Réflexion autour de la valorisation de 8 années de recherche à la grotte des Fraux

La communauté de communes des Pays Thibériens a souhaité lancer une réflexion de fond sur la valorisation des études scientifiques menées à la grotte des Fraux depuis 8 ans, dans une perspective tournée vers le grand public.

Après une visite de la grotte des Fraux, les élus de la communauté de communes se sont réunis à Saint-Martin-de-Fressengeas pour assister à la présentation des principaux résultats scientifiques de l’étude de la grotte et discuter de la pertinence de mettre en place une valorisation grand public de la grotte.
Un premier groupe d'élus de la communauté de communes prêts à descendre dans la grotte des Fraux

Un premier groupe d’élus de la communauté de communes prêts à descendre dans la grotte des Fraux mercredi 3 septembre

descente 1
Réunions des élus à Saint-Martin-de-Fressengeas

Réunions des élus à Saint-Martin-de-Fressengeas mercredi 3 septembre 2014

 

 

 

Une base de données 3D de la grotte des Fraux

Plus de 7 années de numérisation 3D des différents secteurs de la grotte et autant d’années de traitement de données produites ont généré un nombre considérable de fichiers informatiques particulièrement lourds (nuages de points bruts et assemblés, modèles  maillés, modèles texturés, fichiers topo, pdf3D…) .

seteur 28

numérisation 3D des galeries 28 et 29 de la grotte des Fraux à l’aide du scanner laser terrestre FARO Focus (plateforme 3D GEODE)

Travailler à l’échelle d’un si vaste réseau (plus de 1 km) nécessite une grande rigueur dans la gestion, le traitement et le stockage des données 3D hétérogènes et multiscalaires produites par les différents membres de l’équipe. Il nous est apparu indispensable de créer une base de données complète capable de détailler les caractéristiques de chaque fichier (intitulé, zone scannée, année de production, type de format et de résolution, localisation du fichier…).

capture d'écran de la base de données 3D de la grotte des Fraux

capture d’écran de la base de données 3D de la grotte des Fraux (GEODE – INSA)

Cette semaine,  pour la seconde fois cette année, nous avons procédé au tri des données produites depuis 2008 aux Fraux, dans les locaux de l’INSA à Strasbourg.

Quelques 877 fichiers ont pour l’heure été classés et renommés dans le but de faciliter la réalisation de documents de travail (comme le modèle 3D total de la grotte qui servira notamment de support aux simulations sur l’histoire du karst, la climatologie…).

modèle 3D dégradé de la grotte des Fraux (INSA - GEODE)

Modèle 3D  de la grotte des Fraux (INSA – GEODE). L’entrée actuelle de la grotte est située à droite (en rouge)

Encore une à deux semaines de travail à Strasbourg seront nécessaires à Samuel et Albane pour finaliser cette vaste entreprise…

Vient de paraître…

En début d’année sont parus 2 nouveaux articles sur l’apport de la 3D à l’étude de la grotte des Fraux :

– le premier, en anglais, est paru dans la revue « International Journal of Heritage in the Digital Era »

lien vers la page web de la revue : http://www.digital-heritage-journal.eu/

Référence bibliographique :  BURENS  A., GRUSSENMEYER P.,  CAROZZA L.,  LÉVÊQUE F.,  GUILLEMIN S.,  MATHÉ V., 2014 -  Benefits of an accurate 3D Documentation in Understanding the Status of the Bronze Age Heritage Cave « Les Fraux » (France), International Journal of Heritage in the Digital Era, vol. 3, n°1, pp. 179-195.

Référence bibliographique : BURENS A., GRUSSENMEYER P., CAROZZA L., LÉVÊQUE F., GUILLEMIN S., MATHÉ V., 2014 – Benefits of an accurate 3D Documentation in Understanding the Status of the Bronze Age Heritage Cave « Les Fraux » (France), International Journal of Heritage in the Digital Era, vol. 3, n°1, pp. 179-195.

 

 

Le second, en français, est paru dans la revue « xyz » éditée par l’association française de topographie :

lien vers la page web de la revue : http://www.aftopo.org/FR/xyz-4.html

Référence bibliographique :  BURENS  P., BURENS  A.,   CAROZZA L.,  LÉVÊQUE F.,  GUILLEMIN S.,  MATHÉ V., 2014 -  Numérisation 3D de la grotte ornée des  Fraux (Dordogne) : apport à l’archéologie et à la cartographie du champ magnétique,  Revue XYZ, n°138, pp. 33 -41.

Référence bibliographique : GRUSSENMEYER P., BURENS A., CAROZZA L., LÉVÊQUE F., GUILLEMIN S., MATHÉ V., 2014 – Numérisation 3D de la grotte ornée des Fraux (Dordogne) : apport à l’archéologie et à la cartographie du champ magnétique, Revue XYZ, n°138, pp. 33 -41.

 

L’équipe vient par ailleurs tout juste de soumettre un nouveal article à  « Karstologia », revue de spéléologie physique de la Fédération Française de Spéléologie et de l’Association Française de Karstologie, qui prépare un numéro thématique sur le thème : Karst, grottes et 3D.

lien vers la page web de la revue : http://edytem.univ-savoie.fr/karstologia

 

couverture du n° 51 de la revue Karstologia

couverture du n° 51 de la revue Karstologia

bonne lecture 😉

Relevé systématique des restes fauniques de la grotte des Fraux

par Jean-Denis Vigne et Juliette Knockaert

Lors de la mission qui s’est déroulée du 19 au 25 avril dernier, Juliette Knockaert et Jean-Denis Vigne ont parcouru l’ensemble des galeries de la grotte des Fraux et relevé tous les restes d’animaux qui apparaissaient au sol, sur les corniches, dans les éboulis ou, parfois, fichés dans les parois.

