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Définition proposée par Sabrina SAVE (Amélie Etudes environnementales & Archéologiques)

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Définition

La carpologie est l'étude des paléo-semences, carporestes ou diaspores conservés dans les sédiments. Ces éléments comprennent tous les organes liés à la reproduction des plantes (fruits, graines, infrutescences, etc), ainsi que toutes les parties "molles" des végétaux (tiges, feuilles, balle de grain, rhizomes, tubercules, etc).

Bref historique

Comme c'est le cas pour beaucoup de disciplines liées à l'archéologie, c'est en Egypte que la carpologie est née. En 1826 l'anglais C. Kunth publie la première analyse carpologique qui concernait des paléo-semences desséchées découvertes dans plusieurs tombes datées de l'Egypte pharaonique.

Ce n'est qu'à partir de la seconde moitié du XIXe siècle que l'on s'intéressa aux vestiges découverts sur des fouilles en Europe. En 1851, F. Unger étudie les carporestes retrouvés dans une des mines de sel de Hallstatt en Autriche. C'est ensuite la fouille des habitats palafittes de Suisse et l'extraordinaire préservation des écofacts qui va inciter O. Heer à en faire l'étude. Il publiera les résultats en 1865. Cette dernière étude ne se borne plus à l'identification basique des espèces présentes mais s'intéresse déjà à des problématiques plus complexes telles que les saisonnalités d'occupation et les différences morphologiques distinguant les espèces anciennes des espèces actuelles.

Il faudra ensuite attendre 1960-1970 pour que cette discipline prenne un nouvel essor dans les pays anglo-saxons. En 1968 est créé l'International Work Group for Palaeoethnobotany qui regroupe l'ensemble des carpologues étudiant l'Ancien Monde. En France, malgré la première publication de J. Le Mire sur l'analyse des paléo-semences provenant des sites palafittes du Jura, il faudra attendre véritablement 1962 et J. Erroux avec ses études de carporestes desséchés découverts dans le Midi pour que la carpologie suscite un réel intérêt. A partir des années 80, la discipline intègre les bancs du CNRS et en mai 1998, pour la première fois dans un pays latin, se tient le XIe colloque de l'International Work Group for Palaeoethnobotany.

Aujourd'hui la discipline n'est plus une science "naturaliste" et embrasse des perspectives plus lointaines avec la prise de conscience de l'impact de l'Homme sur son environnement. On ne se contente plus de reconstituer la végétation aux abords d'un site mais on s'intéresse également à l'histoire environnementale du lieu. On aborde les techniques agricoles passées à travers- l'identification et la caractérisation des plantes adventices mais aussi des problématiques socioéconomiques complexes comme le commerce des matières premières alimentaires ou la place de l'alimentation dans la vie sociale.

Le matériel d'étude

Modes de conservation

Les paléo-semences sont d'ordinaire des matériaux périssables qui se dégradent rapidement. On imagine donc bien que leur conservation requiert des conditions de préservation exceptionnelles. On dénombre quatre grands modes de conservation: la carbonisation, la minéralisation, l'imbibition et la dessiccation.

La carbonisation correspond scientifiquement à la substitution des éléments organiques par du carbone. C'est le mode de conservation le plus répandu en France. Il intervient par l'action du feu, que celle-ci soit accidentelle (torréfaction ratée par exemple) ou intentionnée (rejet de déchets ménagers dans le foyer par exemple). Ce type de préservation est conditionné par plusieurs facteurs: la température du feu, la durée de l'exposition, le taux d'humidité de la semence et le type de combustible utilisé. Il ne permet qu'une conservation différentielle selon les espèces et les parties anatomiques, et provoque des distorsions.

