Méthodes scientifiques de l'archéologie

L'archéologue travaille sur les vestiges matériels du passé, alors que l'historien se limite aux sources écrites. Pendant longtemps, on a essentiellement collecté les objets d'art anciens, que l'on admirait et que l'on commentait à la façon d'une dissertation littéraire. L'archéologie est désormais une science. Elle utilise de plus en plus des outils sophistiqués issus des sciences "dures".

Le travail scientifique commence par l'observation d'une méthode stricte dans le travail sur le terrain. Le matériel dégagé est soumis à des analyses en utilisant une série de méthodes scientifiques. L'interprétation est la synthèse des résultats. Comme pour toute science, le travail doit, in fine, être scientifiquement validé par une publication professionnelle.

Méthode du travail de terrain

Les fouilles ont la particularité qu'elles aboutissent, pour mettre au jour les vestiges, à la destruction du reste de l'information pouvant être contenue dans les déchets du chantier : il est impossible de revenir à l'état initial. Les prospections sont, au contraire, non destructives : souvent, elles précèdent les fouilles.

Stratigraphie des fouilles

La stratigraphie, au cœur de la fouille archéologique, est une méthode inspirée de la géologie qui permet de comprendre et d'analyser les données du terrain. Elle consiste à identifier chaque strate du terrain correspondant à la même période. En général, une strate qui en recouvre une autre est plus récente et les couches sont d'autant plus anciennes qu'elles sont plus profondes. Cette règle n'est cependant pas absolue. Les fondations d'une construction, par exemple, traversent localement des strates plus anciennes. Des remblais peuvent ramener un matériau ancien par-dessus des couches plus récentes. Une même strate peut ainsi se trouver morcelée, ce qui complique l'identification des niveaux archéologiques.

Techniquement, on identifie une unité stratigraphique pour chaque événement réel, on repère les interfaces entre ces unités, on établit la chronologie des unités et on synthétise le déroulement temporel dans un diagramme logique (diagramme de Harris)^[1].

Méthodes de prospection

La prospection vise à localiser les sites qui ont été occupés en les différenciant des espaces vides. L'observation fine permet de repérer des anomalies dans le paysage, telles que légères différences visuelles dans la végétation (indices phytographiques), dans le niveau du sol (indices topographiques), différences de résistivité électrique^[2] du sol (résistivimètre), légères différences dans le champ magnétique terrestre (magnétomètre), différences dans les caractéristiques électromagnétiques du sol (détecteur de métaux).

Le simple ramassage systématique des débris sur les hautes terres de Cisjordanie a permis de localiser et de dater les habitats des premiers Israélites.

Méthodes scientifiques d'analyse

Le matériel fourni par la stratigraphie est soumis à une série d'analyses qui permettent de le caractériser.

Classement par typologie

La typologie, méthode inspirée des sciences naturelles, consiste à classer les artefacts (produits de l'activité humaine) selon leur ressemblance et leur dissemblance et à les localiser dans l'espace et dans le temps en les rattachant à un contexte. L'axe diachronique distingue, dans l'analyse, l'évolution à l'intérieur d'une série archéologique. Pour l'axe synchronique, la problématique s'oriente vers les fonctions ou les utilisations des différents objets. On met alors en évidence^[3] deux types de structures : la partition (rupture) ou la sériation (continuité de proche en proche). Chaque culture archéologique est, finalement, périodisée, c'est-à-dire découpée en phases chronologiques.

Les méthodes statistiques sont de plus en plus utilisées. L'analyse factorielle des données, par exemple, permet de mieux encadrer les facteurs subjectifs, en définissant des axes factoriels^[4] au sein des nuages de données et en hiérarchisant leur importance dans les ressemblances ou les dissemblances entre ces données.

Datation par typologie

Le style des poteries est beaucoup utilisé, pour les cultures de l'âge du bronze et de l'âge du fer, afin d'obtenir une première datation à partir de débris de poterie contenus dans une unité stratigraphique.

