Apparition de la métallurgie extractive au Sud Caucase au 5ème millénaire av. notre ère (Azerbaïdjan)

Depuis 2006, la mission archéologique du bassin de l’Araxe, dirigée par C. Marro, travaille au Nakhchivan, république autonome au sein de l’Azerbaïdjan, en collaboration avec le Prof. V. Bakhshaliyev (Académie Nationale des Sciences d’Azerbaïdjan) (Fig. 1). De nombreuses opérations de terrain ont été menées, dont des fouilles sur les sites d’habitat d’Ovçular Tepesi, Kültepe I et Zirinçlik, mais aussi sur la mine de sel de Duzdagi. Ces travaux ont été associés à des prospections archéologiques systématiques (Marro et al. 2011, 2014).

Les découvertes effectuées sur ces différents sites ont abouti à une recherche spécifique sur les origines et le développement de la métallurgie extractive durant le 5^ème millénaire av. notre ère. Suite à mes travaux sur l’origine de la métallurgie du cuivre au Moyen-Orient (Gailhard 2009), j’ai eu l’opportunité d’étudier le matériel découvert dans le cadre de cette mission et de diriger une prospection en 2015 au sud-est du Nakhchivan, à la recherche de dépôts cuprifères.

Ces travaux ont ensuite donné lieu à un volet analytique (chimique et isotopique) que j’ai réalisé en collaboration avec M. Bode du Deutsches Bergbau-Museum Bochum (DBM) dans le cadre d’une ANR franco-allemande « Mines » dirigé par C. Marro et Th. Stöllner et d’une bourse « Heinrich Winkelmann ».

Nos découvertes archéométallurgiques

Chronologiquement, ce sont nos découvertes, d’abord sur le site d’Ovçular Tepesi, site du Chalcolithique et du Bronze ancien, qui nous ont interpellés tant par la richesse des objets en cuivre que par les vestiges multiples et importants concernant la pratique de la métallurgie elle-même (Gailhard et al. 2017).

En effet, les niveaux chalcolithiques récents d’Ovçular Tepesi (Phase I : environ 4400-4350 av. notre ère, Phase II : environ 4350-3900 av. notre ère) ont livré un important corpus d’artéfacts en cuivre et d’objets liés à la production de métal (Fig. 2). Enfin, ce corpus comprend une découverte exceptionnelle de trois haches de cuivre dans une jarre funéraire typique du Chalcolithique récent (Fig. 3).

Ces découvertes nous ont permis de comprendre assez rapidement que toute la chaîne opératoire de la métallurgie était attestée à Ovçular Tepesi. Ainsi, nous avons pu caractériser les deux phases principales du processus, métallurgie extractive et métallurgie de transformation. La métallurgie extractive consiste à produire le métal par transformation physique et chimique d’un minerai alors que la métallurgie de transformation est le travail du métal (fusion, mise en forme, synthèse d’alliages) pour produire l’objet final.

D’autres sites de la région que nous avons prospectés, puis parfois fouillés, ont aussi permis la découverte des témoins de la pratique de la métallurgie ancienne. Zirinçlik est un site archéologique daté de la période chalcolithique, situé au nord-est de Kültepe I sur les pentes du Sarıdağ. À Zirinçlik, les couches d’occupation remontent à la fin du 5ème et au début du 4ème millénaire av. notre ère.

Les dépôts de cuivre de Misdağı 1 sont localisés à seulement 3,5 km de ce site. Ils sont composés de malachite et de cuprite, qui ont une signature isotopique similaire avec les minerais de cuivre (malachite) trouvés à Zirinçlik comme l’attestent nos études en archéométrie.

Au total, 215 objets liés à la métallurgie des sites étudiés comme Kültepe 1, Ovçular Tepesi, Zirinçlik et Uçan Agil, ainsi que des fragments de minerai de cuivre provenant de dépôts cuprifères ont été collectés. La plupart d’entre eux ont été échantillonnés pour des analyses chimiques, et un plus petit nombre pour des analyses isotopiques. Un examen au microscope métallographique a été effectué pour déterminer les techniques utilisées par les métallurgistes. Ces études, partiellement publiées en 2017 (Gailhard et al. 2017), sont toujours en cours.

Rien que sur les deux sites de la seconde moitié du 5ème millénaire, Ovçular Tepesi et Zirinçlik, on dénombre 158 objets métalliques, 22 fragments de minerais de cuivre, 3 scories et des outils en relation avec la métallurgie (3 moules, 2 tuyères, 2 fragments de creuset), tous collectés durant les fouilles menées entre 2006 et 2014.

Parmi nos découvertes, la quantité de minerai de cuivre trouvés en place dans des niveaux archéologiques est très importante. Ils constituent l’élément indispensable à la mise en évidence de la métallurgie extractive. Ils peuvent, sur les sites métallurgiques, être associés à des scories, des tuyères, voire des creusets indiquant clairement les opérations de réduction.

