Tessons et neutrons. Préparation à l’analyse pétrographique et chimique des céramiques archéologiques (première partie)

Ce billet s’adresse aux archéologues qui, comme moi, étudient des ensembles de céramique et souhaitent les soumettre à des analyses, sans être eux-mêmes spécialistes de cette branche de l’archéométrie. Il concerne plus spécifiquement la phase préparatoire des analyses pétrographiques et chimiques, qui précède la transmission des échantillons aux archéomètres : c’est un petit guide « bottom-up » pour constituer des groupes de céramique cohérents du point de vue macroscopique et sélectionner des tessons représentatifs. Il a bénéficié des conseils de mes collègues du laboratoire Archéométrie et archéologie (UMR 5138) et du Fitch Laboratory de l’Ecole britannique d’Athènes, que je remercie de leur aide.

Les données proviennent d’un programme d’analyse de céramique par spectrométrie de fluorescence X actuellement en cours, qui vise à caractériser la production locale d’Érétrie (cité grecque d’Eubée centrale, occupée dès le 3^e millénaire av. J.-C.), du Bronze ancien jusqu’à l’époque romaine tardive (Fig. 1). Je coordonne ce projet dans le cadre de mes recherches au laboratoire Archéorient, en collaboration avec l’École Suisse d’Archéologie en Grèce, qui finance les travaux (dir. K. Reber), et le Fitch Laboratory qui pratique les analyses (dir. E . Kiriatzi).

Parmi les divers enjeux, figure la question de savoir si la production de céramique érétrienne, bien attestée par des fours de potier à diverses périodes, utilisait des sources d’argile locales ou s’alimentait uniquement dans les énormes carrières de la plaine lélantine (du fleuve Lélante, ou Lilas en grec), exploitées de l’âge du Bronze à nos jours (Jones 1986, 628 ; Wilson 1999, 141) et situées à une quinzaine de kilomètres à l’ouest d’Érétrie. Un autre point important concerne la provenance exacte de la céramique identifiée comme « eubéenne » dans les colonies grecques de Sicile et de Grande Grèce (Fig. 2).

 

Des analyses archéométriques, pour quoi faire ?

Rappelons qu’à l’origine, étudier des céramiques archéologiques consistait essentiellement à les classer selon des critères typologiques (forme et décor des récipients, accessoirement technique de fabrication) pour former des groupes cohérents d’un point de vue stylistique et chronologique et à les évaluer sous un angle quantitatif et qualitatif. Mais la céramologie englobe également, depuis une trentaine d’années, diverses sortes d’analyses archéométriques portant sur la composition des pâtes, les modalités de façonnage et de cuisson des récipients, et les traces et résidus laissés par leur usage.

On raisonne en effet maintenant davantage en termes de production. Les productions sont définies d’abord par la composition des pâtes (on parle parfois de « fabriques », d’après le terme anglais fabric, qui a l’avantage d’inclure aussi le type de cuisson, alors que le mot « pâte » fait plutôt référence à l’argile crue). On cherche donc à retrouver les recettes des potiers, à partir de critères tirés de l’observation macroscopique des « fabriques », c’est-à-dire ce qu’on voit dans la cassure fraîche d’un tesson, à l’œil nu ou avec des outils de grossissement ordinaires (loupe, éventuellement binoculaire) (Fig. 3).

Les analyses destinées à identifier les éléments d’une pâte sont de type minéralogique (lames minces et diffraction X) et chimique, cette dernière catégorie comprenant diverses analyses, parmi lesquelles on peut citer la spectroscopie Raman, la microscopie électronique à balayage avec spectroscopie dispersive de rayons X (SEM-EDS), l’activation neutronique et la spectrométrie de fluorescence X (XRF). La méthode XRF, très répandue aujourd’hui, y compris avec des appareils portatifs, est moins coûteuse que l’activation neutronique et ne nécessite pas le recours à un laboratoire de physique nucléaire ; c’est pourquoi elle tend aujourd’hui à se généraliser. Les objectifs, avantages et limites de l’analyse archéométrique des céramiques archéologiques ont été abondamment discutés : parmi les travaux de portée générale, on peut consulter, entre autres, Bishop et al. 1982, Rice 1987, Freestone 1995, Henderson 2000, Tite 2008, Quinn 2013.

