L'archéologie a ce qu'il faut pour estimer la chronologie des civilisations. Mais il y a des limitations pour les plus anciennes cultures datant de plusieurs milliers d'années, comme les mayas ou les égyptiens. Dans leur cas, la datation ne peut être plus précise que de quelques siècles.

Cependant, deux tempêtes solaires hautement radioactives qui ont eu lieu il y a bien longtemps, ont laissé leur marque indélébile dans les arbres poussant à cette époque; du coup, cela pourrait servir de nouvelle référence pour la datation des civilisations, explique une équine d'Oxford dans le journal Proceedings of the Royal Society A.

Les évènements Miyake de 775 et 994 après JC

Les niveaux d'isotopes de carbone 14 ont atteint un pic lors des évènements Miyake, en 775 et 994 après JC; ce pic a été enregistré dans les arbres, les papyrus, les vêtements en lin, les paniers et dans d'autres artéfacts, explique l'équipe.

On suppose que les évènements Miyake sont des tempêtes solaires qui ont bombardé la terre avec des rayons gamma et une énorme quantité de protons solaires, répandant les particules irradiées dans le monde entier (il y a cependant une autre hypothèse concernant l'origine de ces rayonnements: la Terre frappée par des rayons gamma dans l’année 775).

"Les pics en 775 et 994 après JC étaient presque verticaux et d'ampleur comparable tout autour de la terre" rapporte Michael Dee, auteur principal de l'étude de l'Ecole d'Archéologie d'Oxford, "de tels marqueurs peuvent être facilement identifiés dans les anneaux des arbres et être fixés dans le temps. Par le passé, nous ne pouvions faire que des estimations variables sur la date d'évènements qui ont eu lieu, mais cette "horloge secrète" peut aider les chronologistes concernant les grandes civilisations en permettant de dater, à l'année près, des évènements qui ont eu lieu il y a des milliers d'années".

Les évènements Miyake, nommés ainsi d'après Fusa Miyake de l'Université de Nagoya, ont été identifiés la première fois dans le journal Nature en 2013.

Fusa Miyake près d'un morceau de bois de cèdre dont elle étudie les anneaux. Source: Université de Nagoya

Des datations beaucoup plus précises

Maintenant, l'équipe d'Oxford propose une méthode mathématique pour reprendre ces dates, filtrer les dates erronées, et obtenir de meilleures estimations chronologiques.

Les datations actuelles concernant les anciennes civilisations sont basées sur les phénomènes célestes, comme par exemple une éclipse solaire au cours de la neuvième année d'un roi assyrien. Mais, si les plus petits évènements de radiation solaire sont catalogués et correctement insérés dans le protocole chronologique, des datations plus précises que les 2 à 3 siècles habituels pourraient révolutionner la compréhension des débuts de la civilisation.
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Relecture par Digitarium.fr

Source:
Laboratory Equipment: "‘Secret Clock’ of Carbon-14 Within Tree Rings Could Revolutionize Archaeology"

L'amulette de Mehrgarh est le plus ancien objet fabriqué à la cire perdue, il y a environ 6000 ans. Le secret de fabrication de cette amulette en cuivre a été résolu, grâce l'imagerie spectrale de photoluminescence UV/visible.

Vue du site archéologique MR2 à Mehrgarh occupé de 4 500 à 3 600 ans avant J.-C. où a été retrouvée l'amulette. Photo: C. Jarrige, Mission archéologique de l'Indus.

Grâce à cette technologie, on connait maintenant la pureté du cuivre, la températures de fusion et de solidification, et tous les paramètres de conception de cet objet.

Cette étude a permis aux scientifiques de percer le mystère de l'invention de la fonte à la cire perdue, une technique à l'origine de la fonderie d'art.

L'amulette de Mehrgarh, en cuivre, a été découverte dans les années 1980 sur une zone occupée il y a 6000 ans, à Mehrgarh, aujourd’hui au Pakistan. Sa forme indique qu'elle a été conçue avec la première technique de fonderie de précision : la fonte à la cire perdue (encore utilisée de nos jours). Cette technique part d'un modèle sculpté dans un matériau à bas point de fusion comme la cire d'abeille. Ensuite, le modèle est enrobé de terre argileuse, l'ensemble chauffé pour évacuer la cire, puis cuit. Le moule est alors rempli de métal en fusion puis brisé pour libérer l'objet métallique.

Photographie de l'amulette de Mehrgarh, plus ancien témoignage de fonte à la cire perdue. Photo: D. Bagault, C2RMF.

On n'en savait pas plus sur la fabrication de cette amulette en cuivre, jusqu'à cette nouvelle approche par photoluminescence, qui vient de révéler une structure interne… étonnante !

Aujourd'hui majoritairement composée d'oxyde de cuivre (cuprite), l'amulette émet pourtant une réponse non uniforme sous illumination UV/visible. En effet, entre les dendrites formées au début de la solidification du métal en fusion, les chercheurs ont découvert des bâtonnets, invisibles avec toutes les autres approches testées. La forme et la disposition de ces bâtonnets ont permis à l'équipe de reconstruire la chaîne de fabrication de l'amulette avec un niveau de détail sans précédent pour un objet aussi corrodé.

Il y a 6000 ans, après solidification à haute température du cuivre la constituant, l'amulette était composée d'une matrice de cuivre pur constellée de bâtonnets de cuprite, une conséquence des conditions oxydantes de la fonte. Avec le temps, le cuivre de la matrice s'est également corrodé en cuprite. Le contraste observé par photoluminescence résulte d'une différence de défauts cristallins entre les deux cuprites présentes : des atomes d'oxygène sont manquants dans la cuprite des bâtonnets, défaut qui n'existe pas dans celle formée par corrosion.

