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Archéologie du bâti et archéométrie au Mont-Saint-Michel, nouvelles approches de Notre-Dame-sous-Terre

Standing building archaeology and archeometry at Mont-Saint-Michel, new approaches to Notre-Dame-sous-Terre
Bauforschung und Archäometrie auf dem Mont Saint-Michel – neue Wege zum Verständnis der Krypta
Christian Sapin, Maylis Baylé, Stéphane Büttner, Pierre Guibert, Sophie Blain, Philippe Lanos, Annick Chauvin, Philippe Dufresne et Christine Oberlin
p. 71-122

Résumés

La confrontation croisée de plusieurs disciplines relevant de l’archéométrie, mise en œuvre pour la première fois dans le cadre d’un programme CNRS, a permis une nouvelle approche – orientée par l’archéologie du bâti – de Notre-Dame-sous-Terre du Mont Saint-Michel. C’est à partir des mortiers et des charbons de bois, des briques ou terres cuites architecturales que le 14C, la thermoluminescence et l’archéomagnétisme ont précisé la chronologie d’édification des structures architecturales. Ces travaux, précédés d’une étude documentaire, d’une archéologie des élévations et de nouveaux relevés, ont mis en évidence des datations recouvrant le xe siècle et tendant à montrer que deux ensembles maçonnés se sont succédé.

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Texte intégral

Cadre de la recherche

  • 1 Froidevaux 1961 ; Bouärd 1961 ; Vallery-Radot 1966 ; Decaëns 1987.

1Notre-Dame-sous-Terre, église considérée comme étant à l’origine de l’abbaye du Mont Saint-Michel, a toujours attiré les regards du visiteur comme ceux des chercheurs. Après les études et les controverses des années 1960, époque de sa restauration1, les séries de travaux menés entre 2003 et 2007 ouvrent de nouvelles perspectives pour ce monument, comme pour d’autres constructions que l’archéologue du bâti ou l’historien de l’art ont toujours souhaité lui comparer.

2À la suite d’une première approche du bâti en 2003, une étude approfondie, intégrant l’archéométrie, s’est engagée dans le cadre d’un GDRE (Groupement de recherche européen). Le travail croisé des disciplines par l’équipe ainsi constituée autorise des hypothèses plus fondées. Dans le cas du Mont Saint-Michel, le choix de Notre-Dame-sous-Terre représentait un exemple d’autant plus intéressant que les restaurations des années 1960 étaient déjà une première interprétation des espaces. Ce choix demandait une attention soutenue et des investigations de terrain pour lire les maçonneries originelles. On réalise rapidement, ici, dans ce monument emblématique, que derrière le questionnement historique existe un arrière-plan patrimonial très présent, que l’on peut retrouver dans bon nombre d’exemples. Dater un édifice n’est pas anodin et engendre de nombreuses conséquences.

3L’opération de restauration des années 1960 est relativement bien documentée, par les notes et relevés, avec des options qui cachent quelquefois des partis pris. Elle nous apprend en même temps ce qui peut résulter d’une documentation primaire non analysée et contextualisée. L’étude nouvelle sur Notre-Dame-sous-Terre englobe ainsi plusieurs séries d’approches et laisse toujours des interrogations qui appellent d’autres campagnes, à ses abords notamment.

4L’étude de bâti, approche bien connue désormais, était ici d’autant plus indispensable qu’il n’était pas question d’enlever le sol dallé pour de nouvelles fouilles. L’archéométrie, adaptée à l’ensemble des structures, s’est avérée également nécessaire et s’est intégrée parfaitement dans un renouvellement de l’analyse et du regard sur des formes connues de tous et plusieurs fois publiées.

1. Données historiques et problématiques

  • 2 Dessins accompagnant une notule publiée par Arcisse de Caumont dans le Bulletin monumental de 1864 (...)
  • 3 Gout 1910, t. 2, p. 387-402.
  • 4 Outre la documentation d’archives mentionnée ci-dessous, Froidevaux a largement publié les relevés (...)
  • 5 Boüard 1961, p. 8-27. Voir également Flambard 2003.

5Notre-Dame-sous-Terre est un monument énigmatique longtemps ignoré. Retrouvé au xixe siècle mais mal identifié par Corroyer, dessiné pour le première fois par Georges Bouet2, l’édifice a été examiné de manière approfondie par Paul Gout3 qui a publié les résultats de son étude en 1910. L’intérêt pour ce monument s’est accru dans les années 1950-1960 en raison de la restauration minutieuse et très hardie qu’en fit, à partir de 1958, Yves-Marie Froidevaux, architecte en chef des Monuments historiques4. Cette période l’a vu s’opposer au grand archéologue Michel de Boüard qui publia de son côté une interprétation différente du monument et de sa chronologie interne5.

6En fait, l’édifice est complexe et pose une série de problèmes qui ont reçu diverses réponses avant que l’équipe de Christian Sapin reprenne la question en association avec les laboratoires d’un GDRE européen nouvellement créé. Nous rappellerons rapidement ici les données de la problématique historique et architecturale.

1.1 Les données archivistiques : place de Notre-Dame-sous-Terre au sein des jalons historiques fournis par les sources

  • 6 Nous donnons ici les références les plus significatives. Pour un état complet de l’ample moisson d (...)
  • 7 Simmonnet 1999 : pour l’auteur, la fondation pourrait être antérieure à 708 et appartenir au dével (...)
  • 8 Annales de Robert de Torigni, Delisle (éd.), I, p. 26 : « 966 : hoc anno ejecit Ricardus marchisus (...)
  • 9 Gallia christiana, XI, col. 514.

7Quelques textes bien connus balisent l’histoire du Mont Saint-Michel6. Outre la date de fondation du Mont, traditionnellement placée en 708 mais récemment contestée7, l’un des épisodes essentiels est le remplacement des chanoines par des bénédictins, conformément à la volonté de Richard Ier en 9658. À la tête de la communauté monastique, l’abbé Maynard Ier, venu de Saint-Wandrille, bâtit une nouvelle abbatiale et l’orne remarquablement. Au temps de son successeur, Maynard II, se place la destruction sans doute partielle de cet édifice par un incendie qu’il convient de placer entre 991 et 1009, peut-être en 1001 si l’on suit la version de la Gallia christiana 9. Il n’est pas indifférent pour notre propos que cette période voie des relations étroites entre Le Mont Saint-Michel et les trois autres sanctuaires dédiés à l’archange.

  • 10 L’effondrement de 1103, qui vit la ruine du collatéral nord et du dortoir situé au nord, est bien (...)

8À partir de 1023 intervient, avec l’abbé Hildebert, la construction de l’abbatiale romane effectuée d’est en ouest. Arrivée à la hauteur du transept vers 1058, la construction de l’église est achevée vers 1085. Mais un effondrement du côté nord force à reprendre le collatéral nord de la nef en 110310. Cet épisode est important car Notre-Dame-sous-Terre se situe sous les dernières travées de la nef et Michel de Boüard lui a accordé une signification précise, largement contestée par Yves-Marie Froidevaux et Reinhardt Liess.

  • 11 Gout 1910, t. 2, p.387-402.
  • 12 Archives du Patrimoine, Médiathèque du Patrimoine, 80/36, carton 17.
  • 13 Liess 1967, n. 402, p. 321-322.

9Comment situer la petite église à deux nefs dans cette séquence d’événements ? Paul Gout y voyait une église carolingienne remaniée et voûtée après 99111. Cette datation carolingienne fut adoptée dans un premier temps par Yves-Marie Froidevaux comme l’atteste son carnet de croquis de 1958, lors de son premier contact avec l’église12. Il la modifia très vite en faveur d’une datation vers l’an Mil. Reinhardt Liess place la construction après 99113. Tous, à l’exception de Froidevaux, plus prudent, assènent des certitudes à la fois de datation et de marche des travaux. Or, rien n’est moins évident.

1.2. Histoire interne de la construction et conception d’ensemble

10En effet, faut-il ou non concevoir comme originelle la structure à deux nefs ? Yves-Marie Froidevaux comme Michel de Boüard ont noté tous les deux la manière dont le mur médian s’appuie sans solution de continuité au mur occidental. Mais leur interprétation diffère : Yves-Marie Froidevaux, remarquant une certaine continuité des assises et notamment des rangs de briques entre mur médian et mur proche de la fenêtre occidentale, voyait dans ce raccord un mode constructif et un intervalle très court n’impliquant pas de différence de campagne. Il mettait l’accent sur la similitude des techniques employées. Michel de Boüard, au contraire, insistait sur l’insertion après coup du mur de refend, des chapelles orientales et des tribunes de chevet. Il concluait sur l’existence de deux états très nettement distincts dans le temps impliquant pour l’épi médian et pour les tribunes une périodisation différente de celle du quadrilatère : premier état au xe siècle ; reprise vers 1020 concernant non seulement l’épi médian et les tribunes mais aussi le narthex en moyen appareil. La juxtaposition des plans publiés par les deux auteurs montre l’ampleur du désaccord (cf. infra fig. 6).

11Cette question d’un projet initial d’église à deux nefs ou de modification plus tardive est importante, non seulement pour l’histoire architecturale du Mont, mais aussi à cause de sa symbolique parfois évoquée. Nous sommes dans un sanctuaire michaëlique et une église à deux nefs existe au Mont-Gargan. D’autre part, les autels des archanges sont souvent situés dans des positions élevées comme celle des tribunes de chevet.

12Une controverse très vive a, en outre, opposé Froidevaux et de Boüard sur les raisons de la construction des piles adossées à l’épi médian avant que Froidevaux ne supprime ces éléments disgracieux. De Boüard les reliait à une nécessité de soutènement après l’effondrement du collatéral roman en 1103. Froidevaux pensait, pour sa part, qu’elles étaient déjà élevées quelques décennies plus tôt pour étayer la nef du xie siècle. De même, l’interprétation de l’avant-nef, dont le moyen appareil indique une étape différente de la petite église, variait selon les auteurs : il avait été bâti dès 1020 selon de Boüard, mais seulement vers 1060-1084, en même temps que la nef romane, selon Froidevaux. Enfin, Froidevaux admettait une rupture des maçonneries dans le mur nord au niveau de la jonction église à deux nefs/narthex tandis que de Boüard affirmait la continuité du mur nord jusqu’à la limite occidentale du narthex.

1.3. Relations entre le monument et son environnement architectural

  • 14 Document conservé dans les archives Froidevaux, Archives du Patrimoine.
  • 15 Liess 1967, n. 402, p. 322. Reinhardt Liess contre également la théorie de M. de Boüard sur le rôl (...)

13Ici intervient le problème épineux et toujours difficile des relations entre Notre-Dame-sous-Terre et les structures qui l’environnent, sachant que l’enveloppement de l’édifice a évolué depuis sa construction. Il convient par exemple, au-delà de toute discussion passée, d’insister, comme Paul Gout et Yves-Marie Froidevaux, sur la superposition du plan de la façade romane originelle et du mur occidental du narthex de Notre-Dame-sous-Terre14, avec pour conséquence la certitude d’un lien structurel entre les deux constructions. Pour cette raison, Reinhardt Liess admettait avec Froidevaux la contemporanéité du narthex de Notre-Dame-sous-Terre et de la nef romane de 1060-108515.

  • 16 Gout 1910, p. 597 et fig. 249.
  • 17 Elles font actuellement l’objet d’une double étude dans le cadre d’un corpus d’édifices antérieurs (...)
  • 18 Margo à paraître.

14L’église est située à mi-hauteur de l’escalier monumental menant vers certaines structures du xie siècle. Sur son côté nord, la salle de l’Aquilon est également du xie siècle. Vers l’ouest, au-delà du narthex se trouve le grand escalier nord-sud. On peut grosso modo restituer l’environnement du xie siècle ; mais quels étaient les rapports entre le petit édifice et l’abbatiale du temps de Maynard ? Paul Gout16 montre celle-ci à l’est de Notre-Dame-sous-Terre à laquelle elle est reliée par les escaliers donnant dans les tribunes17. Se pose aussi la question de la porte de rez-de-chaussée de Notre-Dame : la porte sud a été très remaniée et le seuil trouvé par Froidevaux est d’interprétation difficile. Enfin, la conception d’un quadrilatère premier auquel aurait été rajoutée la travée occidentale en pierre de moyen appareil est un peu trop simple. Michel de Boüard, et Florence Margo plus récemment18, ont constaté la continuité du mur nord au-delà du mur ouest. Cela supposait toute une problématique concernant l’environnement originel de l’édifice au nord. Les examens récents confirment cette dernière analyse, qui rend encore plus difficile l’interprétation des dispositions primitives.

1.4. Notre-Dame-sous-Terre et l’architecture normande des xe-xie siècles

  • 19 Baylé 1997. Ces édifices font actuellement l’objet d’une double étude dans le cadre d’un corpus d’ (...)
  • 20 Early 2001.

15D’une manière plus générale, comment situer non seulement le parti d’ensemble mais également la technique et le mode de construction dans l’architecture médiévale ? Le module des blocs assez réguliers de l’appareil du mur de refend et l’utilisation de briques en claveaux et en rangs horizontaux insérés dans la maçonnerie relient cette construction à tout un groupe de monuments offrant des caractères semblables. Les églises à claveaux et chaînages de brique sont nombreuses19 : en Normandie, citons Saint-Jean-le-Thomas et La Godefroy proches du Mont, de même que l’église d’Ardevon, détruite mais connue par un dessin de l’abbé Pigeon, Vieux-Pont-en-Auge, Ouilly-le-Vicomte, Condé-sur-Risle, Rugles. Dans la France de l’Ouest et les pays de Loire, les exemples sont tout aussi nombreux, Saint-Philbert de Grandlieu ou Saint-Martin d’Angers constituant des monuments-phares essentiels. L’appareillage des claveaux et la régularité des rangs de brique diffèrent selon les cas. Au Mont Saint-Michel, l’exemple le plus proche est celui du château de Mayenne récemment daté du xe siècle20. Notre-Dame-sous-Terre constitue ainsi l’un des jalons d’un groupe très important d’édifices mais dont les dates restent souvent discutées. Depuis Arcisse de Caumont, ce type de construction inspiré de l’Antique a été attribué à l’époque carolingienne. Puis vers 1950, à la suite d’un article du Dr Lesueur, la majorité des historiens de l’art penchèrent pour une date plus proche de l’an Mil. Les recherches actuelles suggèrent, on le verra, une datation plus complexe, moins schématique.

  • 21 Renoux 1991, p. 453-455 et 458 ; Dudon de Saint-Quentin 1865, p. 290-291.

16Reste l’épineuse question de l’origine des briques employées dans de telles constructions. Il était admis jusqu’à une époque récente qu’il s’agissait de remplois antiques pris sur des ruines gallo-romaines. La fabrication de briques du xe au xiiie siècle était niée par Michel de Boüard dans son manuel d’archéologie. Déjà, Annie Renoux avait mis l’accent sur l’existence de fours à briques à Fécamp lors de la construction de la collégiale de 990 : le fait était attesté par Dudon de Saint-Quentin21. Mais pouvait-on trouver d’autres exemples de briques susceptibles d’aider à la datation d’un monument parce que contemporaines de celui-ci ? C’est ici qu’interviennent les investigations du GDRE du CNRS « Terres cuites architecturales » et les analyses par thermo­luminescence et archéomagnétisme. Notre-Dame-sous-Terre est le premier monument d’une importante série faisant l’objet de ces analyses.

2. Documentation graphique et données sur le chantier
de restauration de 1960 (Maylis Baylé)

  • 22 Saint-James 2003.
  • 23 Corroyer 1877.
  • 24 Gout 1910.

17Contrairement à l’opinion généralement admise, les premiers documents relatifs à Notre-Dame-sous-Terre sont antérieurs aux plans de Corroyer et à l’ouvrage de Paul Gout. Ils sont dus à Georges Bouet, artiste et historien de l’architecture, connu notamment pour sa collaboration avec Arcisse de Caumont et pour son excellente étude de Saint-Étienne de Caen. Bouet situa Notre-Dame-sous-Terre « antérieurement au règne de Richard Ier ». Ce sont des documents partiels mais instructifs. Ils comportent un plan sommaire de l’édifice tel que l’on pouvait le voir, un croquis de la jonction entre mur de refend et mur ouest (fig. 1) et un dessin de l’une des piles du mur de refend, le tout contenu dans un carnet de croquis actuellement conservé par Madame Marie-Pierre Bouet22. Les publications de Corroyer sont plus instructives pour les dispositions de la terrasse de l’ouest et pour une première restitution des travées romanes manquantes de la nef que pour Notre-Dame-sous-Terre23. Les premières études approfondies sont celles de Paul Gout mais celui-ci se contenta de publier deux plans d’ensemble et une série de photographies, documents importants qui donnent des détails disparus depuis, notamment pour l’aspect des soubassements avant toute réfection et des renforts détruits ultérieurement, au temps d’Yves-Marie-Froidevaux. Pour la première fois est indiquée, à l’est de Notre-Dame-sous-Terre, une grande nef rectangulaire qui serait celle de l’abbatiale précédant l’église du xie siècle24.

Fig. 1 Georges Bouet, plan partiel, 1848.

Fig. 1 Georges Bouet, plan partiel, 1848.

Coll. particulière, cl. Marie-Pierre Bouet

18D’importantes incertitudes subsistent quant à ce qui fut effectué entre Paul Gout et Yves-Marie Froidevaux, au temps des architectes Pierre Paquet (1923-1929), Bernard Haubold et Ernest Herpe (1933-1957). Dans la querelle entre Froidevaux et de Boüard, il est question d’un réaménagement du sol intervenu quelques années avant. Les dossiers des Monuments historiques concernant les années 1923-1957 ne conservent pas de traces précises de ces interventions.

  • 25 Froidevaux 1961.
  • 26 Vallery-Radot 1966.
  • 27 Froidevaux 1993.

19Les travaux de Froidevaux ont comporté une étude et une restauration complète du monument, bien exposées dans ses articles pour les Monuments historiques de la France (1961)25, dans l’étude de Jean Vallery-Radot pour le Congrès archéologique de France de 196626 et complétés par l’article de Froidevaux publié tardivement dans le Millénaire du Mont 27. La mise en valeur de l’édifice passait par le dégagement de sa partie orientale barrée transversalement par les maçonneries du mur de soutènement de la façade du xviiie siècle. Sa destruction et l’établissement d’un soutènement en béton précontraint ont été largement décrits par Froidevaux. Il n’est pas nécessaire de s’étendre sur ce point si ce n’est pour souligner les implications de la présence de ce mur – et de sa suppression – pour les problèmes d’analyse des appareils et des structures qui ne pouvaient rester indemnes de toute modification. Par ailleurs, afin de restituer les volumes spatiaux et le parti originel, le massif de maçonnerie formant une énorme pile adossée au côté nord du mur de refend a été supprimé au cours de ces restaurations. Ce renfort, ancien et attribuable à l’époque romane, détruisait l’effet de symétrie des deux nefs.

  • 28 Nous employons le terme de cahier, car c’est sous cet aspect que le document fut consulté en 2002. (...)

20En vue de ces travaux, l’architecte a noté sur un cahier de chantier ses premières impressions au contact du monument : plans, relevés à main levée de tous les murs, relevés cotés, le tout accompagné de commentaires très précis sur l’état des structures, les joints, l’appareil, les divers états supposés, etc. En pages 1 et 2, les différents types de maçonneries sont bien répertoriés, de même que l’aspect des trous de boulin, la composition et la couleur des mortiers, la restitution d’un sol supposé. La différence de maçonneries entre le refend et les tribunes d’une part, et les murs latéraux d’autre part, est bien établie (fig. 2). La page 2 décrit, croquis à l’appui, ce qu’il découvre et les questions qu’il se pose : « Les fenêtres sont-elles antérieures au mur de refend et aux tribunes ? Elles sont sans rapport avec l’ordonnance assez régulière des tribunes » ; suit la description de l’appareil de chaque fenêtre et une analyse minutieuse des joints du mur de refend, des enduits successifs, « carolingien » et roman : « l’enduit (xiie) plus fort que le carolingien s’est décollé et a emporté l’enduit carolingien dans les parties où il n’était pas lissé au fer ». La page 3 (fig. 2) reprend le problème des états successifs, source de discussions ultérieures : « point A [rencontre du refend et du mur ouest] en bas, le mur de refend butte contre la grosse cavalerie - en haut, la fenêtre se colle contre ». La page 4 dissèque les adjonctions et modifications romanes : « porte nord percée lors de la construction du promenoir des moines ; départ d’un escalier non identifiable mais roman derrière l’escalier de la tribune nord ; voûtes coffrées sur bois : petites planches, 80 env. Mortier plus dur que le carolingien, plus rose ». Deux pages significatives de ce premier contact avec l’édifice, les pages 1 et 3 du cahier (fig. 2), traitent notamment des états successifs de la construction. Ultérieurement, des relevés mis au propre par le cabinet d’architecture à partir de ces documents ont donné lieu à publication et constituent un ensemble classé par séries en chiffres romains dont on trouvera le détail plus loin. L’importance du cahier28 et d’un certain nombre de relevés muraux préalables vient à la fois des réactions premières de Froidevaux face au monument et d’une foule d’indications précieuses sur certains aspects gommés ensuite par les restaurations. Le relevé des murs latéraux et des escaliers des tribunes, le relevé du mur ouest, le plan mentionnant un seuil de porte du côté sud et l’étude des joints du mur de refend sont particulièrement précieux. Leurs versions définitives, réalisées ensuite par le cabinet d’architecture, sont beaucoup moins riches de renseignements. Certes, les travaux récents du CEM ont affiné certains détails comme le montrent les fig. 19a et 19b (infra). S’ils sont maintenant dépassés par les techniques actuelles d’étude matérielle du bâti, les relevés et le travail d’analyse de l’architecte méritent cependant d’être salués pour leur rigueur, compte tenu de ce qui se faisait couramment de son temps. Le cahier de chantier, les commentaires dactylographiés après lecture de l’article de Michel de Boüard, et les publications plus tardives montrent la démarche intellectuelle de Froidevaux, notamment pour l’interprétation des deux états. Il note que le mur de refend s’applique au mur ouest sans solution de continuité ; mais il remarque la similitude d’appareillage à rangs de briques, la continuité de niveau de certaines assises. Son interprétation, à laquelle nous avions souscrit à plusieurs reprises dans le passé, est celle d’une unité de projet de construction à deux nefs où le hiatus chronologique n’est pas significatif. Ce projet correspond à une époque A qu’il subdivise en (a) et (a’) et les deux étapes relèvent de la marche du chantier et d’un mode de construction.