Chacun des 367 vestiges ou groupes de vestiges a fait l’objet d’une couverture photographique, d’une identification anatomique et taxonomique et d’une description. Ce travail a été réalisé à vue, ou à partir des clichés grossis à l’écran, car il n’était évidemment pas question de toucher les objets.

Couverture photographique de restes fauniques du secteur 28 de la grotte des Fraux

Couverture photographique de restes fauniques du secteur 28 de la grotte des Fraux

Les premiers résultats permettent de distinguer quatre grandes catégories de vestiges fauniques :

–       les restes d’ours des cavernes, souvent recouverts de calcite et enfouis sous les grands éboulis tardiglaciaires ; une quarantaine de restes ont été repérés, mais il est probable que des centaines d’ossements sont enfouis au plus profond des sédiments de la grotte ; ils sont à rapprocher des très nombreuses griffades qui balafrent les parois de la grotte, y compris dans les galeries les plus reculées, ainsi que des bauges à ours ;

–       la grande faune de l’Âge du Bronze, dominante (123 restes), déchets de consommation relégués contre les parois, autour des zones d’occupation humaine ou, plus rarement, déposés dans des lieux particuliers (corniches, fentes de la paroi), parfois regroupés avec de grandes portions de céramiques. Le porc (ou sanglier) est dominant, mais les restes de veaux et de moutons sont également présents ;

–       la microfaune qui parsème le sol dans de nombreuses parties du réseau (72 accumulations répertoriées), composée principalement de rongeurs inféodés aux forêts du milieu de l’Holocène (mulot, campagnols) ; l’analyse des refus de tamis réalisée en 2013 suggère que ces vestiges viennent de pelotes de réjection de rapaces nocturnes ayant fréquenté les entrées du réseau à l’époque où il était ouvert, c’est-à-dire à l’Âge du Bronze ;

–       des restes de repas de renard accumulés dans les galeries : une soixantaine d’ossements de lièvre, une dizaine de restes de très jeunes porcelets, une trentaine de coquilles d’œufs de poules volés dans les fermes environnantes ; quelques rares os du petit canidé ainsi qu’un ou deux coprolithes récents confirment que des renards ont circulé dans les galeries à une date très récente ; c’est peut-être aussi de cette dernière étape d’ouverture très partielle du réseau que datent les quelques restes de chauves-souris (principalement du grand murin) trouvés ici et là.

Ces données feront l’objet d’une analyse plus poussée dans les mois à venir, analyse qui viendra compléter celle des restes de microfaune issus des tamisages et des quelques ossements de grande faune issus des rares secteurs fouillés durant les années précédentes.

Identification anatomique et taxonomique des restes fauniques du secteur 29 par Juliette Knockaert et Jean-Denis Vigne

Identification anatomique et taxonomique des restes fauniques du secteur 29 par Juliette Knockaert et Jean-Denis Vigne

 

Derniers relevés des panneaux ornés de la grotte des Fraux…

La mission organisée aux Fraux la semaine passée a permis de mettre en œuvre la dernière phase de relevé des expressions pariétales de la grotte des Fraux. Raphaëlle Bourrillon, Stephane Petrognani et Carole Dudognon ont pu enregistrer l’ensemble des panneaux ornés des derniers secteurs du réseau (8 et 9 principalement). Ils ont réalisé la couverture photographique, les croquis  et les mesures des panneaux, dont le relevé sera réalisé en laboratoire avant vérification sur le site.

tracés digités du secteur 7

tracés digités du secteur 7

 

étude des parois ornées de la grotte

étude des parois ornées du secteur 8 de la grotte

La galerie 8 est caractérisée par un nombre relativement limité de panneaux, ornés de tracés digités. Elle a également livré un motif en forme de méandre. De façon surprenante, un panneau de tracés parallèles finement gravés, situés sur la voûte, est très proche de tracés déjà répertoriés sur les voûtes des secteurs 9 et 10.

Les parois et le plafond du secteur 09 sont particulièrement surchargés : ils sont couverts, de façon quasi continue, de méandres verticaux, de tracés parallèles larges (organisés en bandes verticales), de quadrillages irréguliers mais aussi de chevrons tracés au pigment noir, ce qui est exceptionnel aux Fraux.

secteur 9 : décor de chevrons tracés au charbon

secteur 9 : décor de chevrons tracés au charbon

Une prochaine mission permettra de vérifier la fidélité des relevés, mais aussi de géoréférencer les panneaux ornés à l’aide d’une station totale, dans le but de raccorder les relever au modèle géométrique 3D global de la grotte.

 

L’équipe remercie la famille Goineaud, propriétaire de la grotte des Fraux, pour l’autorisation de mise en ligne ces quelques photographies de la grotte.

Présentation des développements méthodologiques réalisés à la grotte des Fraux dans le domaine de la 3D au colloque CIPA

A l’occasion du XXIVe colloque international International CIPA tenu du 2 au 6 septembre 2013 à Strasbourg, l’équipe scientifique des Fraux a présenté une communication consacrée aux développements méthodologiques réalisés à la grotte des Fraux depuis 6 années dans le domaine de la numérisation et de modélisation 3D .

Cette présentation n’aurait pu être réalisée sans l’implication de l’ensemble des membres de l’équipe scientifique des Fraux ni sans la bienveillance des propriétaires de la grotte, qu’ils soient ici tous remerciés.

Les travaux présentés ont bénéficé du soutient de l’INEE du CNRS, du Ministère de la Culture et de la Communication et du programme AIR.

 

 


CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt


CIPA2013(PC).ppt


CIPA2013(PC).ppt


CIPA2013(PC).ppt


CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt


CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

CIPA2013(PC).ppt

 

Hommage à Edmond Goineaud

Edmond Goineaud, propriétaire de la grotte des Fraux et ancien conseiller municipal de Saint-Martin-de-Fressengeas,  nous a quitté samedi 13 juillet, en sa maison de Saint-Martin, à l’âge de 83 ans. Après plus de sept années passées à ses cotés, l’équipe scientifique de la grotte éprouve la plus profonde tristesse au départ de cet homme chaleureux et accueillant avec qui les liens les plus étroits s’étaient tissés au fil des ans.

