Les neutrons révèlent les secrets des objets archéologiques

Il y a quelques jours, je consacrais un article sur une nouvelle technique pour dater la soie, technique non invasive et non destructrice... aujourd'hui, et pour la première fois, c'est une large gamme d'objets archéologiques qui bénéficie d'une nouvelle technologie pour être étudiée sans subir de dommages.

 Radiographie aux neutrons d'une ancienne lampe à huile

Pour la première fois, des images aux neutrons en 3 dimensions ont été prises sur de rare objets archéologiques au Laboratoire National d'Oak Ridge (ORNL).

Des artéfacts de bronze et de laiton provenant de la cité antique de Pétra, en Jordanie ont été récemment photographiés en 3 dimensions en utilisant des neutrons au HFIR (High Flux Isotope Reactor.): un appareil d'imagerie neutronique.

Les données qui sont en cours d'analyse seront pour la première fois confiées à des archéologues et des historiens de l'Antiquité. Cela apportera un aperçu, avant inaccessible, sur la fabrication et le mode de vie de différentes cultures au sein de l'Empire romain, du Moyen-Orient mais aussi de la période coloniale de la Nouvelle Angleterre.

Les échantillons qui ont été imagés en 3-D proviennent des collections de l'Institut Joukowsky  pour l'Archéologie et le monde antique de l'Université Brown. Ils comprennent une lampe à huile suspendue en bronze, une grosse pièce de monnaie romaine et une figurine de chien qui aurait pu être un objet religieux ou peut-être un jouet.
Bien que leur provenance d'origine soit inconnue, ils sont tous des excellents exemples de métal commun que l'on trouve dans l'antiquité.

Le principal chercheur, Krysta Ryzewski, professeur adjoint d'anthropologie à l'Université Wayne State et son collègue Brian W. Sheldon, professeur de génie à l'Université Brown, ont eu en charge ces artéfacts prêté par le professeur Susan Alcock E., directrice de l'Institut Joukowsky .


Les objets archéologiques sont une source d'informations culturelles unique.

Depuis 2008 l'équipe a fait des images en deux dimensions d'objets en alliage de cuivre (bronze et laiton) provenant de Petra et de Greene ferme (une plantation de la période coloniale dans le Rhode Island). Les échantillons comprennaient des artéfacts de la vie quotidienne: une boucle de vêtements, un couteau, et certains outils de construction.
Un objet circulaire de Petra était tellement corrodé qu'il était non identifiable. Mais lorsqu'il a été soumis aux neutrons, un bijou a pu être identifié en-dessous, sans doute une boucle d'oreille.
Petra est le site le plus célèbre en tant que centre de commerce dans l'Antiquité, reliant le monde méditerranéen à des endroits aussi éloignés que l'Inde et la Chine. Elle fut la capitale d'un royaume indépendant des Nabatéens, jusqu'à ce que l'empereur Trajan l'incorpore dans l'empire romain au deuxième siècle après JC.

L'imagerie et l'analyse ont permis de résoudre l'identification de plusieurs objets et ont apporté de nombreuses informations sur les techniques et les matériaux que les artisans utilisaient dans le passé pour fabriquer ces objets. "Nous pouvons aussi examiner certains objets (tels que le couteau ou la lampe de bronze) pour chercher des traces de résidus d'huile qui avait brûlé dans la lampe, ou de ce que le couteau avait pu couper", explique Ryzewski.

Le faisceau d'imagerie neutronique est un énorme pas en avant pour ces savants. "En étudiant leur seule surface, les archéologues et les scientifiques obtiennent relativement peu d'informations sur la fabrication des archéomatériaux, des objets anciens et des matériaux qui ont servi à les construire", ajoute Ryzewski, "très peu de récits historiques décrivent la construction de ces objets et archéomatériaux, de ces bronzes antiques ou récipients de céramique. La seule source d'information sur la façon dont ces objets ont été construits provient de leurs propriétés matérielles et de leur composition."


Une technologie d'analyse non destructive et non invasive.

Les analyses, jusqu'à aujourd'hui, entraînaient souvent l'extraction d'un échantillon à partir de l'objet étudié, ce qui signifiait des dommages plus ou moins important. Aussi, les analystes, préservant au mieux les archéomatériaux ont laissé de nombreuses questions sans réponse.

L'analyse par activation neutronique et l'imagerie neutronique à Oak Ridge signifie que les savants peuvent désormais procéder de manière détaillée à l'analyse non destructive des échantillons. "Il existe actuellement une vaste gamme d'objets archéologiques en attente d'étude et des questions de recherche sur l'histoire du développement technologique dans l'antiquité peuvent désormais être posées", explique Ryzewski.

L'analyse au neutrons permet de révéler les matières premières utilisées, les techniques de fabrication, le développement historique d'alliages et de matériaux composites, les origines géologiques des minerais et de l'argile.
Sur le plan culturel, les chercheurs peuvent se renseigner sur les activités de la vie quotidienne en identifiant l'usage qui était fait de ces objets.


Ryzewski conclu: "notre travail en est encore à ses premiers stades. Nous espérons ré-examiner ces objets dans de nouvelles séries de tests en 2012. Nous allons élargir notre base d'échantillon à d'autres types d'objets en métal, peut-être quelques objets provenant de fouilles d'épaves. Nous espérons aussi examiner des artéfacts en céramique. Mais, plus largement, les savants vont pouvoir être en mesure d'offrir des informations aux scientifiques qui se spécialisent dans la conservation et la stabilisation des collections des musées."


Source:

• Oak Ridge National Laboratory : "Ancient artifacts yield their secrets under neutron imaging "

A voir aussi:

• Une nouvelle technique pour dater la soie