Méditerranée,
Néolithique.

ABSTRACT

Diet of the first agropastoral societies from the South of France: first isotopic data on carbonized Neolithic cereals and fruits and dietary modelling.

Stable isotope analyses (δ¹³C and δ¹⁵N) of human bones have been crucial for understanding the diets of Neolithic societies. However, isotopic measurements of wild and cultivated vegetal resources have not as yet been integrated into reconstructions of human diets. This study explores the isotopic variations in seed and fruit remains from seven Neolithic sites in Southern France. It aims to understand environmental and/or anthropic factors that could influence the isotopic ratios. These data are then included in a dietary model for individuals found at the same sites or nearby. Analysis of botanical remains indicate that similar environments do not provide homogeneous values. For some sites, results suggest different cultivation practices according to species. The dietary models confirm some interpretations previously proposed, including a diversity in the dietary habits at one site. However, some aspects of the diet could have been under-estimated, such as the consumption of wild food plants.

KEY WORDS

Paleodiet,
stable isotopes,
archaeobotany,
Mediterranean,
Neolithic.
ABRIDGED VERSION

The use of carbon (δ¹³C) and nitrogen (δ¹⁵N) stable isotope analyses on human and animal bones is a relevant tool for studying the diet of the first agropastoral societies of the Neolithic (Schoeninger & DeNiro 1984; Bocherens & Drucker 2003). According to previous analyses of adult human bones from the Mediterranean region, the diet of Early and Middle Neolithic people was based mostly on terrestrial mammals, including domestic ones (Le Bras-Goude et al. 2006a, b, 2010; Goude 2007; Goude et al. 2011, 2013). Botanical resources seem to have played a secondary role (Le Bras-Goude et al. 2009; Goude & Herrscher 2018; Gleize et al. 2019). Nonetheless, their presence is attested in archaeological sites in southern France by charred fruit and seed remains, occasionally in large quantities. In addition to cereals, which were the most common discovery, and legumes, which were found occasionally, wild fruits such as acorns have been regularly found, sometimes in large quantities, indicating that they may have been commonly collected and eaten. The importance of vegetal resources could therefore have been underestimated in previous dietary studies. In fact, no botanical isotopic data have up to now been available in Southern France and consequently could not be taken into consideration in the interpretation of Neolithic diets. Moreover, when assessing vegetal proteins, former studies assumed that humans and animals ate plants with similar isotopic values. However, isotopic ratios in plants are influenced by anthropologic (Bol et al. 2005; Bogaard et al. 2007; Fraser et al. 2011), environmental (Amundson et al. 2003; Ferrio et al. 2007; Flohr et al. 2011) and physiological factors (Virginia & Delwiche 1982; Flohr et al. 2011). In this context, and considering the lack of isotopic data in the Mediterranean region for vegetal resources, this study tests the possibility of reconsidering paleodietary studies by adding stable isotopic data from botanical material. Our objectives are: 1) to produce the first stable isotopic data (δ¹³C and δ¹⁵N) from charred fruits and seeds of six taxa (*Hordeum vulgare* L.; *Triticum aestivum/turgidum* L.; *T. dicoccum* Schubl.; *T. monococcum* L.; *Vicia sativa* L.; and acorns of *Quercus* sp.) from seven Neolithic archaeological sites of southern France; and 2) to integrate these results into a Bayesian dietary model based on stable isotope measurements already available from human and other animal bones from five archaeological sites in the region.

The results of isotopic analyses of botanical remains do not allow the identification of meaningful differences among species of cereals regarding the Δ¹³C values (δ¹³C corrected to take into account δ¹³C fluctuation of the atmospheric CO₂ through time) (*H. vulgare*: 17.0 ± 1 [n = 10]; *T. aestivum/turgidum*: 16.7 ± 0.7 [n = 7]; *T. dicoccum*: 16.7 ± 1 [n = 10]) nor nitrogen values (*H. vulgare*: 6.9 ± 2.7 [n = 10]; *T. aestivum/turgidum*: 4.7 ± 1.8 [n = 7]; *T. dicoccum*: 5.0 ± 1.4 [n = 10]). Acorns have low δ¹⁵N values (0.8 and 1.7 ‰), close to those of legumes which have a mean of 1 ± 0.2 ‰ (n = 4). The similarities among the values for different plant taxa could create a misinterpretation of the

resources consumed, stressing the importance of analyzing a wide range of taxa at the site when possible. Isotopic values of cereals do not show homogeneity in sites located in the same broad area or in those with similar environmental characteristics. Variation in isotopic values for one species is very likely due to the influence of local environmental conditions as well as, possibly, climatic changes that occurred during the time lapse covered at the sites. The variation for a given species at a single site can also be explained by human cultivation practices. Naked wheat and barley seem to have been managed in different ways at la Font-aux-Pigeons. The carbon values are higher for naked wheat than barley, indicating better water availability. Water availability is significantly higher in Claparèse for common vetch than cereals (18.7 ± 0.9 [n = 4] and 16.4 ± 0.1 [n = 3]). Incidentally, this could support the hypothesis of the cultivation of common vetch rather than gathering of seeds in wild stands (Bouby & Léa 2006).

Isotopic values from carpological remains are integrated into Bayesian dietary models for humans from the sites of Pendimoun, le Rastel, Fontbrégoua, in Provence, and the sites of le Crès and le Pirou in l'Hérault. The elements from specific sites have been sorted into distinct groups based on archaeological data and prior paleo-alimentary studies. At Pendimoun, wild resources, both vegetal and animal, probably had an important role in the diets of adult individuals. Cultivated cereals found at the site were also part of their diet. The woman F2, found in a particular funerary context, seems to have benefited from a more balanced diet with an equal contribution from vegetal and animal resources. The model shows a more important consumption of wild animals at the site of Fontbrégoua compared to other resources. It is consistent with the nature of the site, which is a seasonally occupied cave where a lot of wild animal bones have been found. For the sites situated in l'Hérault, le Crès and le Pirou, three groups were analyzed. The first one shows a large consumption of plants with low δ¹⁵N, such as legumes and acorns, as well as wild animals. The second one may have had a more balanced diet. The last group, represented by dog remains, has intermediate values: plants such as legumes and wild animals played a larger part in their diet than for the second human group. The Bayesian models stress the importance of the consumption of vegetal resources which could have been underestimated in previous paleodietary studies. The role of wild plants such as acorns seems more important than previously thought. Finally, different diets at the same site could reflect different social statures, giving insights into the organization of the first agropastoral societies.

This exploratory work should be complemented by additional isotopic analyses of botanical remains in order to refine our paleodietary interpretations and to improve our understanding of the environmental and anthropological factors influencing isotopic values. Nonetheless, these first results show that this method allows deeper insights into the resources consumed by Neolithic individuals, shining a new light on the place and diversity of vegetal resources in human diets.
INTRODUCTION