La minéralisation est un phénomène plus rare qui ne se produit que dans des conditions physicochimiques très particulières. Les paléo-semences doivent être emprisonnées rapidement dans un sédiment dans lequel circule une eau fortement chargée en sels minéraux (phosphate majoritairement). Ces substances minérales dissoutes pénètrent les tissus végétaux et y précipitent jusqu'à remplacer progressivement toute la matière organique. L'aspect des semences minéralisées est semblable à celui de l'ambre, translucide et de couleur miel orangé. Toutes les espèces ne possèdent pas la même capacité de leurs semences à être minéralisées. Il en va de même à l'intérieur d'un unique carporeste dont les différentes parties ne réagissent pas de la même manière en fonction de leur "durabilité" (les parties dures comme les coquilles ne se minéralisent pas). Ce type de conservation intervient généralement en milieu urbain, dans les anciennes latrines ou les structures fossoyées riches en matière organique.

L'imbibition reste un mode de conservation assez courant en France. Comme dans le cas de la minéralisation, les paléo-semences doivent être enfouies rapidement dans un sédiment. Celui-ci doit posséder une ambiance anaérobie (sans oxygène) qui stoppera la putréfaction. Les contextes très humides favorisent généralement ce type de condition. C'est le mode de conservation qui permet la préservation la plus riche et diverse mais il provoque néanmoins la perte de certaines structures anatomiques internes. Tous les types de vestiges organiques peuvent y être conservés. Il intervient sur des sites immergés (palaffites, sources, milieu fluviatile, etc), dans les structures encore en eau (puits, latrines, fossés, citerne, etc) ou dans certaines couches situées sous le niveau de la nappe phréatique.

La dessiccation est un mode de conservation extrêmement rare dans notre pays car il implique un climat aride. qui, comme son nom l'indique, dessèche la matière organique et stoppe la décomposition. Certains carporestes sont parfois conservés de cette manière sur le pourtour méditerranéen mais cela reste généralement des conditions spécifiquement rencontrées en zone désertique comme en Egypte ou en Sibérie. Tous les carporestes desséchés que l'on peut retrouver sur la plupart des sites français ne sont en fait que des semences contemporaines qui ont contaminées accidentellement les sédiments étudiés.

Les perspectives de recherche

La carpologie permet d'aborder deux grands domaines, qui parfois se rencontrent: le paléoenvironnement et l'ethnobotanie.

Le paléoenvironnement

La carpologie permet en effet d'obtenir par l'identification des paléo-semences et autres une image d'une partie du couvert végétal d'un lieu. Cette image peut être celle d'un instant T bien précis ou représenter l'évolution dans le temps du couvert végétal d'une aire géographique restreinte. Par ailleurs, comme tous les êtres vivants, les végétaux sont sensibles aux variations de température et d'humidité, mais aussi à bien d'autres facteurs tels que la nature du sol, l'acidité de l'eau (espèces aquatiques) ou les activités anthropiques. Par conséquent ils offrent aussi une expression directe du climat et de conditions de vie dans lequel ils évoluent, les végétaux disposant d'une grande diversité taxinomique, la plupart des espèces étant inféodées à des biotopes précis.

L'ethnobotanie

L'ethnobotanie est la science qui s'intéresse à retracer les interactions qu'entretenaient l'Homme avec le monde végétal. La carpologie y participe grandement dans plusieurs domaines, à savoir l'impact de l'homme sur l'environnement et les espèces végétales (domestication, croisements génétiques, déforestation, etc), la place des ressources végétales dans l'économie d'une population (production, commerce, importance relative des espèces), le régime alimentaire et les pratiques culinaires, mais aussi la place du monde végétal dans l'imaginaire, l'industriel, le social et la médecine (pratiques funéraires, savoir médicinal, techniques industrielles et agricoles, etc). Tous ces indices livrés par les paléo-semences nous offrent une vision à différentes échelles. Ils servent à identifier la fonction de certaines structures, la signification de certaines couches archéologiques; ils permettent une meilleure compréhension de la nature et de l'importance économique d'un site à l'échelle micro-régionale comme nationale; et ils rendent accessible la notion de territoire et de gestion de ce territoire d'un point de vue agricole et industriel.