Nous conserverons toujours en mémoire l’image d’un homme droit et généreux et le souvenir des nombreux moments de joie partagés ensemble, avec ses proches, autour de sa table qui nous était toujours ouverte.

Edmond Goineaud à quelques pas de l'entrée de la grotte des Fraux

Edmond Goineaud à quelques pas de l’entrée de la grotte des Fraux

 

Un des nombreux moments d'amitié partagés autour de la table d'Edmond

Un des nombreux moments d’amitié partagés autour de la table d’Edmond

 

Toute notre sympathie et nos amicales pensées se tournent vers Marcelle son épouse, Cathy sa fille, Damien son petit fils et Michel son gendre.

Poursuite de la numérisation 3D de la volumétrie du réseau souterrain

La campagne de mars dernier a permis de poursuivre l’acquisition de la volumétrie 3D de la grotte des Fraux, dans des zones où le cheminement polygonal avait été réalisé en 2012 avec l’aide d’Emmanuel Moisan (élève ingénieur à l’INSA de Strasbourg).

Dans un premier temps, nous avons choisi de finaliser la numérisation du réseau droit de la grotte afin de lancer les premières modélisations et simulations sur cette partie du réseau. Pour ce faire, nous avons scanné le secteur 9 qui abrite notamment, sur une de ses parois, des motifs de chevrons dessinés au pigment noir à l’âge du Bronze.

 

numérisation 3D du secteur 9 (à gauche) et levé topographique des sphères (à droite)

numérisation 3D du secteur 9 (à gauche) et levé topographique des sphères (à droite)

Dans une seconde étape, nous avons travaillé dans le vaste réseau gauche de la cavité, autour des secteurs 29 à 38. Le travail a été rendu ardu par la difficulté d’accessibilité de certaines galeries de la grotte, particulièrement étroites et basses sous plafond.  La taille réduite du laser scanner Focus (FARO) a néanmoins permis d’accéder aux espaces les plus étroits et inaccessibles. Cette partie du réseau ne recèle quant à elle que peu de vestiges : quelques rares foyers et tessons de poterie.

Levé topographique (avec la station totale M3 TRIMBLE) des sphères positionnées dans le secteur 36.

Levé topographique (avec la station totale M3 TRIMBLE) des sphères positionnées dans le secteur 36.

Scan du secteur 29

Scan du secteur 29

Acquisition du MNT de l’extérieur de la grotte des Fraux par lasergrammétrie

La résolution du Modèle Numérique de Terrain — acquis en 2012 par photogrammétrie autour de la grotte — s’est révélé être insuffisante  pour l’étude karstologique de la cavité, en raison de la qualité des clichés IGN. En conséquence, Pierre Grussenmeyer et Samuel Guillemin (INSA Strasbourg) ont décidé de réaliser en mars 2013 une nouvelle acquisition, cette fois par lasergrammétrie, de l’extérieur de la grotte.

 

Numérisation 3D de l'extérieur de la grotte par P. Grussenmeyer et S. Guillemin

Numérisation 3D de l’extérieur de la grotte par P. Grussenmeyer et S. Guillemin

Le travail a été réalisé à l’aide du scanner laser Leica C10. Cet instrument permet en effet de scanner en haute résolution, sur de longues portées. Il présente également l’avantage de posséder une caméra numérique intégrée. Une vaste zone autour de la grotte ainsi pu être numérisée en 3 dimensions. Le modèle numérique ainsi obtenu sera rapidement associé à la volumétrie globale du réseau souterrain.

 

Le scanner laser C10 en station à quelques mètres de l'entrée actuelle de la grotte et devant la ferme des propriétaires des Fraux

Le scanner laser C10 en station à quelques mètres de l’entrée actuelle de la grotte et devant la ferme des propriétaires des Fraux

Grotte des Fraux : échanges thermiques intérieur / extérieur

Suite à l’analyse des températures enregistrées sur près d’une année en 4 points de la grotte des Fraux, Delphine Lacanette (UMR 5295 Bordeaux 1) a mis en évidence des échanges thermiques entre la grotte et l’extérieur, plus sensibles au cours de la période hivernale, principalement la nuit : l’air plus froid est plus lourd et descend dans la cavité dont la température est alors plus élevée.

Afin de déterminer avec plus de précision jusqu’où l’air extérieur circule dans la cavité, de nouveaux capteurs de température autonomes ont été positionnés au mois de mars autour de la zone d’entrée (secteurs 1, 3 et 12). L’acquisition se fera toutes les 30 minutes jusqu’au printemps 2014. Un capteur a été positionné à l’extérieur de la cavité dans le but de vérifier la correspondance entre les températures enregistrées sur Saint-Martin-de-Fressengeas et la station météorologique la plus proche.

Delphine Lacanette pose un capteur de température dans le secteur 12 de la grotte des Fraux

Delphine Lacanette pose un capteur de température dans le secteur 12 de la grotte des Fraux

Capteur de température placé dans un plancher stalagmitique du secteur 3 de la cavité.

Capteur de température placé dans un plancher stalagmitique du secteur 3 de la cavité.

 

24eme édition du colloque international du CIPA

Du 2 au 6 septembre 2013, l’INSA de Strasbourg, en collaboration avec la Société Française de Photogrammétrie et de Télédétection, l’ICOMOS, et l’ISPRS, organise le 24eme colloque international du CIPA « Documentation du Patrimoine », sous la responsabilité de Pierre Grussenmeyer.

La manifestation se tiendra à Strasbourg, du 2 au 6 septembre 2013 et sera dédiée à l’enregistrement, la documentation et la coopération pour le patrimoine culturel.

