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.