Méthodologie et déroulement d'une étude

Elaboration d'une problématique

On ne le répètera jamais assez, cette étape est PRIMORDIALE. Elle va conditionner toute la réussite de l'étude. Il est temps aujourd'hui que les études environnementales soient intégrées dès la naissance du projet aux problématiques de recherche, ce qui n'est pas encore le cas partout en France.

Les problématiques établies avant le commencement de la fouille varient principalement en fonction de la nature présumée du site ainsi que de la nature géologique du site et de son potentiel de conservation des éléments organiques. Il est évident que les questions ne seront pas les mêmes si l'on se situe en contexte urbain ou rural, s'il s'agit d'un habitat ou d'une nécropole, si l'on est en milieu clairement humide (tourbière, lac, etc) ou que l'on soit susceptible de trouver des structures en rapport avec l'eau (puits, latrines, citernes, etc) ou non.

De manière générale, voici quelques pistes de réflexion qui doivent être prises en compte avant le début de chaque fouille, qu'elle soit préventive ou programmée:

● site d'habitat ou site "de vie":
• Nature de l'activité vivrière du site: agriculture, industrie, commerce, stockage, etc
• Identification des aires de travail et des infrastructures nécessaires au déroulement de cette (ces) activité(s): aire de battage, aire de stockage, aire de transformation, aire de torréfaction, etc et détermination de la fonction des structures encore visibles (fosse, fossé, sol, four, etc)
• Alimentation des populations occupant le site (nature, pratiques culinaires, origine des matières premières, pratiques médicinales)
• Reconstitution de l'environnement proche du site
● site nécropole:
• pratiques funéraires (dépôt d'offrandes, banquet funèbre)
• pratiques médicinales (dépôt d'offrandes de type médicinale)
• pratiques sociales (dépôt d'offrandes comme marqueur social, définition de groupements sociaux, etc)

A partir de cela, il faut ensuite établir une stratégie de prélèvement et bien entendu un budget. Il est possible aujourd'hui d'établir des programmes de prélèvements adaptés aux moyens financiers de chaque projet. Mieux vaut un petit programme restreint mais bien défini que pas de programme du tout! La stratégie de prélèvement devra définir le nombre de prélèvements à réaliser (la plupart du temps il s'agit d'une fourchette) et leur répartition sur le site entre les différentes zones et / ou les différents types de structures. Bien sûr ce programme n'est pas fixe et sera amené à être modifié au fil des découvertes et de notre compréhension du site.

Sur le terrain

Avec le début de la fouille, notre programme va se retrouver confronter à la réalité du site qui peut parfois être bien différente de ce que les sondages diagnostiques et autres pouvaient laisser présager. La plupart du temps, même s'il y a toujours une marge d'adaptation, le programme ne nécessite pas de grands chamboulements. Les proportions des différentes catégories de prélèvement initialement prévues vont seulement être légèrement modifiées.

Par exemple sur la fouille d'un habitat rural de l'âge du Fer, il était prévu de réaliser cinq prélèvements dans des fosses, deux prélèvements dans des sols, trois prélèvements dans des fossés, trois prélèvements dans des trous de poteau et deux prélèvements dans des foyers. Or on découvre lors de la fouille ce qui semble être un grenier aérien qui se serait effondré sur place suite à un incendie, un contexte particulièrement intéressant. On va donc revoir la distribution des prélèvements sans pour autant négliger les autres structures: trois prélèvements dans le grenier, trois pour les fosses, deux pour les fossés, deux pour les sols, trois pour les trous de poteau et deux pour les foyers. Le compte est bon! Notre programme s'est adapté, nous avons tenu compte des découvertes importantes imprévues et respecté les problématiques initialement posées. En revanche dans certains cas, le site se révèle d'une nature très différente que celle attendue, ou bien son importance a été sous-estimée. Il faudra dans ce cas repartir au point de départ et réviser la totalité du programme, voire reprendre le budget initialement prévu si nécessaire. Ce cas de figure demeure néanmoins assez exceptionnel et la majeure partie du temps seuls quelques aménagements s'imposent.