Le détail des sessions est disponible à cette adresse :  http://www.cipa2013.org/

À noter, la tenue d’une session extraordinaire (ES8) consacrée aux bibliothèques numériques en 3D. L’objectif de cette session est de présenter une sélection des derniers développements, dont certains sont déjà utilisés dans le domaine du patrimoine culturel tandis que d’autres ont un potentiel élevé pour elle. Les sujets sont présentés dans le but de prendre en compte la façon dont ces technologies 3D pourraient être utilisées dans les bibliothèques numériques pour le patrimoine culturel (comme Europeana, http://www.europeana.eu www.europeana.eu), où ils ont pu ouvrir  de nouvelles opportunités.

La session se terminera par une table ronde réunissant experts de la 3D, géomètres, architectes, ingénieurs civils, mathématiciens, archéologues, restaurateurs, spécialistes des TIC, ainsi que des représentants de Systèmes de gestion du patrimoine culturel…

L’appel à communication est ouvert jusqu’au 10 avril prochain !

 

annonce du XXIV colloque internatiobnal du CIPA

annonce du XXIV colloque international du CIPA

Suivi climatique de la grotte des Fraux : bilan des premières mesures de température

Par Delphine Lacanette

Institut de Mécanique et d’Ingénierie – Bordeaux – UMR 5295, département TREFLE
 
 

Quatre capteurs de température ont été disposés dans la grotte des Fraux et ont enregistré les variations de température du 1er avril 2012 au 28 janvier 2013.

 

localisation des 4 capteurs de température (étoiles rouges) dans la groote des Fraux

localisation des 4 capteurs de température (étoiles rouges) dans la grotte des Fraux

 

Le premier capteur était positionné à l’entrée de la cavité, le deuxième au fond du réseau droit (secteur 6), les troisième et quatrième dans le réseau gauche (secteurs 18 et 19).

Le capteur de l’entrée a montré deux régimes au cours de l’année.

graphique des températures relevées par le capteur localisé près de l'entrée actuelle de la grotte

graphique des températures relevées par le capteur 1 localisé près de l’entrée actuelle de la grotte

 

Le premier, de mai à novembre, présente une évolution continue témoignant de peu d’échanges avec l’extérieur. En effet, l’air extérieur étant la plupart du temps supérieur aux 10 à 12 °C de l’entrée, il est plus léger et ne pénètre pas à l’intérieur de la cavité. De novembre à mai, on observe des alternances de température jour/nuit respectivement plus importantes et plus faibles que la température intérieure. Lorsque l’air extérieur est plus froid, il est plus lourd et descend dans la cavité. Lorsqu’il se réchauffe, il reste à l’extérieur. On assiste ainsi à une alternance de courants de convection et de stratifications successives au cours de la journée, et ceci pendant toute la période.

Les températures correspondant aux capteurs 2 et 4 présentent des variations assez proches, avec une amplitude de 0,14°C sur l’année. (Figure 3)

 

graphique des températures relevées par les capteurs 2 et 4.

graphique des températures relevées par les capteurs 2 (secteur 6)  et 4 (secteur 19).

 

La température au capteur 3 a une amplitude de 0,05°C, ce qui nous laisse penser que le secteur 18 est à une profondeur plus importante que les secteurs 6 et 19.

Le modèle numérique de terrain , en cours d’acquisition, permettra de confirmer ces hypothèses et d’affiner l’approche de modélisation de l’épikarst.

 

Caractérisation thermique de structures de combustion de la grotte des Fraux : soutenance de la thèse d’Aurélie Brodard

Mardi 29 janvier 2013, Aurélie Brodard soutiendra sa thèse de doctorat consacrée à la caractérisation thermique de structures de combustion de la grotte des Fraux par les effets de la chauffe sur les minéraux (thermoluminescence et propriétés magnétiques), à l’Université Michel de Montaigne de Bordeaux 3. Aurélie a réalisé ce doctorat en Physique des archéomatériaux sous la direction conjointe de Pierre Guibert et François Lévêque.

Résumé de la thèse :

Les structures de combustion constituent un témoin de la fréquentation humaine et leur étude permet d’appréhender un aspect du mode d’occupation d’un lieu donné. Ainsi, pour compléter les approches classiques qui s’intéressent à la typologie des foyers, à la fréquence des feux, à la nature des combustibles, etc., une caractérisation thermique de ces structures a été réalisée. Elle s’appuie sur les impacts thermiques enregistrés par les sédiments soumis aux feux et plus précisément sur les modifications des propriétés de thermoluminescence (TL) et de magnétisme avec la chauffe. Le statut et le mode d’occupation de la grotte de Fraux (Dordogne), occupée à l’Âge du bronze, posent question car celle-ci a livré autant de vestiges de nature domestique (sols de circulation, foyers, mobiliers) que symbolique (manifestations pariétales, dépôts de mobilier). La place prépondérante des foyers parmi dans la grotte a induit une étude spécifique de ces structures (plus de 60 foyers présentant un état de conservation exceptionnel).

L’étude de plusieurs foyers de la grotte des Fraux a permis de tester le potentiel de paléothermomètres fondés sur deux propriétés indépendantes à savoir la TL des grains de quartz et le magnétisme des oxydes de fer contenus dans les sédiments. Le paléothermomètre TL a été élaboré en comparant les signaux TL d’échantillons provenant de foyers archéologiques à ceux de références thermiques chauffées en laboratoire. Pour le magnétisme deux pistes ont été exploitées : les températures de déblocage de l’aimantation rémanente et l’évolution de la signature magnétique (minéralogie et taille de grain) avec la chauffe. La détermination des paléotempératures atteintes par les sédiments substrats des structures de combustion apporte une première indication sur leur intensité de chauffe.

 

Mesure de susceptibilité magnétique sur un foyer de la grotte des Fraux

Des feux expérimentaux ont été réalisés dans le but d’étalonner les informations paléothermométriques obtenues en termes d’énergie mise en jeu et de quantité de combustible consommé. Ils ont permis de valider les références thermiques et de caractériser les impacts thermiques dans le sédiment.