En France, l'utilisation, depuis plus d'une décennie, des mar-
queurs isotopiques pour étudier l'alimentation humaine durant
la Préhistoire, et particulièrement au Néolithique, a permis
de documenter les modes de subsistance et d'inférer sur des
choix culturels, économiques et environnementaux. À partir
des valeurs des isotopes stables du carbone (δ¹³C) et de l'azote
(δ¹⁵N) mesurées dans le collagène osseux de restes humains et
d'animaux qui leur sont associés sur les sites archéologiques,
il est possible de discuter l'importance relative des protéines
animales dans la diète (Bocherens & Drucker 2003) au cours
des dernières années de la vie de l'individu (Valentin 2002;
Hedges et al. 2007), ainsi que l'origine environnementale des
ressources (e.g. marine vs terrestre) (Schoeninger & DeNiro
1984). De récentes synthèses sur des sites localisés du Nord
au Sud de la France soulignent notamment l'impact des
paramètres environnementaux locaux sur les compositions
isotopiques des ressources, la variabilité entre les différents
groupes humains en termes de consommation de protéines
animales (Goude & Fontugne 2016) et des différences entre
sujets masculins et féminins selon les sites (Goude et al. 2013;
Rey et al. 2017). Toutefois, jusqu'à présent, ces études utili-
saient des référentiels isotopiques locaux, uniquement établis
à partir de vestiges osseux d'animaux domestiques et sauvages,
et ne prenaient pas en compte tout le pan de l'alimentation
que constituaient les ressources végétales. De plus, les études
relatives à l'alimentation reposaient sur l'hypothèse que la faune
et les groupes humains consommaient des plantes dont les
valeurs isotopiques étaient identiques. Ainsi, une augmentation
du δ¹³C et du δ¹⁵N entre des taxons distincts était interprétée
comme témoignant d'une position plus élevée dans la chaîne
alimentaire (Styring et al. 2015). Cependant, il a été montré
que les valeurs isotopiques du carbone et de l'azote des plantes
variaient en fonction des espèces (e.g. Virginia & Delwiche
1982; Flohr et al. 2011; Wallace et al. 2013) et étaient influ-
encées par des paramètres environnementaux et climatiques
(e.g. Amundson et al. 2003; Flohr et al. 2011; Wallace et al.
2013). Certaines pratiques agricoles, comme l'ajout de fumure
ou l'amélioration de la disponibilité en eau au sein des cul-
tures, impactent également le δ¹³C et le δ¹⁵N mesurés sur des
carporestes carbonisés (Bol et al. 2005; Bogaard et al. 2007;
Fraser et al. 2011). Les ressources végétales exploitées par les
groupes humains sont représentées dans les sites archéologiques
par des restes, dont les plus communs, ceux qui peuvent être
identifiés avec la plus grande précision, sont les graines et
fruits carbonisés. Ces derniers sont d'ailleurs habituellement
considérés comme majoritairement constitués de déchets de
l'alimentation des groupes humains ou des animaux vivant
dans son entourage. Ils sont carbonisés accidentellement ou
volontairement au cours de leur traitement. Il reste cependant
toujours difficile de connaître les usages précis de chaque plante.
Il est également difficile de déterminer dans quelle mesure la
représentation d'une plante dans le registre archéobotanique
est fidèle à son importance économique pour les popula-
tions passées, sachant que la conservation par carbonisation
impose un filtre taphonomique majeur, au bénéfice des graines

et fruits les plus résistants et de ceux les plus communément
traités par la chaleur (séchage, grillage, cuisson, usage comme
combustible) (e.g. Lebreton et al. 2017).

De nombreuses études paléoalimentaires ont déjà été
conduites en Méditerranée occidentale sur des restes osseux
de sujets humains adultes de sites du Néolithique ancien et
moyen (Sud de la France et Ligurie). Celles-ci ont montré que
les mammifères terrestres, notamment domestiques, constit-
uaient la majorité des apports protéiques (Le Bras-Goude et al.
2006a, b, 2010; Goude 2007; Goude et al. 2011, 2013). La
part végétale semblait secondaire, excepté dans certains cas,
comme en Languedoc, où une contribution significative de
céréales et/ou légumineuses a été suggérée (Le Bras-Goude
et al. 2009; Goude & Herrscher 2018; Gleize et al. 2019).
Pour ce qui est des études carpologiques, bien qu'encore trop
limitées, elles permettent d'esquisser les grands traits des res-
sources alimentaires végétales consommées par les populations
néolithiques dans le Sud-Est de la France (Marinval 1993;
2008; Martin et al. 2016; Bouby et al. 2018, 2019, 2020).
Les vestiges les plus fréquents renvoient au corpus des céré-
ales, globalement dominé par le blé nu (Triticum aestivum/
turgidum L.) et l'orge nue (Hordeum vulgare var. nudum
Hook. f.). Les blés vêtus, amidonnier (Triticum dicoccum
Schubl.) et engrain (Triticum monococcum L.), fournissent
une contribution majeure à certaines périodes, au tout début
du Néolithique ancien, et à partir de la seconde moitié du
Chasséen (après 4000 BCE). Les autres plantes cultivées sont
beaucoup plus rares, la conservation par carbonisation ne
favorise pas leur enregistrement. Les légumineuses, en par-
ticulier lentille (Lens culinaris Medik.), gesse (Lathyrys cicera
L./sativus L.) et pois (Pisum sativum L.), sont occasionnel-
lement enregistrées. Quelques découvertes sporadiques de
graines de lin (Linum usitatissimum L.) et de pavot (Papaver
somniferum L.) rappellent que l'alimentation végétale devait
intégrer des produits oléagineux. La présence récurrente de
multiples fruits sauvages constitue la partie émergée d'un pan
de l'alimentation constitué de ressources sauvages cueillies
dont l'importance réelle demeure bien difficile à évaluer pour
des raisons taphonomiques. Effectivement, les restes fruitiers
sont plus abondants et diversifiés dans les sites néolithiques
où ils pourront être conservés dans l'eau que dans les sites de
milieu sec, où seuls les restes carbonisés se conservent (e.g.
Colledge & Conolly 2014). Des concentrations de glands
(Quercus sp.) carbonisés trouvées dans plusieurs sites montrent
que ces fruits sauvages ne constituaient pas que des grappil-
lages opportunistes, mais pouvaient être collectés en masse
pour faire l'objet d'un traitement spécifique et être éventuel-
lement stockés pour un usage décalé.

La diversité de l'alimentation végétale des sociétés agropas-
torales du Néolithique est difficile à évaluer uniquement au
travers des études carpologiques et des mesures isotopiques
réalisées sur les ossements. De plus, compte tenu des décou-
vertes sur la variabilité isotopique des plantes, liée notamment
à l'environnement et aux pratiques humaines, il semble néces-
saire de reconsidérer les études paléoalimentaires à la lumière
de données isotopiques paléobotaniques. Les objectifs de cet
article sont donc : 1) de produire des valeurs isotopiques à
<table><caption>TABLEAU 1. — Informations concernant les sites archéologiques.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Sites</th><th rowspan="2">Communes</th><th rowspan="2">Départements</th><th rowspan="2">Périodes</th><th rowspan="2">Nature du site</th><th rowspan="2">Références</th><th colspan="2">Matériel analyses isotopiques</th></tr><tr><th>Graines/Fruits</th><th>Ossements humains</th></tr></thead><tbody><tr><td>Pendimoun</td><td>Castellar</td><td>Alpes-Maritimes</td><td>Néolithique ancien</td><td>Abri-sous-roche</td><td>Binder et al. 1993, 2020</td><td>×</td><td>×</td></tr><tr><td>La Font-aux-Pigeons</td><td>Châteauneuf-les-Martigues</td><td>Bouche-du-Rhône</td><td>Néolithique ancien</td><td>Abri-sous-roche</td><td>Courtin et al. 1985; Binder et al. 2017</td><td>×</td><td>×</td></tr><tr><td>Claparèuse</td><td>Lagnes</td><td>Vaucluse</td><td>Néolithique moyen</td><td>Plein air</td><td>Léa et al. 2004; Bouby & Léa 2006</td><td>×</td><td></td></tr><tr><td>Fontbrégoua</td><td>Salernes</td><td>Var</td><td>Néolithique moyen</td><td>Abri-sous-roche</td><td>Binder 1987; Le Bras-Goude et al. 2010</td><td>×</td><td></td></tr><tr><td>Le Pirou</td><td>Valros</td><td>Hérault</td><td>Néolithique moyen</td><td>Plein air</td><td>Gleize et al. 2019</td><td></td><td>×</td></tr><tr><td>Le Crès</td><td>Béziers</td><td>Hérault</td><td>Néolithique moyen</td><td>Plein air</td><td>Loison et al. 2004; Le Bras-Goude et al. 2009</td><td></td><td>×</td></tr><tr><td>Jardins de Vert Parc</td><td>Castelneau-le-Lez</td><td>Hérault</td><td>Néolithique moyen</td><td>Plein air</td><td>Vignaud 1999</td><td>×</td><td></td></tr><tr><td>Burlière</td><td>Trets</td><td>Bouche-du-Rhône</td><td>Néolithique moyen</td><td>Plein air</td><td>–</td><td>×</td><td></td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Saillac</td><td>Lot</td><td>Néolithique moyen</td><td>Abri-sous-roche</td><td>Galan 1967; Gernigon et al. 2008</td><td>×</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>Néolithique final</td><td></td><td></td><td>×</td><td></td></tr></tbody></table>

partir de graines et fruits néolithiques du Sud de la France où, à la différence du Nord de l'Europe (Bogaard et al. 2013; Styring et al. 2017; Aguilera et al. 2018), du sud du bassin méditerranéen (Araus et al. 1997; Ferrio et al. 2005) et du Proche-Orient (Fiorentino et al. 2012; Masi et al. 2014), les études isotopiques sur des échantillons carpologiques sont presque inexistantes (Alagich et al. 2018); et 2) de prendre en compte ces résultats dans une modélisation intégrant différentes ressources alimentaires végétales, conçue à partir de résultats isotopiques sur ossements humains préalablement disponibles dans la région.