Réaliser un prélèvement dans le but d'entreprendre une étude carpologique n'est pas très sorcier mais demande néanmoins quelques précautions pour éviter toute contamination. Les prélèvements peuvent être faits en vrac, conditionnés dans des sacs plastiques hermétiques. Ils doivent bien sûr être étiquetés, numérotés, répertoriés, reportés sur les plans de fouille et les profils, tout comme les archéologues le font habituellement pour les artefacts importants. par exemple Il est essentiel de prélever rapidement les contextes et de ne pas les laisser exposer trop longtemps aux intempéries et aux vents.

Les quantités de sédiment à prélever varient en fonction de la richesse que vous pouvez attribuer à l'oeil nu au contexte. Si la couche archéologique est très riche et que les paléo-semences constituent plus de la moitié de la composition du contexte, alors deux litres suffiront amplement. Si vous voyez les carporestes en nombre mais incluent dans une matrice sédimentaire, il faudra prélever environ cinq à dix litres de cette matrice. Et enfin si vous ne voyez pas de carporestes ou qu'ils semblent très clairsemés, vous devrez prélever idéalement dix à quarante litres de sédiment. Gardez toujours en tête que ce n'est pas parce que vous ne voyez pas de paléo-semences, qu'elles ne sont pas là! C'est pour éviter ce type d'erreur qui consiste à prélever uniquement les amas de carporestes que les stratégies systématiques existent. Certaines graines ont un diamètre inférieur à 1mm! Il serait présomptueux de prétendre pouvoir les repérer à l'oeil nu dans une matrice limoneuse ou argileuse souvent de la même couleur que ces écofacts.

En laboratoire ou sur la base de fouille

Les prélèvements seront ensuite soit stockés dans un endroit sec et à l'abri de la lumière, soit traités pour pouvoir être étudiés. Le mieux pour extraire les paléo-semences contenues dans un sédiment est de procéder dans un premier temps à une flottation. Celle-ci peut être réalisée avec des moyens rudimentaires, même si un bon équipement (machine à flottation type Saint-Denis) facilite les choses et permet surtout une plus grande efficacité.

Le principe est simple: la carbonisation étant le moyen de préservation des carporestes le plus courant, le prélèvement immergé dans l'eau les laisse s'échapper pour que nous puissions les récolter à la surface. Dans un premier temps, il est donc tout simplement possible de verser le contenu du prélèvement dans une bassine propre remplie d'eau. En remuant délicatement le sédiment, on libère la matière carbonisée qui remonte à la surface et que l'on peut récolter avec une petite passoire par exemple. On met la matière organique récupérée à sécher sur du papier absorbant ou du papier journal et l'on oublie surtout pas de placer une étiquette à côté pour garder la référence. On remue le prélèvement jusqu'à ce que plus rien ne remonte à la surface et que l'on ait récupéré toute la matière organique en suspension. Ensuite on ne jette pas le sédiment qui reste dans le fond de la bassine. On utilise des petits tamis en inox que l'on dispose en colonne en les plaçant de haut en bas par ordre décroissant (grosse maille en haut, petite maille en bas) et que l'on place dans un évier. La plus petite maille doit être d'au moins 0,5 mm voire 0,3 mm. On verse dans la colonne l'eau de la bassine et le sédiment qui s'y trouve, en plusieurs fois si cela est nécessaire. Avec un jet d'eau ou une pomme de douche de préférence, on lave le sédiment en secouant la colonne de tamis de manière à ce que le sédiment circule un maximum à travers les différentes mailles. Petit à petit, lorsque le sédiment le plus fin à traverser, on démonte la colonne, étage par étage, et l'on met à sécher le contenu de chaque tamis sur du papier absorbant ou du papier journal en n'oubliant pas l'étiquette.