Le plus souvent, les analyses de pâtes sont utilisées dans les études de provenance, soit pour caractériser la production locale d’un site et cerner son aire de diffusion, ce qui exige une définition préalable de cette production (à l’aide de critères quantitatifs et qualitatifs) que les analyses doivent confirmer ou infirmer, soit pour déterminer l’origine d’une céramique exogène (importée ou apportée), ce qui implique l’existence d’un corpus de référence, alimenté par les résultats d’analyses pratiquées sur d’autres sites.

Dans le premier cas, on a prédéfini la production locale d’une part d’après la typologie des formes et des décors, et éventuellement des caractéristiques telles que façonnage et cuisson, et d’autre part d’après son volume, qui est habituellement très supérieur à celui des autres groupes techniques. Mais il y a des exceptions : on connaît des exemples de céramique produite pour l’exportation, et pratiquement introuvable sur son lieu de production. C’est le cas, par exemple, des « cratères à char » mycéniens du 14^e s. av. J.-C., qui ne sont répandus qu’à Chypre alors qu’on sait qu’ils étaient fabriqués en Grèce, principalement en Argolide, où ils restent en revanche rarissimes (Jones 1986, 601-606) (Fig. 4). On soupçonne également que l’argile crue, bien plus facile à transporter que les produits finis, pouvait faire l’objet d’un commerce et voyager en Égée, voire en Méditerranée, dans le cas où sa qualité avait acquis une renommée exceptionnelle. Certains ateliers ont donc pu travailler localement des argiles importées, ce qui relativise la notion de production locale.

Fig. 4 : « cratère à char » de Chypre, 14e s. av. J.-C., collection Cesnola, Metropolitan Museum.

Fig. 5 : Stamnos grec du 5e s. av. J.-C. dit d’« Ulysse et les Sirène », trouvé en Étrurie © The Trustees of the British Museum – Department of Greek & Roman Antiquities.

Les critères stylistiques permettent de subodorer une production locale dans le cas où des formes et des motifs spécifiques apparaissent de manière récurrente dans un site mais jamais ailleurs, ou rarement. Là encore, cependant, il y a des exceptions, et l’état de la recherche archéologique peut donner une image trompeuse de la réalité. Un exemple classique de ce phénomène est offert par les vases à figure rouge, dont on a cru au 19^e s. qu’ils constituaient une production étrusque avant de localiser les ateliers de fabrication à Athènes, tellement ils étaient communs en Étrurie dans les tombes de l’aristocratie  (Fig. 5).

En définitive, pour analyser la production locale d’un site selon des critères archéométriques, il faut surtout conduire au préalable une étude géologique du site lui-même et de son environnement immédiat, tant sur les volumes de roche en place que sur les sédiments fluviatiles et/ou littoraux et les lits d’argile potentiellement exploités. Un échantillon représentatif de tous ces matériaux doit être collecté et analysé. Les argiles feront l’objet de tests de cuisson sur des briquettes expérimentales, c’est pourquoi il faut en prélever une quantité suffisante, de l’ordre de 2-3 kilos (Fig. 6) .

Il faut aussi échantillonner et analyser des objets ou installations en argile susceptibles d’avoir été fabriqués sur place : briques crues archéologiques et contemporaines, installations en terre tels que foyers ou bassins, fours, objets tels que cales de potier, ratés de cuisson, tuiles estampillées… Les résultats serviront de pierre de touche pour interpréter les analyses pratiquées sur les poteries (Fig. 7, 8 et 9).

Fig. 7 : fragment de tuile hellénistique estampillée ΔHM[OΣ] EPE[TRIAΣ] (© K. Gex).	Fig. 8 : four de potier d’Érétrie (fin du Bronze ancien ?) avec sa sole en argile parfaitement conservée (© A. Skiadaressis).
Fig. 9 : maison en brique crue de la première moitié du 20 s., Érétrie, rue Apostoli (© S. Müller Celka).

L’analyse pétrographique, via la préparation de lames minces, ne s’applique qu’aux pâtes grossières et semi-grossières puisqu’elle vise à identifier la nature des particules visibles dans la pâte. Il s’agit d’inclusions naturellement présentes ou ajoutées intentionnellement – on ne parle de « dégraissant » que dans ce dernier cas. Le dégraissant sert à renforcer la pâte, comme les fers dans le béton armé, pour réduire la plasticité de la matrice argileuse et améliorer la résistance aux chocs thermiques.