Images comparées de photoluminescence à haute dynamique spatiale (PL, haut) et de microscopie optique (bas), d'une portion d'un des rayons de l'amulette. L'image PL révèle une structure eutectique en bâtonnets invisible par toute autre technique testée. Grâce à cette image, le procédé de fabrication de l'amulette peut enfin être expliqué. Photo T. Séverin-Fabiani, M. Thoury, L. Bertrand, B. Mille, IPANEMA, CNRS / MCC / UVSQ, Synchrotron SOLEIL, C2RMF.

Cette nouvelle technique d'imagerie, à haute résolution et très grand champ de vue, a permis d'identifier le minerai, du cuivre particulièrement pur, la teneur en oxygène absorbée par le métal en fusion, et même les températures de fonte et de solidification (proche de 1072°C).

Cette découverte illustre le potentiel de cette nouvelle approche d'analyse qui pourra être appliquée à l'étude d'une très large gamme de systèmes complexes : matériaux semi-conducteurs, composites… et bien sûr objets archéologiques.


Source:

• CNRS: "Fin du mystère de l'amulette : son altération cachait le secret de sa fabrication"

Au milieu du Pacifique Sud, près des Fidji et Samoa, se situent les îles Tonga. Jusqu'au 19ème siècle, cet archipel était dirigé par une ligné de rois appelés les Tu’i Tonga. Leur empire connut son apogée au début du 16ème siècle; ensuite, les guerres civiles ont miné les Tonga puis les premiers explorateurs européens sont arrivés, engendrant le chaos.

Localisation de Tonga sur le globe. (Image wikimedia commons sous licence CC-BY-SA 3.0)

Une équipe d'archéologues a analysé les restes d'un squelette de l'empire Tu’i Tonga afin d'en savoir plus sur le bilan humain au cours de cette période d'instabilité politique. Avec la permission du Royaume des Tonga, les archéologues de l'Université d'Otago de Nouvelle-Zélande ont analysé des dents de bébé provenant de deux tertres funéraires sur le site préhistorique d'Atele, sur l'île de Tongatapu, cœur de l'ancien empire.

Les squelettes ont été datés entre 1500 à 1800  après JC, une époque où le commerce florissait mais aussi où les différences entre les classes sociales s'accentuaient.
Au cours de cette période, le chef suprême de l'Empire Tu’i Tonga fit bâtir d'importants édifices en réquisitionnant le surplus de production des classes inférieures.

En quelques siècles, ces classes sociales, et l'empire lui-même, se sont fracturées suite à la guerre et des conflits politiques internes.

Ossements d'un enfant préhistorique du site d‘Atele, Royaume de Tonga. Photo: Siân Halcrow

Le site archéologique d'Atele, avec ses importants échantillons de squelettes d'enfants et bébés, permet aux chercheurs de répondre aux questions concernant la santé, les maladies et les stress physiologiques au cours de l'enfance.

La propagation des maladies infectieuses et épisodes périodiques de famines, suspectées par les les archéologues, ont probablement affecté les populations vulnérables plus durement.

Afin de tester leur hypothèse, l'équipe, dirigée par le dentiste Rami Farah et la bioarchéologue Siân Halcrow, a utilisé la microtomographie à rayon X (XMT). Ils ont pu ainsi examiner de plus près ces anciennes dents d'enfants et détecter des traces de décoloration dues au stress physique.

Farah et ses collègues ont trouvé des différences significatives entre les dents de bébé décolorées et non décolorées sur les sites funéraires d'Atele. C'est-à-dire que les dents décolorées résultent d'un stress physique survenu tôt dans la vie, et non pas due aux conditions du milieu d'enfouissement.

Halcrow explique que les "découvertes, sur les dents, de stress précoce dans la vie sont des preuves pathologiques de maladies infectieuses et métaboliques, pour de nombreux enfants du site."

Ces défauts de l'émail que l'équipe a découvert peuvent-être liée à l'infection d'une maladie comme le pian, mais aussi à d'autres infections tropicales courantes comme l'ankylostome, ou de la sous-nutrition périodique, qui peuvent toutes avoir une incidence sur le métabolisme d'un enfant qui grandit et se traduire par un faible développement des dents et des os.

"Cet article" écrivent les chercheurs, "est le premier pas pour apporter une meilleure compréhension de l'histoire des vies de ces enfants et bébés au cours de la période des chefferies à Tonga, une période de renforcement de la hiérarchie et des interactions à travers les réseaux commerciaux."

Plus important, cependant, cette nouvelle étude représente une nouvelle façon d'étudier la santé des très jeunes enfants dans le passé. Les archéologues ont l'habitude d'examiner les dents des adultes pour trouver des traces de défauts dans l'émail. Comme les dents poussent en continue au cours de l'enfance, leurs défauts sont liés au stress que la personne a traversé pendant l'enfance.

 Mais qu'en est-il de ceux qui n'ont pas eu de petite enfance ?

"Avec les méthodes précédentes", précise Halcrow, "nous ne pouvions observer que les individus ayant survécu à leur petite enfance". Elle explique que cette nouvelle technique, qui identifie les défauts dans les dents précoces, "nous a permis d'identifier tout stress en début de vie concernant les enfants qui ont succombé à la maladie au cours de cette période d'instabilité politique et sociale."

L'équipe a jusqu'ici appliqué sa nouvelle méthode pour regarder le stress vécu par les personnes les plus vulnérables vivant dans ce puissant empire dans les îles du Pacifique. Ils prévoient cependant de mener d'autres recherches de ce type dans le futur.