Expérimentation instrumentée conduite dans le cadre de la thèse d’Aurélie Brodard sur la base des modèles des foyers de la grotte des Fraux

Ces expérimentations ont aussi servi de base à une modélisation de propagation de la chaleur dans les sédiments. Les simulations effectuées dans ce modèle numérique permettent d’estimer un temps minimal de fonctionnement des structures de combustion. Nous disposons ainsi d’un nouvel outil pour la caractérisation thermique de foyers archéologiques.

La Société Préhistorique Française organise une journée de conférences sur la grotte des Fraux

Le 15 décembre 2012, la Société Préhistorique Française organise une journée de conférences dédiée à la grotte ornée des Fraux. Cette réunion scientifique, qui se tiendra à l’INHA à Paris, sera l’occasion pour l’équipe de présenter un point sur l’avancée des travaux conduits au Fraux depuis 5 années avec le soutien de la DRAC Aquitaine et du Site d’Études en Écologie Globale de l’INEE (CNRS).

Le programme de cette journée, adossée à l’assemblée générale de la Société Préhistorique Française, est le suivant :

PROGRAMME

 Les Fraux : une grotte ornée de l’âge du Bronze (1400-1100 BC) en Dordogne

 10 h 00 – « Archéologie de la grotte des Fraux : bilan de cinq années de recherche » par Laurent Carozza et Albane Burens

10 h 30 – « Les manifestations pariétales de la grotte des Fraux : analyses et comparaisons » par Raphaëlle Bourrillon et Stéphane Petrognani

11 h 30 – ASSEMBLÉE GÉNÉRALE de la Société préhistorique française

14 h 00 – « Acquisitions géoréférencées de données lasergrammétriques et photogrammétriques dans la grotte des Fraux pour la création de modèles 3D texturés » par Pierre Grussenmeyer, Samuel Guillemin et Albane Burens

14 h 30 – « À la poursuite du feu : prospection magnétique en grotte » par Francois Lévêque, Vivien Mathé, Aurélie Brodard et Pierre Guibert

15 h 00 – « Caractérisation des foyers de la grotte des Fraux par leur impact thermique sur le sédiment substrat : approche par luminescence et magnétisme » par Aurélie Brodard, Delphine Lacanette, Pierre Guibert et Francois Lévêque

 15 h 30 – « Méthodologie et premiers résultats archéozoologiques sur la Grotte des Fraux »  par Jean-Denis Vigne et Albane Burens

L’équipe des Fraux remercie chaleureusement le conseil d’administration de la SPF, et tout particulièrement la secrétaire générale de l’association Claire Manen, pour l’opportunité qui leur est offerte de présenter leurs travaux dans le cadre prestigieux de ces journées scientifiques.

Que Marcelle et Edmond Goineaud, propriétaires de la grotte, trouve ici l’expression de la gratitude de l’ensemble de l’équipe scientifique pour la latitude qu’ils nous ont toujours accordée de mener nos recherches dans ce cadre exceptionnel.

Affiche de la journée de conférences organisée par la SPF

Suivi climatique de la grotte des Fraux

Dans le cadre de la programmation scientifique 2012-2014, le suivi climatique complet de la grotte des Fraux sera progressivement mis en place, sous la responsabilité de Delphine Lacanette. Lors de la mission de mars 2012, une première série de capteurs autonomes mesurant la température a été disposée dans la grotte. D’une précision de 0,02°C, ces capteurs ont été placés dans 4 secteurs de la grotte, qui ont a priori des comportements très différents les uns des autres.

Capteur autonome enregistrant toutes les 30 minutes la température dans la grotte des Fraux

L’autonomie de la batterie de ces capteurs est de 6 mois, ce qui nous permettra de nous faire une idée assez précise du comportement climatique de la grotte à cette échelle de temps (sans avoir besoin d’y retourner pour relever les valeurs ce qui perturberait la mesure).

Cette première installation constitue un préalable nécessaire à la mise en place d’un suivi climatique plus complet de la cavité. Nous avons en effet besoin de savoir dans quel régime se situe la grotte avant de choisir du matériel plus performant dans les gammes concernées.

À terme l’installation couvrira mieux les différents secteurs de la grotte, au moyen de sondes déportées reliées à des centrales. D’autres paramètres tels que l’humidité, le CO2 et la vitesse de l’air seront également enregistrés par Delphine, en plus de la température, de manière ponctuelle ou continue.

Pose d’un capteur autonome dans le secteur 19

Poursuite laser aux Fraux – nouveaux développements méthodologiques

François Lévêque et Viven Mathé, du laboratoire LIENSs de la Rochelle, ont profité de cette année blanche sur le terrain pour valider les derniers développements méthodologiques autour de la question du géo-positionnement dynamique (en 3D) des mesures magnétiques effectuées dans la grotte des Fraux et tester de nouveaux instruments de mesure de contact.Ces travaux exploratoires portent sur la localisation des structures de combustion de la grotte par imagerie magnétique, par la réalisation de la cartographie des anomalies locales du champ magnétique terrestre (telles qu’elles sont générées par des objets de nature archéologique).

Dans un premier temps, ces deux chercheurs rochelais avaient réalisé un travail expérimental dans les secteurs 3, 8, 13 et 18 du réseau. Ces premiers tests avaient conduit à la modification du protocole d’observation consistant en un géo-positionnement dynamique des mesures magnétiques pendant que le magnétomètre est déplacé pour couvrir l’espace étudié. L’acquisition d’une station totale plus performante ont permis d’accroître la cadence de mesures et de bénéficier d’une haute densité de points de mesure et d’une haute résolution spatiale (permettant de mieux cartographier les foyers). Une publication dédiée à ces développements méthodologiques est en cours de préparation.

