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La datation des structures de cuisson : intégration de l’archéomagnétisme et du radiocarbone, apports de l’anthracologie

The dating of firing-structures: integration of archaeomagnetic and radiocarbon methods, the contribution of anthracology
Zur Datierung der Brennvorrichtungen – Integration von Archäomagnetismus und Radiokarbon, Beitrag der Anthrakologie
Christophe Vaschalde, Gwenaël Hervé, Philippe Lanos et Jacques Thiriot
avec la collaboration de Philippe Dufresne, Virginie Ropiot, Philippe Chapon, Lucas Martin et Lucie Garnier
p. 155-170

Résumés

La datation constitue l’une des problématiques majeures de l’archéologie. Le développement récent des méthodes statistiques de combinaison des informations chronologiques a ouvert de nouvelles perspectives à ce propos. Grâce en particulier à l’approche statistique bayésienne, les résultats des datations par le radiocarbone et par l’archéomagnétisme peuvent être combinés avec la typochronologie des artefacts et avec la stratigraphie. L’objectif est de déterminer précisément l’instant de la dernière chauffe d’une structure artisanale de cuisson. Pour juger du synchronisme de la mort du bois, daté par le radiocarbone, avec la dernière chauffe, datée par archéomagnétisme, le recours à des analyses complémentaires comme l’anthracologie apparaît essentiel. La mise en œuvre et le potentiel de cette approche intégrée sont exposés au travers de quatre exemples médiévaux (fours de potier, de tuilier et de chaufourniers).

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Texte intégral

Nous remercions chaleureusement les archéologues, Virginie Ropiot, Lucas Martin et Philippe Chapon, respectivement responsable d’opérations à Rognes (Pié Fouquet), Moriez (Villevieille) et Cuers (Le Pas Redon). Nos remerciements s’adressent aussi à Philippe Dufresne et Lucie Garnier pour l’acquisition des mesures archéomagnétiques. Cette étude a également bénéficié des conseils d’Anne Philippe (Laboratoire de mathématiques Jean-Leray, Université de Nantes) et du concours de Christine Oberlin (Centre de datation par le radiocarbone de Lyon). Enfin, cet article a bénéficié des corrections constructives de Jean Chapelot, Anne Bocquet-Liénard, Anne-Marie Flambard Héricher et Lucie Chabal.

Fig. 1 Localisation des quatre sites étudiés.

Fig. 1 Localisation des quatre sites étudiés.

1Lors de la fouille archéologique d’un site artisanal, la structure de cuisson (four, foyer) constitue très souvent le marqueur principal de l’activité de production, qu’elle soit de céramiques, de terres cuites architecturales, de chaux, de charbon de bois ou de toute autre nature. Les autres structures associées comme les tours de potier et les différentes aires de travail laissent souvent très peu de vestiges facilement identifiables. De ce fait, pour obtenir des informations chronologiques sur ces sites artisanaux et par conséquent sur les productions associées, il est indispensable de dater les structures de cuisson. Il apparaît fondamental d’obtenir la datation la plus précise et la plus fiable possible. Les interprétations archéologiques et historiques sont largement tributaires de la résolution de ce problème. Il n’est pas inutile de rappeler que le calage des typochronologies d’artefacts (céramique et verre particulièrement) ne peut être pertinent que si l’on dispose de sites de production avec des dates bien établies.

2Plusieurs méthodes sont utilisées pour dater les structures de cuisson. Les plus courantes sont la typochronologie des mobiliers associés, le radiocarbone et l’archéomagnétisme. Lorsqu’il est possible d’établir un phasage stratigraphique entre plusieurs structures, la chronologie relative joue également un rôle important. Enfin, la datation par thermoluminescence est également possible. Ces méthodes ne datent pas toutes le même instant. Chacune est susceptible d’être affectée par un ou plusieurs biais, lesquels peuvent découler, par exemple, des conditions d’échantillonnage ou de la nature même des matériaux soumis à analyse. Afin d’obtenir une datation fiable, il est nécessaire de multiplier les méthodes de datation pour une même structure. De cette approche, il résulte une multiplication d’informations chronologiques, exprimées de manière probabiliste, rattachées à des instants différents, et parfois discordantes entre elles, qu’il n’est pas toujours évident d’interpréter au premier abord. Au travers de quatre exemples médiévaux (fig. 1), cet article propose une méthodologie de synthèse des différentes méthodes de datation.