Source:

• Forbes: "Ancient Baby Teeth Reveal Secrets Of A Polynesian Empire"

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• Lapita Voyage: à la découverte des origines et des voies de migration des ancêtres des anciens Polynésiens et de leurs animaux
• Le poulet domestique aurait été introduit sur le continent sud-américain par des navigateurs polynésiens

PRESIOUS

Le Projet Presious financé par l'Union Européenne a développé des outils logiciels qui pourront aider à améliorer l'efficacité du travail des archéologues européens dans une période où les financements sont restreints.

Ce projet montrera aussi que la simulation assistée par ordinateur peut jouer un rôle clé en aidant les chercheurs de diverses disciplines, dont la préservation des artéfacts du patrimoine culturel.

Une fois que le projet sera complété, ces outils seront mis gratuitement à disposition des archéologues qui pourront les télécharger. "Nous avons cherché à répondre à certains des défis auxquels les archéologues sont confrontés dans leur travail quotidien" explique le coordinateur du projet, le Professeur Theoharis Theoharis de l'Université Norvégienne des Sciences et de la Technologie, "afin de mieux comprendre, par exemple, à quoi un monument pourrait ressembler sous certaines conditions érosives, nous construisons un logiciel de simulation qui permet à un archéologue de scanner un objet en pierre et d'estimer des modèles d'érosion sous différentes conditions"

Un deuxième objectif a été de développer un logiciel de simulation pour aider les archéologues à rassembler des découvertes fragmentées, comme pour résoudre une puzzle 3D. "Lors d'une fouille, les archéologues se retrouvent souvent avec des milliers de fragments" ajoute Theoharis, "les rassembler implique une complexité quadratique, que les scientifiques en informatique comprennent bien".

Ce second outil développé par l'équipe du projet propose automatiquement des ajustements éventuels basés sur les fragments numérisés.
 

Artéfact original: Photo: http://www.presious.eu/

 Numérisation prédictive - http://www.presious.eu/

 Prédiction de dégradation - http://www.presious.eu/

Réparation d'objet - http://www.presious.eu/

La troisième solution concernait le développement d'un logiciel capable de combler les lacunes des objets archéologiques symétriques. Une fois que les fragments ont été minutieusement reconstruits, les artéfacts ont souvent des pièces manquantes. Ce nouveau logiciel fait le travail en reconnaissant les symétries et les motifs géométriques de l'artéfact, et à partir de cette information, propose des suggestions logiques pour remplir les trous et ainsi aider à optimiser la restauration.

"Mais pour pouvoir développer ces technologies, nous avons dû faire face à un obstacle principal: l'importance de la main d’œuvre et le coût de la numérisation" ajoute Theoharis, "nous avons vu qu'il fallait un opérateur qualifié pendant deux heures et demie pour scanner un seul fragment. Aussi, la quatrième chose que nous avons fait a été d'accélérer le processus de numérisation avec notre partenaire industriel". Cela a pu être mené à bien par le développement de la numérisation prédictive, qui utilise des prédictions basées sur des objets 3D provenant de répertoires d'artéfacts déjà numérisés afin d'accélérer le processus de numérisation

Cette technique est utile pour des applications où la réduction des coûts est impérative et où la précision de la numérisation n'est pas la finalité recherchée. "Nous avons discuté la possibilité de la commercialisation de notre logiciel, mais les partenaires académiques du projet ont compris que nos utilisateurs finaux, les archéologues, travaillent dans le cadre de contraintes financières sévères" explique Theoharis, "aussi, ces outils seront libres une fois le projet terminé (fin janvier 2016). De plus, nous avons beaucoup de données et de résultats de recherche que nous avons l'intention de mettre à disposition en ligne."

Les retours de la communauté archéologiques lors de conférences et séminaires ont été très positifs; et Theoharis est sûr que les outils PRESIOUS contribueront directement à la préservation du patrimoine culturel européen.

Le site du Projet Presious: http://www.presious.eu/



Source:

• Cordis: "New digital tools could help speed up cultural heritage work"

Une équipe travaillant sur le site de fouilles de l'église Saint Laurent à Grenoble avait découvert une petite boite métallique à l'intérieur d'une tombe. Malheureusement, elle était trop endommagée pour pouvoir l'ouvrir...

Les archéologues ont donc apporté la petite boite, de 4cm, à l'ESRF (European synchrotron radiation facility) qui abrite l'une des plus importantes source de rayons X.

Image: Dr Paul Tafforeau

L'accélérateur de particules a permis à l'équipe de voir virtuellement à l'intérieur de la boite sans avoir à l'ouvrir. L'équipe à même pu lire les inscriptions sur les trois médailles circulaires qu'il y avait à l'intérieur grâce à la technique de la tomographie à rayons X, similaire à la tomographie médicale.

"On supposait qu'il y avait une petite chance de pouvoir produire une image pour une exposition" a expliqué le scientifique de l'ESRF, Paul Tafforeau,"Cependant, les résultats ont été si étonnants que c'est devenu un projet de recherche à grande échelle."

Les chercheurs ont pu obtenir des images 3D de l'intérieur de la boite, révélant trois médailles circulaires en argile ainsi que deux perles. Bien que les médailles étaient collées ensemble et en mauvais état, les scientifiques ont pu reconnaitre une gravure du Christ sur une croix et l'image de la résurrection qui les décoraient.

La petite boite du 17ème siècle (source: Echosciences Grenoble)

Bien que l'imagerie à rayons X du synchrotron a souvent été utilisée pour des recherches paléontologiques depuis son développement en 2000, sont utilisation pour l'étude d'objets comme cette boite est une nouveauté qui ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de l'archéologie.

