Explicatif : comment les archéologues découvrent-ils des monuments anciens oubliés ?

L’image populaire d’un archéologue est celle de quelqu’un qui passe le plus clair de son temps à genoux à fouiller minutieusement des sites. Bien que la fouille soit encore l’une des principales méthodes de recherche de l’archéologie, elle n’est pas sans problèmes : elle est lente, coûteuse et ne peut couvrir que des superficies relativement réduites d’un site. Le plus problématique de tous, il détruit une grande partie des preuves mêmes sur lesquelles nous comptons.

En réalité, les archéologues utilisent une grande variété d’autres techniques pour étudier à la fois des sites individuels et des paysages entiers. Par exemple, la photographie aérienne d’un champ d’élevage peut révéler des détails cachés car les cultures mûrissent différemment dans les zones situées au-dessus de murs enterrés ou de fossés. Pendant ce temps, la collecte systématique d’artefacts à la surface des champs labourés peut fournir des preuves artefactuelles précieuses.

Comment les archéologues peuvent-ils voir ce qui est sous terre?

Une suite de techniques à la disposition des archéologues est l’étude géophysique (ou « geofizz » pour les fans de l’émission télévisée Time Team). Parmi les nombreuses techniques géophysiques qui existent, les archéologues utilisent généralement quatre: la gradiométrie magnétique, la résistance de la terre, le radar à pénétration de sol (GPR) et la susceptibilité magnétique. Chaque technique mesure certains aspects du sol sous la surface. En prenant de nombreuses lectures sur une grille régulière et en traçant les résultats, des informations sur le site archéologique peuvent être obtenues sans avoir à le déterrer.

Les techniques de base ont été largement développées à la fin des années 1950-60, mais leur utilisation a été révolutionnée par la puissance de l’informatique moderne qui nous permet de collecter et de traiter rapidement d’énormes quantités de données, et par les techniques modernes d’arpentage.

Le GPS différentiel de haute précision est capable de fournir des coordonnées précises à environ 10 mm. En conséquence, nous sommes maintenant en mesure de construire des tableaux tractés qui peuvent arpenter de grands paysages rapidement et avec précision. C’est ce qui a récemment permis aux archéologues de découvrir l’énorme ligne de pierres des murs de Durrington près de Stonehenge, les révélant comme faisant partie du plus grand monument de pierre subsistant sous une banque jamais découvert en Grande-Bretagne.

Mais de nombreux sondages sont toujours effectués à l’aide de machines manuelles et fournissent toujours des résultats passionnants tels que ceux obtenus cet été à Verulamium, dans le Hertfordshire, par le Community Archaeology Geophysics Group. L’enquête a révélé de riches maisons de ville et des habitations plus modestes, des routes, un temple et peut-être même l’aqueduc qui alimentait une partie de l’eau de la ville.

Quelles sont les techniques qu’ils utilisent ?

La gradiométrie magnétique mesure les variations locales du champ magnétique terrestre. Il existe deux sources de magnétisme qui intéressent les archéologues: la thermorémanence et la susceptibilité magnétique. Dans le premier cas, les matériaux faiblement magnétiques qui ont été soumis à une chaleur intense deviennent aimantés en permanence en raison de l’influence du champ magnétique terrestre lorsqu’ils refroidissent, puis peuvent être détectés plus facilement. De bons exemples incluent des fonctionnalités telles que les fours à poterie.

Dans ce dernier cas, les archéologues peuvent mesurer la réponse magnétique d’un échantillon au champ magnétique terrestre. Les sols et les sédiments en particulier peuvent être magnétiquement améliorés par la cuisson à basse température, la fermentation organique et d’autres processus. Souvent, les caractéristiques négatives telles que les fosses et les fossés contiennent de tels sols magnétiquement améliorés et sont détectables avec un magnétomètre.

Dans une étude de résistance à la terre, un courant électrique traverse le sol et la résistance est mesurée. Pour conduire un courant électrique, le sol doit contenir de l’eau et du sel. En pratique, la technique permet aux archéologues de mesurer les variations de l’eau présente dans le sol. Les caractéristiques telles que les murs solides et les routes en surface auront généralement une faible teneur en humidité et donc une résistance élevée. Les éléments souterrains qui emprisonnent l’humidité, tels que les fossés et les fosses, auront généralement une faible résistance, bien que ceux-ci soient moins facilement détectés.

GPR fonctionne en transmettant une impulsion radio à très haute fréquence dans le sol. Une partie de l’impulsion sera réfléchie par les surfaces de différentes couches de matériau dans le sol, telles que les sommets des murs ou les sols. En mesurant le temps de retour de l’impulsion, il est possible d’estimer la profondeur du changement et donc de la caractéristique.

Une partie du pouls continuera plus profondément dans le sol et sera reflétée par d’autres changements. En déplaçant l’antenne à travers la surface du sol dans un transect linéaire, il est possible de construire un radar, essentiellement une image des réflexions le long de la ligne du transect. En prenant plusieurs transects rapprochés et en les empilant dans un cube dans le logiciel, nous pouvons créer des images horizontales de « tranches de temps » du motif de réflexions à différentes profondeurs.

L’enquête de susceptibilité magnétique soumet un volume relativement faible de sol à un champ magnétique et mesure la réponse magnétique induite. Alors qu’en gradiométrie, nous nous appuyons sur le champ magnétique terrestre pour induire la réponse, ce type de sondage crée activement la réponse et fournit une valeur absolue pour le sol échantillonné. Il est utile pour déterminer les zones de sols magnétiquement améliorés causés par le brûlage et l’occupation intense et peut fournir des données supplémentaires utiles pour interpréter de larges zones d’utilisation des terres.

Si le temps et l’argent le permettent, l’utilisation de multiples techniques peut créer une évaluation encore plus nuancée des gisements archéologiques survivants. Par exemple, les bâtiments en pierre peuvent apparaître clairement sur un relevé GPR, tandis que les fosses et les fossés peuvent ne pas apparaître du tout, mais être évidents dans un relevé magnétométrique.

La faiblesse de ces techniques est que l’interprétation des résultats repose souvent sur l’analogie avec d’autres sites connus, et les techniques ne peuvent pas fournir de dates sûres. L’utilisation des résultats permet cependant aux archéologues de placer avec précision leurs tranchées de fouille pour répondre à des questions spécifiques tout en minimisant la destruction des archives archéologiques.