Lorsque les refus de tamis sont secs, c'est-à-dire le plus souvent au bout de 48h si la pièce est bien ventilée et sèche, les refus seront soit conditionnés en sacs plastiques hermétiques et étiquetés avec la référence du prélèvement, soit triés à la main par une personne familière de la carpologie. Les paléo-semences et autres restes de plantes ont parfois des formes surprenantes que seul un oeil formé saura reconnaître. Il est donc fortement conseillé de faire effectuer le tri par une personne compétente au risque d'obtenir un échantillon biaisé.

L'étude

C'est l'étude proprement dite qui commence ensuite. Celle-ci doit être menée par une personne formée à l'aide d'une collection de semences modernes et d'ouvrages d'identification de référence. Elle peut se dérouler selon deux modèles: on décide dès le début d'étudier la totalité des prélèvements car le budget et le temps nous le permettent, ou l'on passe tout d'abord par une phase d'évaluation des échantillons afin de déterminer leur potentiel scientifique et un ordre de priorité à défaut de ne pouvoir tout étudier pour des raisons budgétaires ou des contraintes de temps. Si l'on choisit de procéder dans un premier temps à une évaluation, le spécialiste va dresser un rapide bilan en "scannant" chaque échantillon et en notant les espèces rencontrées et leurs proportions générales. Il établira ensuite avec plusieurs critères, qui sont essentiellement le volume de paléo-semences et leur diversité, un classement hiérarchique du potentiel de l'ensemble des prélèvements. Il prendra également en compte les priorités scientifiques de l'archéologue en fonction des contextes prélevés. A partir de ce classement, du budget et du temps disponibles, ainsi que du programme de recherche, on sélectionnera les échantillons dont l'étude sera approfondie. Pour les autres échantillons, une brève note sera rédigée indiquant les observations faites lors de l'évaluation et les raisons de l'abandon de l'étude. Les autres prélèvements seront étudiés avec minutie, la plupart du temps dans leur intégralité.

Le rapport qui viendra clôturer l'étude devra comprendre l'intégralité des résultats bruts (comptage en particulier) et des observations réalisées durant l'analyse, ainsi que l'interprétation des profils carpologiques de chaque assemblage. Il devra reprendre clairement toutes les problématiques initiales et tenter d'y répondre le plus simplement possible. Dans l'idéal, le rapport devra aussi présenter un état des connaissances pour la période et la région concernée ainsi que pour les thématiques spécifiques abordées dans le cadre du programme de recherche.

Et après?

Le but ultime de toute étude est, comme dans toutes disciplines, l'amélioration et la diffusion des connaissances et doit, dans la mesure du possible, déboucher sur une publication. Bien entendu, toutes les études sont loin de mériter les gros titres et un article indépendant, mais peuvent facilement être intégrées à des articles plus généraux sur le site étudié ou à une synthèse chronologique ou géographique. C'est ce que font depuis plusieurs années déjà les carpologues français en publiant régulièrement. Bien sûr publier n'est pas gratuit et demande du temps et de la volonté mais "à coeur vaillant, rien d'impossible". Ces difficultés devraient sans doute bientôt être estompées par la prochaine arrivée d'une base de données nationale baptisée Arbodat.

Où faire étudier les prélèvements?

Liste des spécialistes français et des prestataires:

Amélie, études environnementales & archéologiques: société privée réalisant des études environnementales complètes pour les opérateurs en archéologie préventive et les chercheurs
http://www.ameliefrance.com
Amélie SARL
2, Grande rue
57630 MARSAL

Véronique Zech-Matterne
CNRS, UMR 7209, MNHN, Paris

Laurent Bouby
CNRS, UMR 7041 ArScan, UMR 5059, UMR 8555, CRPPM
Centre d'Anthropologie
39, allées Jules Guesde
31000 TOULOUSE