"Cette restauration minimale, qui a aussi été appliquée à des reliques archéologiques pour préserver leur authenticité telles qu'elles étaient en sortant de terre, nous permet aujourd'hui de mener des investigations non intrusives avec des résultats stupéfiants" rapporte l'archéologue Renée Colardelle qui a conduit les fouilles à l'église Saint Laurent de Grenoble pendant de nombreuses années.

La vidéo ci-dessous montre la reconstruction visuelle de la boite et de son contenu:




Source:

• Engineering and Technology Magazine: "Synchrotron reveals lost archaeological information"

Ouvrages de Renée Colardelle sur Saint-Laurent de Grenoble: 

• Saint-Laurent de Grenoble : De la crypte au musée archéologique 
• Grenoble aux premiers temps chrétiens
• La ville et la mort : Saint Laurent de Grenoble, 2000 ans de tradition funéraire  

Billy Ó Foghlú, de l'Université National Australienne (ANU), a découvert qu'un artéfact devait être l'embouchure d'une corne de l'âge du fer et non, comme on le supposait auparavant, un fer de lance.

Billy Ó Foghlú jouant de la corne irlandaise préhistorique (vidéo en fin d'article)

Lorsque Ó Foghlú a utilisé une réplique de l'artéfact comme embouchure, l'ancienne corne irlandaise a rendu un ton beaucoup plus riche et velouté. "L'instrument est soudain revenu à la vie" a rapporté l'étudiant, "ces cornes n'étaient pas seulement des cornes de chasse. Elles ont été construites avec précision et réparées; elles étaient jouées pendant des heures. La musique avait clairement un rôle important dans la culture."

Des cornes de l'âge du fer et de l'âge du bronze ont été retrouvées à travers toute l'Europe, et spécialement en Scandinavie. Cependant en Irlande, le manque d'embouchures suggéraient que la scène musicale irlandaise traversait une période sombre de la musique.

Mr Ó Foghlú était convaincu que les embouchures avaient existé en Irlande, et il était intrigué par les fers de lance coniques de Navan. Bien qu'il n'ait pu avoir accès à l'artéfact en bronze original, Mr Ó Foghlú a relevé les mesures exactes pour reproduire une réplique en utilisant l'impression 3D; puis il l'a testé avec avec sa propre corne.

La réplique 3D (au centre) du "fer de lance" (à gauche) et l'embouchure d'une trompette moderne (à droite) Photo: Stuart Hay, ANU

Le rajout d'une embouchure devait donner un plus grand confort et un meilleur contrôle aux anciens joueurs de corne.
Pourtant, peu d'embouchures ont été retrouvées. Leur pénurie peut s'expliquer par le fait que les instruments devaient être rituellement démontés et déposés comme offrandes lorsque leur propriétaire décédait, suppose Mr Ó Foghlú.

"Un certain nombre d'instruments ont été retrouvés enfouis dans des tourbières. Le meurtre rituel de l'instrument et son dépôt dans un site funéraire montre toute son importance dans cette culture", ajoute-t-il, "Toutankhamon avait aussi des trompettes enterrées avec lui en Egypte. Des cornes contemporaines ont aussi été enterrées en Scandinavie, en Ecosse et en Europe continentale: toutes cependant comprenaient leur embouchure".


Source:

• Eurekalert: "3-D printing revives Bronze Age music"

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• Il y avait une route de l'or préhistorique entre l'Irlande et le sud-ouest de l'Angleterre
• Tous ces Vikings enterrés sous Dublin...
• Un bateau vieux de 4500 ans découvert au fond d'un lac en Irlande

MAJ 27/09/17

La cartographie des sites archéologiques en cours de fouille prend beaucoup de temps et demande beaucoup de mesures, de photographies, de dessins et de prises de notes.

Aujourd'hui, tout ce travail peut être réalisé grâce à la photogrammétrie. Il s'agit d'une méthode qui utilise des images en deux dimensions d'une découverte archéologique pour construire un modèle 3D.

Modèle 3D d'un umbo d'un bouclier trouvé dans une tombe Viking à Skaun. Credit: NTNU University Museum

Il n'y a pas besoin de lunettes spéciales ou d'équipement avancé pour utiliser cette technique. Avec les mesures précises du site, la photogrammétrie permet de créer une carte complète et détaillée d'un site archéologique en cours de fouille.

"C'est encore une toute nouvelle technique" rapportent les archéologues Raymond Sauvage et Fredrik Skoglund du NTNU University Museum. La photogrammétrie est en de nombreux points plus précise que les anciennes méthodes qui de plus prennent beaucoup de temps.

Elle est déjà mise à profit par les archéologues, comme on a pu le voir dans un article que j'ai publié récemment:  Une nouvelle méthode pour documenter les épaves.


Lorsqu'une tombe supposée Viking a été trouvée en 2014 à Skaun dans le comté de Sør-Trøndelag, en Norvège, le site en cours de fouille a été cartographié à l'aide de la photogrammétrie.

La façon dont les artéfacts sont trouvés, à la profondeur à laquelle ils sont enterrés et où ils ont été placés les uns par rapport aux autres peut apporter de nombreuses informations aux archéologues étudiant le site.

La photogrammétrie rend aussi plus facile le partage des découvertes avec d'autres spécialistes:  les modèles 3D qui sont produits peuvent être enregistrés en format PDF, et donc peuvent être facilement envoyés aux collègues.