Géo-positionnement dynamique des mesures magnétiques dans le secteur 29 de la grotte des Fraux

Numérisation 3D : programmation 2012-2014

La semaine de réunion organisée en juin dernier aux Fraux a été l’occasion de définir nos objectifs, en terme de numérisation 3D, pour le futur programme triennal (2012-2014). L’une de nos priorités reste bien évidemment la fin de l’acquisition de la volumétrie de la grotte dans la partie gauche, à une résolution de 1 point/mm, parallèlement à la numérisation à très haute résolution des panneaux ornés (40 microns).

Soucieux d’optimiser la phase d’acquisition des nuages de points et la qualité du rendu des modèles tridimensionnels, nous avons profité de notre séjour aux Fraux pour tester un tout nouveau modèle de laser scanner (particulièrement adapté aux milieux contraignants tel le milieu souterrain, en raison de sa petite taille et de son poids plume) : le Focus (Faro).

Suite à plusieurs tests, menés en 3 endroits différents de la cavité, l’équipe a choisi de finaliser l’acquisition volumétrique de la grotte avec cet équipement, qui permettra en outre une vitesse d’acquisition très réduite et une restitution des nuages de points en couleur.

Numérisation 3D du secteur 29 de la grotte par -Ch. Cesari avec le Focus

Numérisation 3D d’un dépôt archéologique (photographie publiée avec l’accord de E. et M. Goineaud, propriétaires de la grotte des Fraux)

Une pause sur le terrain

Le projet d’étude de la grotte des Fraux atteint un cap, après 4 années d’acquisition de données. Le programme de recherche s’est déroulé sous la contrainte du calendrier d’équipement de la cavité : l’équipe s’est en effet concentrée sur l’acquisition de la volumétrie globale du réseau par lasergrammétrie et la réalisation de prospections géophysiques. Aujourd’hui nous disposons d’une masse de données importante qu’il convient de traiter avant de poursuivre l’étude du site.

L’année 2011 est par en grande partie consacrée au traitement des données et à l’archivage des informations acquises dans le but de les mettre en forme et de les publier. L’objectif est d’aboutir en 2012 à la parution d’une première publication. Pour mener à bien cette publication, plusieurs tâches doivent être engagées ou achevées :

– confronter les données archéologiques (foyers) et géophysiques (susceptibilité magnétique), et intégrer les données microtopographiques ;

– traiter les prélèvements sédimentaire et engager des études paléo-écologiques (antracologie, carpologie…) ;

– réaliser l’étude archéolozoologique du lot issu de la fouille du secteur 13 – zone 1 ;

– préciser le cadre chronologique et culturel en réalisant 6 dates C14 sur les foyers fouillés ;

– finaliser l’approche tracéologique par l’étude du référentiel expérimental.

L’un des enjeux de cette « année blanche » est de tirer le bilan des expériences conduites depuis 3 ans, notamment dans les domaines de l’archéométrie et de la modélisation 3D. Il s’agira également de « consolider » la documentation acquise. En effet, nous avons acquis une masse conséquente d’archives photographiques et de données numériques (3D) qu’il convient d’indexer et d’archiver. L’année 2011 doit également permettre de programmer la seconde phase d’étude de la grotte des Fraux. L’établissement de ce projet devra s’opérer en lien étroit avec le SRA et la CIRA de manière à préciser la part des enjeux de conservation et l’aspect nécessairement invasif de la recherche.

Une première session d’étude s’est déroulée du 19 au 25 juin à Saint-Martin-de-Fressengeas. Elle a réuni une dizaine de chercheurs qui ont pu échanger et confronter leurs données.

Réunion de travail préparatoire à la publication des premiers travaux

En marge, une journée de terrain a été organisée dans la grotte des Fraux de manière à compléter l’acquisition de données et d’effectuer des vérifications.

 

couverture du rapport de fouille 2010 (fin de programme triannuel)

Communiqué de presse du 15 septembre 2010

À l’occasion du conseil communautaire (Communauté de Communes des Pays Thibériens) qui s’est tenu le mercredi 15 septembre 2010, le Service Régional de l’Archéologie d’Aquitaine et l’équipe scientifique ont dressé un bilan de quatre années de recherche à la grotte des Fraux.

Après un point presse, une délégation d’élus du conseil communautaire a pu prendre connaissance in situ des recherches conduites par l’équipe.

Vers 18 h, un point d’information et la projection d’un documentaire consacré à la grotte des Fraux, réalisé par Marc Azema, ont été proposé aux élus de la Communauté de communes par l’équipe scientifique.

Présentation des travaux scientifiques à une délégation du conseil Communutaire

COMMUNIQUÉ DE PRESSE –

La grotte des Fraux à Saint-Martin-de-Fressengeas (Dordogne) : une grotte ornée de l’âge du Bronze (1450 -1200 BC)

La grotte des Fraux fait, depuis 2007, l’objet de recherches archéologiques placées sous l’égide du Ministère de la Culture (DRAC Aquitaine et du Service Régional de l’Archéologie). En ce mois de septembre 2010, la première partie du programme de recherche s’achève. Quatre années de recherches et plus de 10 sessions d’études ont été consacrées à l’exploration de la cavité, mais également aux travaux de surveillance, de consolidation et d’aménagements de la grotte. Très fragilisée, la grotte des Fraux a nécessité que l’on réalise, préalablement au lancement du programme d’étude, des travaux de consolidation. Par ailleurs, des aména­gements spécifiques ont été effectués, dans le but de faciliter le déplacement dans la grotte des agents de la DRAC Aquitaine et des membres de l’équipe scientifique sans altérer les vestiges archéologiques (platefor­mes de circulation). L’implication des Collectivités Locales (Région Aquitaine, Conseil Général, Commu­nauté de Communes des Pays Thybériens, Commune de Saint-Martin-de-Fressengeas) et de l’Etat permet aujourd’hui de protéger ce patrimoine exceptionnel et de permettre son étude.

