Grâce à des techniques de pointe d'analyse non destructives appliquées à l'épée de bronze de Nördlingen, des chercheurs ont acquis de nouvelles connaissances sur les pratiques de travail des métaux en Allemagne du Sud au Bronze moyen.
Date de plus de 3 400 ans, l'épée a été découverte en 2023 lors de fouilles à Nördlingen, en Souabe.
L'Office bavarois pour la conservation des monuments a commandé une étude scientifique à Berlin afin d'éclaircir des points essentiels concernant les techniques de fabrication, les méthodes de construction et les procédés de décoration.
Les analyses par tomographie et diffraction ont été réalisées au Helmholtz-Zentrum Berlin, tandis que les mesures de fluorescence X ont été effectuées sur une ligne de lumière spécialisée de l'Institut fédéral de recherche et d'essais sur les matériaux (BAM).
D'après le professeur Mathias Pfeil, directeur général du BLfD, les technologies de mesure modernes permettent désormais aux chercheurs de reconstituer les techniques de travail des métaux de l'âge du Bronze avec une précision remarquable.
Si la découverte de cette épée a suscité un vif intérêt public, son analyse scientifique a révélé son importance, la faisant passer du statut de trouvaille spectaculaire à celui de source historique majeure.
Contrairement aux autres projets de mesures menés à BESSY II, l'étude de cette épée octogonale ornée de l'âge du bronze moyen constitue un cas rare et exceptionnel. Elle a été apportée à Berlin par le Dr Johann-Friedrich Tolksdorf, représentant régional du BLfD, et la restauratrice Beate Herbold.
Exhumée d'une tombe à Nördlingen, l'épée est remarquablement bien conservée. Elle conserve par endroits un éclat métallique ; le pommeau et sa plaque présentent une ornementation géométrique complexe, et la lame est restée presque affûtée.
Grâce à une tomographie assistée par ordinateur à haute résolution réalisée au Helmholtz-Zentrum Berlin, le Dr Nikolay Kardjilov et ses collègues ont créé un modèle tridimensionnel de l'épée par radiographie.
Le scan a révélé que la lame se prolonge dans la poignée par une soie (un prolongement de la lame) fixée par serrage et rivetage. La résolution de la tomodensitométrie était suffisamment détaillée pour identifier les marques d'outils et les caractéristiques des matériaux associés au décor.
Une technique décorative inattendue
Le pommeau et sa plaque sont gravés de profondes rainures géométriques. Ces rainures étaient remplies d'un matériau contrastant, initialement supposé être de l'étain en raison de sa malléabilité.
La spectroscopie de fluorescence X réalisée par le Dr Martin Radtke sur la ligne de lumière BESSY II du BAM a permis de confirmer cette composition. Les chercheurs ont stimulé les émissions de rayons X spécifiques à chaque élément, permettant ainsi la détection d'éléments traces par irradiation de la surface du pommeau avec un puissant rayonnement synchrotron.
Les résultats ont révélé que les incrustations sont constituées de fils de cuivre assemblés – une découverte inattendue. Bien que des traces d'étain et, occasionnellement, de plomb (probablement des composants de l'alliage de bronze) aient été détectées, les incrustations décoratives elles-mêmes étaient en cuivre.
Le choix du cuivre plutôt que de l'étain témoigne d'un savoir-faire très sophistiqué. Des incrustations de fils de cuivre similaires sont connues dans d'autres contextes de l'âge du bronze. Pour accentuer le contraste visuel entre le cuivre rougeâtre et le substrat en bronze doré, la surface a probablement été patinée intentionnellement, sans doute par des procédés de noircissement chimique.
Une étude des procédés de travail des métaux
Des analyses complémentaires, réalisées au laboratoire de radiographie du Dr Manuela Klaus, ont porté sur la mesure des contraintes résiduelles. Ces analyses permettent aux chercheurs de reconstituer certains aspects du processus de forgeage et de finition en identifiant les zones de contrainte préservées dans le métal. Ces données éclairent les séquences de martelage, les traitements thermiques et les techniques de finition utilisés lors de la fabrication.
Grâce à l'intégration de l'imagerie avancée et de l'analyse spectroscopique, l'épée de bronze de Nördlingen constitue désormais non seulement un remarquable artéfact archéologique, mais aussi un témoignage technique précis de la métallurgie du Bronze moyen en Allemagne du Sud.
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