1. Typochronologie des mobiliers, radiocarbone et archéomagnétisme : moment daté et possibles biais

  • 8 En revanche, la thermoluminescence a été utilisée à plusieurs reprises sur des terres cuites archit (...)

3Dans les sites de productions artisanales, des artefacts (céramiques, verres, métal…) et des matériaux contenant des informations chronologiques (charbons, parois de fours en place…) peuvent être mis au jour dans de nombreux contextes : fours, structures de travail associées, niveaux de fonctionnement ou d’abandon… Dans cet article, nous avons choisi de nous focaliser sur la datation à la fois par la typochronologie des mobiliers, le radiocarbone et l’archéomagnétisme. Le cas de la thermoluminescence, qui date la dernière chauffe à haute température (>400 °C), n’est pas développé, car cette méthode est encore peu utilisée pour les structures de cuisson médiévales8.

1.1. Typochronologie des mobiliers

4Dater des structures de cuisson par le mobilier archéologique associé est une des méthodes les plus couramment utilisées par les archéologues. D’un secteur de production à l’autre, la quantité d’objets datant varie beaucoup. Si, dans un atelier de potiers ou de verriers, les artefacts pouvant être rattachés à une typochronologie sont susceptibles d’être retrouvés en abondance, ce n’est pas le cas sur les sites de production de tuiles, de briques, de chaux ou de charbon de bois.

  • 9 En d’autres termes, toute date au sein de l’intervalle de date a la même probabilité par unité de t (...)

5Le résultat d’une datation se référant à la typochronologie est exprimé sous la forme d’un intervalle de date. D’un point de vue statistique, cet intervalle s’exprime sous la forme d’une probabilité uniforme9. La largeur de l’intervalle donne la précision de la datation. Il est plus difficile d’estimer sa fiabilité, qui est définie par la justesse de la datation par rapport au moment que l’on cherche à dater (fonctionnement de la structure, début de son abandon par exemple). Lorsque du matériel est retrouvé, deux cas de figure se présentent.

  • 10 Amigues, Mesquida García 1987 et 1993, p. 28 ; Mercier 2011 ; Vaschalde 2013, p. 118-122.
  • 11 Bellanger et Husi 2012.

6Les artefacts peuvent être associés à des niveaux de fonctionnement, comme les espaces de circulation et de travail ou les couches des foyers qui sont les seules à même de fournir des rebuts de cuisson provenant de la dernière fournée dans le cas des productions de poteries ou de terres cuites architecturales. Mais le curage et le nettoyage des structures de production par les artisans entraînent souvent la disparition et/ou la dispersion du matériel associé aux niveaux de fonctionnement. Le plus souvent, le mobilier peut provenir des couches formées après l’arrêt de la structure. La signification de ce mobilier est beaucoup plus problématique, car sa provenance n’est jamais très assurée. Plusieurs fouilles de quartiers artisanaux ont montré combien les perturbations opérées par les artisans eux-mêmes peuvent être nombreuses dans la stratigraphie10. Si l’intervalle de temps entre l’abandon de la structure et son comblement est long, le mobilier apparaît plus tardif que la période de fonctionnement de la structure11. Les datations typochronologiques peuvent donc être affectées d’un biais par rapport à la date vraie du fonctionnement de la structure ou la date du début de son abandon.

1.2. Datation radiocarbone

Fig. 2 Datation radiocarbone du four de Launay-Margat à Guipel.

Fig. 2 Datation radiocarbone du four de Launay-Margat à Guipel.
  • 12 L’âge radiocarbone est estimé soit par mesure de l’activité radioactive de l’échantillon (méthode c (...)
  • 13 Pour l’Holocène, la courbe de calibration, régulièrement améliorée, est établie en étudiant des boi (...)
  • 14 Reimer et al. 2009.
  • 15 Pour des informations complémentaires sur les principes de la datation radiocarbone, voir Evin et a (...)