En revanche, et contrairement à une idée reçue, les analyses chimiques ne concernent pas que la céramique fine. Il est au contraire indispensable de confronter les résultats obtenus par cette méthode tant pour la céramique fine que pour la céramique grossière d’un même site, de manière à obtenir des données comparables pour ces deux classes de céramique et à rattacher plus sûrement les éléments chimiques révélés par l’analyse des céramiques fines aux roches et minéraux observés et identifiés dans la pâte des céramiques grossières.

Définition des groupes techniques

La démarche préalable à toute analyse, qu’elle soit pétrographique ou chimique, consiste à identifier les différents groupes de céramique présents dans le matériel soumis à investigation. Comme il faut analyser au minimum 5 tessons pour chaque groupe de céramique grossière ou semi-grossière, et 10 tessons pour chaque groupe de céramique fine, on comprend aisément que les résultats n’auront de sens que si les groupes sont homogènes.

Il est bien question ici de groupes « techniques », fondés prioritairement sur l’examen de la pâte (matrice et inclusions), et non de groupes typologiques, ces deux classements ne coïncidant pas forcément, et même plutôt rarement. En effet, des récipients de forme et de décor similaires peuvent être fabriqués dans des pâtes différentes, et inversement des récipients de forme et de traitement de surface différents peuvent être confectionnés dans une seule et même pâte.

Cette étape peut paraître problématique aux archéologues qui sont habitués uniquement au classement typologique. Voici deux exemples qui illustrent la différence entre les deux classements :

a) En Grèce à l’époque classique, la céramique de cuisine est facilement identifiable à ses marmites à parois fines, en pâte semi-grossière de couleur brun-rouge. Mais un examen attentif des cassures dans la céramique d’un site donné montre des pâtes avec ou sans particules de mica, avec ou sans spicules d’éponges, avec ou sans fragments de craie ou de calcaire… c’est que les qualités techniques de certaines marmites faisaient leur réputation et que certaines productions très prisée (en l’occurrence les marmites d’Égine) ont été largement diffusées. L’examen macroscopique de la pâte permet donc d’identifier plusieurs groupes dans un ensemble par ailleurs assez uniforme du point de vue typologique, et bien délimité chronologiquement et fonctionnellement (Fig. 10 et 11)

Fig. 10 : marmite éginétique de l’agora d’Athènes (5e s. av. J.-C.).

Fig. 11 : spicules d’éponge (50 x) et particules de biotite (en blanc), typiques de la pâte éginétique(© K. Gex).

b) En Eubée centrale, dans le site d’Érétrie, la pâte servant à fabriquer de la vaisselle de table se caractérise par une matrice fine beige rosé, légèrement micacée, et de rares inclusions crayeuses. Elle apparaît au Bronze Ancien (vers 2500 av. J.-C.) et elle continue à être utilisée au Bronze moyen et récent ainsi qu’à la période Géométrique, jusque vers 700 av. J.-C., avec la même fonction mais dans des répertoires typologiques différents à chaque période. Dans ce cas, il semble bien qu’à l’inverse, un même groupe technique s’avère transversal du point de vue typologique et chronologique (les analyses doivent encore confirmer ce point) (Fig. 12).

La composition de la pâte, en particulier la taille et le nombre des inclusions, détermine les catégories suivantes : grossière, semi-grossière (et éventuellement semi-fine), fine. En général, on entend par « fine » une pâte où aucune inclusion n’est visible à l’œil nu, alors que les catégories grossières et semi-grossières se caractérisent par la présence d’inclusions bien visibles, dans une matrice argileuse elle-même plus ou moins fine (on parle de lisse/sableuse, ou savonneuse/rugueuse).

La distinction entre ces catégories est relative, et non absolue : elle dépend plus du spectre des variations au sein d’un ensemble donné que de la taille et de la fréquence objectives des inclusions. Par exemple, on pourrait décider de parler de céramique grossière dès que la taille des inclusions atteint 1 mm si toutes les autres pâtes de la même période/région étaient sans inclusions visibles, ce qui est par exemple le cas de la céramique grossière d’époque romaine en Grèce. Mais cette même céramique devrait être qualifiée de semi-grossière, voire de semi-fine, si on la comparait aux pâtes grossières du Bronze ancien, où les inclusions peuvent atteindre 10 mm et plus. En général, le terme « semi-fine » s’applique à des pâtes sans inclusions reconnaissables à l’œil nu mais dont la matrice n’est pas fine et présente un aspect sableux, ou avec des inclusions rares. En fait, chaque archéologue est conduit à fixer ses propres critères de discrétisation en fonction de l’ensemble ou des ensembles de céramique qu’il étudie.

