Magnétisme et luminescence : couplage de méthodes à la grotte des Fraux

Lors de la campagne de printemps 2008, des structures de combustion ont été identifiées dans le secteur 13 de la grotte. Ces dernières se matérialisent sous la forme de zones rubéfiées, colorées et par la concentration de produits de combustion. Si l’archéologie a permis de cartographier ces différents indices, peu d’éléments sont susceptibles de préciser la fonction des feux (éclairage ? feu domestique ?).

Nous avons décidé avec Pierre Guibert de l’IRAMAT à Bordeaux, François Levêque et Vivien Mathé de l’Université de La Rochelle (Centre Littoral de Géophysique, Laboratoire de magnétisme environnemental) de réaliser un test couplant différentes approches en vue de l’analyse des structures de combustion.

Plusieurs questions se sont posées à nous dans la perspective d’une modélisation des feux dans la grotte des Fraux :

la conduite de prospections géophysiques en milieu souterrain.

la cartographie des structures et leur organisation dans l’espace ;

la mise en place de méthodes d’études non destructives ou à faible impact ;

la question des paléo-températures ;

L’idée retenue par l’équipe a été de coupler les approches thermoluminescentes et magnétiques.

Le test opéré cette semaine aux Fraux visait à :

– observer, sur une zone où des structures archéologiques sont avérées, les liens de corrélation entre les indices de chauffe et la cartographie des anomalies magnétiques ;

– rechercher, dans un secteur choisi, des structures de combustion en utilisant un mode de prospection non destructif (magnétisme).

Dans le premier secteur (secteur 13), les mesures se sont focalisées autour du foyer F4 et ont consisté dans le levé d’un double profil en prospection magnétique.

Secteur 13 - Profil magnétique sur 6 mètres linéaires

Secteur 13 - Profil magnétique sur 6 mètres linéaires

Dans une seconde étape, la cartographie d’une zone d’un ½ m² a été réalisée à l’aide de deux capteurs de susceptibilité magnétique.

Secteur 13 - cartographie du foyer F4 par susceptibilité magnétique

Secteur 13 - cartographie du foyer F4 par susceptibilité magnétique

Résultats préliminaires et premières observations :

Sur le profil général apparaissent des feux d’intensités différentes selon qu’il s’agit de foyers à plats (aménagés sur le substrat de blocs de grès) ou de structures qui procèdent de la mise en œuvre d’argile. La question des types de matériaux employés est ici primordiale.

La cartographie réalisée selon une maille de 25 cm² (1/2 journée de mesures) a permis de tester deux types de capteurs (susceptibilimètres) qui ont livré des images similaires. L’image produite fait clairement apparaître une sole d’argile ainsi que deux zones chaudes localisées en périphérie de cette structure.

Un bloc de grès d’apparence non altéré, à quelques centimètres de la sole, a longuement interrogé l’équipe. Les mesures montrent que seule la périphérie du bloc a été altérée par le feu sur quelques millimètres, mais son état de surface (non transformé par la chauffe) résulterait d’un processus post-dépositionnel.

Après cette opération, un échantillonnage a été réalisé dans la perspective de mesurer les paléo-températures (TL). La stratégie de prélèvement a résidé dans l’utilisation des résultats de la susceptibilité magnétique dans le but d’échantillonner les zones de différentes valeurs en privilégiant des transects. 21 échantillons, répartis y compris sur des zones non chauffées, ont ainsi été prélevés. 12 prélèvements complémentaires ont été réalisés en dehors de la zone mesurée en susceptibilité afin d’établir un transect général de la structure.

Secteur 13 - localisation des prélèvements pour la thermoluminescence.

Secteur 13 - prélèvements d'un échantillon de la sole foyère pour la thermoluminescence.

Secteur 13 - localisation des prélèvements pour la thermoluminescence.

Secteur 13 - localisation des prélèvements pour la thermoluminescence.

Dans le secteur 18 (une galerie étroite localisée dans le réseau gauche de la cavité) aucune investigation archéologique n’a jusqu’à présent été réalisée. Cependant, des cuvettes et de zones fortement charbonneuses sont apparues en surface. L’objectif de la prospection magnétique visait à mettre en évidence des zones de combustion, pour partie masquées par des produits de combustion ou des faciès de surface altérant la perception des couleurs et des formes des éventuelles structures.

Les mesures ont été opérées selon un pas régulier (35 cm), sur un segment de la galerie long de près de 10 mètres.

Secteur 18 - profil magnétique sur 10 mètres linéaires.

Secteur 18 - profil magnétique sur 10 mètres linéaires.

Dans ce secteur, des épandages de produits de combustion, mais également des faciès détritiques liés à la paroi, engendrent un bruit de fond/un signal de base de la susceptibilité magnétique élevé. L’hypothèse de la présence de lits détritiques riches en minéraux ferrugineux – antérieurs à l’occupation – sur un des cotés de la galerie peut aussi être évoquée. Cependant, les 4 transects révèlent une succession d’anomalies magnétiques qui signale très probablement des zones de feu. Dans le détail, on observe que les crêtes des foyers (poins hauts de ces structures) délivrent le signal de susceptibilité le plus fort. Ces observations devront être complétées dans la semaine qui vient par une cartographie et un levé topographique qui permettront de corréler ces informations.


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