  • 29 Médiathèque du Patrimoine, Mont-Saint-Michel 80/36, carton 17.

« Comme vous l’avez remarqué, le mur médian et les tribunes ont été bâtis après le cadrage extérieur à une époque que l’on pourrait appeler a’ et qui ayant les mêmes caractéristiques de construction d’a peut la suivre de quelques mois. L’époque B (construction du narthex et renfort du support médian) en respectant au maximum la première église a disposé les fondations nécessaires à l’église haute dont elle suit les différents aplombs ; aucune caractéristique de matériaux, de mortier ou de mise en œuvre ne permet de compliquer ce schéma »29.

21écrit-il à Michel de Boüard dans l’échange de correspondance qui précède leurs publications respectives sur le monument et qui est adjoint aux plans et au cahier de chantier. L’interprétation est d’autant plus significative que Froidevaux remarque bien dans le cahier une différence dans le détail de la composition des maçonneries du refend (époque a’) et des murs du quadrilatère (époque a), mais les considère toutes deux comme caractéristiques de la même étape chronologique. Même chose pour l’insertion des tribunes dans la structure orientale. Les notes manuscrites dans le cahier montrent ses réflexions en matière de datation : celle du quadrilatère constituant l’église proprement dite, d’abord mentionnée comme carolingienne puis attribuée à la période bénédictine après 966, celle des voûtements successifs sur lesquels il se penche longuement. Les différents états de voûtement (dont on trouvera l’analyse infra, p. 87) ont fait l’objet de remarques et d’interrogations de Froidevaux. Avec le relevé du mur nord, il note en style télégraphique « voûte granite + schistes rares – xiie percée par mur xviiie ». Pour le mur de refend côté nord (fig. 3), il inscrit : « Joints carolingiens sous enduit récent enlevé en avril 1958 […] joints : mortier rose très fin, les parties de maçonnerie sont entièrement enduites ; dépôt de moisissure rose bonbon à la surface ». Il note le détail des cotes et des claveaux de briques. Le relevé montre l’importance des enduits. De même pour le chœur côté nord, il précise l’emplacement des enduits primitifs, la fréquente superposition de joints différents, l’état exact dans lequel furent trouvées les parois avant que, malgré le souci archéologique de Froidevaux, certains détails disparaissent. Il en est de même pour le mur ouest où l’angle du soubassement de l’entrée nord dut être restauré. Les modalités de pénétration du mur du xviiie siècle dans la structure primitive sont largement précisées. Le plan de 1958, publié en 1961 (fig. 5 et 6), les indique mais il est complété par d’autres relevés inédits. Sur ce point, la documentation comporte une riche série de plans d’archives précisant les structures existant avant destruction du mur de soutènement de la façade classique et surtout les relations avec les constructions du xviiie siècle.

Fig. 2 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier p. 1 et 3 (1958).

Fig. 2 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier p. 1 et 3 (1958).

Médiathèque du Patrimoine

Fig. 3 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier. Mur de refend, côté nord. 1958.

Fig. 3 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier. Mur de refend, côté nord. 1958.

Médiathèque du Patrimoine, cl. Baylé

22Outre la destruction de l’énorme mur transversal du xviiie siècle, l’architecte a fait disparaître le pilier adossé à la pile médiane des arcades du refend, un renfort très diversement interprété et source de vives discussions avec M. de Boüard. Froidevaux attribue l’effondrement de 1103 à la poussée défectueuse des voûtes romanes du collatéral et non à l’insuffisance des soubassements ; il pense que le sinistre a été plus étendu que ne le croit de Boüard qui focalise le problème sur les deuxième et troisième piles nord romanes. Pour lui, le support rajouté à la pile intermédiaire du refend se comprend comme un soutènement conçu lors de la construction de la nef romane et non comme une consolidation après 1103. Ces éléments de discussion et bien d’autres encore figurent non seulement dans les articles respectifs des deux hommes mais dans les notes et commentaires conservés dans les archives des Monuments historiques. Un court échange de correspondance et les annotations de Yves-Marie Froidevaux accompagnant le manuscrit de l’article de Michel de Boüard, conservé avec les plans, sont fort intéressants. Le problème de l’aspect originel du mur sud et du portail primitif – dont la trace et l’ancien seuil sont discernables sur le relevé de chantier (fig. 4), plus précis que le dessin définitif publié en 1961, et sur le plan de 1958 (fig. 5)–, a beaucoup intrigué l’architecte. De Boüard, également préoccupé des différents niveaux de sol, fit d’ailleurs devant l’entrée sud une tranchée et un relevé sommaire conservé dans le même carton.

Fig. 4 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier. Mur sud. 1958.

Fig. 4 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier. Mur sud. 1958.

Médiathèque du Patrimoine, cl. Baylé

Fig. 5 Yves-Marie Froidevaux, détail du mur sud sur le plan de 1958.

Fig. 5 Yves-Marie Froidevaux, détail du mur sud sur le plan de 1958.

Médiathèque du Patrimoine

23La controverse entre Froidevaux et de Boüard, désormais dépassée par les récents travaux, constitue cependant une étape essentielle de l’historiographie du monument et la confrontation de leurs interprétations respectives est bien illustrée par les deux plans de la fig. 6.

Fig. 6 Michel de Boüard et Yves-Marie Froidevaux. Plans de l’édifice avec trames chronologiques. 1961.

Fig. 6 Michel de Boüard et Yves-Marie Froidevaux. Plans de l’édifice avec trames chronologiques. 1961.

D’après Bouärd 1961 (a) et Froidevaux 1966 (b).

24Nous avons ajouté à la documentation relative à Notre-Dame-sous-Terre quelques documents réalisés pendant les fouilles de la terrasse de l’ouest (1961-1963) : plan des fouilles et photographies avec indications autographes portées sur les photos, dans la mesure où ils sont essentiels pour la question de la superposition des dernières piles et du mur occidental de la nef romane sur les structures de Notre-Dame-sous-Terre (mur ouest et mur occidental du narthex) et pour le problème longtemps discuté de l’impact de l’effondrement de 1103 sur l’histoire des deux églises. Ces plans ont été publiés mais en très petit format : d’où l’intérêt de publier ici des documents de détail plus explicites (fig. 7 et 9). Les photos sont de qualité moyenne mais sont prises en cours de fouilles, notamment sur l’extrados du mur du narthex (fig. 8). Tout ceci conforte la certitude d’une relation entre l’édification du narthex et la construction de la partie occidentale de la nef et du rôle de soutènement des structures inférieures à cet endroit.

Fig. 7 Yves-Marie Froidevaux, Plan des fouilles de la terrasse de l’ouest, 1961. Détail.

Fig. 7 Yves-Marie Froidevaux, Plan des fouilles de la terrasse de l’ouest, 1961. Détail.

Cl. Baylé

Fig. 8 Yves-Marie Froidevaux. Photographie avec indications manuscrites. 1963. Extrados de la voûte du narthex.

Fig. 8 Yves-Marie Froidevaux. Photographie avec indications manuscrites. 1963. Extrados de la voûte du narthex.

Médiathèque du Patrimoine, cl. Froidevaux

  • 30 Froidevaux 1961.

25Afin de fournir un état précis de la documentation encore consultable, nous avons effectué ci-dessous un classement chronologique des plans, relevés et dessins disponibles depuis la première visite par un spécialiste de l’architecture médiévale, Bouet, en 1848, jusqu’à une époque très récente. La période Froidevaux est de loin la plus riche. La plupart des relevés définitifs ont été publiés dans Les monuments historiques de la France (1961)30, mais les dessins et constatations sur le terrain, les plans cotés et les notes diverses sont très riches d’informations. Il ne peut être question de les transcrire ici dans leur intégralité, mais certaines réflexions ou constatations sont signalées au passage.

Fig. 9 Yves-Marie Froidevaux, Coupe près de la façade du xie siècle (fouilles de la terrasse de l’ouest). Détail.

Fig. 9 Yves-Marie Froidevaux, Coupe près de la façade du xie siècle (fouilles de la terrasse de l’ouest). Détail.

Médiathèque du Patrimoine, cl. Baylé

Documentation classée chronologiquement

George Bouet, 184831

  • 31 Coll. particulière ; Arcisse de Caumont (Caumont 1864, p. 739-742) cite un texte de Bouet sur un p (...)

26Trois dessins et un plan partiel : plan de la partie orientale (fig. 1) ; dessin des piles du mur de refend ; détails d’appareil.

Édouard Corroyer, 187532

  • 32 Originaux, AD Manche, fonds Corroyer, 28 Fi ; Corroyer 1877.

27Plan de l’église. Nef actuelle. Découvertes faites en 1875 (fondations des travées romanes détruites ; entrée des escaliers menant aux tribunes de Notre-Dame-sous-Terre). Plan au niveau de l’église basse (au niveau de la crypte des gros piliers ; Notre-Dame-sous-Terre n’est pas identifiée, les légendes parlent de « substructions de la nef romane et d’escaliers montant des souterrains vers l’église haute »).

Paul Gout, 1906-191033

  • 33 Gout 1910, t. 2, fig. 229, p. 390 et fig. 230, p. 391. Il convient de rappeler l’intérêt des photo (...)

28Plan à la hauteur du promenoir du xiie siècle. Église collégiale carolingienne (état en 966, plan inférieur et plan supérieur). Plan général des fouilles, septembre 1908. Plan général des restes de l’abbaye carolingienne (plan de Notre-Dame-sous-Terre et d’une construction à nef rectangulaire, exactement dans le prolongement oriental de Notre-Dame-sous-Terre), interprétée comme l’abbatiale principale au xe siècle par tous ceux qui se sont penchés sur la question : Liess, Froidevaux, etc.

Yves-Marie Froidevaux, 1958-1963

a. Médiathèque du Patrimoine, fonds Froidevaux, Mont-Saint-Michel 80/36, cartons 17 et 18.

Cahier de chantier 1958 (dessins et plans au crayon, à main levée ; relevés cotés, mine de plomb sur papier).

29Plan au niveau du sol (schéma). État en 1958.

30p. 1 : Maçonneries carolingiennes (fig. 2) ; p. 2 : Description détaillée des arcs, fenêtres, joints accompagnée de dessins ; p. 3 (fig. 2) : Schémas du mur sud, schémas du « premier état » et du « deuxième état » (sol baissé). Point A (rencontre mur de refend/mur est : « en bas le mur de refend bute contre la grosse cavalerie ; en haut, la fenêtre se colle contre » ; ce fut également l’interprétation de Georges Bouet, cf. fig. 1) ; p. 4 : Chapelle carolingienne, époque romane (montre l’adjonction du narthex, l’élargissement de la porte sud, « Porte nord percée lors de la construction du promenoir des moines », note « départ d’un escalier non identifiable mais roman derrière l’escalier de la tribune nord », « Voûtes coffrées sur bois ; petites planches 80 env. Mortier plus dur que le carolingien, plus rose ») ; p. 5 : schéma du mur du xviiie siècle servant de fondation à la façade du xviiie siècle.

31Le reste non paginé : plan coté de la maquette du musée des Plans reliefs, plan coté de la façade, dallage parallèle au mur du xviiie siècle, église carolingienne : porte ouest, tribune sud (relevé de cotes), tribune nord, chœur nord, chœur sud (relevé de cotes) ; plan coté des tribunes « au niveau du trait rouge » (référence au plan d’ensemble ci-dessous) ; plan coté et relevé de cotes de la façade du xviiie siècle ; relevés de cotes concernant le Logis de Robert de Torigni (cinq documents).

Relevés préparatoires avant mise au net par l’agence : relevés avril 1958, mise au point décembre 1959 (petit A4 ou format oblong, mine de plomb sur papier canson).

32Église carolingienne : mur sud (avril 1958).

33Chapelle carolingienne : chœur sud (plan) ; chœur nord, nombreuses indications manuscrites : « enduits primitifs » (emplacements). Parties xviiie siècle. Remarque : « joints souvent superposés ; la voûte est percée par le mur xviiie en son milieu seulement, les briques passent… voûte briques schistes ; briques 30 x 4 x 22 ».

34Chapelle carolingienne : tribunes (plan) ; tribune face est ; tribune nord (mur sud et mur nord) ; tribune sud (mur sud : « Terre sous dallage… Voûte xiie ? » ; mur nord) ; relevé de la partie centrale entre les deux tribunes.

35Mur ouest. Façade xviiie siècle au-dessus de l’église carolingienne (déc. 1959).

36Relevé du mur nord « voûte granite + schistes rares-xiie percée par mur xviiie ».

37Mur central côté nord. « Joints carolingiens sous enduit récent enlevé en avril 1958 » (avec dessin des joints). « Joints : mortier rose très fin ; les parties de maçonnerie sont entièrement enduites ; dépôt de moisissure rose bonbon à la surface ». Détails de cotes et du nombre de claveaux de briques. Le relevé montre l’importance des enduits.

38Mur central côté sud. Coupe DD.

39Mur ouest. Coupe AA. « mur genre mur sud et nord ; le mur de refend est collé dessus jusqu’au niveau du bandeau », « mur carolingien côté mur de refend ». Note au sujet de la voûte : « xiie ou carolingienne ? ».

40Mur sud. Coupe CC.

41Mur nord.

42Mur du xviiie siècle. Coupe BB. Relevé coté.

43Sur grand A4 canson, relevé de niveaux et d’anciens sols. Chapelle carolingienne : entrée sud.

Relevés cotés et détails divers (format A3).

44Façade ouest (grand escalier avec indications de cotes et de niveaux importants pour situer Notre-Dame-sous-Terre par rapport à son environnement ; relevés façade ouest ; piles de la nef romane ; plan de la voûte) ; coupe AA ; grand escalier (mesures et cotes) ; détail de cotes coupe AA et coupe CC ; mur de refend au sud, coupe DD (cotes) ; plan coté de l’édifice (brouillon des relevés sur le terrain).

Plan de l’état en 1958, avec indication de seuil porte sud34.
Plan de l’état après travaux35.
Documents définitifs, avec état avant et après travaux, élaborés par l’agence en décembre 1959 à partir des plans et relevés effectués en 195836 (tirages de plans grand format).
  • 36 Publiés notamment dans Les monuments historiques de la France 1961.

45I – Plans : plan au sol ; plan à l’étage ; plan avec tramé rouge pour les adjonctions du xviiie siècle, gris cerné rouge pour les adjonctions du xiie siècle. II – Coupes : coupe AA sur les sanctuaires et les galeries ; coupe BB sur les sanctuaires et les galeries devant le mur du xviiie siècle ; coupe CC, face intérieure du mur est. III – Coupes : coupe DD, nef nord mur nord ; coupe EE, nef nord mur sud. IV – Coupes : coupe FF, nef sud (avec adjonctions manuscrites). V – Plan : plan du mur ouest du xviiie siècle (avec structures de Notre-Dame au-dessous et indication des piles romanes. VI – Façade du xviiie siècle. VI bis – Coupe du bas-côté nord. VII – Coupe sur le bas-côté.

Autres documents :
  • 37 Publié dans Froidevaux 1961 et dans le Congrès archéologique de France 1966.
  • 38 Publiée dans Froidevaux 1961.

46Relevé du mur cyclopéen. Projet de soutènement en béton précontraint. Schéma des forces de poussées dans le même projet. Dispositions respectives de l’église abbatiale et de l’église carolingienne (encre de chine sur calque)37. Perspective axonométrique38.

b. Médiathèque du Patrimoine, fonds Froidevaux, dossier de la terrasse de l’ouest (1961-1963) : Mont-Saint-Michel 80/36, carton 18.

  • 39 Voir Baylé 1991 et Id. 2003.

47Bien que ne concernant pas Notre-Dame-sous-Terre, ce dossier est important dans la mesure où il indique les fouilles des premières travées ouest de la nef romane39. Plans et photographies de fouilles prises par Froidevaux sont indicatifs des relations entre Notre-Dame-sous-Terre, son avant-nef et les structures des années 1080 (travées ouest de la nef et porche occidental, bâtiments nord). Sont particulièrement importants : un plan d’ensemble des fouilles de la terrasse de l’ouest ; un jeu de photographies inédites accompagnées d’indications graphiques de la main de Froidevaux, portées sur les photos et montrant la superposition de la façade romane sur celle du narthex de Notre-Dame-sous-Terre et de la première pile nord romane sur le mur ouest de l’église basse ; une photographie intitulée « redans extérieurs du mur ouest de l’église carolingienne » avec une ligne portée à l’encre sur la photographie indiquant l’« extrados de la voûte du narthex de l’église basse : P-Q » ; une photographie du mur sud de l’église carolingienne annotée Q-R ; une coupe nord-sud devant la façade du xie siècle, constructions de soutènement de la première travée de la nef haute, mur ouest de Notre-Dame-sous-Terre sous la première pile sud.

Michel de Boüard, 1961

  • 40 Publié dans le Journal des Savants. Boüard 1961.

48Plan tramé au niveau du sol (fig. 6)40.

  • 41 Tirage sur papier conservé à la Médiathèque du Patrimoine, Mont-Saint-Michel 80/36.

49Stratigraphie d’une fouille du sol à l’entrée de la porte sud41.

Jean Vallery-Radot et Pierre Rousseau, 196642

  • 42 Vallery-Radot 1966, p. 413-433.

50Plan tramé avec indications chronologiques. Plan des fondations reconnues en 1908. Emplacement dans l’église actuelle de Notre-Dame-sous-Terre et des fondations reconnues en 1908.

3. Étude archéologique du bâti (Christian Sapin ; fig. 10 à 23)

  • 43 Plusieurs interventions ont eu lieu successivement par le Centre d’études médiévales d’Auxerre sur (...)
  • 44 Cette intervention s’est faite à la demande de M. Baylé, de A. Erlande-Brandenburg et de J.-P. Hoc (...)
  • 45 Outre les moyens fournis par le GDRE du CNRS pour les dernières campagnes, ces travaux ont pu avoi (...)

51Une première campagne d’étude du bâti a été engagée en février 200343 sur la construction de Notre-Dame-sous-Terre. Il ne s’agissait pas d’une étude exhaustive mais de la recherche d’une série d’indices permettant de déterminer la chronologie relative des structures, leur authenticité, la fiabilité des relevés anciens et, enfin, la caractérisation des matériaux, notamment des différents types de mortiers par des prélèvements et par analyses44. Cette approche était une contribution aux questions souvent posées (cf. supra) concernant les étapes de construction de Notre-Dame-sous-Terre sans prétendre résoudre tous les problèmes de manière définitive (fig. 10). Ces travaux ont également été entrepris dans un cadre méthodologique permettant de mettre en équation les données apportées par une étude de bâti croisée avec un faisceau d’analyses rarement pratiquées sur un seul monument. Le cadre général de la recherche est celui du CNRS et plus particulièrement d’un GDRE (Groupement de recherche européen) réunissant trois laboratoires français, un laboratoire anglais et deux laboratoires italiens à travers un programme concernant la Datation des terres cuites architecturale dans l’Ouest de la France sur des monuments antérieurs au xiie siècle45.

Fig. 10 Notre-Dame-sous-Terre. Vue générale vers l’ouest.

Fig. 10 Notre-Dame-sous-Terre. Vue générale vers l’ouest.

Cl. CEM

3.1. Les méthodes et les problèmes spécifiques

  • 46 On peut observer dans ses carnets de 1958 (Médiathèque du Patrimoine) la précision et les effets d (...)