7Toute matière vivante contient une faible proportion de radiocarbone 14C, isotope radioactif en équilibre avec le gaz carbonique atmosphérique. À la mort de l’organisme, le renouvellement en radiocarbone cesse et sa concentration diminue en suivant la loi de décroissance radioactive. L’âge de l’échantillon est déduit en mesurant le taux résiduel de radiocarbone12. Du fait de la variation de la production de radiocarbone dans la haute atmosphère, il est nécessaire de corriger cet âge, exprimé en années Before Present (BP). La correction consiste à reporter l’âge sur une courbe de calibration13 (ex : IntCal0914) (fig. 2). La datation est alors exprimée sous la forme d’une distribution de date, sur laquelle sont calculés un ou plusieurs intervalles de date à 95 % de confiance, chacun étant affecté d’une probabilité15.

8Comme les datations typochronologiques, les datations radiocarbones ne sont pas exemptes de biais. Sur une structure de cuisson, la datation radiocarbone doit être effectuée sur un ou plusieurs charbons de bois retrouvés dans les niveaux de fonctionnement (vestiges du foyer par exemple). Comme pour le mobilier archéologique, l’origine des charbons retrouvés dans les couches de comblement postérieures à l’abandon n’est jamais certaine.

  • 16 Démians d’Archimbaud, et al. 2010, p. 64-66.

9Le moment daté est la mort du végétal, qu’elle soit naturelle ou due à un abattage. Elle ne peut être directement reliée à un instant précis du phasage de la structure de cuisson. Si le charbon de bois provient des cernes d’aubier, les derniers formés dans la croissance en épaisseur de la tige, le radiocarbone donnera la date de mort ou d’abattage de l’arbre. En revanche, si le charbon est issu des cernes du cœur, le radiocarbone donnera seulement un terminus post quem de l’abattage, qu’il peut précéder de plusieurs dizaines d’années, voire de plusieurs siècles. C’est ainsi, par exemple, qu’une poutre de la charpente de la cathédrale Notre-Dame-du-Bourg de Digne (Alpes-de-Haute-Provence), incendiée au xiie siècle, a été datée entre la fin du viiie et le xe siècle16. L’effet de vieux bois, auquel peut s’ajouter le problème du remploi, constitue le biais le plus handicapant de la datation radiocarbone. Il faut également prendre en compte le temps écoulé entre l’abattage du bois et son utilisation dans le four, qui peut être lié à une période de stockage qu’il est difficile d’estimer, voire, encore une fois, à une récupération d’un morceau de bois coupé ou mort bien plus anciennement. Dans le cas particulier de l’effet de vieux bois, il est nécessaire de réaliser systématiquement une étude anthracologique approfondie avant toute datation radiocarbone. Lorsqu’on ne peut isoler du bois d’aubier, seule cette étape est à même d’isoler des bois jeunes de petit calibre, ce qui constitue l’unique manière de minimiser le risque d’être confronté à un effet de vieux bois.

1.3. Datation archéomagnétique

Fig. 3 Datation archéomagnétique de la dernière chauffe à haute température du four de Launay-Margat à Guipel.

Fig. 3 Datation archéomagnétique de la dernière chauffe à haute température du four de Launay-Margat à Guipel.

Datation avec a. L’inclinaison moyenne I, b. La déclinaison moyenne D, c. La combinaison des deux courbes de distribution de date obtenues avec I et D.

  • 17 Thellier et Thellier 1959.
  • 18 L’orientement par rapport au nord géographique est réalisé, soit en fonction de la direction du sol (...)
  • 19 Les deux angles de la déclinaison (angle entre les directions du nord géographique et du nord magné (...)
  • 20 Les courbes de référence, ou courbes de variation séculaire sont valables dans une zone de 1 000 km (...)
  • 21 La datation est également possible en comparant directement l’écart angulaire entre la direction mo (...)
  • 22 Le modèle statistique de combinaison suppose une date commune sans incertitudes entre cette date et (...)
  • 23 Ferdière 2007.