Tous ces éléments sont attestés sur les sites d’Ovçular Tepesi et Zirinçlik, ce qui a eu d’importantes répercussions sur notre étude. Nous avons pu établir des comparaisons directes avec les sources de minerais en recherchant certains composants chimiques propres à certains dépôts cuprifères qui disparaissent une fois la réduction réalisée. Les informations sur la provenance en ont été simplifiées et les résultats mieux assurés. Le type de minerai nous renseigne aussi sur les différents aspects techniques maîtrisés par les métallurgistes locaux. Autant d’informations qui nous ont conduits à réaliser une large prospection des dépôts cuprifères du Nakhchivan en 2016 (Fig. 4).

Les outils techniques tels que les tuyères, les creusets et les moules forment également une composante importante de notre corpus. À Ovçular Tepesi, nous avons retrouvé deux tuyères et un creuset. Les tuyères ont une fonction essentielle dans le processus de réduction de minerai ou de fusion du métal parce que, collées à l’extrémité des chalumeaux ou des soufflets, elles fournissent de l’air pour le four, autorisant ainsi des températures élevées.

L’une des deux tuyères a été trouvée dans le locus 5292 (Fig. 5) et elle est relativement bien conservée. Le contexte stratigraphique du Locus 5292 est assez clair : il est daté de la phase II (Chalcolithique récent). En plus de cette tuyère, deux objets en cuivre (une épingle et une lame de couteau mal conservée) ont été trouvés dans une habitation du Chalcolithique récent (Maison 5-2) à côté de grandes quantités de cendre et de charbon de tezek (bouse séchée).

À Zirinçlik, non loin des fragments de minerai, nous avons trouvé 3 moules. L’un correspond à la moitié d’un moule en pierre pour une hache plate ; un autre est un moule double en céramique pour hache plate (Fig. 6).

Enfin, le corpus d’objets métalliques du site d’Ovçular Tepesi peut être divisé en quatre catégories :

• Les outils de petites dimensions comme des poinçons et des aiguilles qui constituent la majorité des trouvailles.
• Les outils de grandes dimensions illustrés par les haches, parmi lesquelles des haches plates, une hache marteau et une hache d’herminette.
• Des bijoux et ornements.
• Des fragments d’artéfacts indéfinis, qui ont été récupérés principalement lors des processus de flottation des sédiments.

Nos résultats après l’étude archéométallurgique

Tous ces objets du Chalcolithique récent liés à la production d’artéfacts métalliques à Ovçular Tepesi et Zirinçlik indiquent que plusieurs étapes associées aux activités métallurgiques ont été effectuées sur les sites, comme le confirment en particulier la présence de minerai de cuivre et d’objets en cuivre ayant une signature isotopique du plomb similaire.

Effectivement, le travail d’analyse physico-chimique a permis de dresser un panorama complet des connaissances maîtrisées par les populations du Chalcolithique dans le Sud Caucase.

Selon les analyses par diffraction des rayons X (XRD), les minerais de cuivre trouvés à Ovçular Tepesi et à Zirinçlik sont tous des oxydes (malachite, cuprite et cerussite). Selon leur type, ils sont généralement verts ou bleus. Leur présence, sur les sites archéologiques, peut s’expliquer par la date précoce des périodes étudiées, le Chalcolithique et l’âge du Bronze ancien, car ce sont les minerais de cuivre les plus aisés à réduire.

L’étude métallographique de plusieurs objets d’Ovçular Tepesi atteste de la pratique de fusion du cuivre en moule ouvert, du recuit, du martelage à chaud et à froid et de l’utilisation de feuille de cuivre.

Concernant la détermination de la provenance possible des minerais et des objets trouvés sur les sites archéologiques, différentes approches ont été combinées. Des analyses typologiques, géochimiques et isotopiques ont été effectuées sur les objets métalliques, sur le minerai des sites archéologiques, ainsi que sur le minerai prélevé dans les gisements locaux. Un point important est la présence de molybdène (Mo) dans les différents minéraux de cuivre d’Ovçular Tepesi. Les gisements de minerai de Nakhichevan et du sud de l’Arménie ont tous été identifiés comme des gisements de cuivre-molybdène par les géologues et ils font partie des gisements de minerai de cuivre et de molybdène de la chaîne du Zangezur (Aliyev et al. 1974: 155).

Outre des similitudes convaincantes dans le modèle des éléments traces (Gailhard et al. 2017 : 13-15), il existe également des groupes correspondants aux isotopes du plomb pour les échantillons de minerai de malachite et les outils en cuivre (Fig. 7). Le principal enseignement est la présence d’un groupe de points au centre du graphique, qui témoigne de similitudes intéressantes entre les minerais et les objets d’Ovçular Tepesi, les minerais de Misdağı 1 et Zirinçlik et un artéfact de Kültepe I (Lance 7942). Cela suggère une origine locale pour tous ces artéfacts, qui ont probablement été fabriqués avec du minerai de Misdağı I ou en tout cas de la même chaîne de montagnes : le Zangezur.