52Après une reconnaissance des structures en place, les premières interventions ont été partagées entre les observations sur les maçonneries, les enduits et les liants, et les relevés dessinés. Très rapidement, il est apparu indispensable de refaire le plan général de la construction afin d’y porter toutes nos remarques et de corriger certains alignements de murs (fig. 11 et 12). Ces précisions ne changent pas considérablement le tracé des plans publiés par P. Gout, Y.-M. Froidevaux46 ou M. de Bouärd, mais assure une meilleure précision des ressauts, banquettes ou orientations. Toutes les maçonneries (murs, piliers, voûtes) ont été numérotées comme autant d’unités stratigraphiques avec une fiche descriptive pour chaque unité, soit soixante-dix fiches relatant leur situation et leur état, et permettant de repérer les zones de prélèvement. Un nettoyage à l’aspirateur et quelques micro-sondages de certaines maçonneries des parties inférieures comme des tribunes ont été nécessaires pour mieux saisir l’authenticité des zones non touchées depuis les restaurations des années 1960. En certains endroits en effet, des modifications, des reprises de mortiers sont dues à des ajouts de gaines électriques ; il a fallu reconnaître l’état antérieur en procédant à des sondages ou à l’enlèvement partiel de mortier. Des vérifications dans l’épaisseur des reprises de joints ont ainsi permis d’atteindre les structures d’origine et d’attester des points historiques non perceptibles par les chercheurs depuis les restaurations.

Fig. 11 Notre-Dame-sous-Terre. Plan actuel et numéros des unités stratigraphiques (US) (dessin CEM).

Fig. 11 Notre-Dame-sous-Terre. Plan actuel et numéros des unités stratigraphiques (US) (dessin CEM).

Fig. 12 Notre-Dame-sous-Terre. Tribune, localisation des unités stratigraphiques.

Fig. 12 Notre-Dame-sous-Terre. Tribune, localisation des unités stratigraphiques.

Dessin CEM

53Les relevés d’élévations ont été effectués en tenant compte des relevés antérieurs et de leur examen critique in situ. La comparaison avec les nombreux relevés de l’équipe de M. Froidevaux a montré l’existence de plusieurs mains (ou d’attention plus ou moins grande dans le report des mesures visibles pour chaque pierre taillée dans certaines minutes d’avril 1958), qui s’est traduite par une précision inégale dans la définition des pierres dessinées selon le rendu souhaité par le graphiste. Il n’était pas question pour notre campagne d’étude de tout redessiner, mais de privilégier comme tests certaines parties où pouvaient apparaître des litiges d’interprétation, en particulier dans les modes de jonction des maçonneries.

3.2. Les observations et analyses sur le bâti

54Rappelons que Notre-Dame-sous-Terre est constituée d’un quadrilatère orienté à l’est, divisé en deux vaisseaux ouvrant chacun à l’est sur de profondes chapelles de deux mètres apparaissant comme les chapelles d’un chevet. Elles conservent des niches latérales sous arcades et sont voûtées en berceau plus bas que les vaisseaux de la nef ; elles sont surmontées d’une tribune accessible par deux escaliers depuis l’église supérieure (fig. 14). À l’ouest de ce quadrilatère aux murs épais (environ 2 m), un double vestibule constitué de deux espaces de dimensions irrégulières (4,70 m x 5 m au sud et 4,70 m x 2 m au nord) permet l’accès aux deux nefs principales. Outre une porte occidentale donnant sur le vestibule, existe une autre porte restaurée en 1960 permettant d’accéder, depuis la nef sud, à un couloir extérieur.

55Les murs de ce quadrilatère d’environ 13 m sur 11 m sont constitués essentiellement de blocs de granit non équarris mais assisés. On peut noter des différences sur la hauteur. On distingue une certaine homogénéité des murs périphériques de la grande salle à deux nefs avec les murs nord (US 033), ouest (US 034) et sud (US 016) ainsi que la présence des ressauts ou banquettes plus ou moins prononcés. On réalise rapidement que les pilastres nord (US 003) ou sud (US 014) appartiennent à un autre type de construction avec un appareil bien calibré aux assises régulières, variant de 0,18 m à 0,26 m de hauteur selon les rangs et de 0,30 à 0,32 m pour leur largeur. Les joints sont de 1,5 cm à 2 cm d’épaisseur. Des caractères plus ou moins semblables se retrouvent dans la partie occidentale et, pour une part, dans les montées des tribunes vers l’église haute.

Fig. 13 Notre-Dame-sous-Terre. Vue du mur nord.

Fig. 13 Notre-Dame-sous-Terre. Vue du mur nord.

Cl. CEM

56Ces caractéristiques et l’examen des mortiers (cf. infra) conduisent à séparer nettement les états. Cependant, l’utilisation des briques existe en plusieurs endroits dans l’espace du quadrilatère. C’est le cas pour le mur périphérique avec les claveaux des fenêtres nord (US 62), ouest (US 65) et sud (US 66 et 73), mais également pour les arcs séparant les deux nefs nord et sud et reliant les pilastres (US 018 et 020) au pilier central (US 019). Ces pilastres et piliers sont en moyen appareil de blocs de granit bien équarris (0,20 à 0,30 m de hauteur) placés en carreaux et boutisses allant jusqu’à 0,60-0,70 m de longueur. On y remarque des calages de pierre ou de brique (de 0,25 ou 0,30 m) pour 3 à 4 cm d’épaisseur. Les joints de la construction sont épais, allant de 2 à 4 cm. On retrouve également des briques dans les arcades murales basses de part et d’autre des chapelles orientales.

Fig. 14 Notre-Dame-sous-Terre. Vue de la tribune, côté nord.

Fig. 14 Notre-Dame-sous-Terre. Vue de la tribune, côté nord.

Cl. CEM

57Une attention au mur nord (fig. 13) permet de voir quelques effets de reprises confirmés par les dessins de l’architecte. Un accès, aujourd’hui rebouché, avait été percé pour rejoindre le promenoir des moines. Le dessin de 1958 et les notes de l’architecte permettent de voir l’état du bâtiment au moment des travaux avec la fenêtre supérieure encore en partie bouchée. Le mur est, en dehors de cela, homogène jusqu’au départ des voûtes comme on le constate par l’appareil, la régularité des trous de boulin et le mortier (cf. infra mortier type 1). Un changement d’assise grands blocs (entre 0,25 et 0,38 m) peut correspondre au ressaut visible à l’extérieur de ce mur côté salle de l’Aquilon. Il est probable que, de part et d’autre, les niveaux aient été modifiés et les sols excavés. Ce mur nord conserve une grande surface d’enduit. Avec une lumière rasante, on peut distinguer les traces d’un escalier appuyé contre cet enduit avec une plateforme de niveau à 1,60 m, puis quatre marches pour atteindre le niveau de la fenêtre nord. Cet aménagement semble venir dans un second temps. Il joue avec le doublage du pilastre 003 et les modifications de la baie. À l’intérieur de celle-ci, des reprises d’enduits avant bouchage semblent indiquer sa réutilisation en passage pour accéder au nord. L’escalier pouvait également permettre de monter à la tribune nord.

  • 47 Froidevaux 1961, p. 151.
  • 48 Froidevaux 1961, p. 159 ; Bouärd 1961, p. 26. Ce dernier donne peu de détails sur d’autres couches (...)

58Le mur sud comporte deux baies à claveaux de briques de même type qu’au nord. Les maçonneries sont identiques sauf l’absence de rangs de plus grands modules ; les mortiers sont les mêmes. La reprise d’une large porte entre les deux baies est très nette, sans qu’on puisse savoir s’il existait déjà une porte à cet endroit47. Lors des travaux, les fouilles au sol ont attesté, à plusieurs endroits, les assises du rocher et une couche d’occupation « noirâtre »48. L’extrémité est du mur sud vient buter contre le rocher, comme on peut le voir en se glissant dans l’angle sud-est où on constate que le montage des tribunes appartient bien à un second état. À l’angle sud-ouest, au sommet du mur, on peut retrouver les pierres correspondant au retour du mur vers le nord. C’est également à ce niveau que l’on peut trouver à 5,80 m du sol actuel des séries de parties inférieures d’empochement pouvant correspondre à un premier état plafonné. Ces éléments n’apparaissent pas, curieusement, sur les relevés publiés de 1960 alors qu’on les voit sur les minutes (cf. fig. photos et dessins).

Fig. 15 Notre-Dame-sous-Terre. Relevé du mur nord, zone ouest.

Fig. 15 Notre-Dame-sous-Terre. Relevé du mur nord, zone ouest.

Dessin CEM

59Le mur occidental, partagé par l’épi central, a pratiquement disparu du côté sud, du fait de la création du large passage vers le vestibule. On ne peut savoir s’il existait déjà, de ce côté, un accès. Du côté nord, il correspond à plusieurs transformations que nous avons pu analyser en détail en reprenant les relevés de Y.-M. Froidevaux et en précisant certaines jonctions. En réalité, la restauration laisse à la fois visible une maçonnerie en moellons réguliers (US 034) d’un état postérieur, qui crée un passage vers l’ouest, et des parties de maçonneries d’un premier état correspondant à une baie occidentale (US 065) avec claveaux de briques de même type que celles au nord et au sud (fig. 16). Depuis les photographies anciennes exécutées lors des travaux et les relevés de Froidevaux, la suite de la restauration a encore modifié l’angle du passage en gommant l’imbrication des deux états.

Fig. 16 Notre-Dame-sous-Terre. Vue de la baie 065, mur ouest.

Fig. 16 Notre-Dame-sous-Terre. Vue de la baie 065, mur ouest.

Cl. CEM

60À l’opposé, la relation entre la maçonnerie primitive (US 064) et l’angle formé par le pilastre (US 018) recevant l’épi central n’était pas évidente à première vue. Il a fallu procéder à un piquetage et à l’enlèvement des mortiers de restauration (de même couleur et nature) appliqués dans cet angle. Il est nettement apparu que la maçonnerie du pilastre (US 018) était appuyée et collée sur le mur ouest (US 064). On peut notamment le vérifier par la présence de joints largement beurrés du mur primitif piégés par le second état. On peut également voir qu’en deux points au moins, dans la partie basse, un chaînage a été créé pour ancrer la ­maçonnerie (US 018) dans le mur occidental (cf. fig. 17 et dessin).

Fig. 17 Notre-Dame-sous-Terre. Relevé du mur ouest, collage du pilier 018 sur mur 064.

Fig. 17 Notre-Dame-sous-Terre. Relevé du mur ouest, collage du pilier 018 sur mur 064.

Dessin CEM

Le passage et le vestibule nord

61La relation entre le mur occidental dans son premier état et le mur nord n’est pas aisée à restituer car le pilastre (US 003) masque tous les contacts originaux. Le mur nord (US 033) se prolonge nettement avec la même direction (un peu incliné vers le nord) et les mêmes mortiers et maçonneries au-delà du mur occidental. On le retrouve dans le vestibule nord désigné US 006 (ressaut) et US 001 en élévation. Il est clair après analyses et relevés (fig. 15) que la baie nord à ce niveau (US 004) vient interrompre cette maçonnerie d’origine, également reprise à l’angle ouest pour créer l’espace du vestibule US 002 et 005. Aucun autre élément ne permet de comprendre la fonction de cette maçonnerie nord. La présence de la baie à double ébrasement (US 065) dans le mur ouest rend peu probable l’existence, dès l’origine, d’une construction appuyée : même très basse, cette dernière n’aurait pas eu de sens avec le mur épais côté nord. On peut plus probablement retenir l’idée d’un mur de terrasse ou de défense dans ce prolongement nord. Toutes les vérifications au-delà semblent malheureusement impossibles sans « déconstruire » le monument.

Dans la salle de l’Aquilon

62Dans la salle de l’Aquilon, l’observation du revers du mur nord de Notre-Dame-sous-Terre montre que l’on se trouve à plus d’un mètre plus bas, et que ce mur est appuyé en partie sur le rocher avec des reprises en sous-œuvre. On note également la présence dans la première travée d’un contrefort original (dont on ne connaît que la partie ouest), placé dans l’alignement du mur occidental de Notre-Dame et antérieur au percement de la baie ouest et bien avant la création du voûtement gothique à cet endroit.

L’épi central ou mur médian

63La construction de l’épi central, constitué de deux arcades permettant le passage d’une nef à l’autre, repose sur un pilier quadrangulaire (US 019) et deux pilastres (fig. 18). Celui de l’ouest (US 018), déjà évoqué, s’appuie sur le mur occidental primitif ; celui de l’est (US 020) est lié à la construction de l’ensemble oriental avec les deux chapelles et les tribunes. Le mortier (type 2) est homogène, ainsi que les modes de construction. Le renfort d’un pilier lors d’une phase romane pour les niveaux supérieurs, enlevé par des restaurateurs de 1960, permet aujourd’hui de voir la qualité des joints originaux pour les briques ou la pierre (cf. Y.-M. Froidevaux) et la postériorité des couches d’enduits ou badigeons s’arrêtant à la limite de cet ancien renfort.

Fig. 18 Notre-Dame-sous-Terre. Vue des arcs mur médian.

Fig. 18 Notre-Dame-sous-Terre. Vue des arcs mur médian.

Cl. CEM

Les chapelles

64Les chapelles ou absidioles sont établies sur le même plan. Celle du nord est cependant moins profonde du fait de la position originelle du rocher taillé en oblique contre lequel elle s’appuie. Il n’est pas visible dans le fond de la chapelle mais seulement dans son retour nord. Dans la chapelle sud, l’enlèvement d’une grande partie du mur est permet de voir le rocher. Ce n’était pas le cas avant les travaux de restauration de 1960, comme on peut le constater sur les premiers relevés de l’architecte après la suppression de la fondation classique où l’on voit juste une échancrure. Les voûtes en berceaux de ces chapelles reposent sur les murs latéraux dégagés en leur partie inférieure par des arcades murales aveugles, dont les claveaux sont constitués de briques qui ont pu être analysées (cf. infra).

Les tribunes

  • 49 Gout 1910, p. 392, fig. 231.

65Cette partie orientale supérieure, accessible uniquement par les escaliers de la nef de l’abbatiale, comme on peut le constater sur les dessins de Paul Gout49, est visible depuis les nefs de Notre-Dame-sous-Terre grâce à l’enlèvement des fondations de la façade du xviiie siècle. Leur construction est cohérente avec le niveau inférieur des chapelles. Elles sont voûtées par le prolongement des voûtes des nefs nord et sud. L’opération d’enlèvement n’a pas dû être aisée car l’architecte Y.-M. Froidevaux note dans son carnet, en avril 1958, que son « mortier de chaux est très dur avec peu de sable » et que « le mortier colle aux maçonneries carolingiennes que l’on ne peut enlever sans arracher le mortier carolingien ». On peut cependant voir que ces maçonneries à l’est conservent plusieurs parties non touchées par les restaurations.

66Dans la tribune nord, le mur est présente plusieurs ressauts (US 041 et 042) qui, en plan (fig. 12), prolongent les mêmes ressauts visibles dans la base du mur est de la tribune sud (US 048 et 049). Les mortiers indiquent qu’il s’agit du même état et, probablement, que ces ressauts étaient nécessaires pour rattraper la différence d’orientation du rocher avec l’orthogonalité de la construction dans son développement. Seul le second ressaut sud (US 048) se différencie et s’apparente au mortier colmatant le rocher dans la chapelle sud (US 024). Cela indique un processus quasi contemporain et peut-être qu’avant cet état, le rocher était visible de haut en bas. Au sol, dans la tribune nord, sous la poussière et les gravats accumulés, nous avons retrouvé le socle d’un massif (040) quadrangulaire qui pourrait être celui d’un autel (?) appuyé contre le mur est. Il repose sur un premier sol. Il n’est pas touché par la construction du pilier (044) construit dans l’angle sud-est de la tribune, destiné à compenser le poids d’un des piliers de l’église haute. En élévation, on peut constater, en dépit des restaurations qui rendent difficile la lecture, que les portes d’accès aux escaliers vers l’église supérieure appartiennent à une reprise de maçonnerie. Il s’agit d’un état postérieur aux tribunes sans que l’on puisse dire si ces ouvertures remplacent des portes placées différemment ou plus étroites, correspondant à des escaliers primitifs. Leur orientation, précisée par le nouveau plan, cherche à la fois à éviter les piliers de l’église haute et à atteindre les angles latéraux des tribunes, probablement pour laisser place à des socles d’autels (ou de présentation de reliquaires). La voûte de la tribune sud (US 053) a été refaite lors des restaurations, mais celle du nord conserve une partie ancienne (US 058). On notera que, curieusement, son mortier est de type 1. Il ne s’agit que du départ de la voûte correspondant, peut-être, à un premier essai de voûtement sur la partie orientale de la construction dans son premier état (cf. infra et datation). La maçonnerie du mur nord de cette tribune, dont nous avons repris le relevé après celui de Y.-M. Froidevaux (fig. 19), marque des changements au niveau de son contact avec l’arrivée de l’escalier mais, pour le reste, semble bien appartenir à ce niveau à la reprise des tribunes (mortier type 2). Il faudrait « dérestaurer » l’ensemble murs et voûtes pour acquérir des certitudes.

Fig. 19 Notre-Dame-sous-Terre. Tribune nord : a, relevé CEM 2003 ; b, relevé Froidevaux.

Fig. 19 Notre-Dame-sous-Terre. Tribune nord : a, relevé CEM 2003 ; b, relevé Froidevaux.

3.3. Remarques générales et existence d’au moins trois états (fig. 20a)

67La disposition et l’organisation du dispositif bâti sont désormais plus clairement redéfinies. Ainsi, le mur nord se prolonge bien au-delà de la grande salle vers l’ouest, où il est interrompu par la reprise de la seconde baie nord, et se poursuit au-delà du mur en retour ouest. On le voit dans sa partie basse, la partie haute étant reprise en chaînage. Dans la grande salle, les trous de boulin montrent la cohérence de ce premier mur nord et la différence avec la reprise romane bien appareillée. Ce mur originel nord comporte des traces d’enduits, qui dessinent l’emprise d’un escalier venant à un moment donné de la première baie nord.

Fig. 20a Notre-Dame-sous-Terre. Plan chronologique des trois états.

Fig. 20a Notre-Dame-sous-Terre. Plan chronologique des trois états.

Dessin CEM

68Après piquetage de l’angle formé par le mur ouest de la seconde travée nord de la grande salle et le mur médian central, il apparaît clairement que ce dernier a été construit contre le mur ouest. Il constitue un second état partageant la salle centrale. Ceci peut s’accorder avec une volonté de voûter – pour des fonctions liturgiques – l’ancienne salle sur une hauteur importante, de façon à créer des tribunes accessibles depuis l’église haute. Dans ces tribunes, plusieurs modifications ont été notées avec probablement, après le premier état charpenté, un premier état de voûte indiquant que le voûtement initial était plus haut ; une reprise des portes d’accès dans une maçonnerie préexistante ; la présence d’enduits lissés antérieurs à la seconde voûte et au confortement maçonné de l’angle sud-est. La documentation ancienne comme les travaux de Paul Gout ne permettent pas de comprendre précisément le fonctionnement des accès primitifs, en particulier le rôle d’une partie bouchée dans la montée nord côté parois sud (niche ou retour vers un autre accès).

  • 50 Cela avait été bien observé lors des travaux et rappelé par Michel de Bouärd (Bouärd 1961, p. 22).

69La construction du premier état s’est faite contre le rocher50. Celui-ci a conditionné une certaine orientation nord-sud. Ce rocher naturel avec faille a été colmaté ou étayé avec d’autres pierres dans sa partie inférieure et du mortier qui se retrouve dans la construction de la tribune sud. Il semblerait qu’il n’y ait pas eu homogénéité du parement et qu’ainsi cette partie serait restée visible lors de la construction des murs du premier état, qui vient s’appuyer contre comme on le voit au sud.

70Les matériaux qui ont retenu notre attention sont surtout les briques qui ont, par ailleurs, contribué à déterminer, avec les mortiers et les charbons de bois, de nouvelles lignes chronologiques. On soulignera ici leur utilisation essentiellement pour les claveaux des arcs (arcades et baies) des deux états et non en utilisation mixte pierre et brique comme à Angers, par exemple. Cela peut correspondre à une facilité de montage des claveaux sans nécessité d’une taille complexe, en particulier pour le granit. On retrouve ce système de briques pour les arcs destinés à être enduits au château de Mayenne. On les trouve également en calages horizontaux (baie sud du premier état) ou joints verticaux dans le second état. Leurs mesures varient entre 3,5 et 5 cm d’épaisseur ; leur largeur et longueur entre 20 et 34 cm, sans distinction apparente entre les deux états. Elles sont un peu plus courtes que celles employées à Saint-Philbert de Grandlieu (entre 20 et 40 cm) ou à Saint-Martin d’Angers. On notera l’existence de quelques tuiles réutilisées dans l’intrados de la baie (US 065), qui s’apparentent à de la tuile plate épaisse de 3 cm à une extrémité, et s’amincissant jusqu’à 2 cm à l’autre, avec une encoche dans la partie épaisse. Leur longueur varie autour de 39 cm.

Fig. 20b Superposition du plan de Notre-Dame-sous-Terre et de la nef de l’abbatiale.

Fig. 20b Superposition du plan de Notre-Dame-sous-Terre et de la nef de l’abbatiale.

Dessin CEM

71L’ensemble de ces observations, jointes aux analyses ci-dessous, a permis de progresser dans une redéfinition de la chronologie relative de la construction de Notre-Dame-sous-Terre. On retiendra au moins trois états : un état 1 correspondant à la construction de la grande salle quadrangulaire, un deuxième état lors de l’établissement de l’épi median et d’un premier voûtement, un troisième état pour l’agrandissement vers l’ouest en double vestibule. Cette chronologie relative n’est pas nécessairement en contradiction avec plusieurs hypothèses déjà formulées (cf. infra), mais argumente plus précisément les phases sans les faire reposer sur la seule conjonction des dates issues des sources textuelles. Les datations de ces phases peuvent être elles-mêmes situées à partir des études d’archéométrie comme nous le verrons par la suite. Déjà, on peut saisir que l’enchaînement des trois états a des conséquences sur les fonctions que l’on imagine pour ces espaces.