Datation par le carbone 14

Le carbone 14, produit par les rayons cosmiques, se trouve intégré aux organismes vivants par le cycle du gaz carbonique. À la mort de l'organisme, du fait de la radioactivité qui l'affecte, l'abondance de cet isotope par rapport au carbone 12 décroît au cours du temps. La mesure de cette abondance, au moyen d'un spectromètre de masse, permet de déterminer le temps écoulé depuis la mort de l'organisme. Cependant, l'abondance initiale a légèrement varié au cours du temps, ce qui impose de procéder à une correction, appelée étalonnage^[5], désormais prise en compte. La spectrométrie de masse permet désormais de travailler sur de très petites quantités de matériaux organiques, telles qu'un noyau d'olive ou quelques graines. De plus, un traitement statistique sophistiqué de plusieurs prélèvements indépendants permet d'affiner le résultat. Pour les datations à l'âge du bronze ou à l'âge du fer, la barre d'erreur est tombée à +/- 20 ans^[6], de l'ordre d'une génération, ce qui rend désormais la datation au carbone 14 particulièrement appréciée^[7].

Le dosage entre le carbone 14 et le carbone 12 permet des datations jusqu'à 50000 ans. Le dosage entre l'uranium et le thorium permet de dater des échantillons de 10000 à 350000 ans, celui entre le potassium et l'argon au-delà de 500000 ans (surtout utilisé en géologie).

Autres méthodes de datation

• La dendrochronologie joue un rôle essentiel : c'est cette technique qui fournit la courbe de calibration du carbone 14^[8]. L'observation des cernes de croissance du bois permet de définir des séquences caractéristiques, pour une essence donnée et une même contrée. On recale ainsi, avec des arbres de plus en plus anciens, l'ordre des cernes, jusqu'à 7000 ans pour le chêne en Allemagne ou en Irlande ou pour le pin en Californie. La date fournie est celle de l'abattage de l'arbre, avec une précision de 1 an.

• La thermoluminescence permet de mesurer l'énergie stockée au cours du temps dans des éléments initialement chauffés tels que pierres de foyers, céramiques, traces d'incendies etc. Pour ce faire, on chauffe à nouveau le matériau et on mesure la lumière émise lors du dégagement des électrons piégés au cours du temps. Ce piégeage, dans des pièges cristallins, se produit au cours du temps sous l'action de la lumière ambiante. La précision, au mieux de quelques %, n'est pas très bonne.

• L'archéomagnétisme est la détermination du champ magnétique terrestre (orientation et intensité) grâce à l'oxyde de fer des argiles, fossilisés lorsqu'ils ont été chauffés à plus de 680° (soles de foyers retrouvés telles quelles à l'endroit où elles ont été utilisées)^[9]. La précision est de 20 ans pour le dernier millénaire.

Techniques de fabrication

La connaissance détaillée des techniques de fabrication (approvisionnement, outillage, transmission du savoir-faire) est essentielle pour comprendre les sociétés du passé, car la conception de la technique est étroitement liée au social. On identifie l'origine des matières premières (silex, argile, cuivre, étain pour le bronze, fer). Les traces d'utilisation sur les outils (usure des surfaces) permettent de reconstituer leur usage. Les traces de résidus alimentaires, soumises à des analyses physico-chimiques, fournissent des informations chrono-culturelles.

L'expérimentation vient compléter l'analyse. La technologie de la taille des silex est comprise et reconstituée (on sait refaire cette taille). Autre exemple : la reconstitution de maisons du néolithique permet d'évaluer la quantité de matériaux, la main-d’œuvre et le temps nécessaires^[10].

Caractérisation des matériaux

On sait déterminer la provenance exacte de chaque argile (minéralogie et chimie) et reconstituer son mode détaillé de cuisson à partir des transformations que ses composants (quartz, calcium, feldspaths) ont subies. Les observations de la microstructure des métaux permettent d'identifier les procédés de formage, de reconstituer la chaîne de fabrication et d'évaluer la qualité du savoir-faire technique^[11].