Anne Bouchette
INRAP Méditerranée

Manon Cabanis
INRAP Rhône-Alpes/Auvergne

Marie Derreumeux
CRAVO Compiègne
21, rue des Cordeliers
60200 COMPIEGNE

Frédérique Durand, doctorante EHESS Toulouse

Philippe Marinval, CNRS, UMR 7041 ArScan, UMR 5059, UMR 8555, CRPPM
Centre d'Anthropologie
39, allées Jules Guesde
31000 TOULOUSE

Bénédicte Pradat, INRAP Centre/Ile-de-France
Centre d'Anthropologie
39, allées Jules Guesde
31000 TOULOUSE

Marie-France Dietsch-Sellami, INRAP Grand Sud-Ouest
Laboratoire de Préhistoire et d'Ethnologie
Maison de la Recherche - Université de Paris X-Nanterre
200, avenue de la République
92000 NANTERRE

Julian Wiethold
INRAP Grand Est Nord


Marie-Pierre Ruas
Unité Toulousaine d'Archéologie et d'Histoire
Maison de la Recherche - Université de Toulouse Le Mirail
5, allées Antonio Machado
31058 TOULOUSE Cedex

Karen Lundström-Baudais
Laboratoire de Chrono-Ecologie
UFR des Sciences
16, route de Gray
25030 BESANCON Cedex

Christelle Signol
Laboratoire de Chrono-Ecologie
UFR des Sciences
16, route de Gray
25030 BESANCON Cedex

Références essentielles

Ouvrages et articles

Anderberg A.-L. 1994, Atlas of Seeds: Part 4, Swedish Museum of Natural History, Risbergs Trycheri AB, Uddevalla, Sweden

Berggren G. 1981, Atlas of Seeds: Part 3, Swedish Museum of Natural History, Berlings, Arlöv, Sweden

Branch N., Canti M., Clark P. et Turney C. 2005, Environmental Archaeology. Theoretical and Practical Approaches, éditions Hodder Arnold

Cappers R.T.J., Bekker R.M. et Jans J.E.A. 2006, Digitale Zadenatlas Van Nederland, Barkuis Publishing and Groningen University Library, Groningen

Ferdière A., Malrain F., Matterne V., Méniel P. et Nissen Jaubert A., avec la collaboration de Pradat B. 2006, Histoire de l'agriculture en Gaule 500 av. J.-C. - 1000 apr. J.-C., éditions Errance

Fieller N.R.J., Gilbertson D.D. et Ralph N.G.A. 1985, Palaeoenvironmental Investigations, British Archaeological Reports, International Series 258

Guilaine J. 1991, Pour une archéologie agraire, à la croisée des sciences de l'homme et de la nature, éditions Armand Collin

Lepetz S. et Matterne V. (eds) 2003, Cultivateurs, éleveurs et artisans dans les campagnes de Gaule romaine, Revue archéologique de Picardie 2003, n°1/2

Marinval P. 1999, "Les graines et les fruits: la carpologie", p.105-137, in Bourquin-Mignot et al., La botanique, éditions Errance, collection "Archéologiques"

Matterne V. 2001, Agriculture et alimentation végétale durant l'âge du Fer et à l'époque gallo-romaine en France septentrionale, éditions Monique Mergoil, collection "Archéologie des Plantes et des Animaux"

Revues

Environmental Archaeology. The Journal of Human Palaeocology: revue trimestrielle publiée par the Association for Environmental Archaeology

Vegetation, History and Archaeobotany: revue publiée par l'International Work Group for Palaeoethnobotany, certains articles sont consultables gratuitement en ligne à cette adresse http://www.springerlink.com/content/107470/

Journal of Archaeological Science: revue publiée par The Society of Archaeological Sciences En règle générale, toutes les revues archéologiques régionales françaises (revue archéologique de Picardie, revue archéologique du Centre, etc) et les publications de colloque de l'AFEAF et de l'AGER.

Site internet

http://www.tela-botanica.org: flore en ligne, articles de botanique, herbiers, etc
The Association of Environmental Archaeology: http://www.envarch.net/
The International Work Group for Palaeoethnobotany: http://www.archaeobotany.org/

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