10L’archéomagnétisme est fondé sur l’enregistrement par la terre cuite d’une aimantation, appelée aimantation thermorémanente, parallèle et proportionnelle au champ magnétique terrestre ambiant lors de la dernière chauffe à haute température (supérieure à 400-600 °C)17. L’intervalle de date obtenu correspond à un instant précis du phasage archéologique, la dernière cuisson. Cette méthode nécessite de prélever in situ des fragments des parois en les orientant par rapport au nord géographique lors du prélèvement18. La déclinaison, l’inclinaison19 et éventuellement l’intensité moyennes, obtenues sur la structure de cuisson à dater puis relocalisées à Paris, sont comparées à une courbe de référence régionale20. Deux (ou trois) distributions de date sont obtenues (fig. 3a et 3b)21. Du fait de la nature oscillatoire de la variation du champ géomagnétique, plusieurs intervalles de date à 95 % de confiance sont souvent obtenus. Le résultat final de la datation est défini à partir de la combinaison22 des deux (ou trois) distributions de date (fig. 3c). Cette opération statistique aboutit généralement à un seul intervalle de date à 95 % de confiance. Dans le cas de l’archéomagnétisme, cette combinaison est applicable sans ambiguïté, car le même moment est daté par la déclinaison et l’inclinaison. Il faut cependant vérifier au préalable la bonne concordance des distributions de date des deux paramètres. Des distributions discordantes sont indicatrices d’un biais sur un seul ou sur les deux paramètres. Les biais sont en général liés aux mouvements post-cuisson de la structure ou à un mauvais orientement de la structure en l’absence de levé au soleil (déviation de la boussole lors du prélèvement en raison d’une anomalie magnétique locale d’origine naturelle ou anthropique). Les biais de l’archéomagnétisme sont d’origine magnétique et ne concernent pas la représentativité de la datation par rapport au phasage de la structure, à la différence de la datation typochronologique et du radiocarbone. Le fait que le moment daté soit, sans ambiguïté, intrinsèque à la structure constitue d’ailleurs le principal avantage de la méthode23. Ainsi, chacune des trois méthodes est peut-être affectée d’un biais. Comme il n’est généralement pas évident de les déceler, la meilleure approche reste la multiplication et le croisement des datations. Plusieurs questions méthodologiques se posent alors : comment prouver l’existence des biais possibles comme l’effet de vieux bois ? Comment synthétiser l’ensemble des informations chronologiques ? Quelles précautions faut-il prendre avant de suivre ces approches ? Quelle(s) interprétation(s) chronologique(s) peut-on déduire des distributions de date obtenues ?

2. Cas 1 : Le four de potier du site de Launay-Margat à Guipel (Ille-et-Vilaine)

  • 24 Lanos et al. 1986.
  • 25 Catteddu 2001.

11L’atelier de Launay-Margat à Guipel a fait l’objet de fouilles en 1982 qui ont mis au jour un four de potier muni d’une fosse d’accès, d’un alandier et d’une chambre de cuisson d’un mètre de diamètre24. La production céramique est caractérisée par des pots globulaires avec lèvres à bord droit et en bandeau, caractéristiques de l’époque carolingienne en Ille-et-Vilaine et Basse-Normandie25.

  • 26 Lanos et Querré 1987.
  • 27 Reimer et al. 2009.

12La datation radiocarbone conventionnelle a été réalisée sur 60 grammes de charbons de bois provenant de la fosse d’accès26. L’âge 14C est 1040 ±50 BP (GIF-6074). Après mise à jour de la calibration avec la dernière courbe publiée IntCal0927, trois intervalles de date à 95 % de confiance sont définis, chacun étant affecté d’une probabilité : [895 ; 1055] (86 % de probabilité), [1090 ; 1130] (7 % de probabilité) et [1140 ; 1155] (2 % de probabilité) apr. J.-C. (fig. 2). Même si le premier intervalle est nettement le plus plausible, réduire la datation radiocarbone à ce seul intervalle relève d’une interprétation de la part de l’archéologue et doit donc être justifié. En l’absence d’autres informations, on ne peut totalement exclure que la date vraie se situe dans les deux autres intervalles, bien qu’ils apparaissent peu probables.