4. Étude des mortiers (Stéphane Büttner)

  • 51 Büttner 2004 ; Prigent 1996.
  • 52 Büttner 2004.

72À l’instar de démarches comparables réalisées sur d’autres monuments51, une analyse pétrographique systématique des mortiers des différents murs de la structure a été entreprise. En complément de l’étude des relations physiques entre maçonneries, l’analyse de leurs mortiers permet, dans le cas d’une similarité, d’envisager certaines d’entre elles comme contemporaines. A contrario, lorsque les liants de maçonnerie semblent différents, il est possible de les considérer comme n’appartenant pas à la même phase de travaux. Cette démarche doit s’inscrire dans une compréhension structurelle complète de l’édifice, car l’expérience montre qu’il existe parfois certaines adaptations de formulation des mortiers suivant leur fonction architecturale52.

73L’analyse s’effectue dans un premier temps à l’œil nu, ce qui permet déjà de mettre en évidence certains critères discriminants entre échantillons. Par exemple, il est possible d’évoquer la couleur de l’échantillon, la taille des plus gros éléments du sable associé à la chaux, ou encore de noter la présence de charbons de bois ou de nodules de chaux. Dans un second temps, et après une préparation spécifique des échantillons (fabrication de lames minces), chaque mortier est observé au microscope photonique polarisant afin d’affiner sa caractérisation. C’est à cette échelle que l’agencement des constituants les uns par rapport aux autres est le plus clairement identifiable. De même, certains critères optiques permettent d’identifier au mieux la nature minéralogique des constituants.

4.1. L’établissement d’une typochronologie des mortiers53

  • 53 M. de Bouärd avait fait établir une première étude de mortier à l’université de Caen par G. Mast ((...)

74Pour simplifier, nous nous attarderons seulement sur les mortiers des trois phases principales, qui, dès l’analyse macroscopique, ont pu être distingués par leur couleur et d’autres indices macroscopiques, apparemment discriminants, comme la présence ou l’absence de nodules de chaux. L’échelle microscopique a précisé les nuances qui permettent de définir clairement cette typologie en révélant plus précisément le ratio chaux/granulat. La prise en compte de la succession des maçonneries autorise à situer la typologie dans la chronologie. On peut alors parler de typochronologie des mortiers. Par là même, il devient possible de placer dans la chronologie une maçonnerie, dont les liens stratigraphiques n’auraient pas pu être déterminés dans le complexe architectural.

75Au total, huit types de mortiers différents ont pu être révélés. Trois d’entre eux marquent clairement les principales étapes de travaux dont Notre-Dame-sous-Terre a fait l’objet.

76Ainsi, le mortier de type 1 (type « marron » – état 1) a été utilisé pour les élévations du bâtiment quadrangulaire primitif dans lequel s’inscrit l’actuelle zone orientale (fig. 21). Il s’agit d’un mortier de chaux de couleur blanc marron, contenant un sable à forte teneur en quartz et micas (50 à 60 % du mélange). Sa granulométrie est relativement fine (< 2 mm) et quelques éléments de roche granitique centimétriques lui sont associés. Ce mortier se caractérise enfin par la présence de quelques nodules de chaux ainsi que par la présence de quelques rares fragments de terres cuites architecturales millimétriques (tuileau en pollution ?).

Fig. 21 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 1 (mortier type 1) prélevé sur le mur gouttereau nord (US 033).

Fig. 21 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 1 (mortier type 1) prélevé sur le mur gouttereau nord (US 033).

Mortier de chaux de couleur blanc marron, présentant de nombreux nodules de chaux et quelques fragments de tuileau. Le sable est fin et abondant, à quartz et nombreux micas et quelques éléments centimétriques de roche granitique.

77Le mortier de type 2 (type « jaune » – état 2) a été retrouvé dans les maçonneries qui restructurent l’espace primitif (mur médian comprenant les piles, aménagement du niveau supérieur contre le mur oriental ; fig. 22). Il s’agit d’un mortier de chaux de couleur blanc jaunâtre, contenant un sable fin quartzeux et micacé et quelques éléments de roches centimétriques associés. Il est possible de le différencier du type 1 car la phase sableuse y est moins abondante (30 à 40 % du mélange). On notera également l’absence totale de nodule de chaux, dont la présence caractérisait le mortier de la phase primitive.

Fig. 22 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 2 (mortier type 2) prélevé sur le pilier central (US 019).

Fig. 22 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 2 (mortier type 2) prélevé sur le pilier central (US 019).

Mortier de chaux de couleur blanc jaunâtre, sans nodules de chaux. Le sable est fin, quartzeux et micacé et à quelques éléments de roches centimétriques. La phase sableuse est moins abondante que dans le type 1.

78Le mortier 3 (type « blanc » – état 3) concerne la quasi-totalité des maçonneries de l’espace du vestibule occidental (phase romane ; fig. 23). Il s’agit d’un mortier de chaux très blanc contenant un sable fin quartzeux et micacé, mais ne contenant pas d’éléments de roche centimétriques, ni de tuileau (éléments reconnus dans les deux types antérieurs).

Fig. 23 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 3 (mortier type 3) prélevé sur l’extrémité occidentale du mur nord (US 006).

Fig. 23 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 3 (mortier type 3) prélevé sur l’extrémité occidentale du mur nord (US 006).

Mortier de chaux très blanc, contenant un sable fin quartzeux et micacé, sans élément de roche centimétrique et sans tuileau.

79Si ces trois types de mortier marquent les trois états principaux de la construction, d’autres types de mortier ont été reconnus mais concernent des ensembles de maçonneries beaucoup plus réduits, correspondant sans doute à des traitements architecturaux spécifiques (baie, voûte, etc.). Ainsi, le type 4 concerne l’aménagement de la baie, sans doute romane, au nord dans la troisième travée. Le type 5 concerne des mortiers prélevés au niveau du rocher visible dans la chapelle sud (dit « mur cyclopéen »). Le type 6 correspond aux maçonneries du couloir qui mène à l’église haute. Les types 7 et 8 concernent des reprises au niveau supérieur des chapelles orientales.

4.2. L’origine des matériaux

80Les moyens d’investigation mis en place ne nous permettent pas de déterminer l’origine de la ou des chaux utilisée(s). Quant au sable, l’absence totale et systématique de débris de coquilles laisse à penser qu’il ne s’agit aucunement de sable marin, mais sans doute plus certainement de sable fluviatile, voire d’altération (ce qu’on appelle localement le Head). Vu la complexité des dépôts et de leur dynamique, il n’a pas été possible de déterminer clairement l’origine du sable utilisé qui, par ses caractéristiques pétrographiques (associant donc quartz et micas), a très certainement été extrait dans le complexe de la baie.

81L’étude des mortiers est donc partie prenante de la démarche d’archéologie du bâti. En effet, si elle permet seulement de souligner la succession des maçonneries lorsqu’elle est concrète, ce type de démarche autorise la formulation ou confirme des hypothèses de chronologie lorsque les relations stratigraphiques sont difficiles à établir, voire totalement absentes. Enfin, c’est lors de cette étape d’investigation, du prélèvement sur site à l’analyse en laboratoire, qu’il a été possible d’isoler des charbons de bois, éventuelle pollution lors de la préparation du mortier, que ce soit au moment de la calcination de la pierre à chaux ou lors du gâchage. Ceux-ci ont été soumis à des datations par le radiocarbone.

5. L’étude par thermoluminescence de terres cuites architecturales (Pierre Guibert et Sophie Blain)

82La thermoluminescence a été mise en œuvre à l’église Notre-Dame-sous-Terre au Mont-Saint-Michel sur des éléments de terre cuite. L’objectif était, à partir des âges de cuisson obtenus, de préciser la chronologie d’édification des structures architecturales étudiées lorsqu’il est avéré que les matériaux ne sont pas des remplois. Quatorze échantillons de brique ont été extraits de maçonneries appartenant à deux grandes phases d’édification selon l’étude archéologique préalable. À l’exception d’un échantillon dont la date, établie par la thermoluminescence (TL), indique une ancienneté plus importante de deux siècles que les autres, les résultats des datations recouvrent le xe siècle et tendent à montrer que les deux ensembles maçonnés se sont succédé à quelques décennies d’intervalle.

5.1. Rappels sur la datation par luminescence des terres cuites

  • 54 Goedicke et al. 1981 ; Guibert et al. 1998.
  • 55 Bailiff et Holland 2000 ; Goedicke 2003 ; Galli et al. 2004 ; Vieillevigne et al. 2006.

83L’utilisation de la thermoluminescence (TL) ou de la luminescence optiquement stimulée (OSL) pour la datation d’objets élaborés durant les périodes médiévales est relativement peu fréquente ; elle est majoritairement impliquée dans des problématiques paléoenvironnementales ou paléo-anthropologiques. Plus précisément, l’utilisation de la thermoluminescence en lien avec l’archéologie du bâti est plutôt européenne ; son emploi s’est révélé porteur d’informations pertinentes54. Ce n’est en fait que relativement récemment, grâce aux avancées méthodologiques enregistrées dans le domaine de la chronologie, que l’utilisation de la TL dans le cadre de l’archéologie du bâti a connu un nouvel essor55. En pratique, la mise en œuvre de la datation par luminescence est une chaîne opératoire complexe (hautement technique) incluant le choix de l’échantillon en fonction des questions spécifiques à résoudre, les mesures de radioactivité sur le terrain, la caractérisation des matériaux, l’extraction des minéraux vecteurs de l’information chronologique, la mesure de dose équivalente, les mesures de radioactivité naturelle des échantillons et enfin la combinaison de l’ensemble des mesures pour aboutir à une datation. Des simplifications de cette chaîne opératoire sont parfois proposées par des laboratoires de service : il ne s’agit pas à proprement parler de datations mais d’estimations d’ordre de grandeur des âges, suffisantes pour discerner des copies de terres cuites récentes de modèles antiques, très insuffisantes et inopérantes pour la recherche archéologique.

5.2. Objectifs et matériel d’étude : les briques

  • 56 Bouärd 1975.
  • 57 Baylé 1999 ; Baylé et al. 1998 ; Baylé 1997 ; Sapin 1997 ; Id. 2002.

84En partant du principe que la thermoluminescence permet de dater la dernière cuisson subie par les matériaux, l’étude de Notre-Dame-sous-Terre s’organise autour de plusieurs objectifs. Le premier concerne l’événement daté par la méthode ; s’agit-il de la cuisson inhérente à la fabrication de la brique elle-même ou bien du chauffage provoqué par un incendie qui, d’après le cartulaire montois, serait intervenu à la fin du xe ou au début du xie siècle ? Le second objectif est de déterminer si, comme le suggérait M. de Bouärd56 en 1975, les briques utilisées dans la construction d’édifices préromans constituent des remplois antiques, ou, si au contraire, comme le pressentent depuis quelques années certains archéologues, ces terres cuites ont été produites au moment de leur construction, et sont donc contemporaines. Enfin, dans le cas où ces matériaux de terre cuite apparaîtraient n’avoir pas été altérés par l’incendie et où ils seraient contemporains de l’édification de l’église, nous pourrions alors non seulement vérifier les hypothèses d’attribution chrono-typologique de l’édifice57, mais également les tester ou les affiner en proposant des datations physiques des différentes phases définies archéologiquement.

85L’échantillonnage doit satisfaire plusieurs exigences. Le choix des prélèvements s’est effectué collectivement afin de couvrir l’ensemble des problématiques historiques (datation : validation/réfutation, affinement) et archéologiques (évolution/homogénéité de la construction, nombre de phases, recours au remploi). D’autre part, la multiplicité de l’échantillonnage dans une même structure architecturale est une nécessité méthodologique, car il s’agit de s’assurer de la bonne représentativité des mesures d’âge vis-à-vis des événements à dater. Il sera ainsi possible d’évaluer la contemporanéité des échantillons étudiés en analysant la convergence des résultats de datation.

86Au total, quatorze fragments de briques ont été extraits, à l’aide d’un burin, de neuf zones de prélèvement (fig. 24 et tableau A). Ils proviennent, pour la majorité d’entre eux, de deux ensembles architecturaux qui, d’après les observations archéologiques, ont été construits lors de deux phases de construction distinctes. Huit échantillons ont été prélevés dans les ouvertures des murs périphériques (US 62, 65, 66 et 73) correspondant à la phase la plus ancienne de Notre-Dame-sous-Terre. Cinq autres proviennent des niches latérales des chapelles orientales (US 22 et 27) et de l’épi médian central (trou de boulin, US 18, et intrados de l’arc entre piliers US 19 et US 20) ; cet ensemble appartient à la seconde phase de construction. Enfin, un échantillon a été prélevé dans les tribunes à l’étage (US 45), entre les chapelles et l’épi central, dont la période d’édification demeure indéterminée.

Fig. 24 Plan de l’église Notre-Dame-sous-Terre dans son état actuel (d’après CEM 1998) et numérotation des zones de prélèvement pour les études de thermoluminescence, d’archéomagnétisme et de radiocarbone.

Fig. 24 Plan de l’église Notre-Dame-sous-Terre dans son état actuel (d’après CEM 1998) et numérotation des zones de prélèvement pour les études de thermoluminescence, d’archéomagnétisme et de radiocarbone.

L’édifice primitif correspond aux deux nefs orientales avec leur sanctuaire respectif et leurs ouvertures. La partie occidentale de l’église a été ajoutée ultérieurement, à la période romane (xiie siècle).

Tableau A Localisation des échantillons prélevés pour datation en fonction des états de construction.

Tableau A Localisation des échantillons prélevés pour datation en fonction des états de construction.

Nomenclatures utilisées pour la TL, le 14C et l’AM et commentaires sur les prélèvements. Les US pour lesquelles datations TL et AM ont été effectuées sont en grisé.

5.3. Les résultats et leur interprétation

  • 58 Blain et al. 2007.

87Les conditions expérimentales dans lesquelles les datations par thermoluminescence ont été réalisées sont précisées en annexe 1 de cet article. Elles ont fait l’objet d’une publication méthodologique récente58. La datation par luminescence caractérisant le dernier chauffage du matériau, et les prélèvements ayant été réalisés dans la partie la plus externe des briques, il était important de tester l’influence éventuelle de l’incendie mentionné vers l’an Mil. Les mortiers associés aux briques Bdx 8858 et Bdx 8861 situées dans la partie orientale de l’église, c’est-à-dire la zone potentiellement atteinte par le feu, ont fait l’objet d’une analyse TL sur leurs minéraux silicatés afin de tester s’ils avaient été chauffés ou non. Les résultats de cette expérience préliminaire ont clairement montré que les signaux de la thermoluminescence naturelle étaient d’origine purement géologique. Les mortiers de l’église Notre-Dame-sous-Terre n’ont donc pas subi de chauffe suffisamment importante pour avoir marqué leur luminescence, l’incendie, s’il a touché l’église souterraine, n’ayant pas eu d’impact sur les matériaux de construction : la TL des briques est bien liée à la cuisson subie lors de leur fabrication. D’autre part, l’analyse par archéomagnétisme de ces briques a abouti à la même conclusion : aucune aimantation secondaire, typique d’une cuisson ultérieure (incendie), n’a été détectée.

Fig. 25 Distance réduite entre les âges individuels et l'âge moyen de l'ensemble des échantillons étudiés.

Fig. 25 Distance réduite entre les âges individuels et l'âge moyen de l'ensemble des échantillons étudiés.

Les valeurs hors de l’intervalle [-2 ; +2] peuvent être considérées comme statistiquement anormales. L’échantillon Bdx 8860, par exemple, est en dehors du groupe ; il s'agit selon toute vraisemblance d'un élément remployé.

Fig. 26 Résultats des datations TL moyennés par maçonnerie et par phase de construction pour l’église Notre-Dame-sous-Terre.

Fig. 26 Résultats des datations TL moyennés par maçonnerie et par phase de construction pour l’église Notre-Dame-sous-Terre.

On a matérialisé les écarts-types statistique et total par une barre d'erreur en double et simple épaisseurs, respectivement.

88Le tableau B présente les données analytiques permettant d’aboutir à l’âge des échantillons. La composition radiochimique des échantillons montre des teneurs assez élevées en potassium, comprises entre 2,3 et 3,6 % environ. Comme pour le potassium, les teneurs en uranium et thorium présentent une variabilité notable intrinsèque à la matière première. Nous soulignerons que l’image générale donnée par la radiochimie de la série d’échantillons étudiés est celle d’un matériau peu homogène, ce qui laisse supposer plusieurs sources de terre, ou une source hétérogène, pour la manufacture des briques, y compris au sein d’une même maçonnerie.

Tableau B Datation par thermoluminescence de briques de Notre-Dame-sous-Terre.

Tableau B Datation par thermoluminescence de briques de Notre-Dame-sous-Terre.

Les données ont été regroupées par maçonnerie. La nature des inclusions utilisées pour la détermination de la dose naturelle (De) est précisée selon la codification suivante : GIQ, grandes inclusions de quartz (80-200 µm) ; piQ, petites inclusions de quartz (3-12 µm). Ont été indiquées les grandeurs suivantes : k ou coefficient d’efficacité alpha, les teneurs en potassium (K), uranium, thorium des briques, les doses annuelles alpha, bêta, environnementales (comprenant gamma et cosmiques), la dose annuelle totale, et enfin l’âge-TL en nombre d’années par rapport à la date de l’analyse (2006), l’écart-type total correspondant et la composante statistique de l’écart-type.

89L’incertitude, c’est-à-dire la possibilité d’erreur exprimée en années, avec laquelle ces datations ont été déterminées est précisée pour chaque âge TL. Elles sont de deux types, statistiques et systématiques, qui, combinées, forment l’incertitude globale. Elles ont des propriétés spécifiques : les incertitudes dites statistiques agissent indépendamment d’un échantillon à l’autre et contribuent à la dispersion des résultats. Elles ont pour origine principale ici les aléas de comptage en spectrométrie gamma ainsi que la dispersion inévitable des mesures de TL effectuées sur des prises d’essai indépendantes.

90Les incertitudes systématiques concernent tous les résultats des mesures : elles proviennent des inexactitudes (estimées ou mesurées) d’étalonnage des différents systèmes mis en œuvre dans l’opération de datation, ainsi que, pour une part non négligeable, celle sur l’estimation du taux d’humidité moyen des briques au cours du temps. À la différence des incertitudes statistiques, les systématiques agissent toutes dans le même sens quel que soit l’échantillon, et elles sont irréductibles même si l’on accroît le nombre de datations.

  • 59 CEA 1978.

91La datation de plusieurs échantillons pour une seule structure archéologique permet d’augmenter la représentativité de l’approche chronologique et de tester la convergence des mesures. Il s’agit ici de vérifier si la dispersion observée des mesures d’âge peut être expliquée par les seules incertitudes statistiques ou bien si des facteurs externes au processus de datation viennent accroître les écarts. Il peut s’agir, par exemple, de remplois ou de maçonneries d’âge suffisamment espacé pour que cela soit observable directement à partir des mesures individuelles. L’indicateur de convergence est la distance statistique entre l’âge moyen de la série d’échantillons et l’âge individuel. Ce paramètre est typiquement gaussien, aussi son intervalle de variation est-il compris entre - 2 et + 2 avec une probabilité de 95 %. Nous considèrerons ainsi que tout échantillon hors de cet intervalle révèle une anomalie au sens statistique. À la figure 25, on observe ainsi qu’hormis l’échantillon Bdx 8860 de la tribune (US 45), l’ensemble des âges TL pour l’ensemble de l’édifice concorde avec la dispersion attendue des résultats59.

92Le tableau C et la figure 26 regroupent les datations par US et par phase. La première constatation est qu’aucun des échantillons de Notre-Dame-sous-Terre n’apparaît suffisamment ancien pour impliquer un remploi d’un édifice gallo-romain. La majorité des datations s’établissent dans le courant du xe siècle. L’échantillon Bdx 8860 prélevé dans la tribune doit être distingué de l’ensemble des treize autres. Avec une date de 716 ± 84 apr. J.-C., nous l’interprétons comme une brique de remploi. Les autres datations individuelles ne se distinguent pas suffisamment les unes des autres pour définir des âges de cuisson distincts. En supposant la contemporanéité des briques dans chaque maçonnerie, ce que n’infirme pas le test précédent compte tenu de la résolution chronologique de la thermoluminescence, nous pouvons calculer les dates moyennes des différentes maçonneries lorsque plusieurs briques y ont fait l’objet d’un prélèvement. Les datations correspondantes convergent vers le milieu et la fin du xe siècle.

  • 60 L’incertitude précisée représente uniquement un écart-type statistique sur la moyenne des dates ca (...)

93Selon le même principe, nous avons cherché à déterminer l’âge moyen obtenu pour la production des briques de chacune des phases de construction. Pour cela on suppose que chaque phase d’aménagement est de courte durée et que les productions de briques correspondantes sont contemporaines. Les résultats sont les suivants60 :

  • phase 1 (moyenne de 8 datations) 952 ± 26 apr. J.-C. ;
  • phase 2 (moyenne de 5 datations) 986 ± 31 apr. J.-C.