Caractérisation environnementale

L'étude du paléoenvironnement concerne la reconstitution des paysages et des actions humaines (fumures, brûlis etc.), le climat, l'archéobotanique (pollens, graines et fruits de semences, sélection des plantes, gestion forestière) et l'archéozoologie (évolution des espèces, domestication, gestion des troupeaux, techniques de découpe bouchère).

On étudie également l'archéologie funéraire, la démographie, l'état sanitaire des populations et la paléobiologie^[12] (détermination du régime alimentaire par analyse isotopique à partir de l'étude des os, génétique à partir de l'ADN).

Interprétation des données, validation scientifique des résultats par leur publication

Le savoir archéologique constitue in fine un discours sur le passé. Cependant, la méthodologie scientifique rend ce discours fondamentalement différent de la simple expression d'une opinion.

Principe de la démarche scientifique

La démarche scientifique procède par boucles de rétroaction. À chaque instant, la fouille sur le terrain s'oriente en fonction des résultats de cette fouille, mais aussi de ceux des analyses (typologie, datation, technique de fabrication, caractérisation des matériaux et de l'environnement). L'interprétation s'élabore aussi à chaque instant et cette interprétation modifie, à son tour, l'orientation des fouilles ainsi que le choix des techniques d'analyse. Une telle méthodologie assure un approfondissement progressif des connaissances au fur et à mesure de l'avancement du travail.

Validation scientifique des résultats par leur publication

La dernière étape consiste en la publication, à usage professionnel, des résultats. Cette publication n'est pas, à ce stade, destinée à faire connaître les résultats au public, mais sa fonction est de valider le travail afin qu'il soit scientifiquement utilisable par la communauté des archéologues. La publication, soumise à une revue professionnelle, est examinée par un comité de lecture qui décide de la publier ou de la rejeter, selon que les critères scientifiques propres à l'archéologie sont ou ne sont pas satisfaits.

La déontologie, suivie par tous les professionnels sérieux, veut que la diffusion auprès du public ne soit faite qu'après validation des résultats par la communauté scientifique (acceptation pour publication). Les grandes opérations médiatiques bâties sur telle prétendue découverte archéologique (non acceptée pour publication : légendaire conservatisme des scientifiques !) n'engagent que les médias qui s'y livrent et les naïfs qui les croient^[13].

Comme pour toute science, on assiste en archéologie à une accélération des connaissances qui rend nécessaire, pour les chercheurs, une mise à jour de leur savoir de plus en plus serrée dans le temps. Le rôle de cette dynamique est peut-être sous-estimé par les philosophes des sciences.

Organisation du métier d'archéologue en France

Formation des archéologues

L'archéologie est enseignée à l'Université, en DEUG, en licence, en maîtrise des sciences et technologies MST (archéologie préventive, ou bien conservation et restauration), en DEA et en DESS, ainsi qu'à l'École pratique des hautes études en sciences sociales EHESS et au Collège de France. L'Institut de Formation du Patrimoine forme les futurs conservateurs de l'archéologie (musées, Inventaire), l'École des Chartes forme les futurs conservateurs des Archives.

Institutions

Environ 250 enseignants-chercheurs des Universités travaillent en archéologie, 650 archéologues travaillent au CNRS (350 chercheurs et 300 ingénieurs, techniciens et administratifs). Le Ministère de la Culture emploie des archéologues et des conservateurs (patrimoine, musées, monuments historiques). L'Institut National de Recherches Archéologiques Préventives INRAP, sous la tutelle du Ministère de la Culture et du Ministère de la Recherche, assure le travail d'archéologie préventive.

Notes

Bibliographie

• Grégory Lanners, « Les techniques scientifiques au service de l’égyptologie », dans Toutankhamon Magazine, n^o 29, octobre / novembre 2006, p. 48-50 .

• Jean-Paul Demoule, François Giligny, Anne Lehöerff, Alain Schnapp, Guide des méthodes de l'archéologie, éditions La découverte, Paris, 2002. ISBN 2-7071-3760-X
• Philippe Jockey, L'archéologie, éditions Belin, 1999. ISBN 2-7011-1938-3

Liens internes

• La Bible dévoilée

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