Si vous avez un ordinateur suffisamment puissant, vous pouvez télécharger ce document PDF concernant le site archéologique Viking pour vous avoir un aperçu: https://ntnu.box.com/shared/static/51nxbf6fi269suwklzi574za62j3eric.pdf
C'est une version en basse résolution, mais vous pouvez déjà vous faire une bonne idée de ce que cela peut donner. Il est possible de zoomer, changer d'angle de vue, etc...


Du temps gagné grâce à cette technique

Une société russe a développé le programme qu'utilisent ces deux archéologues au musée. Il est facile à utiliser et donne de bons résultats.

Le développement et l'utilisation de la photogrammétrie ont explosé ces dernières années. Cela apporte le genre de détail et de qualité dont on pouvait seulement rêver il y a quelques années.

Même si la méthode demande du travail, elle fait gagner beaucoup de temps. "En un jour, on peut obtenir 3 millions de points de mesure. Avant, on était satisfait avec 3000" précise Skoglund ... et ces 3000 points pouvaient demander beaucoup de temps.

Du coup, cela libère beaucoup de temps, et l'on peut passer plus de temps sur la recherche par exemple..


Des résultats similaires ont été obtenus par le passé avec des équipements laser et une ancienne version du programme de photogrammétrie. Mais cela revenait très cher et prenait beaucoup de temps et de ressources.
Le nouveau logiciel ne coûte que quelques milliers de couronnes (quelques centaines d'Euros) ce qui signifie qu'il est beaucoup plus accessible.

Avec un logiciel de photogrammétrie, et un simple appareil photo, trois ou quatre images de différents angles de vue sont suffisants pour faire un simple modèle 3D.  "Plus il y a d'images, plus la qualité est meilleure" ajoute Sauvage.


Il est aussi possible d'utiliser des images d'anciennes découvertes et de construire un modèle 3D. Par exemple, on peut faire un modèle à partir des photos de précédentes fouilles de tombes Viking, et de l'utiliser pour voir comment le site de fouille a évolué avec le temps.

Skoglund, archéologue marin, a essayé cette méthode avec le bateau hollandais "De Grawe Adler" (l'Aigle Gris) qui a coulé en 1696 à Hustadvika. Il a été découvert en 1982 lorsque le dragage de sable commençait à détruire des parties du navire.
"J'ai nagé tout le long de l'épave il y a quelques années tout en prenant des photos" explique Skoglund. C'était sans penser à la possibilité de faire un modèle 3D du bateau. Le fait que les photos avaient été prises sous l'eau a un peu compliqué la tâche lorsqu'il a fallu les rassembler, mais sans être impossible.

Et voici ce que cela a donné:

Modélisatin de l'épave "De Grawe Adler".  Photo: Credit: University Museum

 Lorsque les résultats son suffisamment précis, ils peuvent être utilisés pour contrôler la décomposition du navire. Les découvertes faites sous l'eau ont tendance à être particulièrement fragiles, et la décomposition peut être difficile à voir. On plonge toutes les quelques années pour vérifier que tout va bien.

Avec cette nouvelle méthode, la décomposition peut être mesurée de manière plus précise, et du coup, des mesures appropriées de protection peuvent être mises en place.


Les développements futurs de la photogrammétrie

La prochaine étape serait de pouvoir mettre une paire de lunettes 3D et de marcher virtuellement dans un site de fouille; mais cela ne se fera pas avant quelques années.

Il y a un défi cependant: il faut pouvoir stocker les mesures numériquement d'une manière qui sera utile pour les générations à venir.
Les archéologues d'aujourd'hui travaillent avec des notes et des prises de mesures sur les fouilles qui peuvent être utilisées pendant des centaines d'années... Une photo prise il y a 100 ans et toujours valable aujourd'hui. Alors que personne ne sait si un fichier PDF sera toujours utilisé en 2115.

Cela est un défi pour toutes les informations stockées numériquement.

Source:

• Physorg: "New technology allows archaeologists to easily map excavation sites in 3D"

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• L'impression 3D fait revivre la musique de l'Âge du Bronze 
• Les neutrons révèlent les secrets des objets archéologiques

A lire:

• Manuel de photogrammétrie : Principes et procédés fondamentaux
• La Photogrammétrie digitale comparée au laser scanner 3D

Une prouesse technologique a été réalisée par des chercheurs du CNRS-IRHT (Institut de recherche et d'histoire des textes), du CNR italien et de l'ESRF (synchrotron de Grenoble), dans l'étude des rouleaux de papyrus ensevelis par l'éruption du Vésuve en 79 et découverts à Herculanum il y a 260 ans.

 Le rouleau mesure 16cm de longueur  © Bibliothèque de l'Institut de France / Photo D. Delattre

A l'aide d'une nouvelle technique d'imagerie non invasive par rayons-X, les chercheurs ont pu faire apparaître des lettres grecques cachées au cœur même du rouleau carbonisé.

Grâce aux résultats, ils ont pu émettre une hypothèse concernant l'auteur du texte.

Cette étude laisse espérer que l'ensemble des papyrus de la bibliothèque antique d'Herculanum puisse être déchiffré. Cette bibliothèque ensevelie sous plusieurs couches de matériaux volcaniques lors de l'éruption du Vésuve avait été redécouverte il y a 260 ans à Herculanum.

Ces documents sont un trésor culturel unique car il n'existe probablement pas d'autre copie des textes qu'ils contiennent. Ces rouleaux carbonisés sont extrêmement fragiles. Les tentatives pour les ouvrir et en lire le contenu risquent de les fragmenter voire de les détruire.

Aussi, au cours des dernières décennies, différentes techniques d'imagerie avaient été mises en œuvre pour tenter de lire les papyrus sans les dérouler, en vain jusqu'à aujourd'hui.