94On constate le recouvrement des intervalles chrono­logiques, cependant, une analyse de l’écart entre les deux moyennes, comparée à leurs écarts-types statistiques, montre que c’est avec une forte tendance (à environ 80 % de probabilité) que les datations TL s’accordent avec la succession des phases proposée par l’analyse archéologique (la date TL de la phase 2 est effectivement postérieure à celle de la phase 1). De plus, il est possible d’évaluer l’intervalle de temps maximal séparant les deux phases de construction : les phases paraissent séparées par moins de 60 ans avec un niveau de confiance de 68 %, et par moins de 100 ans avec un niveau de confiance de 95 %.

95Afin de recaler ces datations dans le contexte plus global du calendrier historique et des datations radiocarbone calibrées, nous devons tenir compte également des incertitudes systématiques inhérentes à la méthode et au laboratoire (calibration, évaluation du taux d’humidité moyen des briques).

  • phase 1 (8 datations) 952 ± 47 apr. J.-C. ;
  • phase 2 (5 datations) 986 ± 48 apr. J.-C.

5.4. Conclusion de l’étude de thermoluminescence

96Une fois établi que l’incendie vers l’an Mil n’a pas eu d’impact sur la thermoluminescence des briques, la campagne de mesures a permis de préciser l’intervalle chronologique dans lequel les briques de Notre-Dame-sous-Terre avaient été élaborées. Les datations TL moyennées présentées dans cette partie résultent d’une des approches statistiques possibles. Nous avons choisi de regrouper les quatorze dates individuelles qui ont été moyennées tout d’abord par structure maçonnée, puis par phase, afin d’améliorer la précision et la justesse de la datation du phasage (tableau C). À l’exception du très probable remploi d’une brique provenant de la tribune (date apparente du viiie siècle environ), les résultats confortent les données archéologiques quant à la succession de ces deux phases. La première correspond à la construction des murs périphériques de l’édifice primitif. Quelques décennies plus tard, la construction a vraisemblablement été prolongée par l’ajout des deux sanctuaires orientaux et de l’épi médian.

Tableau C Les dates moyennes pondérées et les incertitudes correspondantes sont reportées pour chaque échantillon, chaque maçonnerie et chaque phase.

Tableau C Les dates moyennes pondérées et les incertitudes correspondantes sont reportées pour chaque échantillon, chaque maçonnerie et chaque phase.

97Cette étude de thermoluminescence a par ailleurs permis de préciser l’approvisionnement en matériau de construction des chantiers du haut Moyen Âge. Ainsi, il est apparu que les maçons, à cette époque, au Mont-Saint-Michel, ne pratiquaient pas systématiquement le remploi de matériaux, mais qu’il existait bien une activité de production de terres cuites architecturales.

6. Terre cuite architecturale et archéomagnétisme (Philippe Lanos, Annick Chauvin et Philippe Dufresne)

6.1. Principes de l’archéomagnétisme

  • 61 Thellier 1981 ; Lanos et al. 1999 ; Lanos 2005.

98L’archéomagnétisme repose sur la variation du champ magnétique terrestre (CMT) au cours du temps, en direction et intensité, et sur la propriété qu’ont les oxydes de fer présents dans les argiles d’enregistrer sous forme d’aimantation ce champ au cours du refroidissement consécutif à un chauffage supérieur à 700° C (aimantation thermo­rémanente). La mesure de cette aimantation sur un ensemble de briques cuites à un même moment dans un four peut permettre de dater la cuisson de fabrication par comparaison aux courbes de variation de référence du CMT. La précision des résultats de datation dépend de l’homogénéité archéologique du matériel étudié, de la précision des mesures et de la connaissance des courbes de référence61.

99Pour la période considérée ici, l’objectif est d’acquérir de nouvelles mesures magnétiques en direction (inclinaison et déclinaison) et en intensité, sur des sites datés indépendamment par la TL, le 14C et l’archéologie du bâti. Le but est d’améliorer tout particulièrement la courbe de variation de l’intensité du CMT en France durant le haut Moyen Âge. À terme, au-delà de la présente étude, la courbe obtenue pourra contribuer à préciser les datations fournies par la thermoluminescence et le radiocarbone sur l’ensemble des sites étudiés dans le cadre du programme du groupe de recherche.

6.2. Les prélèvements

  • 62 Ce type de prélèvement, incontournable, a nécessité une restauration. Les trous ont été rebouchés (...)

100Nous avons prélevé directement sur les briques des échantillons (carottes) de 25 mm de diamètre et de longueur pouvant atteindre 10 cm, à l’aide d’un carottier portatif muni d’un foret diamanté sous circulation d’eau. Il est nécessaire de prélever un grand nombre d’éléments afin de compenser les inévitables erreurs de positionnement qui surviennent lors du carottage62, et du fait qu’il s’agit de matériaux dits « déplacés » (cf. section 6.3). Les zones de prélèvement des échantillons destinés aux datations archéomagnétiques (AM) et leur relation avec les prélèvements TL et 14C sont données dans le tableau A et la figure 24 : 107 briques différentes ont été carottées.

101Les échantillons ont été tronçonnés en un ou plusieurs cylindres de 22 mm de longueur, appelés spécimens. Les différents spécimens d’une même carotte servent à différentes mesures (mesures d’aimantation, de désaimantation, d’anisotropie, de détermination de l’archéointensité, de détermination des effets de vitesse de refroidissement…). Les spécimens ayant servi aux déterminations de l’aimantation rémanente naturelle et de l’archéointensité sont ceux situés au plus près de la surface des briques.

6.3. Étude des directions d’aimantation : inférence sur les positions de cuisson des briques

  • 63 Lanos 1990 ; Id. 1994 ; Lanos et al. 1999.

102Les matériaux de construction comme les tuiles et briques (terres cuites architecturales) sont dits « déplacés », du point de vue de l’archéomagnétisme, au sens où ils ne sont pas retrouvés dans la position qu’ils occupaient lors de leur dernière cuisson (à la fabrication). La mesure de la direction de l’aimantation rémanente sur de tels objets n’a de signification que si elle est exprimée dans un repère associé à l’objet. Il s’agit d’un repérage relatif que l’on peut, sous certaines hypothèses, relier à la position occupée dans l’espace (le repère géographique) par l’objet au moment de sa cuisson, d’où, dans certains cas, la possibilité de remonter à l’inclinaison du CMT ancien. En revanche, la déclinaison du CMT, angle entre la direction du nord magnétique au moment de la cuisson et la direction du nord géographique, restera toujours inaccessible63.

103On peut émettre l’hypothèse que, pour des raisons de commodité et de logique de remplissage des fours, les « matériaux parallélépipédiques » comme les tuiles et briques reposaient, lors de leur cuisson, sur une de leurs faces planes. Si on admet – ce qui peut toujours être discuté – que la sole du four était horizontale et plane, la mémoire du plan horizontal est conservée par l’une des faces des objets. La mesure de l’aimantation, dans un repère de carottage associé aux axes de symétrie de l’objet, permet alors de calculer la valeur de l’inclinaison pour chacune des trois positions théoriques simples envisageables : à plat, de chant ou debout.

  • 64 Lanos 1990 ; Id. 1994.

104Dans l’hypothèse d’un modèle dipolaire du CMT, on peut montrer qu’à nos latitudes, une seule de ces positions satisfait la condition d’une inclinaison comprise dans l’intervalle (55° à 75°) de variation du CMT au cours de la période historique64. En conséquence, ce test fournit la bonne valeur de l’inclinaison, qui sert à la datation, et fournit en outre un renseignement technologique perdu : la position de cuisson. Ce raisonnement n’a évidemment de valeur que si l’on considère un grand nombre d’éléments différents, car les matériaux n’étaient pas, en réalité, positionnés au fil à plomb : ils étaient souvent affectés de pendages individuels dont on suppose que l’effet moyen est nul. Si le pendage individuel devient supérieur à 10 ou 15°, comme cela a pu être le cas dans certains types de chargement, il peut y avoir alors ambiguïté ou erreur dans la détermination de la position de cuisson.

105Les mesures des aimantations thermorémanentes des briques de Notre-Dame-sous-Terre, après désaimantation thermique progressive en champ nul au laboratoire, montrent des positions de fabrication fort différentes du standard décrit précédemment. Les stéréogrammes obtenus par exemple pour le pilastre US 18 (fig. 27) et pour la chapelle nord, niche US 26 (fig. 28), montrent des directions d’aimantation très dispersées, d’où l’impossibilité de déterminer une inclinaison moyenne significative permettant la datation.

Fig. 27 Notre-Dame-sous-Terre, arc pilastre US 18 (mur médian).

Fig. 27 Notre-Dame-sous-Terre, arc pilastre US 18 (mur médian).

Stéréogramme des directions d’aimantation mesurées sur les briques (50353B).

Fig. 28 Notre-Dame-sous-Terre, chapelle nord, niche US 26.

Fig. 28 Notre-Dame-sous-Terre, chapelle nord, niche US 26.

Stéréogramme des directions d’aimantation mesurées sur les briques (50353C).

  • 65 Lanos 2002.
  • 66 Lanos 1990 ; Id. 1994.

106Aucune des US prélevées pour l’archéomagnétisme ne permet d’exploiter l’inclinaison à des fins de datation. En revanche, une information d’ordre technologique importante a été obtenue en étudiant de plus près les positions qu’avaient les briques au moment de leur fabrication. Les désaimantations thermiques montrent que la dispersion des directions d’aimantation n’est pas explicable par la présence d’aimantations secondaires qui auraient été acquises lors d’un incendie par exemple. De même, la thermoluminescence sur des échantillons de mortiers ne montre aucune trace d’incendie, donc de réchauffage total ou partiel des briques. Par ailleurs, la cohérence des résultats de datation TL ainsi que la cohérence des archéointensités (cf. section suivante) indiquent qu’il ne s’agit probablement pas d’un mélange de matériaux récupérés. Si les incertitudes de positionnement au moment du carottage peuvent être invoquées, le même type de carottage opéré sur d’autres sites, comme par exemple sur les briques utilisées dans les piles de l’aqueduc de Fréjus65, a pu conduire à des résultats qui montrent une grande cohérence des positions de cuisson. Par conséquent, dans l’hypothèse de lots cuits à un même moment, l’origine de la dispersion des aimantations observées peut s’expliquer par des positions de cuisson elles-mêmes très dispersées autour des positions classiques66 à plat ou sur tranche (de chant ou debout). Nous avons procédé à une reconstitution des positions de cuisson des briques avec le logiciel modeleur 3D « Moray » scénarisé par le logiciel « POV-Ray », en partant de l’hypothèse que les briques de chaque US prélevée avaient connu la même direction de champ magnétique et étaient posées sur un plan commun. On part de la situation en figure 29a. L’alignement des vecteurs d’aimantation conduit à la figure 29b et la minimisation des angles entre les bases des briques et le plan commun conduit à la figure 29c. Un autre exemple de reconstitution est proposé pour les briques de la chapelle nord, niche US 26 (fig. 30). Pour un même champ et pour un même plan commun, plusieurs arrangements sont possibles par translation des briques dans l’espace. La figure 31 propose un autre mode d’empilement des briques provenant de la chapelle nord, niche US 26.

Fig. 29a Vecteurs « aimantation » portés par les briques.

Fig. 29a Vecteurs « aimantation » portés par les briques.

Fig. 29b Alignement sur une direction magnétique commune (arc pilastre US 20, 50353A).

Fig. 29b Alignement sur une direction magnétique commune (arc pilastre US 20, 50353A).

Fig. 29c Minimisation de l’angle entre les bases des briques et le plan commun (arc pilastre US 20).

Fig. 29c Minimisation de l’angle entre les bases des briques et le plan commun (arc pilastre US 20).

Fig. 30 Reconstitution des positions de cuisson pour la chapelle nord, niche US 26.

Fig. 30 Reconstitution des positions de cuisson pour la chapelle nord, niche US 26.

Fig. 31 Reconstitution des positions de cuisson pour la chapelle nord, niche US 26.

Fig. 31 Reconstitution des positions de cuisson pour la chapelle nord, niche US 26.
  • 67 Lanos 1990 et Id. 1994.

107La figure 32 propose une reconstitution pour les briques des US 18 et 20 du mur médian. Il ressort de ces différentes reconstitutions que les briques de Notre-Dame-sous-Terre semblent avoir été cuites dans des positions sur tranche selon des pendages très forts et très variés autour de la verticale. Contrairement à la très grande régularité de l’empilement des briques dans les fours à l’époque romaine ou bien à partir du Moyen Âge central67, nous sommes ici en présence d’une logique de cuisson tout à fait différente de type « en meule ». Tout semble indiquer que les briques étaient cuites en meule sur une surface plane, en l’absence de parois de four permanentes. Dans cette hypothèse, la forme oblongue des matériaux oblige probablement à des pendages importants afin d’assurer la stabilité de l’empilement. Bien que nous perdions la possibilité de dater à partir de l’inclinaison, nous obtenons là une information artisanale inattendue sur le mode de cuisson des briques.

Fig. 32 Reconstitution des positions de cuisson pour les briques des arc des pilastres des US 18 et 20 (mur médian).

Fig. 32 Reconstitution des positions de cuisson pour les briques des arc des pilastres des US 18 et 20 (mur médian).

6.4. Détermination de l’intensité du champ géomagnétique au moment de la fabrication

108Les déterminations d’archéointensités ont été effectuées sur 39 spécimens de briques sélectionnées dans les zones pour lesquelles des datations TL ont été effectuées : 50353A, B, D, E, F et G (tableau A), afin de pouvoir assurer une corrélation directe entre champ magnétique ancien déterminé et datation absolue. C’est la raison pour laquelle l’ensemble 50353C n’a pas fait l’objet de mesures d’archéointensité. Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau D, en fonction des zones de prélèvement et des états reconnus par l’archéologie du bâti.

  • 68 Thellier 1959 ; Chauvin et al. 2000 ; Gomez-Paccard et al . ; Id. 2006 à paraître.

109La détermination de l’intensité du CMT ancien ne nécessite pas un repérage géographique des échantillons sur le terrain. On peut ainsi étudier aussi bien des matériaux de construction comme les tuiles et briques que des poteries ou encore des fragments d’argile cuite provenant de parois de fours, sans se soucier de la position de fabrication. Les 39 spécimens ont fait l’objet d’une étude complète d’archéointensité selon le protocole suivi à Rennes68, incluant désaimantation thermique (fig. 33), réaimantation sous champ contrôlé de 60 µT, détermination de l’anisotropie d’aimantation thermorémanente, détermination des effets de vitesse de refroidissement (entre 1 h et 24 h à l’étape 500° C). La désaimantation thermique montre que la grande majorité des spécimens étudiés possèdent une seule composante d’aimantation thermorémanente acquise à la cuisson lors de la fabrication des briques (fig. 33).

Fig. 33 Diagramme de désaimantation thermique en champ nul sur le spécimen 50353B_2B3 : il s’agit du spécimen 3 de la brique 2 provenant du pilier 18 (mur médian).

Fig. 33 Diagramme de désaimantation thermique en champ nul sur le spécimen 50353B_2B3 : il s’agit du spécimen 3 de la brique 2 provenant du pilier 18 (mur médian).

Le vecteur aimantation est projeté selon 2 plans orthogonaux (xy) et (yz) dans un diagramme dit de Zijderveld. Les points représentent les étapes de température successives entre 20° C et 566° C. L’alignement des points selon 2 droites indique qu’il existe une seule composante d’aimantation dans ce spécimen.

110Le résultat de la détermination de l’archéointensité sur un spécimen est présenté en figure 34, sous la forme d’un diagramme dit d’ARAI qui représente l’évolution de l’aimantation acquise au laboratoire en fonction de la perte de l’aimantation d’origine archéologique. L’alignement des points expérimentaux (cercles) permet de déterminer une droite dont la pente est proportionnelle au champ ancien. Les déterminations d’archéointensité sont effectuées au laboratoire avec des temps de refroidissement des spécimens dans les fours d’une heure en moyenne. On peut penser que les briques ont mis plus longtemps à refroidir en réalité. Des expériences d’acquisition de l’aimantation sont donc menées avec un refroidissement en 24 heures afin d’évaluer le taux de correction nécessaire à apporter aux aimantations. La correction de l’effet de vitesse de refroidissement a été effectuée sur les spécimens qui présentent un taux supérieur à la dérive de l’aimantation (dues aux chauffes successives lors des expériences). L’archéointensité finale Fa corr. (corrigée ou non) est donnée avec son erreur dans les deux dernières colonnes du tableau D. La figure 35 permet de suivre les valeurs en fonction des zones de prélèvement. Elle montre une très bonne cohérence des archéointensités pour l’état 1 tandis qu’une dispersion plus importante apparaît pour l’état 2. Ce dernier état semble être composé de valeurs très proches de celles de l’état 1 (autour de 70 µT) et d’autres valeurs étalées entre 35,91 et 60 µT.

Fig. 34 Diagramme (dit d’ARAI) montrant la diminution progressive, en fonction de la température, de l’aimantation de l’échantillon au fur et à mesure que celle-ci est remplacée par une aimantation acquise au laboratoire dans un champ magnétique connu (fixé à 60 µT).

Fig. 34 Diagramme (dit d’ARAI) montrant la diminution progressive, en fonction de la température, de l’aimantation de l’échantillon au fur et à mesure que celle-ci est remplacée par une aimantation acquise au laboratoire dans un champ magnétique connu (fixé à 60 µT).

La pente de la droite passant au mieux par les points est proportionnelle à l’intensité du champ ancien. La valeur du champ magnétique ancien est obtenue en multipliant la pente moyenne par la valeur du champ imposé au laboratoire. Les lignes « en équerre » correspondent à des tests de réaimantation à des températures inférieures afin de contrôler la stabilité minéralogique du spécimen étudié.

Fig. 35 Valeurs d’archéointensité en fonction des états et des zones de prélèvement.

Fig. 35 Valeurs d’archéointensité en fonction des états et des zones de prélèvement.

La courbe en noir représente les archéointensités Fa avant correction des effets de vitesse de refroidissement. La courbe en gris celles après correction.

111Deux US permettent une comparaison directe des résultats de la thermoluminescence et de ­l’archéomagnétisme. Les briques 50353F-1B et 50353F-2B de la chapelle nord (niche US 27) et les briques 50353G-2B et 50353G-3B de la chapelle sud (niche US 22) ont fait l’objet de prélèvements AM et TL communs. Les spécimens 50353F-1B1 et 50353F-2B2 de la chapelle nord donnent respectivement une archéointensité de 72,93 et de 80,23 µT pour des datations TL 8865 et 8864 respectivement de 985 et 1054 AD. Le spécimen 50353G-3B1 de la chapelle sud donne une archéointensité de 57,74 µT pour une datation TL 8863 de 954 AD.

112Les trois datations TL sont cohérentes entre elles alors que les trois archéointensités sont très dispersées. Ceci milite en faveur de problèmes de stabilité de la minéralogie magnétique au cours des chauffes pour certains de ces spécimens (cf. dérive importante des spécimens 50353F-2B2 et 50353G-3B1 en colonne 11 du tableau D). Il convient d’indiquer que les échantillons communs TL – AM se prêtaient mal aux mesures archéomagnétiques pour les raisons suivantes :

  • briques friables d’où une difficulté à obtenir des spécimens cylindriques parfaits ;
  • cuisson de type réductrice au centre, d’où une minéralogie magnétique pouvant évoluer plus facilement au cours des chauffes au laboratoire (comme cela s’est produit).

Tableau D Détermination des archéointensités sur trente-neuf spécimens provenant des prélèvements 50353A, B, D, E, F, G (Cf. tableau A et figure 24) en connexion avec les datations TL.

Tableau D Détermination des archéointensités sur trente-neuf spécimens provenant des prélèvements 50353A, B, D, E, F, G (Cf. tableau A et figure 24) en connexion avec les datations TL.

Colonnes T1 et T2 : gamme de température pour la sélection des points dans le diagramme d’ARAI (fig. 34). Colonnes 4, 5 et 6 : inclinaison, déclinaison et intensité de l’aimantation dans le repère de la brique. Colonne 7 : nombre de points N dans le diagramme d’ARAI utilisés pour déterminer l’archéointensité (N = 12 pour le spécimen de la fig. 34). Colonnes 8 et 9 : archéointensité Fa obtenue et erreur Sig. Colonne 10 : taux de correction de l’effet de la vitesse de refroidissement. Colonne 11 : taux de dérive de l’aimantation due aux chauffes successives. Colonnes 12 et 13 : archéointensité Fa corrigée si taux vitesse supérieur à taux de dérive, inchangée sinon, et erreur associée.

113Sur les US autres que les niches des chapelles nord et sud, on a choisi de carotter des briques dures, en apparence bien cuites et aux faces bien conservées. Ceci facilite le carottage et le repérage des échantillons. De plus, les briques rouges ont dû connaître des cuissons plutôt oxydantes produisant une minéralogie magnétique plus stable vis-à-vis des chauffes en atmosphère libre qu’il est nécessaire de réaliser au laboratoire.