  • 28 Lanos et Querré 1987.
  • 29 Courbe bayésienne de Lanos 2004 avec les données de Bucur 1994 et Gallet et al. 2002.

13La datation archéomagnétique a été menée sur dix échantillons provenant du fond de la chambre de cuisson28. L’analyse met en évidence un très bon regroupement des directions d’aimantation avec une inclinaison moyenne de 63,9±1,0° et une déclinaison moyenne de 25,1±2,3°. La datation, effectuée avec la direction moyenne relocalisée à Paris, a été réactualisée en utilisant les courbes de référence plus récentes29. Sur les deux derniers millénaires, l’inclinaison donne une distribution de date multimodale et quatre intervalles de date à 95 % de confiance : [1 ; 75], [420 ; 560], [940 ; 1030] et [1520 ; 1600] apr. J.-C. (fig. 3a). La datation avec la déclinaison aboutit à un seul intervalle de date [915 ; 1075] apr. J.-C. (fig. 3b). Comme celui-ci concorde très bien avec un des intervalles de l’inclinaison, la datation archéomagnétique ne semble pas affectée par un biais et il est alors envisageable de combiner les deux distributions de date (fig. 3c). Le résultat final est l’intervalle à 95 % de confiance [945 ; 1025] apr. J.-C., qui correspond à la date de la dernière utilisation du four. L’archéomagnétisme privilégie ainsi l’intervalle le plus probable du radiocarbone [895 ; 1055] apr. J.-C.

Fig. 4 Four de Launay-Margat : combinaison de l’archéomagnétisme et du radiocarbone.

Fig. 4 Four de Launay-Margat : combinaison de l’archéomagnétisme et du radiocarbone.

14La très bonne concordance entre les résultats de l’archéomagnétisme et du radiocarbone permet d’envisager une combinaison des trois distributions de date de l’inclinaison, de la déclinaison et du radiocarbone (fig. 4). Cette hypothèse, qui implique une contemporanéité stricte, suppose que le niveau charbonneux de la fosse d’accès est associé à la dernière cuisson et que l’abattage du bois est contemporain (petit bois ou broussailles par exemple). La combinaison donne l’intervalle de date [955 ; 1025] apr. J.-C. à 95 % de confiance. La légère amélioration de la précision par rapport à la datation archéomagnétique illustre l’apport de cette approche de combinaison à la datation des structures de cuisson en archéologie. La fin du fonctionnement du four est ainsi datée de la seconde moitié du xe siècle ou du premier quart du xie siècle apr. J.-C.

3. Cas 2 : Les fours à chaux du site de Pié Fouquet à Rognes (Bouches-du-Rhône)

  • 30 Ropiot et al. 2014.
  • 31 Vaschalde 2013, p. 259-268.
  • 32 Ibid., p. 120-122.

15La fouille du site de Pié Fouquet à Rognes a été réalisée en 2012, sous la direction de Virginie Ropiot pour la société Chronoterre Archéologie30. Le site occupe un vallon anciennement cultivé divisé en terrasses. La principale occupation date de l’âge du bronze. En aval, deux structures servant à la cuisson de la chaux, nommées B1 et B8, ont été découvertes (fig. 6a). La première, B1, se présente sous la forme d’une fosse creusée dans les colluvions naturelles du vallon. C’est une fosse à calcination mesurant 2 m de diamètre pour environ 1 m de profondeur. Le fonctionnement de cette structure, qui utilise sans doute le principe de la courte flamme, était resté inconnu jusqu’alors dans les régions de la France méditerranéenne31. Plus en aval se trouvaient les vestiges de deux autres fours, beaucoup plus grands, nommés B8 et B13. Seul B8 a pu être fouillé, B13 ayant été reconnu en plan sur seulement un quart de sa surface en dehors de la zone prescrite. Le four B8, également creusé dans les colluvions naturelles, mesure environ 3,70 m de diamètre et 2,10 m de profondeur. Le comblement post-abandon des fours de Pié Fouquet ne contient aucun artéfact, hormis quelques tessons céramiques datés de l’âge du bronze final. Ces tessons sont probablement intrusifs et proviennent de l’érosion du site sus-jacent. Cet exemple illustre la difficulté de dater par typochronologie ce type de structure de cuisson de grande taille. L’absence d’artefact contemporain du fonctionnement d’un four à chaux est très fréquente32. La datation de ces structures ne peut donc reposer que sur les méthodes chronométriques.