## MATÉRIEL ET MÉTHODE

### NATURE ET PROVENANCE DU MATÉRIEL CARPOLOGIQUE

Les analyses isotopiques ont été réalisées sur des restes carpologiques provenant de sept sites archéologiques localisés dans le Sud de la France, datés entre le Néolithique ancien et final (5750-5700 BCE jusqu'à 2000 BCE) (Fig. 1). Les sites sont des occupations de plein air et des abris-sous-roche (Tableau 1). Les carporestes analysés correspondent principalement à des caryopses de céréales : orge commune (*Hordeum vulgare* L.), blé nu (*Triticum aestivum/turgidum*), amidonnier (*Triticum dicoccum*) et engrain (*Triticum monococcum*). Les légumineuses sont représentées par la vesce commune (*Vicia sativa* L.). Quelques glands de chêne (*Quercus* sp.) ont également été étudiés. Pour notre sélection d'échantillons, nous avons privilégié les espèces pour lesquelles des données isotopiques sont disponibles sur des semences actuelles et celles qui étaient les plus abondantes dans les contextes archéologiques. Selon le site d'étude, les carporestes ont été retrouvés dans des assemblages de nature différente (Tableau 1). Certains constituent des concentrations, présentant une forte densité carpologique ainsi que la domination d'une seule, ou d'un petit nombre d'espèces : il

s'agit généralement de produits homogènes, représentant un évènement particulier. Les autres sont des ensembles ouverts qui représentent des accumulations plus diffuses, souvent constitués de déchets multiples (Bouby 2014). L'ensemble du matériel est conservé par carbonisation.

### ÉCHANTILLONNAGE

Les échantillons isolés pour les analyses isotopiques sont systématiquement composés des carporestes d'une seule espèce, issus d'un prélèvement unique. Ils contiennent deux à trois spécimens. La quantité de restes carpologiques étant restreinte pour la majorité des sites, nous avons choisi de minimiser la taille des échantillons afin de privilégier la réalisation de réplicas et ainsi pouvoir évaluer la variabilité interne au prélèvement archéologique. Selon les sites, le nombre de réplicas par espèce a varié selon la quantité de matériel carpologique disponible ainsi qu'en fonction de leur réaction au traitement chimique.

### TRAITEMENT CHIMIQUE ET ANALYSES ISOTOPIQUES

Le traitement chimique utilisé est celui de Fraser et al. (2013), confirmé par Vaiglova et al. (2014). Il repose sur un traitement acide-base-acide (ABA). Il permet de retirer les contaminants tels que les carbonates et les acides humiques, qui impactent le δ¹³C, ainsi que les nitrates qui influencent le δ¹⁵N. Dans un premier temps, les carporestes sont plongés dans le HCl concentré à 0,5 M et placés dans une étuve à 70 °C pendant 30 minutes. Cette étape permet d'éliminer les carbonates. Ils sont ensuite rincés cinq fois à l'eau distillée jusqu'à ce que la solution redevienne claire et que le pH soit neutre. La deuxième étape consiste à ajouter du NaOH à 0,1 M, puis à chauffer la solution à l'étuve à 70 °C pendant 60 minutes avant de rincer cinq à neuf fois à l'eau distillée selon les échantillons. Le traitement au NaOH permet de retirer les acides humiques. Pour finir, les carporestes sont à nouveau traités au HCl à 0,5 M, chauffés à 70 °C pendant 30 minutes et rincés
cinq fois à l'eau distillée afin de libérer le CO₂ qui aurait pu être piégé durant l'étape précédente. L'eau distillée permet d'éliminer les nitrates.

Les carporestes traités sont ensuite séchés à l'étuve pendant 18 heures à 65 °C, puis réduits en une fine poudre homogène, dont 1,5 à 2 mg sont incorporés dans les capsules d'étain. Toute cette phase de préparation des échantillons a été réalisée dans la plateforme de biochimie du LAMPEA, Aix-en-Provence, France. Les analyses élémentaires et isotopiques ont été réalisées par EA-IRMS (analyseur élémentaire couplé à un spectromètre de masse isotopique; Iso-Analytical Ltd.; Crewe, Royaume-Uni). L'erreur sur la mesure est calculée à partir de réplicas de standards internes qui sont la farine de blé (IA-R001), un mélange de sulfate d'ammonium et de sucre de betterave (IA-R045/IA-R005) et un mélange de sulfate d'ammonium et de sucre de canne (IA-R046/IA-R006). Elle est au maximum de 0,14 ‰ pour le δ¹⁵N et de 0,1 ‰ pour le δ¹³C, en prenant deux erreurs standards.

### Effet de la carbonisation sur le δ¹⁵N et le δ¹³C et calcul de Δ¹³C

La plupart des études menées montrant que les valeurs du δ¹³C ne sont pas ou très peu affectées par les conditions de carbonisation (Fraser *et al.* 2013; Styring *et al.* 2013), aucune correction n'est appliquée à nos données pour le δ¹³C. En revanche, il semble que le δ¹⁵N subisse un changement directionnel systématique lors de la carbonisation (Fraser *et al.* 2013; Nitsch *et al.* 2015). D'après Nitsch *et al.* (2015), l'ampleur de ce changement est liée à la durée et plus particulièrement à la température de carbonisation. Les conditions exactes de carbonisation (T° et durée) des graines utilisées n'étant pas connues, la correction de 0,31 ‰ proposée par Nitsch *et al.* (2015) est appliquée.

Les variations de δ¹³C du CO₂ de l'atmosphère au cours de l'Holocène doivent être prises en compte pour pouvoir comparer les résultats de différentes périodes (Ferrio *et al.* 2005, 2007). Le calcul utilisé est celui proposé par Farquhar *et al.* (1982) :

$$ \Delta^{13}C = \frac{\delta^{13}C_{air} - \delta^{13}C_{sample}}{\left(1 + \frac{\delta^{13}C_{sample}}{1000}\right)} $$

Le δ¹³Cₐir correspond à la valeur isotopique du CO₂ atmosphérique pour une période de temps spécifique, estimée à partir de données provenant de carottes de glace couvrant l'intégralité de l'Holocène (Leuenberger *et al.* 1992; Francey *et al.* 1999; Indermühle *et al.* 1999; Eyer *et al.* 2004), et δ¹³Cₐsample à la valeur isotopique de l'échantillon.

### MODÉLISATION

Trois modélisations chrono-géographiques sont proposées à partir du package Stable Isotope Analysis in R (SIAR) (Parnell *et al.* 2008; Parnell & Jackson 2013) implémenté dans l'environnement R (R Development Core Team 2011). Les boîtes-à-moustaches proposées par cette application représentent une estimation des proportions de ressources consommées avec des intervalles de probabilité de 25, 75 et 95 %. Les fraction-

nements isotopiques pris en compte pour l'établissement des modèles sont ceux entre l'aliment (plantes, muscles animaux) et le collagène osseux humain (Δ¹³C de c. +5 ‰ et Δ¹⁵N de c. +4 ‰, Δ¹³C correspond ici à une différence liée au fractionnement isotopique entre l'alimentation et le collagène osseux analysé et non à la prise en compte des variations de δ¹³C du CO₂ de l'atmosphère au cours de l'Holocène pour comparer les ratios isotopiques du carbone des carporestes) (DeNiro & Epstein 1978; DeNiro & Epstein 1981). Les modèles sont donc générés en prenant en compte ces offsets entre les tissus, les concentrations élémentaires, les données isotopiques avec leurs écart-types et pas d'a priori.

### ABRÉVIATIONS

#### Composés chimiques

ABA acide-base-acide;

HCl acide chlorhydrique;

NaOH hydroxyde de sodium.