Les inclusions sont donc le premier critère de tri de la céramique grossière et semi-grossière. Elles ont pu être ajoutées intentionnellement dans une pâte naturellement fine, ou une pâte préalablement décantée et lavée, ou se trouver à l’état naturel dans les lits d’argile. Parmi les dégraissants ajoutés, on trouve le plus souvent des roches (basalte, calcaire, obsidienne, schiste…) ou des minéraux (calcite, feldspath, quartz…) concassés, d’aspect généralement très anguleux, sauf s’ils ont été altérés au cours de la cuisson, mais aussi des éclats de coquilles ou encore de la céramique pilée (chamotte). On rencontre parfois aussi des sables (ils sont souvent présents au départ dans l’argile brute), reconnaissables au fait que les particules sont plus ou moins arrondies. Des matières organiques végétales ont aussi été utilisées, par exemple la paille hachée ou la balle de céréales, qui laissent des vides en brûlant lors de la cuisson. Certaines particules calcaires peuvent aussi être détruites par la cuisson et former une surface « grêlée ». Il faut donc être aussi attentif aux lacunes qu’aux inclusions (Fig. 13).

La matrice argileuse est plus difficile à appréhender et sa couleur ne fournit qu’un indice partiel de sa composition  ‒ la couleur rouge d’une pâte cuite indique une forte teneur en fer, la couleur beige verdâtre en général une faible teneur en fer, mais aussi une cuisson à haute température pour une pâte calcaire, ferreuse ou non. Une analyse chimique est nécessaire pour déterminer si une argile est calcaire ou non, même dans le cas où le contexte géologique est clairement dominé par des massifs calcaires, car les processus de dégradation naturelle de la roche modifient sa nature : par exemple, les argiles rouges crétoises issues de l’oxydation des calcaires karstiques (terra rossa) ne sont pas du tout calcaires (cf. par exemple Poursat et Knappett 2005, 17).

(À suivre…)

Bibliographie

Bishop R.L., Rands R.L., Holley G.R. 1982. Ceramic Compositional Analysis in Archaeological Perpective, in : M.B. Schiffer (ed.), Advances in Archaeological Method and Theory, vol. 5, 275-330.

Freestone I.C. 1995. Ceramic Petrography, American Journal of Archaeology 99, 111-117.

Henderson J. 2000. The science and archaeology of materials, London-New York, Routledge.

Jones R.E. 1986. Greek and Cypriot pottery: A review of scientific studies, Fitch Laboratory Occasional Paper 1, Athens, British School at Athens.

Poursat J.-C., Knappett C. 2005. Fouilles exécutées à Malia : Le Quartier Mu IV. La poterie du Minoen Moyen II : production et utilization, Études Crétoises 33, Athènes, École française d’Athènes.

Quinn P. S. 2013. Ceramic Petrography. The Interpretation of Archaeological Pottery and Related Artefacts in Thin Section, Oxford, Archaeopress.

Rice P.M. 1987. Pottery Analysis: A Sourcebook. Chicago, University of Chicago Press.

Tite M.S. 2008. Ceramic Production, Provenance and Use – A Review, Archaeometry 50/2, 216-231.

Whitbread I.K. 2001. Ceramic Petrology, Clay Geochemistry and Ceramic Production – from Technology to the Mind of Potter, in : D.R. Brothwell, A.M. Pollard (eds), Handbook of Archaeological Science, Chichester, Wiley, 449–458.

Wilson D. 1999. Ayia Irini: periods I-III. The Neolithic and Early Bronze Age Settlement, Keos IX, Mainz, Von Zabern.

L’auteur :
Sylvie Müller Celka est Chargée de Recherche au CNRS.
Archéologue, spécialiste du Monde Egéen.
UMR 5133-Archéorient, MSH Maison de l’Orient et de la Méditerranée, Lyon.

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