Le réseau : relevé et observations

 

La campagne 2008 illustre parfaitement les différents niveaux de précision successivement mis en œuvre dans les relevés de la cavité. Ainsi, le scan 3D s’appuie sur un ensemble de points géoréférencés lesquels reprennent des stations d’un cheminement topographique classique lui même calqué sur un levé « spéléologique ».

Mais le corollaire du gain de précision et de détails est un matériel plus volumineux et une lourdeur de mise en œuvre. Les techniques simples, malgré leur faible précision, gardent donc tout leur intérêt pour obtenir un premier levé de la cavité dans un temps réduit et ceci surtout pour des endroits d’accès difficile.

Cette année, le levé « spéléologique » (consistant en un cheminement dans les galeries avec, de station à station, une mesure de la distance, de l’azimuth et de la pente ainsi que des dimensions du conduit) a donc été utilisé sur la base du premier relevé établi par Olivier Ferullo et Thierry Baritaud pour :

– reprendre 150 m de galeries afin d’assurer une série de rattachements ;

– lever 140 m de galeries pour lesquels existait seulement un croquis ;

– lever 290 m de galeries qui n’étaient pas encore indiquées.

 

A l’issue de ces nouveaux levés, le développement total de la grotte est notablement étendu. Cette augmentation est moins marquée pour l’emprise globale de la cavité. En effet, le réseau est extrêmement labyrinthique et pourrait même être qualifié de réticulé, deux orientations préférentielles étant dominantes.

Seule une faible part des nouvelles galeries relevées présentent des traces du passage des hommes de l’âge du Bronze. L’importance des incursions (en terme de distance à l’entrée supposée) pourra donc être précisée.

Pour le réseau lui même, les observations faites en 2007 sont confirmées : creusement en régime noyé avec développement de chenaux de voûte, phase de décolmatage provoquant, par appel au vide, le décrochement de portion de paroi.

Un des points nouveaux est l’existence de sections importantes de galerie caractérisées par un remplissage argileux observable sur 2 à 3 m de hauteur. L’une des coupes montre au moins une interruption dans la sédimentation argileuse suivie d’une phase de reprise d’érosion avec une importante chenalisation. La sédimentation reprend ensuite avec un comblement essentiellement sableux puis une nouvelle séquence d’argiles varvées.

 

colmatage argileux d'un conduit

colmatage argileux d'un conduit

 

séquence d'argiles varvées interrompue par une phase de chenalisation

séquence d'argiles varvées interrompue par une phase de chenalisation

 

L’évolution « récente » du réseau est marquée par :

– des effondrements de dalles du plafond pouvant, en quelques points, aller jusqu’à un développement de véritables « fontis » ;

– en un endroit, l’intrusion d’argile à galets depuis une probable communication ancienne avec la surface ;

 

talus d'argile à graviers

talus d'argile à graviers

 

– le surcreusement de portion de galeries avec le développement de chenaux entaillant les remplissages. Les écoulements parcourant ces chenaux ne sont actifs qu’en période de fortes précipitations. Ils se perdent dans des points d’absorption profonds de 3 à 5 m.

 

chenal entaillant le remplissage argileux d'une galerie

chenal entaillant le remplissage argileux d'une galerie

Enfin, si les traces anthropiques ne sont présentes que dans une faible partie des galeries nouvellement topographiées, celles de grands carnivores sont omniprésentes avec des griffades nombreuses sur de larges surfaces des parois ou dans l’argile des remplissages.

 

paroi abondamment griffée

paroi abondamment griffée

 

empreinte de patte sur un talus d'argile

empreinte de patte sur un talus d'argile

Topographie et numérisation de l’intérieur de la grotte des Fraux

Pour mener à bien le travail de numérisation d’un premier segment de la cavité, depuis la galerie 13 vers l’actuelle entrée de la grotte, une série de points géoréférencés a été relevée. Depuis les premières reconnaissances, de nombreux points topographiques ont été posés par le Service Régional de l’Archéologie ainsi que par notre équipe. Il devenait urgent de consolider ce semis de points et de les intégrer dans un système référencé, raccordé au système Lambert. Dans un même temps, nous avons positionnés des points pérennes en inox, chevillés dans les blocs de grès. Ailleurs, des tubes PVC de 100 mm ont été enfoncés dans le substratum argileux.