#### Zones archéologiques

MM « moderately manured »;

MW « moderately watered »;

PM « poorly manured »;

PW « poorly watered »;

WM « well manured »;

WW « well watered ».

### RÉSULTATS ET DISCUSSION

Les plantes étant à la base de la chaîne alimentaire, leurs valeurs de Δ¹³C et de δ¹⁵N ont un impact sur l'ensemble des niveaux trophiques. Il est donc important de prendre en compte, non seulement les valeurs isotopiques spécifiques de la plante, mais également les facteurs naturels ou anthropiques qui peuvent les influencer afin de les intégrer à l'interprétation des données pour la paléoalimentation.

### VARIABILITÉ INTERSPÉCIFIQUE DES VALEURS ISOTOPIQUES

Les résultats confirment que les plantes ayant des voies d'assimilation de l'azote différentes possèdent des valeurs isotopiques spécifiques, toujours visibles dans les carporestes carbonisés (Tableau 2). Les plantes fixatrices d'azote, représentées ici par des graines de V. sativa provenant d'une fosse du site chasséen de Claparouse, ont une moyenne de δ¹⁵N de 1 ± 0,2 ‰ (n = 4). Cette valeur est bien plus basse que celle des céréales, qui malgré une certaine variabilité, sont autour de 5,6 ± 2,2 ‰ (n = 29).

Les mesures isotopiques des glands de Quercus sp. sont essentielles à prendre en compte, car ces derniers semblent constituer une source de nourriture importante dans certains sites pré et protohistoriques (Ruas & Marinalv 1991; Marinalv 2008). Les glands de l'abri de Pendimoun ont des Δ¹³C semblables à ceux des céréales en C3. Leurs valeurs de δ¹⁵N sont relativement basses par rapport aux autres taxons, se rapprochant de celles des légumineuses (Tableau 2). La différence de 0,8 ‰ qui existe entre les deux mesures du δ¹⁵N peut être expliquée
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>FIG. 1. — Localisation (A) et datation (B) des sites archéologiques. Numéros : 1, Pendimoun ; 2, la Font-aux-Pigeons ; 3, Burlière ; 4, Fontbrégoua ; 5, Claparèuse ; 6, Jardin de Vert Parc ; 7, le Crès ; 8, le Pirou ; 9, la Perte-du-Cros. Toutes les dates sont exprimées en BCE.</figcaption></figure>

notamment par le fait que les glands ne peuvent être identi-
fiés que jusqu'au niveau du genre. Il est ainsi possible qu'ils
appartiennent à plusieurs espèces possédant des physiologies et
des compositions chimiques légèrement différentes, pouvant
induire un fractionnement différent. Les espèces présentes en
région méditerranéenne, en particulier dans l'environnement
contrasté du site de Pendimoun, sur la frange méridionale des

Alpes, peuvent pousser dans des conditions écologiques très
diverses. Une étude anthracologique a notamment mis en
évidence la présence de la chênaie caducifoliée qui dominerait
le paysage durant l'Impressa (Battentier et al. 2015), le chêne
sempervirent serait également présent, bien que plus discret
(Battentier et al. 2015). Il est intéressant de noter que des
valeurs isotopiques de δ¹⁵N mesurées sur des glands modernes
<table><caption>TABLEAU 2. — Rapports isotopiques du carbone et azote bruts et corrigés des différents carporestes étudiés, ainsi que les informations relatives à l'assemblage, au context et au site d'où ils proviennent.</caption><thead><tr><th>Sites</th><th>Contextes archéologiques</th><th>Références</th><th>Codes</th><th>Nature de l'assemblage</th><th>Phases chrono culturelles</th><th>Taxons</th><th>Azote (%)</th><th>Carbone (%)</th><th>δ<sup>15</sup>N (‰)</th><th>δ<sup>13</sup>C (‰)</th><th>δ<sup>15</sup>N cor. (‰)</th><th>Δ<sup>13</sup>C (‰)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Pendimoun</td><td>Couche</td><td>AP 43870</td><td>PE_43870</td><td>Ouvert</td><td>Impressa</td><td>Quercus sp.</td><td>1,6</td><td>65,3</td><td>1,1</td><td>-24,3</td><td>0,8</td><td>18,1</td></tr><tr><td>Pendimoun</td><td>Couche</td><td>AP 46819</td><td>PE_46819</td><td>Ouvert</td><td>Impressa</td><td>Quercus sp.</td><td>0,9</td><td>66,1</td><td>2,0</td><td>-25,0</td><td>1,7</td><td>18,8</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Fosse</td><td>17-fosse</td><td>FP_17</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>Hordeum vulgare L.</td><td>2,9</td><td>59,6</td><td>5,3</td><td>-23,1</td><td>4,9</td><td>16,9</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Fosse</td><td>17-fosse</td><td>FP_17</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>2,5</td><td>65,0</td><td>5,2</td><td>-23,5</td><td>4,9</td><td>17,2</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Fosse</td><td>17-fosse</td><td>FP_17</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>3,5</td><td>63,5</td><td>10,7</td><td>-23,4</td><td>10,4</td><td>17,1</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Fosse</td><td>17-fosse</td><td>FP_17</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>2,3</td><td>62,9</td><td>12,0</td><td>-23,7</td><td>11,7</td><td>17,5</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Fosse</td><td>17-fosse</td><td>FP_17</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>Triticum aestivum/ turgidum L.</td><td>2,9</td><td>61,6</td><td>6,1</td><td>-23,6</td><td>5,8</td><td>17,4</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Fosse</td><td>17-fosse</td><td>FP_17</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>T. aestivum/ turgidum</td><td>2,6</td><td>62,5</td><td>6,1</td><td>-23,9</td><td>5,8</td><td>17,7</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Couche</td><td>C11</td><td>FP_C11</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>2,8</td><td>65,1</td><td>3,7</td><td>-22,2</td><td>3,4</td><td>16,1</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Couche</td><td>C11</td><td>FP_C11</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>2,4</td><td>59,5</td><td>4,6</td><td>-23,1</td><td>4,3</td><td>17,1</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Couche</td><td>C11</td><td>FP_C11</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>2,1</td><td>62,4</td><td>6,5</td><td>-23,4</td><td>6,2</td><td>17,4</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Couche</td><td>C11</td><td>FP_C11</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>H. vulgare</td><td>2,9</td><td>64,3</td><td>6,6</td><td>-23,0</td><td>6,3</td><td>17,0</td></tr><tr><td>Font-aux-Pigeons</td><td>Couche</td><td>C11</td><td>FP_C11</td><td>Indéterminé</td><td>Cardial</td><td>T. aestivum/ turgidum</td><td>3,7</td><td>62,4</td><td>8,2</td><td>-21,9</td><td>7,9</td><td>15,8</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 130-140 S I-d5</td><td>CL_130</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>Vicia sativa L.</td><td>5,0</td><td>49,0</td><td>1,2</td><td>-24,1</td><td>0,9</td><td>18,1</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 130-140 S I-d5</td><td>CL_130</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>V. sativa</td><td>4,7</td><td>46,8</td><td>1,4</td><td>-23,9</td><td>1,1</td><td>17,9</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 150-155 S I-d5</td><td>CL_150</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>V. sativa</td><td>5,5</td><td>48,3</td><td>1,1</td><td>-25,7</td><td>0,8</td><td>19,8</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 150-155 S I-d5</td><td>CL_150</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>V. sativa</td><td>5,2</td><td>48,2</td><td>1,5</td><td>-24,8</td><td>1,2</td><td>18,9</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 120-130 S I-d5</td><td>CL_120</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>T. dicoccum</td><td>3,3</td><td>49,1</td><td>4,6</td><td>-22,5</td><td>4,2</td><td>16,5</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 140-145 S I-d5</td><td>CL_140</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>T. aestivum/ turgidum</td><td>3,6</td><td>49,9</td><td>3,8</td><td>-22,3</td><td>3,5</td><td>16,3</td></tr><tr><td>Claparouse</td><td>Fosse</td><td>Z 140-145 S I-d5</td><td>CL_140</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>T. aestivum/ turgidum</td><td>3,3</td><td>50,0</td><td>4,3</td><td>-22,4</td><td>4,0</td><td>16,4</td></tr><tr><td>Fontbré-goua</td><td>Couche</td><td>Carrés IJ-13/14 - Couche 21 P140</td><td>FO_21</td><td>Ouvert</td><td>Chasséen récent</td><td>T. dicoccum Schubl.</td><td>3,9</td><td>64,3</td><td>3,0</td><td>-22,1</td><td>2,7</td><td>16,1</td></tr><tr><td>Fontbré-goua</td><td>Couche</td><td>Carrés IN-12/15 - Couche 22 P140</td><td>FO_22</td><td>Ouvert</td><td>Chasséen récent</td><td>T. dicoccum</td><td>3,6</td><td>65,0</td><td>6,3</td><td>-23,2</td><td>6,0</td><td>17,2</td></tr><tr><td>Jardins de Vert Parc</td><td>Fosse-silo</td><td>SI 1085</td><td></td><td>Ouvert</td><td>Chasséen récent</td><td>T. aestivum/ turgidum</td><td>2,4</td><td>49,9</td><td>3,4</td><td>-23,1</td><td>3,1</td><td>17,1</td></tr><tr><td>Jardins de Vert Parc</td><td>Fosse-silo</td><td>SI 1085</td><td></td><td>Ouvert</td><td>Chasséen récent</td><td>T. aestivum/ turgidum</td><td>2,3</td><td>49,3</td><td>3,2</td><td>-22,0</td><td>2,9</td><td>16,0</td></tr><tr><td>Burlière</td><td>Fosse-silo</td><td>FS3333</td><td></td><td>Concentration</td><td>Chassée récent/final</td><td>T. mono-coccum L.</td><td>4,2</td><td>63,6</td><td>6,7</td><td>-21,7</td><td>6,4</td><td>15,7</td></tr><tr><td>Burlière</td><td>Fosse-silo</td><td>FS3333</td><td></td><td>Concentration</td><td>Chassée récent/final</td><td>T. mono-coccum</td><td>3,7</td><td>62,0</td><td>3,5</td><td>-22,0</td><td>3,1</td><td>16,0</td></tr><tr><td>Burlière</td><td>Fosse-silo</td><td>FS3333</td><td></td><td>Concentration</td><td>Chassée récent/final</td><td>T. dicoccum</td><td>3,5</td><td>61,6</td><td>5,0</td><td>-22,1</td><td>4,6</td><td>16,1</td></tr><tr><td>Burlière</td><td>Fosse-silo</td><td>FS3333</td><td></td><td>Concentration</td><td>Chassée récent/final</td><td>T. dicoccum</td><td>3,8</td><td>58,5</td><td>6,7</td><td>-21,0</td><td>6,4</td><td>15,0</td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1102 W2 P230</td><td>PC_1102</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>T. dicoccum</td><td>3,2</td><td>59,8</td><td>6,4</td><td>-24,0</td><td>6,1</td><td>18,1</td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1102 W2 P230</td><td>PC_1102</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>T. dicoccum</td><td>3,8</td><td>60,9</td><td>6,8</td><td>-24,1</td><td>6,5</td><td>18,2</td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1102 W2 P230</td><td>PC_1102</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>T. dicoccum</td><td>3,8</td><td>61,0</td><td>6,7</td><td>-22,9</td><td>6,4</td><td>17,0</td></tr></tbody></table>
<table><caption>TABLEAU 2. — Suite.</caption><thead><tr><th>Sites</th><th>Contextes archéologiques</th><th>Références</th><th>Codes</th><th>Nature de l'assemblage</th><th>Phases chrono culturelles</th><th>Taxons</th><th>Azote (%)</th><th>Carbone (%)</th><th>δ<sup>15</sup>N (‰)</th><th>δ<sup>13</sup>C (‰)</th><th>δ<sup>15</sup>N cor. (‰)</th><th>Δ<sup>13</sup>C (‰)</th></tr></thead><tbody><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1118 W3 P250</td><td>PC_1118</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>H. vulgare</td><td>3,3</td><td>59,9</td><td>8,5</td><td>-20,9</td><td>8,2</td><td>14,8</td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1118 W3 P250</td><td>PC_1118</td><td>Concentration</td><td>Chasséen récent</td><td>H. vulgare</td><td>3,4</td><td>48,7</td><td>9,2</td><td>-24,4</td><td>8,9</td><td>18,5</td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1088 B5 P201</td><td>PC_1088</td><td>Concentration</td><td>Néolithique final</td><td>T. dicoccum</td><td>4,1</td><td>61,7</td><td>3,6</td><td>-22,2</td><td>3,3</td><td>16,2</td></tr><tr><td>La Perte du Cros</td><td>Couche</td><td>US1088 B5 P201</td><td>PC_1088</td><td>Concentration</td><td>Néolithique final</td><td>T. dicoccum</td><td>3,7</td><td>62,4</td><td>4,4</td><td>-22,2</td><td>4,1</td><td>16,2</td></tr></tbody></table>