L'encre utilisée dans l'Antiquité était fabriquée à partir de carbone issu des résidus de fumée. Celle-ci a donc une densité quasi identique à celle de la feuille de papyrus brûlée, ce qui la rend difficile à distinguer via l'utilisation classique des rayons X.

Un nouvel outil: la tomographie X en contraste de phase

Les chercheurs ont donc utilisés la tomographie X en contraste de phase (XPCT) pour mieux percevoir la différence entre l'encre et le papier en utilisant la différence d'indice de réfraction.

 Coupe tomographique de l'épaisseur du papyrus. Les séquences de lettres trouvées se situent dans une couche cachée du fragment.  © CNRS-IRHT UPR 841 / ESRF / CNR-IMM Unité de Naples

Cette technique exploite également le fait que l'encre ne pénètre pas dans les fibres végétales et les lettres forment donc un très léger relief à la surface du papier. Cette différence de quelques centaines de microns permet d'amplifier le contraste entre les deux composantes du rouleau et de faire apparaître les lettres.

En étudiant par XPCT deux papyrus d'Herculanum issus de la collection de l'Institut de France les chercheurs ont donc pu lire des mots se situant sous plusieurs couches de papier ou sur des spires du rouleau déformées et collées entre elles. Ils ont également réussi à reconstituer un alphabet grec presque complet pour un papyrus encore enroulé.

Une partie de l'alphabet reconstitué depuis le rouleau de papyrus PHerc.Paris. 4.

Le rouleau carbonisé pourrait contenir un texte du philosophe épicurien Philodème, rédigé au premier siècle avant J-C au sein de son école.

Cette avancée technique permettant de détecter les traces d'encre au sein d'un rouleau de papyrus carbonisé sans compromettre son intégrité était attendue depuis longtemps. En la développant davantage, il sera possible d'obtenir l'image d'un papyrus dans son ensemble en quelques heures d'analyse sous la ligne de lumière d'un synchrotron.

À terme, ce serait l'ensemble des textes philosophiques contenus dans les rouleaux de la « Villa des papyrus » d'Herculanum qui pourraient être déchiffrés.

Reconstitution en 3D d'un des rouleaux étudiés :

Merci à Morgan pour l'info !

Source: CNRS

Un chercheur de l'Institut Polytechnique Rensselaer et une anthropologue de l'Université d'Albany se sont associés pour utiliser une technologie ultra-moderne d'analyse chimique; le but étant d'analyser d'anciennes poteries mayas pour confirmer l'usage du tabac dans cette ancienne culture.

Dmitri Zagorevski , directeur de la plateforme protéomique au Centre de la biotechnologie et des études interdisciplinaires (CBIS) de Rensselaer, et Jennifer Loughmiller-Newman, candidate au doctorat à l'Université d'Albany, ont découvert la première preuve physique de tabac dans un récipient Maya.

Leur découverte constitue une nouvelle preuve de l'utilisation du tabac dans l'ancienne culture Maya, ceci grâce à une nouvelle méthode permettant de comprendre les anciennes racines de l'usage du tabac dans les Amériques.

Ces dernières années, les archéologues ont commencé à utiliser l'analyse chimique des résidus d'anciennes poteries, d'outils, et même de momies afin de rassembler d'infimes indices sur les anciennes civilisations.

Cependant, la contamination est un des problèmes potentiels qui peut gêner l'isolation d'un résidu qui doit être analysé. Bon nombre de ces céramiques ont différentes fonctions au cours de leur vie, engendrant des données chimiques confuse. Une fois que les poteries sont jetées, les processus naturels tels que les bactéries et l'eau peuvent détruire la surface des matériaux, effaçant des indices importants.

En outre, les chercheurs doivent être attentifs à la manipulation lors des fouilles archéologiques et lors du traitement des objets en laboratoire; en effet ceux-ci pourraient subir des contaminations croisées avec des sources modernes.

Pour arriver à leur découverte, ces deux chercheurs ont eu une occasion de recherche unique: une poterie de plus de 1300 ans, décorée avec des hiéroglyphes qui, apparemment, indiquait le contenu prévu (photo ci-dessus). De plus, l'intérieur du récipient n'avait pas été nettoyé, laissant les résidus protégés de toute contamination.
Le vase d'argile, large et haut d'environ 6.3 centimètres, porte les hiéroglyphes mayas signifiant "la maison de son sa tabac."

La poterie, provenant de la grande collection Kislak hébergée à la Bibliothèque du Congrès, a été fabriquée autour de 700 après JC dans la région du bassin du Mirador, dans le sud de Campeche au Mexique, au cours de la période classique Maya.
L'usage du tabac a longtemps été associé aux Mayas, grâce à des hiéroglyphes déchiffrés et des illustrations montrant les dieux et les gens entrain de fumer. Cependant, les preuves physiques de cette activité sont particulièrement limitées d'après les chercheurs.

Zagorevski a utilisé une technologie au sein du CBIS habituellement réservée à l'étude des maladies modernes et des protéines. Il a analysé le contenu du récipient pour trouver l'empreinte chimique du tabac. Cette technologie inclut la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GCMS) et la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse (LCMS).
Les deux sont des techniques d'analyse chimiques qui combinent les capacités de séparation physique du gaz (chromatographie liquide) avec les capacités d'analyse de la spectrométrie de masse .
Cette dernière est utilisée pour déterminer le poids moléculaire des composants, leur composition élémentaire, et les caractéristiques structurelles.