La société GEOTOPO a mis a disposition de l’équipe du MAP un théodolite Trimble VX qui offre notamment la particularité de pouvoir visualiser sur écran les points visés sans réflecteurs. Cet instrument permettra de caler les sphères mises en places pour positionner le nuage de point du scanner. Nous tenons à remercier chaleureusement Nicolas Schaller, gérant de la société GEOTOPO (http://www.geotopo.fr).

positionnement des sphères préalablement au scan du secteur 13

positionnement des sphères préalablement au scan du secteur 13 station trimble VX en station dans la grotte

géoréférencement des anciens points topo

géoréférencement des anciens points topo

 

station trimble VX en station dans la grotte

station trimble VX en station dans la grotte

 

Outre le prêt de la station Trimble, Nicolas a passé une journée avec l’équipe pour observer le comportement de l’instrument dans les conditions de travail très particulières du milieu souterrain.

 

 

Outre le prêt de la station Trimble, Nicolas a passé une journée avec l’équipe pour observer le comportement de l’instrument dans les conditions de travail très particulières du milieu souterrain.

 

 

Topographie 3D

La mise en place de la topographie 3D d’un premier secteur de la grotte des Fraux a été engagée dans la soirée du 27 octobre par la prise en main du scanner laser. La société Faro a mis à disposition de l’équipe scientifique de la grotte des Fraux (Pierre Grussenmeyer et Samuel Guillemin de l’INSA assistés par Benoit Cazalet, étudiant à l’INSA) le dernier né de leur gamme de scanner, le Photon (http://www.faro.com). Ce scanner est particulièrement bien adapté, par ses caractéristiques, au milieu souterrain et à la nature des vestiges à topographier – incertitude de mesure de plus ou moins 2 mm à 25 m ; vitesse d’acquisition est de 120 000 points / seconde). Le test réalisé sur la terrasse du gîte de la Rebière a permis une prise en main du matériel qui va être utilisé durant cette semaine.

prise en main du scanner Photon (société Faro)

prise en main du scanner Photon (société Faro)

Lieu de vie ou lieu de passage ?

La fouille d’une zone test se poursuit depuis le début de la semaine dans le secteur 13. Le décapage d’une surface de 5 m² a été réalisé dans une zone où les piétinements et les perturbations ont provoqué un léger compactage des vestiges. Les mobiliers de l’horizon supérieur (Us 13011) ont parfois été déplacés de quelques centimètres ou soulevés par les passages successifs. On observe ainsi des petits blocs de grès déplacés dont on discerne l’empreinte de la position primaire.

La fouille de l’horizon sous-jacent (Us 13015) dévoile un horizon puissant de 1 à 2 cm formé d’un épandage de tessons de céramiques et de fragments osseux. Les vestiges sont inégalement répartis. Au centre de la zone, un foyer à plat est matérialisé par une surface rubéfiée. Parmi les vestiges gravitant autour du dispositif foyer, de nombreux restes osseux de faune domestique  correspondent à de jeunes individus (épiphyses non soudées). Les multiples connexions anatomiques observées, dont certaines concernent des membres, témoignent de rejets ayant subi peu de perturbations post-dépositionnelles.

vue d'une patte en connexion anatomique

vue d'une patte en connexion anatomique

 

Les investigations stratigraphiques conduites ponctuellement montrent que cet horizon repose sur une couche charbonneuse peu épaisse (Us 13016 puissante de moins de 1 cm) vierge de tout mobilier anthropique. Le démontage du sol 13015 permettra, à l’appui d’une plus grande surface fouillée, de compléter cette observation. Des témoins ont été laissé en place  de manière à réaliser des prélèvements micro-morphologiques. Un échantillon a été prélevé sur un sol, en marge d’une zone remaniée.

La fouille de ce secteur est aujourd’hui achevée et elle va faire l’objet d’une micro-topographie à l’aide d’un scan 3D. Ce relevé viendra compléter le plan de la zone dressé au 1/5ème ainsi que les prises de vues des détails ou des configurations particulières. Après le dépouillement de ces différentes sources, nous envisageons de poursuivre ponctuellement la fouille. Avant toute chose, l’ensemble des sédiments qui a été prélevé selon un pas régulier devra faire l’objet de tamisages.