provenant de différentes espèces (sempervirentes, persistantes ou caduques) ont donné des résultats se situant dans la même fourchette (–2 à 7 ‰) que nos données, confirmant ainsi les mesures effectuées (Koenig *et al.* 2008; Alegria *et al.* 2020).

De manière générale, les données obtenues ne permettent pas d'observer de différences de Δ¹³C entre les céréales étudiées (*H. vulgare* : 17,0 ± 1 [n = 10]; *T. aestivum/turgidum* : 16,7 ± 0,7 [n = 7]; *T. dicoccum* : 16,7 ± 0,1 [n = 10]). Ceci se vérifie au niveau des sites dans lesquels deux espèces de céréales ont pu être étudiées permettant de comparer directement les résultats, comme *T. dicoccum* et *T. monococcum* à la Burlière, ou *H. vulgare* et *T. aestivum/turgidum* à la Font-aux-Pigeons. Diverses études, basées aussi bien sur du matériel actuel qu'archéologique, ont cependant mis en évidence des différences interspécifiques, même si elles restent discrètes. Les caryopses d'orge présentent généralement des valeurs de Δ¹³C plus hautes que celles du blé nu (Wallace *et al.* 2013) et de l'amidonnier (eg. Masi *et al.* 2014). Ceci est expliqué par une demande en eau moins forte chez l'orge que le blé et par un cycle de croissance plus court, lui permettant d'éviter davantage la sécheresse estivale et le stress hydrique, conduisant à une baisse du Δ¹³C. Les carporestes étudiés provenant de périodes et d'environnements bien distincts, cela pourrait expliquer la grande hétérogénéité des valeurs du Δ¹³C, et donc masquer de telles différences interspécifiques au sein des céréales en C3. En ce qui concerne le δ¹⁵N, les résultats sont très variables et il ne semble pas y avoir de différence marquée et directionnelle entre les céréales (*H. vulgare* : 6,9 ± 2,7 [n = 10]; *T. aestivum/turgidum* : 4,7 ± 1,8 [n = 7]; *T. dicoccum* : 5,0 ± 1,4 [n = 10]).

Le Tableau 2 montre dans quel type d'assemblages les carporestes ont été trouvés, il ne semble pas que les valeurs entre les graines provenant de concentrations soient plus homogènes que celles provenant d'assemblages ouverts.

## VARIABILITÉ INTRASPÉCIFIQUE DES VALEURS ISOTOPIQUES

Les données ne permettent pas de détecter une influence de la situation géographique ou environnementale des sites dans la variabilité du signal isotopique pour une même espèce. Si l'on se réfère aux valeurs isotopiques des céréales (les seules qui permettent une comparaison entre plusieurs sites) on ne perçoit pas, par exemple, une homogénéité particulière des valeurs des Δ¹³C et δ¹⁵N pour le site de la Burlière et de la Font-aux-Pigeons, localisés dans des conditions environnementales proches, tous les deux dans le bassin de l'Étang de

Berre, à proximité de la Méditerranée (Figs 2; 3). À l'opposé, les valeurs isotopiques de la Perte du Cros, site le plus occidental, localisé dans l'ambiance plus humide et plus fraîche des causses du Quercy, ne se détachent pas de celles des sites de milieu méditerranéen. Les paramètres influençant le plus fortement les valeurs isotopiques semblent être des facteurs plus strictement locaux, tels que la topographie, les caractéristiques édaphiques, l'altitude, ou encore la densité de la canopée (Heaton 1999; Amundson *et al.* 2003; Flohr *et al.* 2011) que notre échantillonnage ne permet pas de détecter. Les sites ne couvrant pas toujours les mêmes périodes et étant échelonnés sur une durée de 3500 ans environ, l'hétérogénéité des valeurs dans une même région géographique pourrait également être expliquée par les variations climatiques ayant eu lieu au cours du temps (Jalut *et al.* 2000; Peyron *et al.* 2011; Mauri *et al.* 2015).