L'analyse de Zagorevski et Loughmiller-Newman a permis de trouver de la nicotine, un composant important du tabac, dans les résidus récupérés dans le récipient. Les deux technologies ont confirmé la présence de nicotine.
De plus, trois produits d'oxydation de la nicotine ont également été découverts. L'oxydation de la nicotine se produit naturellement lorsque le tabac est exposé à l'air libre et aux bactéries.
Aucun des sous-produits de la nicotine associé à l'usage du tabac n'a été trouvé dans la poterie, indiquant qu'elle contenait des feuilles de tabac non fumées (probablement du tabac prêt à l'usage) et qu'elle n'a pas été utilisée comme un cendrier.
A ce jour, aucune autre preuve de nicotine n'a été trouvée dans toutes les autres poteries de la collection.

Cette découverte "fournit des preuves rares et sans équivoque à un accord entre la teneur réelle d'une poterie et la spécificité ichonographique ou hiéroglyphique représentant ce contenu (sur cette même poterie)", a déclaré Newman-Loughmiller.


Source:

• RPI: "Scientists Discover the First Physical Evidence of Tobacco in a Mayan Container"

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Un drone miniature aéroportée a aidé les archéologues en prenant des images pour créer un modèle 3-D d'un ancien tertre funéraire en Russie.

  Le Microdrone md4-200, "quadrocopter" à quatre propulseurs, pèse à peine 1kg.

Les sites archéologiques se trouvent souvent dans des zones reculées et difficiles d'accès. Face à ces difficultés, les budgets limités des archéologues ne sont pas toujours d'une grande aide.


Petit et léger...

Des scientifiques ont ainsi décidé d'utiliser des drones pour étendre leur point de vue d'un de ces lieux difficile à atteindre.
D'après le chercheur Marijn Hendrickx, géographe à l'Université de Gand en Belgique, "cette méthode offre de nombreuses possibilités".

La machine testée dans une région reculée de la Russie nommée Tuekta est un quatre hélice, un "quadrocopter": le Microdrone MD4-200.
L'axe de son rotor est d'environ 70cm et il pèse environ 1.000 grammes; du coup il a été facile à transporter, et, d'après les chercheurs, il est très facile à piloter. L'appareil se stabilise en permanence et peut garder une hauteur donnée tant avoir à le manipuler.
De plus, le moteur ne génère quasiment pas de vibrations, de sorte que les photographies prises par la caméra montée sont suffisamment fines.

Selon le vent, la température et sa charge utile, le temps de vol maximum du drone est d'environ 20 minutes.


Tuekta se situe dans les montagnes de l'Altaï, où la Russie, la Chine, le Kazakhstan et la Mongolie se rejoignent. 

Les chercheurs y ont découvert des tumulus vieux de 2300 à 2800 années et pouvant faire jusqu'à 76 mètres de large. Ces tumulus, appelés "kourganes", appartenaient probablement à des chefs ou des princes chez les Scythes, un peuple nomade connus pour leur équitation et qui possédaient un empire riche et puissant.

Certaines fouilles ont révélé des trésors en or et de nombreux artéfacts bien préservés par le pergélisol.
Ce sont près de 200 tumulus qui ont été découverts à Tuekta, située le long de la rivière Ursul.
Le cœur du site semble avoir été constitué d'une rangée de cinq tumulus scythes monumentaux avec des diamètres compris 42 et 76 mètres.

Malheureusement, dans cette zone d'étude, la plupart des tertres funéraires sont détruits.
La zone test choisie par les chercheurs mesurait environ 300 par 100 mètres, comprenant les cinq monticules géants et des dizaines de petites structures.
Ils ont piloté le drone à une hauteur de 40 mètres afin d'étudier une butte de manière plus détaillée.


Une zone cartographiée et modélisée grâce au microdrone

La légèreté du Microdrone a parfois été un problème comme l'explique Hendrickx: "dans la zone, nous avons dû faire face au vent qui se levait; à un certain moment nous avons même perdu la liaison radio avec le drone - ce qui a conduit à un sprint entre les kourganes."

Un modèle 3-D d'un tertre funéraire scythe basé sur les images capturées par le microdrone.
CREDIT: Marijn Hendrickx

Néanmoins, les chercheurs ont collecté suffisamment de données avec le drone pour créer une carte numérique du relief du site et un modèle 3-D de la butte.
«Le modèle 3-D que nous avons créé nous donne la possibilité de calculer le volume du kourgane», ajoute Hendrickx, "avec ce volume et ces dimensions précises, la forme originale du kourgane peut être reconstruit."

Les archéologues ont commencé à utiliser des drones aéroportés régulièrement depuis les dix dernières années au Pérou, en Autriche, en Espagne, en Turquie et en Mongolie. Les cartes résultantes peuvent aider les archéologues à appréhender la taille d'un site dans des endroits où les mises à jour des photographies aériennes ou satellitaires sont difficiles à obtenir.

Les chercheurs sont en train d'expérimenter un plus grand microdrone qui peut transporter plus de poids. "Il sera possible d'utiliser, par exemple, des caméras infrarouges, ou même un système de radar", a déclaré Hendrickx, "Cela peut rendre possible de voir certaines choses que nous ne pouvons pas voir avec nos yeux."


Source:

• Live Science: "Tiny Drone Reveals Ancient Royal Burial Sites"

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• Les neutrons révèlent les secrets des objets archéologiques
• Une nouvelle technique pour dater la soie

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 "

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• Une nouvelle technique pour dater la soie

Depuis des millénaires, les Chinois ont dévidé les cocons de vers à soie (Bombyx mori) afin de tisser de somptueux vêtements, des tentures, des tapis, des tapisseries et même des œuvres d'art en soie peinte.