Une découverte fortuite en novembre 1989

La grotte des Fraux a été découverte fortuitement par Monsieur Edmond Goineaud, agriculteur à Saint-Martin-de-Fressengeas. Alors qu’il avait creusé une retenue collinaire artificielle, l’agriculteur des Fraux a eu la surprise, un matin de novembre 1989, de constater que son petit lac s’était soudainement vidé. Une étroite fissure laissait alors apparaître ce qui allait devenir l’entrée vers la grotte des Fraux. Après de nombreux ef­forts et le dégagement des terres qui obstruaient la faille, une première équipe a pu pénétrer dans la cavité et reconnaître la présence d’oeuvres pariétales et de dépôts de céramiques. De toute évidence, personne n’avait pénétré dans la grotte depuis que son porche s’était effondré, il y a près de 3000 ans. La découverte fit sensation et les expertises opérées par Norbert Aujoulat du Centre National de Préhistoire de Périgueux et Christian Chevillot, archéologue périgourdin réputé, ne firent que confirmer les premières impressions des inventeurs. Mais l’ouverture de la brèche qui avait révélé l’existence de cette grotte exceptionnelle avait également provoqué la fragilisation de la cavité par l’affaiblissement d’une partie du plafond et des chutes de blocs de grès, rendant toute étude impossible. Depuis 1995, la grotte des Fraux est inscrite à l’inventaire du patrimoine au titre des Monuments Historiques.

En 2006, après plus de 15 ans de mise en sommeil de la grotte, les élus et les services de l’Etat décidaient de mettre en oeuvre des mesures de protection, d’étude et de valorisation de ce patrimoine archéologique. En coordination avec la sous-préfecture de Nontron, les élus de la communauté de communes choisissaient d’initier la protection, l’étude et la valorisation de la grotte des Fraux.

Aujourd’hui, grâce à la gentillesse de Monsieur Edmond Goineaud et de sa famille, un programme plurian­nuel d’étude de la grotte des Fraux a pu être engagé.

Une grotte à l’histoire exceptionnelle

Les premiers travaux conduits par l’équipe scientifique montrent que la grotte des Fraux forme un réseau horizontal composé d’étroits couloirs et de petites salles. Les recherches ont permis d’établir que la grotte n’a été accessible aux hommes que durant un laps de temps très court, probablement inférieur à 200 ans.

Les datations Carbone 14 obtenues dans différents secteurs de la cavité indiquent que celle-ci aurait pu être fréquentée entre 1450 et 1200 ans avant notre ère. Mais ces datations devront être affinées pour mieux com­prendre les modalités d’occupation de la cavité.

Le brusque abandon du site archéologique est manifeste : les sols de la grotte livrent plusieurs dizaines de foyers, aménagés directement sur le sol vierge. Les niveaux de cendres et de charbons de bois n’ont pas été bouleversés. Des éléments de vaisselle en céramique, disposés à proximité des feux et des parois, ont été laissés en place depuis l’âge du Bronze. L’effondrement du porche de la cavité, événement qui s’est probable­ment produit durant le 12ème siècle avant notre ère, a ainsi totalement fossilisé la grotte, interdisant l’accès à tout individu jusqu’au jour de sa redécouverte, en 1989.

Une grotte aux parois ornées : témoignage exceptionnel d’art pariétal de l’âge duBronze en Europe

Mais le caractère tout à fait exceptionnel de la grotte des Fraux réside dans la présence, sur les parois du réseau souterrain, de manifestations pariétales (tracés et incisions) dont la préservation a été assurée par les conditions exceptionnelles de conservation du site. Les parois de la grotte sont recouvertes d’un mince film d’argile plastique qui a fourni aux artistes de l’âge du Bronze un support approprié. L’étude, actuellement conduite par deux jeunes chercheurs, Raphaëlle Bourrillon et Stephane Petrognani, montre que l’essentiel des figures est formé de tracés digités, séquentiels et répétitifs : traits verticaux ou sinueux. Ils sont le témoi­gnage d’un art schématique, non figuratif. À d’autres endroits de la grotte, les artistes de l’âge du Bronze ont eu recours à des outils en métal ou en bois pour inciser les parois. Ici encore, les motifs sont géométriques (zigzags notamment). L’utilisation de pigments est plus exceptionnelle et, à ce jour, seul un petit panneau porte des tracés réalisés au charbon de bois (motifs en chevrons). Les conditions de conservation du site sont si exceptionnelles que l’on peut retrouver, ponctuellement, l’emplacement des torches fichées dans la paroi à l’age du Bronze – torche ayant servi à l’éclairage des hommes devant la paroi vierge.

En Europe, les exemples de grottes ornées datées de l’âge du Bronze sont exceptionnels. Si des traces de peintures ont été mises au jour dans de rares cavités du sud de la France, la grotte des Fraux constitue, par la densité des expressions pariétales et leur association avec des structures archéologiques et des dépôts de mobilier céramique et métallique, un site unique en Europe.

Pourtant, l’âge du Bronze connaît un riche art rupestre et mobilier. Dans le monde atlantique (îles britan­niques, Cantabriques dans la péninsule ibérique…), les exemples de roches gravées sont nombreux. Mais les représentations, souvent à base de cercles concentriques, diffèrent totalement des motifs retrouvés à la grotte des Fraux. De la même manière, aucun analogue ne peut être établi avec l’art figuratif des Alpes occi­dentales (Mont Bego en France ; Val Camonica en Italie). Là, les populations du début des âges des Métaux ont représenté des parcellaires, des armes, des attelages, des signes solaires, des personnages énigmatiques.

Pour l’heure, les motifs reconnus aux Fraux ne trouvent pas d’équivalent en dehors du sud-ouest de la Fran­ce. Le long et méticuleux travail de relevé des parois ne fait que commencer. L’étude des nombreux tracés pariétaux permettra de mieux comprendre les significations de cet art schématique, et de le confronter avec ces analogues européens.