## CONDITIONS ET PRATIQUES DE CULTURE

La comparaison des données obtenues à des valeurs seuils pour la disponibilité en eau et la fertilisation, calculées sur des cultures actuelles, permet de mieux cerner les conditions dans lesquelles les plantes étudiées ont pu être cultivées au Néolithique. Les référentiels actuels sont incontournables pour l'interprétation des mesures isotopiques effectuées sur des carporestes archéologiques. Il faut cependant se garder d'un comparatisme strict, car les conditions climatiques et socio-environnementales dans lesquelles ils ont été réalisés ne sont pas toujours directement transférables au passé, *a fortiori* si les études modernes n'ont pas été effectuées à proximité des sites archéologiques. Les seuils de disponibilité en eau ont été déterminés grâce à des mesures réalisées sur des cultures expérimentales d'orge (*H. vulgare*) et de blé nus (*T. aestivum* et *T. durum*) localisées en région méditerranéenne et en Asie du Sud-Est (Wallace *et al.* 2013). Globalement, les carporestes néolithiques du Sud de la France semblent provenir de plantes ayant été dans des conditions environnementales variables sans que l'on puisse identifier une tendance au niveau des espèces ou des périodes (Fig. 2). Des indices de fertilité ont, de même, été calculés pour le δ¹⁵N sur des cultures actuelles situées en zone tempérée d'Europe du Nord (Bogaard *et al.* 2013). Confrontés à ces valeurs (Fig. 3), très peu de carporestes se trouve dans la zone PM («poorly manured»). Il est alors vraisemblable que les niveaux enregistrés signent une fertilisation des sols par l'homme. C'est tout particulièrement le cas pour les valeurs
<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>FIG. 2. — Valeurs isotopiques de Δ¹³C et disponibilité en eau. Sites : CL_120, CL_140, Claparèuse ; FO_21, FO_22, Fontbrégoua ; FP_17, FP_C11, la Font-aux-Pigeons ; PC_1102, PC_111, PC_1088, la Perte du Cros. Abréviations : MW, apport en eau modéré ; PW, apport en eau insuffisant ou faible ; WW, bon apport en eau.</figcaption></figure>

situées dans la zone WM («well manured»), considérée comme témoignant de parcelles ayant reçu une quantité importante de fumure sur le long terme (Bogaard *et al.* 2013), comme pour les orges et certains échantillons d'amidonnier de la Perte du Cros, l'amidonnier et l'engrain de la Burlière ou encore certains orges ou blés nus de la Font-aux-Pigeons. Selon les mesures actuelles, la zone MM (« moderately manured») peut correspondre à un amendement en faible quantité sur le long terme, à un effet résiduel passé ou encore aux toutes premières années d'amendement (Fraser *et al.* 2011).

Le site de la Font-aux-Pigeons permet une confrontation des ratios isotopiques des orges et des blés nus laissant entrevoir une possible différence en termes de gestion des deux espèces. Les mesures de Δ¹³C des carpokestes du blé nu du contexte FP_17, sont dans la zone WW (« well watered »), indiquant une bonne disponibilité en eau, contrairement aux orges qui sont dans la zone PW (« poorly watered ») (Fig. 2). Au niveau du contexte FP_C11, qui représente une phase d'occupation plus récente, les orges se trouvent encore dans la zone PW, en revanche, les grains de blé nus passent dans
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>FIG. 3. — Valeurs isotopiques de δ¹⁵N et seuils de fertilité. Sites : CL_120, CL_140, Claparouse ; FO_21, FO_22, Fontbrégoua ; FP_17, FP_C11, la Font-aux-Pigeons ; PC_1102, PC_111, PC_1088, la Perte du Cros. Abréviations : MM, fertilisation modérée ; PM: faible fertilisation ; WM, fertilisation importante.</figcaption></figure>

la zone PW (Fig. 2). Il faut cependant rester prudent face à l'identification d'une différence de gestion par rapport à la phase précédente en raison de la faible quantité de mesures pour ce contexte. Les mesures du δ¹⁵N de l'orge sont très variables pour les deux contextes, témoignant à la fois d'un ajout de fumure moyen et important (Fig. 3). Cette variabilité peut révéler l'exploitation de parcelles aux propriétés contrastées, ou faisant l'objet de pratiques de gestion différenciées. Elle pourrait également être expliquée par le fait qu'il s'agit de récoltes de différentes années.

À la Perte du Cros, les grains d'amidonnier du Néolithique moyen (PC_1102 et PC_1118) se situent dans la zone WM pour le δ¹⁵N (Fig. 3). Les valeurs du Δ¹³C indiquent également une très bonne disponibilité en eau (Fig. 2). Les conditions environnementales dans lesquelles les amidonniers de la Perte du Cros se sont développés au Néolithique moyen semblent donc particulièrement favorables. Les orges, quant à eux, bien qu'étant également dans la zone WM (Fig. 3), présentent des résultats plus contrastés pour le Δ¹³C avec une valeur indiquant des plantes s'étant développées avec suffisamment
d'eau et une valeur se situant dans la zone PW (Fig. 2). Par rapport à la période précédente, les grains d'amidonnier du Néolithique final (PC_1088) témoignent d'un apport en eau et d'une fertilité plus limités (Figs 2; 3), sans que l'on puisse en l'état savoir s'il existe une tendance chronologique qui pourrait refléter l'érosion des terres au cours du Néolithique avec l'aridification du climat pour la baisse du $\Delta^{13}$C et l'appauvrissement des terres cultivées pour le $\delta^{15}$N. Il se peut également que la gestion de l'amidonnier ait changée au fil du temps et que moins d'attention ne lui soit apporté au profit d'autres céréales. La réalisation de mesures additionnelles pourrait aider à lever cette dernière hypothèse.

Les graines de *V. sativa* provenant de Claparouse, ont un $\Delta^{13}$C élevé (18,7 ± 0,9 [n = 4]) par rapport aux céréales retrouvées sur le même site (16,4 ± 0,1 [n = 3]) (Fig. 2). Ferrio *et al.* (2005) expliquent ces hautes valeurs par le fait que les légumineuses produisent leurs fruits sur une longue durée, durant laquelle l'apport hydrique reste généralement bon (mars, jusqu'à juin). Néanmoins, il n'est pas possible d'écarter l'hypothèse selon laquelle les céréales et la vesce n'auraient pas été traitées de la même manière par les cultiva-teurs. D'après les mesures réalisées par Wallace *et al.* (2013) sur une légumineuse, *Lens culinaris*, les valeurs observées à Claparouse correspondent à des plantes s'étant développées dans d'excellentes conditions de disponibilité en eau.

La présence de la vesce commune à Claparouse soulève une question relative à l'origine des graines. L'espèce est rarement attestée dans le Néolithique du nord-ouest méditerranéen et était inconnue jusque-là, à cette époque, dans le Midi de la France. La plante possédant des formes spontanées localement, il est difficile de savoir si les graines proviennent de vesces cultivées ou de cueillettes réalisées dans les populations sauvages. Devant la concentration de graines de *V. sativa*, fortement majoritaires dans l'assemblage de Claparouse (98 %), Bouby & Léa (2006) supposent qu'elles proviennent de cultures plutôt que de cueil-lettes. Le bon apport hydrique enregistré par le signal isotopique s'accorde bien avec cette hypothèse, puisque la mise en culture suppose le choix d'un terrain et la réalisation, par les pratiques de cultures, de conditions favorables à la croissance de la plante.