Cocon de soie.

Aujourd'hui, pour la première fois, des scientifiques de l'Institut de Conservation du Musée Smithsonian ont développé une méthode rapide et fiable pour dater la soie.

Cette nouvelle technique, qui est basé sur la spectrométrie de masse d'électrophorèse capillaire, a un grand potentiel pour améliorer l'authentification et la datation d'inestimables objets de soie du musée, ainsi que d'autres collections du monde entier.

Cette méthode utilise la détérioration naturelle des acides aminés de la soie, un processus connu sous le nom de racémisation, afin de déterminer son âge. Avec le temps, l'abondance des acides aminés L utilisés dans la création de la protéine de soie diminuent tandis que l'abondance d'acides aminés D associés à la détérioration de la soie augmentent.
La mesure de ce rapport en constante évolution entre ces deux types d'acides aminés permet de révéler l'âge d'un échantillon de soie.

Les archéologues et les anthropologues médico-légaux ont utilisé ce procédé pendant des décennies pour dater les os, les coquillages et les dents; mais les techniques utilisées nécessitaient des échantillons importants, ce qui, pour les objets en soie, est presque impossibles à obtenir.

"Beaucoup de choses sont faites à base de protéines animales, comme la peau et les cheveux; et les protéines sont constituées d'acides aminés", explique le chercheur Mehdi Moini du Smithsonian, "les créatures vivantes construisent des protéines en utilisant des acides aminés spécifiques communément appelé acides aminés gauchers [L]. Quand un animal meurt, il ne peut plus remplacer les tissus des acides aminés gauchers, c'est alors que, la protéine se dégradant, ces acides aminés se transforment en droitiers [D]".

La mesure de ce rapport en constante évolution entre les acides aminés gauchers et les droitiers peut être utilisé comme une horloge scientifique permettant d'estimer l'âge de la soie.

Dans des environnements contrôlés tels que le stockage du musée, le processus de décomposition de la soie est relativement uniforme, rendant la mesure du rapport D / L plus fiable. L'équipe de l'Institut de Conservation du Musée Smithsonian a utilisé des échantillons de fibre tirés d'une série d'artefacts de soie déjà datés pour créer un graphique des ratios des acides aminés gauches et droits afin de permettre la datation d'autres tissus de soie.

Ces artefacts comprenaient un textile de soie de la période des Royaumes Combattants en Chine (475-221 avant J.-C.) du Metropolitan Museum of Art à New York, une tapisserie de soie (1540) de Fontainebleau du Kunsthistorisches Museum de Vienne en Autriche; un textile de soie d'Istanbul (1551-1599) du Musée du Textile de Washington, DC; une veste d'homme (1740) du Musée de la Ville de New York, et un drapeau de soie de la guerre mexicaine (1845-1846) au Musée national Smithsonian d'histoire américaine.

Auparavant, la datation de la soie était très spéculative et reposait surtout sur la connaissance historique du morceau de soie, ainsi que de ses caractéristiques physiques et chimiques.
La nouvelle technique prend environ 20 minutes, et nécessite la destruction d'environ 100 microgrammes de fibres de soie, ce qui est nettement préférable à la datation au C14 (carbone 14) qui nécessite la destruction du matériel.

Source:

• Past Horizons: "Conservation team develops new technique for dating silk"

MAJ 22/02/18

Suite à la destruction de deux anciennes statues colossales de Bouddha dans la région afghane de Bamiyan, des grottes décorées de peintures datées du 5 au 9ème siècle après JC ont été découvertes.
Malgré, leur état de dégradation avancé, ces peintures sont une mine de précieuses informations.

Une équipe de scientifiques japonais, français et américains, dirigée par Yoko Taniguchi a prouvé, grâce aux expériences réalisées à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), que les peintures sont faites à l'huile, et ce bien avant que la technique ait été "inventée" en Europe.

D'après de nombreux livres d'histoire ou d'art, la peinture à l'huile aurait commencé au 15ème siècle en Europe. Cependant ces scientifiques ont identifié des traces d'huile séchées dans des échantillons provenant des grottes de Bamiyan.

Ces peintures, datant de la moitié du 7ième siècle de notre ère montrent des scènes avec des Bouddhas en robe vermillon assis les jambes croisées au milieu de feuilles de palmier et de créatures mythologiques.

Les scientifiques recueillent des échantillons provenant d'une des grottes de Bamiyan. Des analyses croisées sur des échantillons ont été faits en utilisant le rayonnement du synchrotron. L'encart dans la photo ci-dessus montre les différentes couches et la concentration d'esters, indicateur de la présence d'huile dans la peinture.

L'équipe scientifique a découvert que 12 des 50 grottes ont été peintes avec la technique de la peinture à l'huile: en utilisant de l'huile de noix ou des graines.

"Ce sont les plus anciennes peintures à l'huile analysées à ce jour," explique Marine Cotte, chercheuse au CNRS et à l'ESRF, qui a participé à l'étude des échantillons, "mais il y en a peut-être d'autres, que l'on ne connaît pas encore."


Source:

• European synchroton radiation facility (ESRF): "Synchrotron light unveils oil in ancient Buddhist paintings from Bamiyan"

La composition de l'équipe scientifique:

• National Research Institute for Cultural Properties in Tokyo (Japon)
• Centre de recherche et de restauration des musées de France-CNRS (France)
• The Getty Conservation Institute (Etats-Unis)
• European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)

Plus d'images:

• Les découvertes archéologiques en images: "Afghanistan: le synchroton révèle les plus anciennes peintures à l'huile analysées à ce jour"