Conclusion

Il est clair que la métallurgie extractive du Sud Caucase était beaucoup plus développée à la fin du chalcolithique qu’on ne le pensait. Non seulement la présence de minerai, de scories et de creusets démontre la pratique d’une métallurgie sophistiquée à Ovçular Tepesi à partir du milieu du 5ème millénaire av. notre ère, mais la découverte de minerai de cuivre, de tuyères et de moules à Zirinçlik suggère que des activités similaires ont été menées plus ou moins simultanément dans plusieurs sites des zones de piémont, probablement par des populations de pasteurs mobiles (Gailhard et al. soumis), à l’est du Nakhchivan.

L’avènement et la diffusion de la métallurgie témoignent du développement et de l’adoption d’une pyrotechnique avancée, mais aussi de la première exploitation organisée des ressources naturelles des zones montagneuses.

On peut supposer que ce développement est lié à une autre innovation plus ou moins simultanée, celle des phénomènes de transhumance, qui ont pu jouer un rôle dans la découverte des gisements de minerais de cuivre dans les montagnes. Les similitudes iconographiques que l’on peut observer entre les sites des plaines et des montagnes suggèrent en effet l’existence d’interactions (Fig. 8).

Cette nouvelle technologie qu’est la métallurgie, combinée à l’émergence du nomadisme pastoral comme stratégie de subsistance, a conduit à une circulation de matières premières et d’objets, et aussi à des opportunités d’interactions sociales et de dynamiques humaines environnementales nouvelles.

Remerciements

Je voudrais remercier l’Agence nationale de la recherche (Programme « Mines » (FRAAL-12-0002-01), en collaboration avec la Fondation allemande pour la recherche – « Deutsche Forschung Gemeinschaft », qui ont toutes deux fourni un financement substantiel pour ce projet de recherche (2012-2016). Je tiens également à remercier les institutions suivantes pour leur aide et leur soutien constant : l’Académie nationale des sciences d’Azerbaïdjan, en particulier le professeur Ismayil Haciyev, le Deutsches Bergbau-Museum de Bochum (Allemagne), où les analyses chimiques ont été effectuées, avec des remerciements particuliers au professeur Thomas Stöllner; l’Institut für Geowissenschaften, la Goethe-Universität Frankfurt-am-Main (Allemagne) et le Prof. Dr. Sabine Klein, qui ont réalisé les analyses d’isotopes. Je remercie aussi C. Marro pour son constant soutien et sa participation active à mes recherches. Et bien sûr, tous les travailleurs des campagnes de fouilles à Ovçular Tepesi, Kültepe, Zirinçlik et Uçan Agil.

Références bibliographiques

Aliev G., Bagdassarian A., Davitaia F., Kabakhidze E. 1974. Les ressources hydrauliques et naturelles du Caucase et leur utilisation dans l’énergétique, l’agriculture et le thermalisme, Revue de géographie alpine 62/2, 153-168.

Gailhard N. 2009. Transformation du Cuivre au Moyen-Orient du Néolithique à la Fin du 3ème Millénaire. Étude d’une chaîne Technologique. BAR International Series 1911. Oxford, British Archaeological Reports.

Gailhard N., Bode M., Bakhshaliyev V., Hauptmann A., Marro C. 2017. Archaeometallurgical investigations in Nakhchivan (Azerbaijan): What does the evidence from Late Chalcolithic Ovçular Tepesi tell us about the beginning of extractive metallurgy?, Journal of Field Archaeology 42/6, 20-50.

Gailhard, N., Bode M., Bakhshaliyev V., Marro C., (soumis). The Invisible Movement of Metallurgy: the interactions between nomads and metal. Some Evidence from Nakhchivan (Azerbaijan) during the Chalcolithic and the Early Bronze Age, TMO series, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, Lyon.

Marro C., Bakhshaliyev V., Ashurov S. 2011. Excavations at Ovçular Tepesi (Nakhichevan, Azerbaijan). Second Preliminary Report: The 2009–2010 Seasons, Anatolia Antiqua 19, 53–100.

Marro C., Bakhshaliyev V., Berthon R. 2014. On the Genesis of the Kura-Araxes Phenomenon: New Evidence from Nakchivan (Azerbaijan), Paléorient 40/2, 131–154.

L’auteur

Nicolas Gailhard est Docteur en archéologie orientale, spécialiste en archéométallurgie et archéologie expérimentale. Il est chercheur associé à l’équipe VEPMO (Du Village à l’Etat au Proche et Moyen Orient), laboratoire UMR 7041, ArScAn, Maison de l’Archéologie et de l’Ethnologie et directeur d’Arkeoservice (www.arkeoservice.com).

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