## MODÉLISATION DE LA PALÉODIÈTE AU NÉOLITHIQUE DANS LE SUD DE LA FRANCE

Les premières données isotopiques sur les vestiges carpologiques du Néolithique dans le Sud de la France offrent l'opportunité de proposer de nouvelles interprétations paléoalimentaires à partir des données humaines et animales acquises jusqu'alors, ainsi que de réévaluer les différents rôles que pourraient avoir les ressources végétales et animales dans l'apport protéique des sujets humains. Nous proposons d'apporter de nouvelles connaissances sur l'alimentation humaine en remobilisant les données isotopiques précédemment publiées. Pour cela, nous utilisons un modèle bayésien qui prend en compte, d'une part, la proportion relative des animaux et des végétaux analysés des sites, ou les plus proches géographiquement et chronologiquement des sites (modèle A), et, d'autre part, la part relative de toutes les différentes espèces de végétaux néolithiques du Sud de la France (modèle B).

Un premier groupe de modèles est effectué à partir des données humaines des sites du Néolithique ancien et moyen de Pendimoun (Cardial) et du Rastel (culture des Vases à Bouche carrée ou Pré-Chasséen) (Le Bras-Goude et al. 2006b), en séparant l'individu féminin F2 de Pendimoun des autres sujets adultes, étant donné ses caractéristiques isotopiques (Le Bras-Goude et al. 2006a) et son traitement funéraire particulier (Binder et al. 1993) (Fig. 4). Le résultat montre que, pour le groupe de sujets adultes, les herbivores sauvages (cerf, chevreuil), suivi par les bovins domestiques ainsi que les glands, retrouvés en grande quantité sur le site de Pendimoun (Binder et al. 2020), pouvaient représenter une part importante de l'alimentation. Ils seraient complétés par diverses autres ressources carnées (Fig. 4A). On peut également soupçonner une consommation de céréales, qui sont attestées par la carpologie dans le Néolithique ancien de Pendimoun, i.e., l'orge nue, l'amidonnier et l'engrain (Binder et al. 1993, 2020). Pour le sujet féminin F2, les différentes ressources considérées dans le modèle, qu'elles soient animales ou végétales, seraient consommées à part égale (Fig. 4A). Ces résultats confirment la part importante des protéines animales dans l'alimentation des premiers agropasteurs de Provence, mais indiquent que les ressources sauvages, animales comme végétales, ont pu avoir un rôle significatif contrairement à ce qui était suggéré dans les premières interprétations isotopiques et archéozoologiques (Binder et al. 1993; Le Bras-Goude et al. 2006a). Le choix d'inclure les glands dans les modèles alimentaires a été motivé par les résultats de plusieurs études carpologiques qui ont montré la grande récurrence des fruits sauvages dans les habitats néolithiques et de l'âge du Bronze de l'arrière-pays, notamment dans les occupations en grottes et abris-sou-roche, par rapport aux grands habitats de la zone littorale (Antolín & Jacomet 2015; Alonso et al. 2016; Bouby et al. 2020). La question d'une plus grande contribution des fruits à l'alimentation des habitants reste posée dans ces études, mise en balance avec une sur-représentation d'origine taphonomique ou un lien avec le fourrage des animaux domestiques. Les résultats des modèles calculés à Pendimoun peuvent constituer des arguments pour une consommation significative des fruits dans ces habitats. Lorsque l'ensemble des végétaux est considéré dans le modèle (Fig. 4B), on remarque que les deux groupes présentent des résultats équilibrés entre les différents végétaux sauvages ou cultivés. Les restes carpologiques du site de Pendimoun indiquent une diversité des apports végétaux domestiques et sauvages (Binder et al. 1993, 2020) et donc une variété d'environnements exploités par les sujets humains. Ce constat a également été fait sur la base de l'identification de microrestes végétaux retrouvés dans le tartre dentaire de sujets néolithiques méditerranéens de la fin du VIe et début du Ve millénaire BCE (Power in Goude et al. 2020), et à partir des travaux carpologiques d'Antolín (2016) réalisés sur des sites néolithiques du nord-est de la péninsule Ibérique.

Un second groupe de modèles est réalisé à partir des données humaines du site Néolithique ancien et moyen de Fontbrégoua, où les individus sont considérés ensemble en raison de l'homogénéité des données biochimiques mesurées (Le Bras-Goude et al. 2010) (Fig. 5). La comparaison
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>FIG. 4. — Modélisation alimentaire pour les individus de Pendimoun et du Rastel (Cardial-VBQ) : **A**, modèle A, valeurs pour la viande et les végétaux locaux ; **B**, modèle B, valeurs pour les végétaux du Néolithique (ancien et moyen) du Sud de la France ; **groupe 1**, femme F1 et 3 hommes (Le Bras-Goude *et al.* 2006a, b) ; **groupe 2**, femme F2 de Pendimoun.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Fig. 5. — Modélisation alimentaire pour les individus de Fontbrégoua (transition Néolithique ancien et moyen) : A, modèle A, valeurs pour la viande et les végétaux locaux ; B, modèle B, valeurs pour les végétaux du Néolithique (ancien et moyen) du Sud de la France ; **groupe 1**, tous les sujets humains (Le Bras-Goude et al. 2010).</figcaption></figure>

entre les différentes sources souligne la part importante des protéines animales, et en particulier des animaux sauvages, comme le cerf et le chevreuil, par rapport aux ressources végétales, tel que l'amidonnier (Fig. 5A). Ce résultat conforte les premières interprétations isotopiques et les études archéozoologiques proposées sur ce site, qui indiquent une occupation saisonnière de la grotte et l'exploitation importante des ressources animales, notamment sauvages, attestée par les rejets de boucherie (Helmer 1979 ; Villa et al. 1986). La comparaison ciblée sur l'ensemble des végétaux suggère que les plantes préférentiellement consommées pourraient être des céréales diverses et pas nécessairement l'amidonnier qui est pourtant attesté sur le site (Fig. 5B). Par ailleurs, au

Cardial, les céréales sont bien représentées dans le spectre
carpologique de Fontbrégoua, avec l'orge nue, le blé nu,
l'amidonnier et l'engrain. Elles sont accompagnées par plus-
ieurs légumineuses (gesse, lentille, vesce) et par une diversité
de fruitiers sauvages parmi lesquels se détachent *Pinus* sp.,
*Quercus* sp. et *Vitis vinifera* L. (Savard 2000).

Enfin, un troisième groupe de modèles intègre les sujets
humains du Néolithique moyen (Chasséen) des sites du Crès et
du Pirou, dans l’Hérault. Ici également, plusieurs groupes sont
étudiés séparément (deux groupes humains et les chiens), en
fonction des données précédemment acquises qui indiquaient
de possibles différences alimentaires et mobilités différentielles
entre les sujets (Le Bras-Goude *et al.* 2009 ; Goude *et al.* 2012 ;
A