114Compte tenu des remarques précédentes, nous décidons de retenir les résultats obtenus pour l’état 1. L’intensité moyenne du CMT déduite des mesures à la latitude et longitude du Mont-Saint-Michel (lat. = 48° 38’ 10’’ N ; long.= 1° 30’ 41’’ W) et l’erreur associée obtenues pour l’état 1 à partir de 17 spécimens est (fig. 36) :

115F état 1 = 69,1 ± 1,2 µT

  • 69 D’après les travaux menés par Gomez-Paccard et al. à paraître.

116Cette valeur, après correction géographique, peut être reportée sur la courbe de variation séculaire de l’intensité du champ géomagnétique établie pour Paris durant les deux derniers millénaires (fig. 37)69.

117Si l’on exclut la valeur de 35,91 µT, l’archéointensité moyenne au site obtenue pour l’état 2 à partir de 21 spécimens est de 68,3 ± 1,6 µT, résultat légèrement inférieur à celui obtenu pour l’état 1. En moyenne, les deux états sont donc très peu différents (fig. 36).

Fig. 36 Histogrammes des archéointensités pour les états 1 et 2. En gris foncé : état 1 (fenêtres 65 et 73, lots 50353 D et E). En gris clair : état 2 (arcs pilastres 18 et 20, niches 22, 26 et 27 des chapelles, lots 50353 A, B, F et G).

Fig. 36 Histogrammes des archéointensités pour les états 1 et 2. En gris foncé : état 1 (fenêtres 65 et 73, lots 50353 D et E). En gris clair : état 2 (arcs pilastres 18 et 20, niches 22, 26 et 27 des chapelles, lots 50353 A, B, F et G).
  • 70 Selon un algorithme développé dans Lanos 2004.

118La courbe de référence en figure 37 montre que l’archéointensité moyenne obtenue pour Notre-Dame-sous-Terre est tout à fait cohérente avec celle prédite si l’on considère la datation TL de l’état 1 qui est centrée sur 955 AD. Il ne s’agit pas là d’une datation mais d’un test de cohérence. En effet, la valeur d’archéointensité obtenue pour Notre-Dame-sous-Terre servira de référence grâce au calage chronologique fourni par la thermoluminescence et le radiocarbone. Lorsque de nombreux autres sites du haut moyen âge auront fourni des archéointensités datées par TL, il sera alors possible de proposer une nouvelle courbe d’étalonnage plus précise que celle proposée en figure 37 (qui montre à l’évidence un manque de données pour la période 500-1000 AD). Enfin, le calcul de cette nouvelle courbe permettra d’améliorer la précision des résultats de datation obtenus sur chacun des sites70.

Fig. 37 Report de l’archéointensité moyenne déterminée pour l’état 1 de Notre-Dame-sous-Terre sur la courbe de variation de l’intensité déterminée à Paris sur les deux derniers millénaires.

Fig. 37 Report de l’archéointensité moyenne déterminée pour l’état 1 de Notre-Dame-sous-Terre sur la courbe de variation de l’intensité déterminée à Paris sur les deux derniers millénaires.

Gomez-Paccard et al., à paraître.

7. Datation par le radiocarbone des charbons dans les mortiers de chaux (Christine Oberlin)

Principe

119Le principe de la méthode est maintenant bien connu : le 14C est produit de façon continue dans l’atmosphère et fait partie intégrante de certaines matières carbonées de la nature. Toute matière vivante en interaction avec le gaz carbonique de l’atmosphère fixe du carbone. Or, ce gaz carbonique contient une petite quantité de 14C, élément radioactif naturel. À la mort de l’organisme, la fixation du radiocarbone cesse et sa concentration dans les matières organiques mortes ne peut que diminuer avec le temps du fait de sa radioactivité. Connaissant la loi physique de la décroissance de la radioactivité qui régit cette disparition progressive, il est possible, en mesurant le taux résiduel de 14C d’un échantillon, d’en déduire l’âge.

7.1. Les différentes techniques et les contraintes d’échantillonnage

120Pour déterminer la teneur en 14C résiduel, on peut soit mesurer la radioactivité de l’échantillon avec des compteurs proportionnels ou des détecteurs à scintillation (datation dite conventionnelle), soit, depuis les années 1980, compter le nombre d’atomes de 14C restants (datation par spectrométrie de masse couplée à un accélérateur [datation SMA]). La datation conventionnelle nécessite de gros échantillons (quelques grammes de carbone) alors que pour la datation SMA, les échantillons sont beaucoup plus petits (de l’ordre du milligramme de carbone). Si le principe est remarquablement simple et son application générale à toutes les matières carbonées fossiles théoriquement possible, la mise en œuvre technique et la sélection des échantillons sont un peu moins aisées.

121Le cycle du radiocarbone dans la nature implique que, en principe, toute matière carbonée, fossilisée depuis moins de 50 000 ans, contient une quantité de radiocarbone détectable. On devrait donc pouvoir effectuer des datations sur une très grande variété d’échantillons puisque le carbone est abondamment répandu dans la nature (par exemple, le bois, le charbon de bois, les graines, les ossements humains et animaux…).

7.2. Le cas des mortiers de chaux

122Dans la pratique, il ne suffit pas que la matière soit carbonée pour que sa datation soit réalisable et significative. Il faut pouvoir isoler le carbone pour le dater et surtout que ce carbone provienne exclusivement de la période de formation de la matière carbonée. La prise d’un mortier implique l’incorporation du gaz carbonique de l’atmosphère au moment de la construction du bâtiment. Si la sélection du carbone incorporé au moment de cette prise était possible, on pourrait alors dater cette construction. Mais le mortier contient, en général, plusieurs sources de carbone (agrégats calcaires, chaux contenant des morceaux de pierre calcaire mal calcinée…) qui influent sur la datation. Les datations des mortiers sont donc réalisables pourvu qu’ils contiennent des charbons de bois. Ces charbons proviennent des bois utilisés pour la calcination des pierres calcaire dans les fours à chaux. On peut en retrouver des morceaux dans les mortiers. Mais ils sont en général très petits et pas toujours très bien conservés du fait de l’acidité du milieu. Leur datation requiert en général l’utilisation de la méthode SMA.

123Il est essentiel de rappeler que la méthode de datation par le 14C permet de mesurer le temps écoulé depuis la « mort » de l’organisme (l’arrêt des échanges avec l’atmosphère) et non pas son utilisation. Dans le cas des charbons de bois, la datation reflète l’âge moyen de l’élément de l’arbre qui est à l’origine du charbon. Si le charbon provient d’un secteur proche du cœur d’un vieil arbre, sa date de formation peut se trouver très antérieure à son emploi comme combustible. On parle alors de « l’effet vieux bois ».

7.3. Résultats

  • 71 Bronk Ramsey 1995 ; Id. 2001.
  • 72 Reimer et al. 2004.

124Les résultats des analyses, exprimés en années BP (before present : 1950), sont présentés dans le tableau E, en fonction des maçonneries et des phases définies par l’étude du bâti. Les datations ont été calibrées pour tenir compte des variations de la production de 14C dans l’atmosphère au cours du temps ; les âges calendaires (colonne 4) ont été obtenus avec le programme OxCal v3.1071 et les courbes de calibration IntCal0472.

Tableau E Résultats des datations radiocarbone à partir des charbons dans les mortiers.

Tableau E Résultats des datations radiocarbone à partir des charbons dans les mortiers.
  • 73 Ward et Wilson 1978.

125Comme les datations couvrent un intervalle de temps relativement court, nous pouvons nous demander si elles sont statistiquement différentes les unes des autres. Nous avons testé ce point en posant comme hypothèse préalable que les séries de dates obtenues pour chaque phase sont représentatives du même événement archéologique73. Dans un premier temps, nous avons vérifié que les onze dates obtenues pour les trois phases de construction mises en évidence archéologiquement étaient bien significativement différentes. Nous avons ensuite testé les quatre dates relatives à la phase 1 et constaté qu’elles étaient statistiquement différentes. En excluant la date obtenue pour la fenêtre 65, les trois autres sont compatibles et on peut calculer leur moyenne pondérée : 1115 ± 18 BP, soit un intervalle après calibration de 890 à 980 apr. J.-C. Ceci conduit à envisager que le charbon provenant de la fenêtre 65 peut être issu d’un bois ancien utilisé lors de la combustion du calcaire pour la fabrication de la chaux.

126Nous avons fait de même pour la phase 2 : les cinq datations sont statistiquement compatibles et leur moyenne pondérée est de 1114 ± 16 BP, soit un intervalle après calibration de 890 à 980 apr. J.-C. Ces résultats montrent que les deux phases de construction ne peuvent pas être différenciées par la méthode du 14C.

127Ces résultats suggèrent que, s’il existe deux phases de construction avant la phase romane, elles se succèdent dans un laps de temps très court qui, ici, ne peut être mis en évidence par la seule méthode de datation par le radiocarbone.

8. Modélisation chronologique globale des datations TL, 14C et phasage (Philippe Lanos et Philippe Dufresne)

128La modélisation chronologique synthétise les résultats de datation individuels obtenus par les méthodes chrono­métriques (ici TL et 14C) avec les observations de chronologie relative issues de l’analyse archéologique du bâti afin d’établir une chronologie des faits aussi précise que possible. Cette précision augmente avec le nombre des datations et avec les contraintes relationnelles qui existent entre elles, ceci en fonction de modèles que l’on a construit grâce au logiciel RenDate qui est développé à Rennes par les auteurs. Une première information importante est donnée par l’analyse du bâti qui permet de reconnaître trois états de construction de Notre-Dame-sous-Terre. Autrement dit, l’étude archéo­logique autorise à regrouper les datations chronométriques par état, ce qui est une première information fondamentale.

129Le premier modèle consiste à combiner les dates TL au sein de chaque état en supposant que toutes les briques ont été cuites au même moment : c’est l’hypothèse forte de contemporanéité qui est présentée en section 8.2. C’est cette même hypothèse qui est utilisée en section 7.3 pour le calcul des âges radiocarboniques moyens pondérés des états 1 et 2. Le deuxième modèle consiste à supposer que les événements datés par TL (cuisson des briques) ou par radiocarbone (date d’abattage du bois) appartiennent à un groupe d’événements proches dans le temps. Ce groupe est appelé « Fait ». Le terme qualificatif de « proche » sera précisé par l’analyse statistique suivant le modèle décrit en section 8.4. Dans le cas de Notre-Dame-sous-Terre, on suppose que les briques d’un état ont été cuites dans un laps que l’on cherche à caractériser par une distribution de temps appelée distribution de Fait.

130Le troisième et dernier modèle testé (section 8.5) est une combinaison du premier modèle de contemporanéité avec un modèle de chronologie relative : les états 1, 2 et 3 se succèdent dans le temps selon les observations de l’archéologie du bâti. C’est la contrainte stratigraphique, le terme contrainte étant entendu au sens d’une information supplémentaire apportée sur l’ordre des événements (datation relative).

  • 74 Buck et al. 1996 ; Lanos 2001 et Id. 2004 ; Millard 2006.
  • 75 Gilks et al. 1997.

131Notons enfin que les calculs reposent, du point de vue mathématique, sur la statistique Bayésienne74 et sur les techniques de calcul numérique dites MCMC (Monte Carlo par Chaînes de Markov)75.

8.1. Note concernant la présentation des résultats de datation

132Le résultat de datation est exprimé en années calendaires sous la forme d’une distribution de date, aussi appelée « densité de probabilité » de date, que l’on peut encore appeler « histogramme de fréquence des dates par unité de temps de 1 an ». La surface (l’aire mesurée) sous cette distribution, entre l’origine des temps et nos jours, est toujours égale à 1, c’est-à-dire 100 %. On peut résumer (simplifier) un résultat de datation par un ou plusieurs intervalles de date [t1, t2] englobant les dates de plus forte densité (hauteur dans l’histogramme), de telle sorte que la surface sous la distribution et entre les bornes des intervalles soit égale à une probabilité fixée, généralement à 95 %, appelée niveau de confiance. La datation est d’autant plus précise que le nombre des intervalles est faible et que les bornes t1 et t2 sont resserrées. On « oublie » ainsi la forme de la distribution entre ces bornes : on dira qu’il y a 95 % de chances que la date recherchée se situe uniformément entre t1 et t2. Cette probabilité est représentée par un rectangle dont la surface représente 95 % de la surface totale sous la distribution de date (exemple fig. 38).

Fig. 38 Combinaison des dates TL de l’état 1 (tableau C : Bdx 8853, 54, 56, 58, 59, 61, 62, 66) : l’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [901 ; 1003] AD.

Fig. 38 Combinaison des dates TL de l’état 1 (tableau C : Bdx 8853, 54, 56, 58, 59, 61, 62, 66) : l’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [901 ; 1003] AD.

Fig. 39 Combinaison des dates TL de l’état 2 (tableau C : Bdx 8851, 57, 63, 64, 65) : l’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [925 ; 1047] AD.

Fig. 39 Combinaison des dates TL de l’état 2 (tableau C : Bdx 8851, 57, 63, 64, 65) : l’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [925 ; 1047] AD.

8.2. Modèle de contemporanéité (combinaison des dates TL)

133Dans le modèle de contemporanéité, on suppose que toutes les briques ont été cuites au même moment. On peut donc calculer une distribution de date de l’événement cuisson des briques à partir des dates TL obtenues sur les 8 briques de l’état 1 (tableau C), en prenant en compte les incertitudes statistiques (tableau C, colonne 3).

134On constate que la datation « combinée » (fig. 38) est beaucoup plus précise que les datations prises isolément. L’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [901 ; 1003] AD (résumé par la distribution uniforme en grisé en figure 38) et l’intervalle de temps à 68 % est [926 ; 978] AD. Du fait du caractère gaussien du résultat de la combinaison des dates, la date TL de l’état 1 est de 952 ± 26 apr. J.-C. à 68 % de confiance.

135L’intervalle de temps de l’état 2 obtenu à 95 % de confiance à partir de 5 briques (tableau C) est [925 ; 1047] AD (fig. 39, rectangle grisé) et l’intervalle de temps à 68 % est [955 ; 1017] AD. Du fait du caractère gaussien du résultat de la combinaison des dates, la date TL de l’état 2 est de 986 ± 31 apr. J.-C. à 68 % de confiance.

Fig. 40 Distribution de l’écart de temps de l’état 2 par rapport à l’état 1 à partir des dates TL combinées : l’écart de temps moyen est de + 35 ans.

Fig. 40 Distribution de l’écart de temps de l’état 2 par rapport à l’état 1 à partir des dates TL combinées : l’écart de temps moyen est de + 35 ans.

136La comparaison des deux distributions TL des états 1 et 2 « combinés » fait apparaître un décalage dans le temps dans un sens compatible avec la stratigraphie du bâti. La distribution de l’écart de temps entre les deux distributions combinées TL est donnée en figure 40. L’écart de temps (temps état 2-temps état 1) est positif à 81 % de chances, autrement dit, l’état 2 a de très fortes chances de succéder à l’état 1 du point de vue des dates TL. L’écart de temps moyen est de + 35 ans.

137En conclusion, dans l’hypothèse de contemporanéité, les dates moyennes obtenues pour la production des briques sont les suivantes : état 1 (8 datations TL) : 952 ± 26 apr. J.-C. ; état 2 (5 datations TL) : 986 ± 31 apr. J.-C.

  • 76 Blain et al. 2007.

138L’incertitude sur les dates correspond à un écart-type à 68 % au sens gaussien, calculé à partir de la variabilité statistique des mesures TL76.

8.3. Étude des écarts de temps moyens entre 14C et TL

139Les 14C combinés pour chaque état (la datation Ly-2377 dans l’état 1 est éliminée car visiblement trop ancienne) donnent des intervalles de date à 95 % pratiquement identiques [898 ; 980] AD, ce qui montre la grande cohérence des datations 14C (fig. 41).

Fig. 41 Dates 14C combinées pour l’état 1 (tableau E : Ly-3127, 3130, 3131, sauf Ly-2377) et pour l’état 2 (tableau E : Ly-2374, 2375, 2376, 2381, 3128).

Fig. 41 Dates 14C combinées pour l’état 1 (tableau E : Ly-3127, 3130, 3131, sauf Ly-2377) et pour l’état 2 (tableau E : Ly-2374, 2375, 2376, 2381, 3128).

Les intervalles de date à 95 % sont respectivement [898 ; 980] et [898 ; 979] AD. Les barres verticales en pointillé rappellent les dates moyennes combinées TL, soit respectivement 952 et 986 AD (cf. fig. 38 et 39).

140La comparaison des 14C combinés avec les TL combinées pour chaque état (la date moyenne combinée est rappelée par une barre verticale en trait plein en fig. 41) fait aussi apparaître des décalages. On constate un décalage en moyenne de + 12 ans entre les dates combinées TL et les dates combinées 14C de l’état 1. Il y a 66 % de chances que les TL combinées succèdent aux 14C combinés dans l’état 1. On constate un décalage plus important, en moyenne de + 48 ans, entre les dates combinées TL et les dates combinées 14C de l’état 2 avec 90 % de chances que les TL combinées succèdent aux 14C combinés.

141Le décalage n’est donc pas très significatif pour l’état 1 (niveau faible de 66 % alors que l’indécision se situe à 50 %). En revanche, il devient important et donc plus significatif pour l’état 2. Cependant, dans l’état actuel de nos connaissances, l’écart entre le radiocarbone et la thermoluminescence ne peut recevoir d’interprétation définitive, en effet, celui-ci est compatible avec les seules incertitudes systématiques de la thermoluminescence. Par exemple, si la valeur choisie pour l’humidité naturelle des briques, 5 %, se trouvait sous-estimée de 3 %, ce qui représente l’erreur possible d’estimation de ce paramètre, celle-ci se répercuterait presque intégralement sur tous les âges ; les âges TL apparents trouvés seraient alors trop récents de l’ordre de 20 à 25 années, rendant alors 14C et TL en parfait accord.

8.4. Le modèle de « Fait »

  • 77 Buck et al. 1996.

142On suppose que les datations (événements) appartiennent à un Fait, ou groupe d’événements (ordonnés ou non) dépendants, caractérisés par une moyenne (inconnue) et une variance (inconnue). On suppose ainsi que les briques d’un état de Notre-Dame-sous-Terre ont été cuites dans un laps de temps plus ou moins court qui sera évalué à partir des différentes datations effectuées. La notion de Fait est donc différente de celle de Phase développée par Buck77 et implémentée dans les logiciels BCal ou OxCal. En effet, la phase regroupe un ensemble d’événements aléatoires indépendants compris entre deux bornes de temps appelées début et fin de phase. Le modèle de Fait est un modèle intermédiaire entre la combinaison (qui suppose la stricte contemporanéité des événements, qui sont alors totalement dépendants) et la phase (qui suppose un ensemble d’événements aléatoires totalement indépendants).

143Si le Fait est caractérisé par une moyenne et une variance, alors la théorie de l’information montre que la distribution du Fait a priori (au sens Bayésien du terme) la moins informative, au sens de l’entropie maximale (celle qui suppose le moins d’hypothèse possible sur le temps) est une distribution de Gauss. La moyenne et la variance de cette distribution de Gauss étant elles-mêmes inconnues, on suppose une moyenne de densité a priori uniforme sur le temps (tous les temps sont également candidats) et une variance de densité a priori de type « Jeffrey » : densité égale à l’inverse de la variance, ce qui revient à privilégier les variances petites par rapport aux grandes, à un facteur d’échelle près. Ces informations sont combinées avec les datations pour obtenir la distribution de date a posteriori (au sens Bayésien du terme) sur le Fait et la distribution de la variance a posteriori. Cette dernière renseignera sur le degré de contemporanéité des événements datés (les cuissons des briques), ce qui permettra de juger de la pertinence du premier modèle supposant la contemporanéité.

  • 78 Ibid.

144Le calcul des distributions de Fait et de variances de Fait a été réalisé avec 500 000 tirages MCMC selon l’algorithme de Gibbs78, implémenté dans le logiciel RenDate.

145Contrairement à la combinaison des dates TL gaussiennes qui donne une distribution a posteriori aussi gaussienne, les distributions de Fait ne sont plus gaussiennes. Elles sont de forme plus ou moins complexe en fonction des distributions de dates TL ou 14C (calibrées) et de leur répartition plus ou moins étalées sur le temps. Il est important de noter que l’influence de la forme de la distribution a priori sur la distribution de Fait a posteriori recherchée diminue avec le nombre des datations. Les observations finissent par prendre le pas sur les informations a priori, ce qui est un comportement statistique attendu.

8.4.1. Fait TL de l’état 1

146L’intervalle de temps du Fait état 1 calculé à partir des dates TL (fig. 42a), à 95 %, est [900 ; 1008] AD (en grisé). L’intervalle de temps à 68 % est [928 ; 980] AD. La distribution a posteriori de l’écart-type du Fait état 1 obtenue avec les dates TL est donnée en figure 42b. Les valeurs recherchées a priori entre 0 et 100 ans sont a posteriori plutôt concentrées entre 0 et 10 ans, ce qui montre une très forte tendance à la contemporanéité des dates TL obtenues pour l’état 1.

Fig. 42 a) Distribution de Fait de l’état 1 à partir des dates TL : rectangle grisé = [900 ; 1008] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type (noté sqrt(Var)) du Fait.