3.1. Datation radiocarbone : apports de l’anthracologie à la sélection des échantillons

Fig. 5 Résultat de l’analyse anthracologique des charbons issus des foyers des deux chaufours B1 et B8 de Pié-Fouquet à Rognes (13).

Fig. 5 Résultat de l’analyse anthracologique des charbons issus des foyers des deux chaufours B1 et B8 de Pié-Fouquet à Rognes (13).
  • 33 Les thylles sont des excroissances d’origine cellulaire produites par des cellules sécrétrices ou p (...)

16Plusieurs lots de charbons ont pu être collectés dans les niveaux de comblement associés à la dernière chauffe des structures de cuisson. Avant la datation, les charbons ont d’abord fait l’objet d’une analyse anthracologique, visant à déterminer les espèces présentes dans le bois du combustible et à en caractériser la morphologie. Dans le four B1, l’analyse a porté sur 160 charbons provenant de l’US 1022 (couche tapissant le fond de la fosse). Elle a mis en évidence l’utilisation très majoritaire de chêne à feuillage persistant (Quercus à feuillage persistant et Quercus coccifera/ilex, 77,5 %) accompagné de pin d’Alep/pin pignon (Pinus halepensis/pinea, 11,3 %), de genévrier (Juniperus, 2,5 %) et de Légumineuses (Leguminosae 1,3 %) (fig. 5). Un tiers des charbons retrouvés mesuraient moins de 10 mm et comptaient entre 1 et 6 cernes. Les autres charbons avaient des dimensions comprises entre 10 et 20 mm et comptaient jusqu’à 14 cernes. Il s’agit donc d’échantillons de bois de petit calibre et même de brindilles, qui ne sont a priori pas affectés par un effet de vieux bois significatif. Dans le four B8, seul un lambeau de couche charbonneuse était conservé dans la gueule d’enfournement (US 1091 et 1092), constituant le dernier reliquat du foyer. Le reste de la structure avait été curé par les artisans. L’anthracoanalyse a porté sur 256 fragments, et a révélé l’utilisation très majoritaire de bois de chêne à feuillage persistant (Quercus à feuillage persistant, 32,4 %) et de chêne à feuillage caduc (Quercus à feuillage caduc, 33,2 %), ainsi que de pin d’Alep/pin pignon (Pinus halepensis/pinea, 4,7 %) et de filaire/nerprun (Phillyrea/Rhamnus, 0,8 %) dans des proportions beaucoup plus réduites (fig. 5). La proportion de bois matures est élevée (environ 60 % des occurrences dans l’US 1091). Ces charbons présentent des courbures de cernes peu marquées, ainsi que des thylles33 dans certaines cellules du bois initial (28,1 % des occurrences dans B8). Du fait d’une fragmentation trop importante des charbons, il n’a pas été possible de compter les cernes, et par conséquent les années. Ceci indique toutefois que le risque d’un effet de vieux bois doit être envisagé.

17Grâce à ces informations anthracologiques, la datation radiocarbone du four B1 a été menée sur des brindilles. L’âge non-­calibré, déterminé par analyse conventionnelle sur 14 grammes de charbons, est égal à 890±30 BP (Beta-341614). Dans le cas du four B8, la quantité de brindilles étant insuffisante pour la méthode conventionnelle, l’analyse a été effectuée par AMS sur un lot de 130 charbons. L’âge non calibré est 880±30 BP (Beta-341612).