Une grotte à immortaliser

La numérisation en trois dimensions de la grotte des Fraux est en cours d’élaboration. Grâce à un parte­nariat scientifique avec la société Faro (concepteur de laser scanner 3D), l’équipe de l’INSA de Strasbourg, en charge de ce projet, a entrepris cette lourde tâche. En près de 16 jours d’acquisition de données sur le terrain, près de 300 mètres de galeries ont pu être numérisés en trois dimensions. Avec une résolution de 1 point par millimètre, l’équipe gère aujourd’hui une base de données de plus 7,5 milliards de coordonnées. Ces données permettent de créer une archive numérique virtuelle de la volumétrie de la grotte, archive qui pourrait permettre de reconstituer une copie.

Mais le travail de numérisation ne s’arrête pas là. En utilisant des scanners destinés à l’industrie aéronautique et spatiale, les chercheurs se sont engagés dans l’étude des oeuvres pariétales. En numérisant les parois ornées à l’aide d’un scanner à très haute résolution, des détails de l’ordre de 43 micromètres (0,043 millimètres) peuvent être enregistrés. Ces modèles permettront par exemple d’identifier la nature des outils utilisés ou de mesurer la profondeur des tracés digitaux, sans jamais altérer les parois. C’est à l’appui de cette technologique que spécialistes de l’art protohistorique et chercheurs en imagerie numérique coordonnent leurs efforts pour mieux connaître les techniques et la signification des oeuvres pariétales de la grotte des Fraux. Mais la mise en oeuvre de techniques novatrices, de haute technologie, ne se limite pas aux seules oeuvres pariétales.

Une grotte laboratoire et un observatoire de la biodiversité

Le programme de recherche vient de bénéficier du label « Site d’Etude en Ecologie Globale » de l’Institut de l’Ecologie et de l’Environnement du CNRS (InEE). Avec la création de cet observatoire, la grotte devient un véritable laboratoire. Puisque les objets ne peuvent pas s’extraire de leur contexte, ce sont les scientifiques qui se déplacent avec toute leur instrumentation pour étudier les traces d’occupation de l’âge du Bronze in situ. Ainsi, Jean-Denis Vigne, Directeur de Recherche au CNRS, a réalisé l’étude des restes de faune présents dans certains secteurs de la cavité, sans jamais les toucher. Cette pratique est singulière puisque c’est le labo­ratoire qui se déplace sur le site et non l’inverse comme il est d’usage.

Le site archéologique est considéré comme un « conservatoire » de la biodiversité d’il y a 3400 ans. Les conditions exceptionnelles de conservation du site permettent la mise en oeuvre d’études habituellement très difficiles à conduire sur des sites archéologiques traditionnels. Ainsi, le travail en cours sur l’étude de l’impact des feux sur l’environnement souterrain est tout à fait inédit, puisqu’il permet de cartographier en 3 dimensions le champ magnétique. Cela permet d’évaluer l’impact dans la cavité d’un feu en terme de tem­pérature et de rayonnement. Une thèse, consacrée à ce seul aspect, est actuellement en cours à l’université de Bordeaux et de La Rochelle. Sur le long terme, l’objectif de cet observatoire est de pouvoir utiliser le modèle numérique 3D de la grotte des Fraux pour tester les hypothèses des archéologues. Il sera ainsi possible de modéliser l’écoulement des masses d’air à l’intérieur du réseau ou de simuler le déplacement d’un occupant de la grotte à l’âge du Bronze. Ces méthodes, mises au point à la grotte des Fraux, sont d’ores et déjà appli­quées à d’autres sites préhistoriques de renom comme la grotte Chauvet à Vallon Pont d’Arc (Ardèche) ou à la grotte Cussac en Dordogne.

Une pause avant de repartir

Aujourd’hui, l’équipe scientifique a acquis une masse de données si conséquente qu’il convient d’étudier et de publier. La dernière campagne de terrain du programme triannuel de recherche s’est tenue au mois de juin 2010. En 2011, l’équipe se consacrera uniquement à l’étude des données et à la publication des premiers résultats des recherches, avant d’engager, à compter de 2012, un nouveau programme triannuel d’acquisition de données sur le terrain.

Un blog scientifique pour communiquer vers le public

Depuis le démarrage du projet, l’équipe scientifique a mis en place un blog scientifique hébergé par le CNRS (CLEO / revues.org). L’objet de ce blog, conçu comme un carnet de terrain, est de consigner toutes les étapes d’élaboration du programme de recherche. Orienté vers le public, ce blog a pour ambition d’ouvrir une fenêtre vers l’intérieur de la grotte et de permettre ainsi de partager avec l’équipe les étapes d’évolution du projet.

L’équipe scientifique

Forte de près de 30 personnes, l’équipe scientifique regroupe des chercheurs et enseignants chercheurs issus d’horizons scientifiques et géographiques de différents (UMR 5602 Toulouse, INSA Strasbourg, CRP2A Bordeaux, Lienss La Rochelle, laboratoire Traces Toulouse, Museum National d’Histoire Naturelle de Pa­ris…). L’équipe accueille chaque année en stage un élève ingénieur de l’INSA. Une jeune doctorante consa­cre sa thèse, financée par l’Université de Bordeaux, à l’étude des foyers de la grotte des Fraux.

La grotte des Fraux dans le « CNRS international magazine »

Le Journal du CNRS, après avoir consacré en début d’année une de ses rubriques à la mission de numérisation 3D de la grotte des Fraux a décidé de rééditer cet article, en langue anglaise, dans la version international du magazine en avril 2010. Le papier relate la campagne de laserscanning effectuée en tout début d’année dans le contexte particulièrement difficile de  cet écosystème souterrain occupé au cours de l’âge du Bronze.

Extrait du "CNRS international magazine" d'avril 2010