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

B

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

FIG. 6. — Modélisation alimentaire pour les individus du Crès et du Pirou (Chasséen) : A, modèle A, valeurs pour la viande et les végétaux locaux, incluant les données sur la vesce de Claparouse suite aux hypothèses formulées par Le Bras-Goude et al. 2009 ; B, modèle B, valeurs pour les végétaux du Néolithique (ancien et moyen) du Sud de la France : **groupe 1**, autres sujets du Crès et groupe B du Pirou ; **groupe 2**, sépulture 10b du Crès et sujets groupe A du Pirou (Gleize et al. 2019) ; **groupe 3**, chiens du Pirou.
Gleize *et al.* 2019) (Fig. 6). Le premier groupe correspond à des sujets humains pour lesquels il a été proposé, sur la base des données isotopiques du collagène osseux, une alimentation protéique incluant une part significative de végétaux. La modélisation propose que les légumineuses (telles que les vesces) aient constitué une part importante, voire très importante, des protéines de l'alimentation. En revanche, la contribution potentielle d'animaux sauvages (ici des cervidés) proposée par le modèle n'avait pas été précédemment évoquée (Le Bras-Goude *et al.* 2009; Gleize *et al.* 2019) (Fig. 6A). Le second groupe comprend des individus pour lesquels il a été initialement proposé, sur la base des données isotopiques du collagène osseux, une alimentation protéique plus mixte, incluant une part significative de protéines animales. Les résultats actuels confirment une contribution plus équitable et diversifiée, à la fois des ressources animales et végétales, confortant les premières interprétations isotopiques (Fig. 6A). Le modèle établi à partir des chiens suggère, quant à lui, un rôle plus important des légumineuses et des animaux sauvages dans leur alimentation par rapport aux autres ressources. Les résultats sur les chiens sont importants à prendre en considération, sachant que certains auteurs (e.g. Cannon *et al.* 1999) ont proposé d'utiliser leurs données isotopiques pour discuter l'alimentation humaine lorsque peu, voire aucun reste anthropologique n'est disponible. Comme observé par cette proposition de modélisation et synthétisé dans d'autres articles (e.g. Goude & Fontugne 2016), l'alimentation canine, du moins pour le Néolithique moyen du Sud de la France, n'est pas un indicateur très précis de l'alimentation humaine, mais peut indiquer de grandes tendances (e.g. marin vs terrestre). Pour l'ensemble des trois groupes, les céréales semblent avoir une contribution moins importante par rapport aux légumineuses et aux ressources animales. Lorsque l'ensemble des végétaux est pris en compte, le premier groupe aurait pu avoir consommé plus particulièrement des ressources végétales sauvages, telles que le gland, alors que les modèles pour les deux autres groupes indiquent un apport plus ou moins équivalent des différentes plantes cultivées ou sauvages (Fig. 6B). Ces nouvelles données renforcent les hypothèses précédemment émises : 1) sur la particularité de quelques individus du Crès et du Pirou (dont les δ¹⁵N mesurés dans le collagène osseux sont parmi les plus bas enregistrés dans les sites néolithiques en France [Goude & Fontugne 2016]), qui pourraient être plus impliqués dans des activités spécialisées en lien avec le traitement des végétaux (*sensu lato*), comme en témoigne le mobilier de mouture présent dans certaines des sépultures du Crès (Loison *et al.* 2004); et 2) sur les ressources consommées par les chiens domestiques retrouvés dans les fosses sépulcrales, qui pourraient principalement provenir des refus alimentaires humains.

## CONCLUSION

Les résultats de cette étude exploratoire montrent que les données isotopiques issues des restes carpologiques permettent de revoir les interprétations paléoalimentaires rela-

tives aux premiers agropasteurs du Néolithique dans le Sud de la France, en réévaluant la contribution des végétaux dans l'apport protéique. Les données permettent notamment de discuter de la place de certaines ressources sauvages dans l'alimentation, en particulier les glands, dont le signal isotopique peut parfois se confondre avec celui des plantes fixatrices d'azote, comme les légumineuses.

Il est toutefois nécessaire de considérer que les interprétations proposées sur la base de ces modèles sont uniquement relatives aux ressources que nous avons pu intégrer dans ces derniers et ne doivent pas minimiser le rôle d'autres aliments non pris en compte, comme les ressources aquatiques ou d'autres ressources sauvages, végétales ou animales, non identifiées sur les sites archéologiques. De plus, l'utilisation des données archéobotaniques reste exploratoire et l'interprétation des résultats obtenus est soumise à plusieurs biais. En effet, les analyses isotopiques ont été réalisées sur une sélection parmi les restes carpologiques disponibles, qui est probablement encore loin de fournir une image complète de la variabilité des signaux isotopiques pour l'ensemble des plantes consommées par les néolithiques du Sud de la France. Les études carpologiques sur le Néolithique sont encore déficitaires dans la région et peu de grandes séries carpologiques sont disponibles. Certaines, issues de fouilles anciennes, sont difficilement exploitables. Les valeurs isotopiques sur les graines et les fruits dont nous disposons à l'issue de ce travail ne couvrent pas la totalité des plantes alimentaires attestées sur les sites. Elles sont issues de phases chronoculturelles, de situations géographiques et de conditions écologiques et paléo-climatiques variées, et l'influence de ces divers paramètres doit encore être mieux appréhendée. En outre, en un site donné, les pratiques agricoles (e.g. choix des terres cultivées, fertilisation) influent sur le signal isotopique pour les espèces cultivées. Il est donc nécessaire d'aborder en amont les divers facteurs (e.g. apport en eau, fertilisation) pouvant influencer les signaux isotopiques mesurés sur les restes carpologiques pour approfondir l'interprétation des données sur l'alimentation humaine émises par la modélisation. Cette étude souligne également le besoin d'augmenter le corpus, en termes de nombre d'échantillons, et de travailler à l'échelle locale. Cette approche est difficile à l'heure actuelle, car plusieurs des sites sur lesquels ont été découverts les restes humains n'ont pas fait l'objet d'étude carpologique, ou n'ont pas livré de graines et de fruits. Il faut alors rechercher des carporestes provenant de contextes contemporains à ceux des ossements humains ou animaux afin de limiter l'impact environnemental, mais également de prendre en compte les pratiques humaines pouvant exister au niveau du site.

Enfin, cette étude propose, pour la première fois en Méditerranée occidentale, un corpus de données isotopiques sur des végétaux issus des récoltes et des cueillettes des premiers agropasteurs installés dans la région. Ces données isotopiques ouvrent la perspective d'une nouvelle approche permettant de mieux caractériser les pratiques agricoles néolithiques, par ailleurs fort mal connues dans cette zone géographique. Les premiers résultats laissent penser que les cultures étaient régulièrement fertilisées, ce qui confirme des résultats isotopiques et carpologiques obtenus ailleurs en Europe (Bogaard *et al.*
2013; Styring et al. 2017; Aguilera et al. 2018; Alagich et al. 2018). Dans un second temps, ces données isotopiques sur le végétal permettent de rééquilibrer les contributions relatives entre plantes et animaux dans l'alimentation humaine. Cette nouvelle documentation prend un intérêt particulier pour les premières sociétés agropastorales, pour lesquelles beaucoup de questions restent encore en suspens en Méditerranée. La diversité des ressources consommées et l'apport des ressources marines fait partie de ces questions. Ces dernières ont été mises en évidence sur plusieurs sites côtiers du Sud de la France et en Ligurie grâce à des études ichthyologiques et malacologiques (e.g. Desse et Desse-Berset), ou encore grâce à l'analyse des résidus de poterie (Craig et al. 2013). Il est également possible de retrouver des témoignages de consommation de poisson par l'étude des micro-restes du tartre dentaire (Cristiani et al. 2018). Toutefois, les premières investigations menées dans le Sud-Est de la France à partir de ces deux approches n'ont pas encore révélé de consommation claire de ressources aquatiques (marine ou d'eau douce). Si le développement de nouvelles méthodes, comme l'analyse des microrestes contenus dans le tartre dentaire (R. Power in Goude et al. 2019, 2020), ou encore l'analyse des phytolithes des couches archéologiques (Delhon et al. 2019), contribuent à mettre en lumière la diversité des plantes ayant pu être consommées, les données isotopiques des carporestes peuvent offrir des informations de tout premier ordre sur les conditions environnementales et techniques dans lesquelles ces plantes ont été produites, informations indispensables pour interpréter les données isotopiques humaines.

## Remerciements

Cette étude a été réalisée dans le cadre d'un Master 2 (FG; 2017-2018) à l'ISEM (encadrement LB), Université de Montpellier en partenariat avec l'UMR 7269 LAMPEA Aix-en-Provence (co-encadrement GG). Ce travail s'insère dans un projet financé par l'Institut Danone France/Fondation pour la Recherche Médicale 2015 (Women and diet at the beginning of farming, 5th-3rd millennium BC, France: a bio-anthropological approach; Dir. G. Goude 2016-2017; http://institutdanone.org/nos-prix/femmes-alimentation-les-premieres-societes-agropastorales-ve-iiiie-millenaires-av-j-c-france-approche-bio-anthropologique/). Nous exprimons toute notre reconnaissance à Jean Courtin pour nous avoir permis d'analyser le matériel des sites de Fontbrégoua et de la Font-aux-Pigeons dont il a dirigé les fouilles. Nous remercions également S. Bernardini pour son assistance technique sur la plateforme de biochimie du LAMPEA. Nous tenons aussi à remercier les trois reviewers anonymes de cet article, ainsi que l'éditeur associé, Marcel Otte, pour leurs commentaires.

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Soumis le 16 mai 2020;
accepté le 31 décembre 2020;
publié le 16 mai 2022.