18Après calibration, les deux fours donnent une distribution de date semblable de forme bimodale, qui fournit deux ou trois intervalles de date à 95 % de confiance (fig. 6b). Au premier mode correspond l’intervalle de date entre environ 1050 et 1110 apr. J.-C. qui a une probabilité de 27 et 35 % respectivement pour B1 et B8, alors que la probabilité de l’intervalle (ou des deux intervalles) associés au deuxième mode entre 1125 et 1225 atteint 60 et 68 %. À ce stade, le radiocarbone confirme l’absence de signification du mobilier de l’âge du Bronze retrouvé dans le comblement post-abandon, donne une datation médiévale et suggère que les deux fours ont cessé de fonctionner simultanément.

3.2. Datation archéomagnétique et apport de la combinaison avec le radiocarbone

Fig. 6 Fours B1 et B8 de Pié-Fouquet à Rognes (13).

Fig. 6 Fours B1 et B8 de Pié-Fouquet à Rognes (13).

a. Les fours en cours de prélèvement archéomagnétique (cl. C. Vaschalde et J. Thiriot), b. Datations radiocarbone (Beta-341614 pour le four B1 et Beta-341614 pour le four B8), c. Datations archéomagnétiques, d. Combinaison de l’inclinaison, de la déclinaison et du radiocarbone.

19Ces premiers résultats sont complétés par une analyse archéomagnétique (REN-2013-4 et REN-2013-5) de prélèvements de la paroi des fours (fig. 6a). La datation archéomagnétique est de très bonne qualité car l’inclinaison et la déclinaison donnent des distributions de date très concordantes. Leur combinaison aboutit à un seul intervalle de date à 95 % de confiance [1010 ; 1130] apr. J.-C. pour le four B1 et [1160 ; 1270] apr. J.-C. pour le four B8 (fig. 6c). Ces résultats suggèrent que les fours B1 et B8 ne sont pas contemporains. Avant de combiner les datations archéomagnétique et radiocarbone, il faut d’abord discuter de la condition de contemporanéité des instants datés, c’est-à-dire en général de l’absence d’effet de vieux bois. Pour le four B1, on peut d’emblée exclure cette hypothèse grâce aux études anthracologiques. Pour le four B8, la combinaison apparaît pertinente au vu du décalage très faible entre les résultats des deux méthodes de datation. La combinaison montre que la datation archéomagnétique du four B1 privilégie le premier mode du radiocarbone et celle du four B8 le second mode. Les deux fours ont cessé de fonctionner de manière successive, d’abord B1 entre environ 1040 et 1140 apr.  J.-C., puis B8 entre environ 1160 et 1230 apr.  J.-C. (fig.  6d). Ce phasage, qui n’était pas révélé par le radiocarbone seul, alimente les discussions sur les techniques de production de chaux employées et leur évolution. Enfin, si le phasage avait pu être mis en évidence par l’archéomagnétisme seul, il est important de noter que la combinaison avec le radiocarbone permet de réduire de 20 % (B1) à 35 % (B8) la largeur des intervalles de date à 95 % de confiance. Cet argument justifie aussi l’utilisation conjointe des deux méthodes afin de dater les structures de cuisson.

4.  Cas 3 : Le four de Villevieille à Moriez (Alpes-de-Haute-Provence)

4.1. Datation radiocarbone et archéomagnétisme : une combinaison très ou trop précise ?

  • 34 Martin et Fournier 2006 ; Martin et al. 2007.

20L’exemple suivant est le four de tuilier de Villevieille à Moriez, fouillé en 2006 par Lucas Martin (Inrap Méditerranée)34. Seule la partie arrière de ce four est préservée. Il fonctionnait avec deux couloirs de chauffe. La sole était constituée de deux séries d’arcs bâtis et soutenait un laboratoire de larges dimensions (2,60 × 2,40 m). Le mobilier retrouvé dans le comblement des couloirs de chauffe ne comprend qu’un seul tesson de céramique grise. Ceci laisse supposer une date médiévale ou du début de l’époque moderne sans plus de précisions.