 

Premières impressions

Les premières impressions, au moment où nous interrompons la fouille de ce secteur avant d’engager son analyse spatiale, sont celles d’une zone « d’habitat » caractérisée par un épandage de rejets domestiques – céramiques fragmentées et restes osseux – gravitant autour d’une structure de combustion. Ce type de dispositif pourrait décrire un petit campement, c’est-à-dire l’aménagement d’une petite zone de vie sur une zone plane, adossée d’un côté à un talus argileux et de l’autre à une série de blocs décrochés du plafond de la grotte et formant un empierrement hétérogène.

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.

Adaptation des techniques de relevé pariétal au contexte particulier de la grotte des Fraux

Par S. Petrognani et R. Bourrillon

Au printemps 2008, nous avons procédé au relevé d’un panneau de tracés digités de la cavité (secteur 13 ; point topographique 119). La méthode employée (dessin d’après photographies mosaïquées ) a été détaillée sur ce blog dans les « billets » du 27 mai et du 2 juin 2008.

L’un des principaux objectifs de l’équipe archéologique de la grotte des Fraux est de croiser les approches scientifiques et d’expérimenter des méthodes novatrices.

C’est dans cet esprit que nous adaptons à l’occasion de cette campagne notre méthode de relevé aux manifestations graphiques. La couverture analytique sera par conséquent plus étendue, sans hypothéquer la précision de l’étude.

Nous procédons par une méthode photographique « intermédiaire » qui voit se succéder les étapes de prise de clichés, de mosaïque photographique, de relevé en laboratoire, de contrôle in situ (voir photo), et de traitement infographique. L’intérêt majeur de cette méthode est le gain substantiel de temps, le travail de relevé étant effectué en grande partie à l’extérieure de la cavité.

Étape de contrôle du relevé in situ (panneau II G secteur 11)

Étape de contrôle du relevé in situ (panneau II G secteur 11)

 

Le Panneau II G  du secteur 11 sera l’objet de cette nouvelle méthode ; la lecture des séquences de tracés digités verticaux s’y prêtant aisément.

Nous n’écartons pas l’éventualité de recourir à une méthode à plus grand investissement technique in situ pour des panneaux aux entités graphiques plus complexes. 

Des sols de l’âge du Bronze

La poursuite de la fouille de l’axe principal de circulation du secteur 13 a révélé des sols archéologiques en place, quelques millimètres à peine sous le sol de circulation actuel. La surface fouillée est volontairement réduite aux axes de circulation menacés par les passages répétés et surtout par la pause des passerelles de circulation qui seront aménagées dans ce secteur en début d’année prochaine. Les zones non menacées de destruction ne seront pas fouillées, dans le but de conserver la cavité dans son intégrité.

Aujourd’hui, une fouille méthodique nous a permis de mettre au jour un premier horizon argileux, en place, enrobant de petits tessons de céramique non tournée (caractéristique de l’âge du Bronze) ainsi que des fragments de faune. Cet horizon repose sur une couche moins riche en mobilier archéologique mais caractérisée par de très fortes concentrations en charbons de bois.

fouille de l'axe de circulationdu secteur 13

fouille de l'axe de circulation du secteur 13

La fouille de ce secteur se poursuivra cette semaine, et nous apportera sans doute des premiers éléments de réflexion sur le statut de ce site. La fouille sera arrêtée en fin de semaine car ce secteur fera l’objet d’un scan 3D à partir de lundi prochain.

Dimanche 19 octobre : reprise des activités

Nouvelle campagne sur le terrain à la grotte des Fraux. Cette session de travail de 15 jours sera pour l’équipe  l’occasion de poursuivre les actions amorcées lors des précédentes campagnes : sondages et fouilles archéologiques dans les secteurs 13 et 10, relevé pariétal d’un nouveau panneau digité du secteur 11… Mais cette campagne sera également dévolue au lancement de nouvelles opérations phares que nous détaillerons au fil des billets : scan 3D d’une partie du réseau, étude archéométrique des foyers (couplage thermoluminescence / magnétisme)…

Au début de l’automne, la communauté de communes a entamé des travaux d’aménagement de l’accès à la grotte : terrassement et construction de murets de soutien assurant la protection de la porte d’entrée face aux éboulement de terrain produits au printemps dernier. Les travaux se poursuivront par la pose d’une toiture légère dans le courant de l’hiver.

Aménagement récent de l'entre de la cavité

Aménagement récent de la cavité