Fig. 42 a) Distribution de Fait de l’état 1 à partir des dates TL : rectangle grisé = [900 ; 1008] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type (noté sqrt(Var)) du Fait.

8.4.2. Fait TL de l’état 2

147L’intervalle de temps du Fait état 2 calculé à partir des dates TL (fig. 43a), à 95 %, est [928 ; 1054] AD (en grisé). L’intervalle de temps à 68 % est [958 ; 1021] AD. La distribution a posteriori de l’écart-type du Fait état 2 obtenue avec les dates TL est donnée en figure 43b. Les valeurs recherchées a priori entre 0 et 100 ans sont a posteriori concentrées entre 0 et 10 ans comme pour l’état 1, d’où là aussi une très forte tendance à la contemporanéité des dates TL.

Fig. 43 a) Distribution de Fait de l’état 2 à partir des dates TL : rectangle grisé = [928 ; 1054] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.

Fig. 43 a) Distribution de Fait de l’état 2 à partir des dates TL : rectangle grisé = [928 ; 1054] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.

148La distribution de l’écart de temps entre les deux distributions de Fait TL est donnée en figure 44. L’écart de temps entre les deux Faits (temps état 2 – temps état 1) est positif à 79 % de chances, autrement dit, l’état 2 a de très fortes chances de succéder à l’état 1 du point de vue des dates TL. L’écart de temps moyen est de + 35 ans. Ces résultats restent très proches de ceux obtenus dans l’hypothèse de la contemporanéité au sein de chaque état (fig. 40).

Fig. 44 Distribution de l’écart de temps de l’état 2 par rapport à l’état 1 à partir des dates TL mises en Fait : l’écart de temps moyen est de + 35 ans.

Fig. 44 Distribution de l’écart de temps de l’état 2 par rapport à l’état 1 à partir des dates TL mises en Fait : l’écart de temps moyen est de + 35 ans.

8.4.3. Fait 14C de l’état 1

149L’intervalle de temps du Fait état 1 calculé à partir des dates 14C (fig. 45a), à 95 %, est [895 ; 988] AD (en grisé). L’intervalle de temps à 68 % est [904 ; 974] AD. La distribution a posteriori de l’écart-type du Fait état 1 obtenue avec les dates 14C est donnée en figure 45b. Les valeurs obtenues a posteriori sont concentrées entre 0 et 20 ans ; la distribution est plus étalée que celle obtenue avec les dates TL. Cependant, la tendance à la contemporanéité domine.

Fig. 45 a) Distribution de Fait de l’état 1 à partir des dates 14C : rectangle grisé = [895 ; 988] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.

Fig. 45 a) Distribution de Fait de l’état 1 à partir des dates 14C : rectangle grisé = [895 ; 988] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.

8.4.4. Fait 14C de l’état 2

150L’intervalle de temps du Fait état 2 calculé à partir des dates 14C (fig. 46a), à 95 %, est [896 ; 981] AD (en grisé). L’intervalle de temps à 68 % est [903 ; 971] AD. On constate ici que l’intervalle de temps à 95 % est quasiment identique (à 1 ou 2 ans près sur les bornes !) à celui obtenu par combinaison (fig. 41). Le degré de contemporanéité est très fort comme le confirme la distribution de l’écart-type en figure 46b avec des valeurs concentrées entre 0 et 20 ans.

Fig. 46 a) Distribution de Fait de l’état 2 à partir des dates 14C : rectangle grisé = [896 ; 981] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.

Fig. 46 a) Distribution de Fait de l’état 2 à partir des dates 14C : rectangle grisé = [896 ; 981] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.

151En conclusion, la mise en Fait des datations confirme le très fort degré de contemporanéité des événements (cuisson des briques ou bien mort des bois) au sein de chacun des états 1 et 2.

8.5. Le modèle de contemporanéité avec la stratigraphie du bâti

152Dans ce dernier modèle, on envisage la contemporanéité des datations TL au sein de chaque état et on impose la contrainte stratigraphique donnée par l’archéologie du bâti, à savoir que l’état 2 n’est pas contemporain de l’état 1 mais lui succède forcément (fig. 47). Dans ce scénario, la date de l’état 1 devient 953 ± 24 AD à 68 %. La date de l’état 2 devient 993 ± 27 AD à 68 %. L’écart de temps entre les deux états devient en moyenne légèrement plus grand que dans les deux modèles précédents, comme l’indique la figure 48. L’écart de temps (temps état 2 – temps état 1) est positif à 91 % de chances. L’écart de temps moyen est de + 46 ans. Ainsi, l’écart augmente lorsqu’on impose l’ordre stratigraphique comme donnée certaine.

Fig. 47 Distributions des combinaisons des dates TL des états 1 et 2 contraintes par la stratigraphie en imposant le fait que l’état 2 succède à l’état 1 (résultat a posteriori en grisé).

Fig. 47 Distributions des combinaisons des dates TL des états 1 et 2 contraintes par la stratigraphie en imposant le fait que l’état 2 succède à l’état 1 (résultat a posteriori en grisé).

153En conclusion, la prise en compte de la contrainte stratigraphique ne change pas significativement les résultats. La différence entre les dates TL combinées ou bien mises en Fait montre déjà que les états 1 et 2 se séparent significativement (à 80 % de chances) et que l’écart se situe à 68 % de chances entre 0 et 75 ans.

Fig. 48 Distribution de l’écart de temps entre les combinaisons des états 2 et 1 avec contrainte stratigraphique à partir des dates TL : l’écart de temps moyen est de + 46 ans.

Fig. 48 Distribution de l’écart de temps entre les combinaisons des états 2 et 1 avec contrainte stratigraphique à partir des dates TL : l’écart de temps moyen est de + 46 ans.

Conclusion générale

  • 79 Froidevaux 1961, p. 162.

154Rappelons en conclusion que l’affirmation de trois états principaux n’est pas nouvelle et que les recherches antérieures s’étaient fondées, pour la plupart, sur la cohérence ou la contemporanéité de ces états de construction (cf. introduction). À l’époque, les nombreuses observations faites durant les travaux par l’architecte (cf. annotations de ses carnets et dessins) n’ont pas toujours été reprises dans sa propre synthèse, et plusieurs réflexions de l’historien archéologue n’ont pas été perçues par le responsable de la restauration. On doit se dégager aujourd’hui de ces polémiques, tout en rappelant quelques points qui distinguent bien les approches des uns et des autres. Curieusement, l’architecte Froidevaux, qui est souvent le premier (après Paul Gout) à voir le terrain et les élévations que les travaux redécouvrent, ne suit pas, dans son article et son plan publié en 1961, les notes et croquis qu’il avait établis avec plus de justesse en avril 1958. Il cherche à faire converger ses observations générales sur les épaisseurs des murs, la double nef et l’identité complète des matériaux79. En dépit des absences de liaison, c’est pour lui un monument « construit en une seule fois » avec des étapes de chantier. Son développement en conclusion sur les parallèles avec le dispositif à double nef sanctuaire du Mont-Gargan l’emporte sur tout autre argument.

  • 80 Bouärd 1961, p. 10.
  • 81 Ibid., p. 12.

155Michel de Bouärd, faisant allusion à ses visites de chantier de décembre 196080, note en revanche à partir de ses observations trois campagnes de construction en différenciant bien l’épi central de la construction primitive quadrangulaire. Son plan, un peu sommaire, gomme les relations complexes du mur ouest et attribue à la troisième phase tout le massif établi « sur les substructions du mur arasé ». Cette différenciation issue des observations en fouille, contredite par l’étude d’élévation, s’explique certainement par le principe de fondation dans le terrain en pente, tel que l’auteur le décrit lui-même. Par ailleurs, il hésita sur l’existence d’une charpente ou d’une voûte primitive. Ses hypothèses de datation le conduisent à placer un premier sanctuaire, correspondant à l’édifice quadrangulaire, avant l’arrivée des moines en 965, en indiquant le xe siècle sur son plan. La phase suivante (état 2) serait due à l’accroissement du monastère au xie siècle en intégrant l’extension/vestibule occidental81. Jean Vallery-Radot, reprenant l’ensemble du dossier pour sa présentation au Congrès archéologique de 1966, propose une autre version en essayant de rapprocher les deux états qui seraient postérieurs à 966. Cela correspond à cette période des années 1960 où la tendance était au rajeunissement de nombreux édifices du haut Moyen Âge.

156Les nouvelles propositions de datation issues de nombreux croisements de l’archéologie du bâti et de l’archéométrie peuvent elles-mêmes susciter des interprétations. Ce travail méthodologique cherche à séparer les acquis et les hypothèses ou les pistes à explorer à l’avenir. En effet, les analyses en archéométrie permettent d’envisager de nouvelles dates ou de conforter des hypothèses avancées pour certains états tout en ouvrant d’autres questionnements. Les dates proposées par les analyses pour le premier état se situent dans le cours du xe siècle (en TL, état 1, 8 datations 952 ± 47 apr. J.-C. croisées avec les dates les plus probables pour le 14Cet confirmées par l’étude de l’archéointensité en AM). Ceci élimine définitivement la conservation d’une phase correspondant à la fondation soit par les maçonneries, soit par l’aménagement du rocher. Ces datations éliminent également l’hypothèse de simples réemplois antiques. Mais dans le cadre des données historiques, elles laissent plausible le rôle de l’abbé Maynard (965-991) dans la réalisation de ce premier état, sans le certifier. Certaines continuités de murs, au moins en plan, entre Notre-Dame-sous-Terre et la construction préromane retrouvée par Paul Gout pourraient aller dans ce sens. Ce sont ces nouvelles analyses qui permettent de resserrer la position de dates des deux états au cours du xe siècle. Il est cependant difficile actuellement d’aller plus loin.

157Ainsi, on peut désormais s’accorder sur une construction d’un état 2 (avec en TL pour 5 datations, 986 ± 48 apr. J.-C.) intervenant rapidement, quelques décennies plus tard, et cette fois dans le cadre du renouveau monastique d’après 965. Même s’il semble que les résultats et l’analyse des briques (cf. supra) éliminent la thèse de l’incendie (entre 991-1001) donnée comme seul argument, les dates de ce second état peuvent se situer dans la fin du xe siècle. Dès lors, on peut admettre que c’est la grande abbatiale de Maynard qui a souffert et qui est rebâtie à partir de 1023 ; dans l’intervalle Notre-Dame-sous-Terre est-elle utilisée plus largement pour la liturgie avec nécessité d’établir des autels supplémentaires dans les tribunes ? C’est aussi l’époque où des relations étroites sont attestées avec les autres sanctuaires michaëliques d’Italie.

  • 82 Pour M. Baylé, on le voit notamment avec la présence de profil des bases à deux cavets, dégagées p (...)

158Le troisième état, correspondant à l’agrandissement vers l’ouest, ne trouve pas de nouvel argument décisif quant à sa datation. Les résultats des 14C sur le mortier fournissent une datation encore large entre 985 et 1158 ; cependant, la concordance avec la datation donnée également par le mortier des voûtes (sud US 058) contribue plutôt à placer ce troisième état avec l’achèvement de l’église dans la seconde moitié du xie siècle. Tout semble en effet indiquer une relation précise entre l’agrandissement vers l’ouest et l’achèvement de la nef romane : on peut le voir par les coupes établies lors des fouilles de la terrasse de l’ouest, avec des concordances précises entre les deux structures (partie inférieure occidentale et partie ouest de la nef), c’est-à-dire des années 1060-108582.

  • 83 Seuls les vestiges de tuiles trouvés par Paul Gout au-dessus du mur sud pourraient contredire cett (...)
  • 84 Baylé 2003, p. 454-465. L’auteur avait également posé la question de la possibilité d’un rôle conj (...)

159À partir de là, la réflexion doit tenir compte des logiques de fonctionnement des espaces ainsi définis. La construction charpentée de l’état 1 n’est pas nécessairement un édifice de culte mais cela reste plausible. De même que sa construction avec des murs épais peut aussi suggérer une tour83. À partir du second état, l’affirmation d’une disposition liturgique est plus assurée avec une volonté de créer plusieurs niveaux, en relation avec une église monastique qui n’est connue que par quelques maçonneries dégagées par Paul Gout sous l’église actuelle84. Enfin, le troisième état, avec ses ouvertures et ses agrandissements, signifie l’insertion définitive de l’ancienne construction dans un développement monastique cohérent, correspondant avec la fin de la reconstruction de la grande abbatiale supérieure après l’incendie.

  • 85 Chapelot 2005, p. 141-173.

160L’autre volet de conclusions résulte de l’interdisciplinarité. L’apport de l’archéométrie à l’archéologie du bâti est incontestable. En l’occurrence, dans ce travail et dans ceux en cours sur plusieurs sites du haut Moyen Âge, la réflexion croisée entre les acteurs différents nous a permis de mesurer, comme rarement, l’exigence de ne pas tomber dans un raisonnement circulaire. Si l’on s’était contenté de certaines datations 14C, il aurait été possible de faire remonter assez haut (dès 891) et de manière limitée le premier état et de bâtir une évolution continue jusqu’en 980. En multipliant les analyses, nous voyons qu’un glissement vers le xe siècle est plus satisfaisant si l’on tient compte de la cohérence des données et de toutes les combinaisons fournies par l’archéométrie. Ces avancées méthodologiques répondent en même temps aux questionnements récemment soulevés par plusieurs chercheurs comme Jean Chapelot85 à propos de l’utilisation des sources en archéologie médiévale. En matière d’études de bâti sur les monuments, beaucoup reste à faire pour étayer une chronologie renouvelée et fournir des bases de référence au-delà des aspects structuraux ou formels. On a vu, il y a quelques années, l’apport considérable de la dendrochronologie. On peut penser qu’à l’avenir, le 14C, mais également l’archéomagnétisme et surtout la thermoluminescence ou la luminescence optiquement stimulée, seront déterminants pour l’archéologie du bâti comme pour l’histoire de l’architecture en général.

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Annexe

Annexe 1 : conditions expérimentales d’étude de la thermoluminescence

La TL a été enregistrée avec un lecteur automatisé construit au laboratoire de l’IRAMAT-CRP2A86, dans les conditions suivantes : chauffage à 500° C à 4° C/s en atmosphère d’azote humide (96 % N2, 4 % H2O), préchauffage à 190° C pendant 2 minutes, une fenêtre spectrale de 350-450 nm (filtres optiques : 2 Schott BG12 et un réflecteur d’infra-rouges thermiques ; un phototube EMI 9813 QKA). Les irradiations au laboratoire ont été administrées par une source bêta 90Sr-90Y délivrant environ 0,075 Gy/s (± 1,5 %) et par une source alpha 241Am délivrant 0,21 Gy/s (± 5 %) dans les silicates.

La dose équivalente (dose archéologique) a été évaluée selon la procédure classique à Bordeaux, dite des ajouts de dose et de régénération87 sur des cristaux de quartz, en utilisant soit la technique des gros grains de quartz (granulométrie comprise entre 80 et 200 µm) soit celle des petites inclusions de quartz (dimensions comprises entre 3 et 12 µm). Une publication récente donne certains détails expérimentaux de la procédure de datation mise en place sur ces échantillons et leur justification88.

La dose annuelle interne (composantes alpha et béta) des briques a été déterminée à partir des mesures de radioéléments par spectrométrie gamma à bas bruit de fond89 (détecteur puits Canberra-Eurisys Mesures, type EGPC 200 P17) en utilisant les facteurs de dose annuelle compilés par Adamiec et Aitken90. On a tenu compte de l’atténuation des doses alpha et béta dans les grains en raison de leurs dimensions élevées (80-200 µm), ainsi que de la conservation de la couche externe des grains irradiés par les alpha de l’argile. Les doses annuelles gamma et cosmiques ont été déterminées par dosimétrie in situ en utilisant des dosimètres de CaSO4:Tm. Ils ont été placés à l’endroit même où a été effectué l’échantillonnage de la brique, dans la maçonnerie.

Remarquons que, pour chaque brique, les prélèvements de poudre pour la thermoluminescence et la mesure de spectrométrie gamma provenaient de la même zone de l’échantillon, dans le but d’éviter les effets d’hétérogénéité de composition.

L’humidité est un facteur important dans la détermination de la dose annuelle. Une valeur arbitraire de 5 ± 3 % a été attribuée au taux d’humidité des briques, compte tenu de la situation des échantillons (dans un édifice hors d’eau, non soumis aux effets de capillarité et protégé des inondations par les bâtiments le surmontant). Notons que cela correspond à la quantité d’eau liquide absorbée par le matériau, l’état de référence étant l’état sec ; usuellement de telles briques peuvent retenir de l’eau jusqu’à 15 à 20 % de leur masse lorsqu’elles sont immergées ou soumises à un flux d’eau d’infiltration permanent.

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Notes

1 Froidevaux 1961 ; Bouärd 1961 ; Vallery-Radot 1966 ; Decaëns 1987.

2 Dessins accompagnant une notule publiée par Arcisse de Caumont dans le Bulletin monumental de 1864, reproduits dans Saint-James 2004, p. 310 et infra fig. 1. Caumont fait part d’une note de Bouet sur un petit édifice difficile à étudier en raison de la présence de tas de bois et qu’il fait remonter au plus tard au temps de Richard Ier.

3 Gout 1910, t. 2, p. 387-402.

4 Outre la documentation d’archives mentionnée ci-dessous, Froidevaux a largement publié les relevés et les modalités de cette restauration : cf. Froidevaux, 1961, p. 145-166 ; Id. 1966, p. 413-433 ; Id. 1993, p. 35-61.

5 Boüard 1961, p. 8-27. Voir également Flambard 2003.

6 Nous donnons ici les références les plus significatives. Pour un état complet de l’ample moisson de sources relatives à l’histoire du Mont entre le xe et le xiiie siècle, Liess 1967, n. 399 à 403.

7 Simmonnet 1999 : pour l’auteur, la fondation pourrait être antérieure à 708 et appartenir au développement monastique connu en Normandie entre le vie et le viiie siècle.

8 Annales de Robert de Torigni, Delisle (éd.), I, p. 26 : « 966 : hoc anno ejecit Ricardus marchisus Normannorum clericos saeculares de hoc monte, et aggregavit ibi monachos sub regula beati Benedicti ». La date exacte de 966, correspondant à l’arrivée des bénédictins et de Maynard, longtemps seule acceptée, a été ramenée à 965 par l’historiographie récente. Rappelons en outre que les mêmes Annales de Robert de Torigni mentionnent plus loin l’accord du pape et du roi Lothaire pour la fondation bénédictine à la date de 960 (ibid., t. II, p. 217).

9 Gallia christiana, XI, col. 514.

10 L’effondrement de 1103, qui vit la ruine du collatéral nord et du dortoir situé au nord, est bien répertorié dans les textes : Gallia christiana, XI, col. 516 ; Neustria pia, p. 386 ; Le Roy, I, p. 137 ; Annales de Robert de Torigni, Delisle (éd.), II, p. 223 : « hoc anno, pars non modica ecclesiae Montis Sancti Michaelis corruit in Sabbato vigiliae Paschae. In cujus ruina portio quaedam dormitorii monachorum non minima destructa atque eversa est ».

11 Gout 1910, t. 2, p.387-402.

12 Archives du Patrimoine, Médiathèque du Patrimoine, 80/36, carton 17.

13 Liess 1967, n. 402, p. 321-322.

14 Document conservé dans les archives Froidevaux, Archives du Patrimoine.

15 Liess 1967, n. 402, p. 322. Reinhardt Liess contre également la théorie de M. de Boüard sur le rôle du pilier de renfort et insiste aussi sur la non-concordance entre les supports rajoutés et les piles romanes de la nef.

16 Gout 1910, p. 597 et fig. 249.

17 Elles font actuellement l’objet d’une double étude dans le cadre d’un corpus d’édifices antérieurs à 1050 (LAMOP) et d’une étude du bâti et de datation des briques par les équipes du GDRE.

18 Margo à paraître.

19 Baylé 1997. Ces édifices font actuellement l’objet d’une double étude dans le cadre d’un corpus d’édifices antérieurs à 1050 (LAMOP) et d’une étude de datation des briques par les équipes du GDRE.

20 Early 2001.

21 Renoux 1991, p. 453-455 et 458 ; Dudon de Saint-Quentin 1865, p. 290-291.

22 Saint-James 2003.

23 Corroyer 1877.

24 Gout 1910.

25 Froidevaux 1961.

26 Vallery-Radot 1966.

27 Froidevaux 1993.

28 Nous employons le terme de cahier, car c’est sous cet aspect que le document fut consulté en 2002. Depuis, les feuilles ont été séparées et dispersées dans le dossier.

29 Médiathèque du Patrimoine, Mont-Saint-Michel 80/36, carton 17.

30 Froidevaux 1961.

31 Coll. particulière ; Arcisse de Caumont (Caumont 1864, p. 739-742) cite un texte de Bouet sur un petit édifice remontant « au plus tard au temps de Richard Ier » ; Saint-James 2004, p. 298-311.

32 Originaux, AD Manche, fonds Corroyer, 28 Fi ; Corroyer 1877.

33 Gout 1910, t. 2, fig. 229, p. 390 et fig. 230, p. 391. Il convient de rappeler l’intérêt des photographies publiées dans cet ouvrage par Paul Gout car prises en cours d’intervention sur le site ou bien pendant les fouilles (vue des fouilles dans la nef romane depuis le transept, fig. 236, p. 507).

34 Publié dans Froidevaux 1961.

35 Publié sous le titre « après dégagement » dans Froidevaux 1961.

36 Publiés notamment dans Les monuments historiques de la France 1961.

37 Publié dans Froidevaux 1961 et dans le Congrès archéologique de France 1966.

38 Publiée dans Froidevaux 1961.

39 Voir Baylé 1991 et Id. 2003.

40 Publié dans le Journal des Savants. Boüard 1961.

41 Tirage sur papier conservé à la Médiathèque du Patrimoine, Mont-Saint-Michel 80/36.

42 Vallery-Radot 1966, p. 413-433.

43 Plusieurs interventions ont eu lieu successivement par le Centre d’études médiévales d’Auxerre sur le site du Mont-Saint-Michel et en relation avec le GDRE du CNRS du 24 février au 1er mars 2003, en janvier 2004 et septembre 2005.

44 Cette intervention s’est faite à la demande de M. Baylé, de A. Erlande-Brandenburg et de J.-P. Hochet, alors administrateur du monument en accord avec M. Janneau, architecte des Monuments historiques.

45 Outre les moyens fournis par le GDRE du CNRS pour les dernières campagnes, ces travaux ont pu avoir lieu grâce au CEM d’Auxerre (avec Fabrice Henrion, archéologue et Gilles Fèvre, dessinateur) et à Monum. Nous remercions les différents partenaires de cette opération pour leurs concours financiers et actifs, et l’administration du Mont-Saint-Michel pour son accueil et son aide logistique.

46 On peut observer dans ses carnets de 1958 (Médiathèque du Patrimoine) la précision et les effets de triangulation.

47 Froidevaux 1961, p. 151.

48 Froidevaux 1961, p. 159 ; Bouärd 1961, p. 26. Ce dernier donne peu de détails sur d’autres couches probablement peu aisées à discerner alors dans le cadre du chantier.

49 Gout 1910, p. 392, fig. 231.

50 Cela avait été bien observé lors des travaux et rappelé par Michel de Bouärd (Bouärd 1961, p. 22).

51 Büttner 2004 ; Prigent 1996.

52 Büttner 2004.

53 M. de Bouärd avait fait établir une première étude de mortier à l’université de Caen par G. Mast (Bouärd 1961, p. 16, n. 7), qui avait déjà bien différencié les deux campagnes, ce que semblait contester l’architecte Froidevaux qui parle de « la même consistance des mortiers » et de leur facture identique de mise en œuvre (Froidevaux 1961, p. 162).

54 Goedicke et al. 1981 ; Guibert et al. 1998.

55 Bailiff et Holland 2000 ; Goedicke 2003 ; Galli et al. 2004 ; Vieillevigne et al. 2006.

56 Bouärd 1975.

57 Baylé 1999 ; Baylé et al. 1998 ; Baylé 1997 ; Sapin 1997 ; Id. 2002.

58 Blain et al. 2007.

59 CEA 1978.

60 L’incertitude précisée représente uniquement un écart-type statistique sur la moyenne des dates calculée par combinaison des valeurs relatives à chaque phase, car il s’agit de visualiser les éventuels écarts chronologiques obtenus par la même méthode, indépendamment des incertitudes systématiques, qui, elles, vont tendre à affecter toutes les datations dans le même sens, y compris les dates moyennes.

61 Thellier 1981 ; Lanos et al. 1999 ; Lanos 2005.

62 Ce type de prélèvement, incontournable, a nécessité une restauration. Les trous ont été rebouchés avec un mortier de chaux coloré avec de la brique pilée et avec un colorant afin d’obtenir les mêmes teintes de surface, après séchage.

63 Lanos 1990 ; Id. 1994 ; Lanos et al. 1999.

64 Lanos 1990 ; Id. 1994.

65 Lanos 2002.

66 Lanos 1990 ; Id. 1994.

67 Lanos 1990 et Id. 1994.

68 Thellier 1959 ; Chauvin et al. 2000 ; Gomez-Paccard et al . ; Id. 2006 à paraître.

69 D’après les travaux menés par Gomez-Paccard et al. à paraître.

70 Selon un algorithme développé dans Lanos 2004.

71 Bronk Ramsey 1995 ; Id. 2001.

72 Reimer et al. 2004.

73 Ward et Wilson 1978.

74 Buck et al. 1996 ; Lanos 2001 et Id. 2004 ; Millard 2006.

75 Gilks et al. 1997.

76 Blain et al. 2007.

77 Buck et al. 1996.

78 Ibid.

79 Froidevaux 1961, p. 162.

80 Bouärd 1961, p. 10.

81 Ibid., p. 12.

82 Pour M. Baylé, on le voit notamment avec la présence de profil des bases à deux cavets, dégagées par Froidevaux, inexistante en basse Normandie après 1090.

83 Seuls les vestiges de tuiles trouvés par Paul Gout au-dessus du mur sud pourraient contredire cette idée avec un début de toiture (position dans la coupe transversale publiée par Froidevaux 1961, p. 160).

84 Baylé 2003, p. 454-465. L’auteur avait également posé la question de la possibilité d’un rôle conjoint de Notre-Dame-sous-Terre et de la nef et du porche occidental roman dans une liturgie stationale propre au sanctuaire montois (avec peut-être un précédent au temps de l’abbatiale préromane).

85 Chapelot 2005, p. 141-173.

86 Guibert 2002.

87 Guibert et al. 1996.

88 Blain et al. 2007.

89 Guibert et al. 1991 ; Faïn et al. 1997.

90 Adamiec et Aitken 1998.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 Georges Bouet, plan partiel, 1848.
Crédits Coll. particulière, cl. Marie-Pierre Bouet
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Fichier image/jpeg, 446k
Titre Fig. 2 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier p. 1 et 3 (1958).
Crédits Médiathèque du Patrimoine
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 401k
Titre Fig. 3 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier. Mur de refend, côté nord. 1958.
Crédits Médiathèque du Patrimoine, cl. Baylé
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 544k
Titre Fig. 4 Yves-Marie Froidevaux, Cahier de chantier. Mur sud. 1958.
Crédits Médiathèque du Patrimoine, cl. Baylé
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 461k
Titre Fig. 5 Yves-Marie Froidevaux, détail du mur sud sur le plan de 1958.
Crédits Médiathèque du Patrimoine
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 515k
Titre Fig. 6 Michel de Boüard et Yves-Marie Froidevaux. Plans de l’édifice avec trames chronologiques. 1961.
Crédits D’après Bouärd 1961 (a) et Froidevaux 1966 (b).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 362k
Titre Fig. 7 Yves-Marie Froidevaux, Plan des fouilles de la terrasse de l’ouest, 1961. Détail.
Crédits Cl. Baylé
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 506k
Titre Fig. 8 Yves-Marie Froidevaux. Photographie avec indications manuscrites. 1963. Extrados de la voûte du narthex.
Crédits Médiathèque du Patrimoine, cl. Froidevaux
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Fichier image/jpeg, 452k
Titre Fig. 9 Yves-Marie Froidevaux, Coupe près de la façade du xie siècle (fouilles de la terrasse de l’ouest). Détail.
Crédits Médiathèque du Patrimoine, cl. Baylé
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 296k
Titre Fig. 10 Notre-Dame-sous-Terre. Vue générale vers l’ouest.
Crédits Cl. CEM
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 487k
Titre Fig. 11 Notre-Dame-sous-Terre. Plan actuel et numéros des unités stratigraphiques (US) (dessin CEM).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-11.jpg
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Titre Fig. 12 Notre-Dame-sous-Terre. Tribune, localisation des unités stratigraphiques.
Crédits Dessin CEM
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-12.jpg
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Titre Fig. 13 Notre-Dame-sous-Terre. Vue du mur nord.
Crédits Cl. CEM
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-13.jpg
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Titre Fig. 14 Notre-Dame-sous-Terre. Vue de la tribune, côté nord.
Crédits Cl. CEM
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-14.jpg
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Titre Fig. 15 Notre-Dame-sous-Terre. Relevé du mur nord, zone ouest.
Crédits Dessin CEM
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Titre Fig. 16 Notre-Dame-sous-Terre. Vue de la baie 065, mur ouest.
Crédits Cl. CEM
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-16.jpg
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Titre Fig. 17 Notre-Dame-sous-Terre. Relevé du mur ouest, collage du pilier 018 sur mur 064.
Crédits Dessin CEM
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Titre Fig. 18 Notre-Dame-sous-Terre. Vue des arcs mur médian.
Crédits Cl. CEM
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-18.jpg
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Titre Fig. 19 Notre-Dame-sous-Terre. Tribune nord : a, relevé CEM 2003 ; b, relevé Froidevaux.
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Titre Fig. 20a Notre-Dame-sous-Terre. Plan chronologique des trois états.
Crédits Dessin CEM
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Titre Fig. 20b Superposition du plan de Notre-Dame-sous-Terre et de la nef de l’abbatiale.
Crédits Dessin CEM
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Titre Fig. 21 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 1 (mortier type 1) prélevé sur le mur gouttereau nord (US 033).
Légende Mortier de chaux de couleur blanc marron, présentant de nombreux nodules de chaux et quelques fragments de tuileau. Le sable est fin et abondant, à quartz et nombreux micas et quelques éléments centimétriques de roche granitique.
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Titre Fig. 22 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 2 (mortier type 2) prélevé sur le pilier central (US 019).
Légende Mortier de chaux de couleur blanc jaunâtre, sans nodules de chaux. Le sable est fin, quartzeux et micacé et à quelques éléments de roches centimétriques. La phase sableuse est moins abondante que dans le type 1.
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Titre Fig. 23 Vue microscopique (lumière naturelle) du mortier de l’état 3 (mortier type 3) prélevé sur l’extrémité occidentale du mur nord (US 006).
Légende Mortier de chaux très blanc, contenant un sable fin quartzeux et micacé, sans élément de roche centimétrique et sans tuileau.
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Titre Fig. 24 Plan de l’église Notre-Dame-sous-Terre dans son état actuel (d’après CEM 1998) et numérotation des zones de prélèvement pour les études de thermoluminescence, d’archéomagnétisme et de radiocarbone.
Légende L’édifice primitif correspond aux deux nefs orientales avec leur sanctuaire respectif et leurs ouvertures. La partie occidentale de l’église a été ajoutée ultérieurement, à la période romane (xiie siècle).
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Titre Tableau A Localisation des échantillons prélevés pour datation en fonction des états de construction.
Légende Nomenclatures utilisées pour la TL, le 14C et l’AM et commentaires sur les prélèvements. Les US pour lesquelles datations TL et AM ont été effectuées sont en grisé.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-26.jpg
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Titre Fig. 25 Distance réduite entre les âges individuels et l'âge moyen de l'ensemble des échantillons étudiés.
Légende Les valeurs hors de l’intervalle [-2 ; +2] peuvent être considérées comme statistiquement anormales. L’échantillon Bdx 8860, par exemple, est en dehors du groupe ; il s'agit selon toute vraisemblance d'un élément remployé.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-27.jpg
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Titre Fig. 26 Résultats des datations TL moyennés par maçonnerie et par phase de construction pour l’église Notre-Dame-sous-Terre.
Légende On a matérialisé les écarts-types statistique et total par une barre d'erreur en double et simple épaisseurs, respectivement.
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Titre Tableau B Datation par thermoluminescence de briques de Notre-Dame-sous-Terre.
Légende Les données ont été regroupées par maçonnerie. La nature des inclusions utilisées pour la détermination de la dose naturelle (De) est précisée selon la codification suivante : GIQ, grandes inclusions de quartz (80-200 µm) ; piQ, petites inclusions de quartz (3-12 µm). Ont été indiquées les grandeurs suivantes : k ou coefficient d’efficacité alpha, les teneurs en potassium (K), uranium, thorium des briques, les doses annuelles alpha, bêta, environnementales (comprenant gamma et cosmiques), la dose annuelle totale, et enfin l’âge-TL en nombre d’années par rapport à la date de l’analyse (2006), l’écart-type total correspondant et la composante statistique de l’écart-type.
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Titre Tableau C Les dates moyennes pondérées et les incertitudes correspondantes sont reportées pour chaque échantillon, chaque maçonnerie et chaque phase.
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Titre Fig. 27 Notre-Dame-sous-Terre, arc pilastre US 18 (mur médian).
Légende Stéréogramme des directions d’aimantation mesurées sur les briques (50353B).
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Titre Fig. 28 Notre-Dame-sous-Terre, chapelle nord, niche US 26.
Légende Stéréogramme des directions d’aimantation mesurées sur les briques (50353C).
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Fichier image/jpeg, 228k
Titre Fig. 29a Vecteurs « aimantation » portés par les briques.
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Titre Fig. 29b Alignement sur une direction magnétique commune (arc pilastre US 20, 50353A).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-34.jpg
Fichier image/jpeg, 116k
Titre Fig. 29c Minimisation de l’angle entre les bases des briques et le plan commun (arc pilastre US 20).
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Fichier image/jpeg, 109k
Titre Fig. 30 Reconstitution des positions de cuisson pour la chapelle nord, niche US 26.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-36.jpg
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Titre Fig. 31 Reconstitution des positions de cuisson pour la chapelle nord, niche US 26.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-37.jpg
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Titre Fig. 32 Reconstitution des positions de cuisson pour les briques des arc des pilastres des US 18 et 20 (mur médian).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-38.jpg
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Titre Fig. 33 Diagramme de désaimantation thermique en champ nul sur le spécimen 50353B_2B3 : il s’agit du spécimen 3 de la brique 2 provenant du pilier 18 (mur médian).
Légende Le vecteur aimantation est projeté selon 2 plans orthogonaux (xy) et (yz) dans un diagramme dit de Zijderveld. Les points représentent les étapes de température successives entre 20° C et 566° C. L’alignement des points selon 2 droites indique qu’il existe une seule composante d’aimantation dans ce spécimen.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-39.jpg
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Titre Fig. 34 Diagramme (dit d’ARAI) montrant la diminution progressive, en fonction de la température, de l’aimantation de l’échantillon au fur et à mesure que celle-ci est remplacée par une aimantation acquise au laboratoire dans un champ magnétique connu (fixé à 60 µT).
Légende La pente de la droite passant au mieux par les points est proportionnelle à l’intensité du champ ancien. La valeur du champ magnétique ancien est obtenue en multipliant la pente moyenne par la valeur du champ imposé au laboratoire. Les lignes « en équerre » correspondent à des tests de réaimantation à des températures inférieures afin de contrôler la stabilité minéralogique du spécimen étudié.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-40.jpg
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Titre Fig. 35 Valeurs d’archéointensité en fonction des états et des zones de prélèvement.
Légende La courbe en noir représente les archéointensités Fa avant correction des effets de vitesse de refroidissement. La courbe en gris celles après correction.
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Titre Tableau D Détermination des archéointensités sur trente-neuf spécimens provenant des prélèvements 50353A, B, D, E, F, G (Cf. tableau A et figure 24) en connexion avec les datations TL.
Légende Colonnes T1 et T2 : gamme de température pour la sélection des points dans le diagramme d’ARAI (fig. 34). Colonnes 4, 5 et 6 : inclinaison, déclinaison et intensité de l’aimantation dans le repère de la brique. Colonne 7 : nombre de points N dans le diagramme d’ARAI utilisés pour déterminer l’archéointensité (N = 12 pour le spécimen de la fig. 34). Colonnes 8 et 9 : archéointensité Fa obtenue et erreur Sig. Colonne 10 : taux de correction de l’effet de la vitesse de refroidissement. Colonne 11 : taux de dérive de l’aimantation due aux chauffes successives. Colonnes 12 et 13 : archéointensité Fa corrigée si taux vitesse supérieur à taux de dérive, inchangée sinon, et erreur associée.
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Titre Fig. 36 Histogrammes des archéointensités pour les états 1 et 2. En gris foncé : état 1 (fenêtres 65 et 73, lots 50353 D et E). En gris clair : état 2 (arcs pilastres 18 et 20, niches 22, 26 et 27 des chapelles, lots 50353 A, B, F et G).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-43.jpg
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Titre Fig. 37 Report de l’archéointensité moyenne déterminée pour l’état 1 de Notre-Dame-sous-Terre sur la courbe de variation de l’intensité déterminée à Paris sur les deux derniers millénaires.
Crédits Gomez-Paccard et al., à paraître.
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Titre Tableau E Résultats des datations radiocarbone à partir des charbons dans les mortiers.
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Titre Fig. 38 Combinaison des dates TL de l’état 1 (tableau C : Bdx 8853, 54, 56, 58, 59, 61, 62, 66) : l’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [901 ; 1003] AD.
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Titre Fig. 39 Combinaison des dates TL de l’état 2 (tableau C : Bdx 8851, 57, 63, 64, 65) : l’intervalle de temps obtenu à 95 % de confiance est [925 ; 1047] AD.
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Titre Fig. 40 Distribution de l’écart de temps de l’état 2 par rapport à l’état 1 à partir des dates TL combinées : l’écart de temps moyen est de + 35 ans.
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Titre Fig. 41 Dates 14C combinées pour l’état 1 (tableau E : Ly-3127, 3130, 3131, sauf Ly-2377) et pour l’état 2 (tableau E : Ly-2374, 2375, 2376, 2381, 3128).
Légende Les intervalles de date à 95 % sont respectivement [898 ; 980] et [898 ; 979] AD. Les barres verticales en pointillé rappellent les dates moyennes combinées TL, soit respectivement 952 et 986 AD (cf. fig. 38 et 39).
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Titre Fig. 42 a) Distribution de Fait de l’état 1 à partir des dates TL : rectangle grisé = [900 ; 1008] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type (noté sqrt(Var)) du Fait.
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Titre Fig. 43 a) Distribution de Fait de l’état 2 à partir des dates TL : rectangle grisé = [928 ; 1054] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.
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Titre Fig. 44 Distribution de l’écart de temps de l’état 2 par rapport à l’état 1 à partir des dates TL mises en Fait : l’écart de temps moyen est de + 35 ans.
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Titre Fig. 45 a) Distribution de Fait de l’état 1 à partir des dates 14C : rectangle grisé = [895 ; 988] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.
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Titre Fig. 46 a) Distribution de Fait de l’état 2 à partir des dates 14C : rectangle grisé = [896 ; 981] à 95 % ; b) Distribution a posteriori de l’écart-type du Fait.
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Titre Fig. 47 Distributions des combinaisons des dates TL des états 1 et 2 contraintes par la stratigraphie en imposant le fait que l’état 2 succède à l’état 1 (résultat a posteriori en grisé).
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Titre Fig. 48 Distribution de l’écart de temps entre les combinaisons des états 2 et 1 avec contrainte stratigraphique à partir des dates TL : l’écart de temps moyen est de + 46 ans.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/21054/img-56.jpg
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Pour citer cet article

Référence papier

Christian Sapin, Maylis Baylé, Stéphane Büttner, Pierre Guibert, Sophie Blain, Philippe Lanos, Annick Chauvin, Philippe Dufresne et Christine Oberlin, « Archéologie du bâti et archéométrie au Mont-Saint-Michel, nouvelles approches de Notre-Dame-sous-Terre », Archéologie médiévale, 38 | 2008, 71-122.

Référence électronique

Christian Sapin, Maylis Baylé, Stéphane Büttner, Pierre Guibert, Sophie Blain, Philippe Lanos, Annick Chauvin, Philippe Dufresne et Christine Oberlin, « Archéologie du bâti et archéométrie au Mont-Saint-Michel, nouvelles approches de Notre-Dame-sous-Terre », Archéologie médiévale [En ligne], 38 | 2008, mis en ligne le 24 avril 2019, consulté le 11 décembre 2019. URL : http://journals.openedition.org/archeomed/21054 ; DOI : 10.4000/archeomed.21054

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Auteurs

Christian Sapin

Directeur de Recherche, UMR 5594 Artehis, CNRS, université de Bourgogne.

Articles du même auteur

Maylis Baylé

Directeur de Recherche, UMR 8589 LAMOP, CNRS, université de Paris 1.

Stéphane Büttner

Géo-archéologue, Centre d’études médiévales d’Auxerre.

Articles du même auteur

Pierre Guibert

Ingénieur de Recherche (HDR), UMR 5060 IRAMAT, CRP2A, CNRS, université de Bordeaux 3.

Sophie Blain

Doctorante, UMR 5060 IRAMAT, CRP2A, CNRS, cotutelle université de Bordeaux 3 - université de Durham.

Articles du même auteur

Philippe Lanos

Chargé de Recherche, UMR 5060 IRAMAT, CRP2A, CNRS, université de Bordeaux 3.

Articles du même auteur

Annick Chauvin

Professeur, UMR 6118 Géosciences-Rennes, CNRS, université de Rennes 1.

Philippe Dufresne

Assistant-Ingénieur, UMR 5060 IRAMAT, CRP2A, CNRS, université de Bordeaux 3.

Christine Oberlin

Ingénieur de Recherche, UMR 5138 Archéométrie et Archéologie, CNRS, université Claude-Bernard Lyon 1, Centre de datation par le radiocarbone.

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Droits d’auteur

Archéologie Médiévale

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