Fig. 7 Datation du four de la Villevieille à Moriez (04).

Fig. 7 Datation du four de la Villevieille à Moriez (04).

a. Datation radiocarbone (Ly13866), b. Datation archéomagnétique, c. Combinaison des deux méthodes de datation.

21La datation radiocarbone conventionnelle (Ly13866, 515±30 BP) donne deux intervalles de date calibrée à 95 % de confiance : [1330 ; 1345] apr. J.-C., qui a une probabilité de 7 % et [1400 ; 1450] apr. J.-C., qui a une probabilité de 88 % (fig. 7a). L’archéomagnétisme (REN-2007-3) fournit un seul intervalle de date [1435 ; 1545] apr. J.-C. avec une bonne concordance entre l’inclinaison et la déclinaison (fig. 7b). Si l’on combine les distributions de date de l’inclinaison, de la déclinaison et du radiocarbone, on obtient une distribution de date très étroite avec un intervalle de date à 95 % de confiance, [1420 ; 1455] apr. J.-C., large de 34 ans seulement (fig. 7c). Ce résultat apparaît très précis en comparaison des autres sites, alors que la précision des mesures d’âge radiocarbone et de direction est similaire. Il convient donc de s’interroger sur la signification de cette combinaison.

22De fait, si on s’attache de plus près aux datations, on remarque un décalage entre l’archéomagnétisme et le radiocarbone, ce dernier donnant une date plus ancienne. La contemporanéité des instants datés par les deux méthodes, qui est le postulat de la combinaison statistique, doit donc être remise en question.

4.2. Analyse du décalage entre le radiocarbone et l’archéomagnétisme

Fig. 8 Analyse statistique de l’intervalle δ entre les courbes de distribution de probabilité de l’archéomagnétisme et du radiocarbone pour les structures de Launay-Margat à Guipel (cas 1, à gauche) et Villevieille à Moriez (cas 3, à droite). Sont représentées les courbes de distribution de probabilité du décalage.

Fig. 8 Analyse statistique de l’intervalle δ entre les courbes de distribution de probabilité de l’archéomagnétisme et du radiocarbone pour les structures de Launay-Margat à Guipel (cas 1, à gauche) et Villevieille à Moriez (cas 3, à droite). Sont représentées les courbes de distribution de probabilité du décalage.

23Il est possible d’analyser statistiquement l’intervalle entre radiocarbone et archéomagnétisme. On note cet intervalle δ = (distribution de date de l’archéomagnétisme – distribution de date du radiocarbone). La distribution de probabilité de δ est représentée en figure 8 pour les structures de Launay-Margat à Guipel et de Villevieille à Moriez. À Launay-Margat, la distribution de probabilité est approximativement centrée sur 0, ce qui signifie qu’il n’y a pas de décalage significatif entre les résultats du radiocarbone et de l’archéomagnétisme. Aussi, la combinaison était envisageable. Dans le cas du four de Villevieille, la distribution de probabilité présente un écart positif à plus de 99 %, ce qui indique un décalage très significatif (fig. 8). Plus précisément, le décalage a une probabilité de 95 % d’être supérieur à 25 ans, de 73 % d’être supérieur à 50 ans et de 18 % d’être supérieur à 100 ans. Ainsi, le décalage est compris entre 25 et 100 ans à 77 % (95 %-18 %) de probabilité.

24Pour conclure, ce décalage important entre le radiocarbone et l’archéomagnétisme n’est pas explicable par les seules erreurs statistiques et il faut admettre l’existence d’une erreur systématique affectant une des deux méthodes. L’explication la plus plausible semble être l’effet de vieux bois. Toutefois, il est impossible de le confirmer avec certitude, aucune étude anthracologique n’ayant été réalisée préalablement à la datation radiocarbone.

25En ce qui concerne la datation de la structure, la combinaison conduit à une datation très précise dans la zone resserrée de recouvrement des deux courbes. À la différence des deux exemples précédents de Launay-Margat et Pié Fouquet, l’hypothèse de contemporanéité stricte présupposée par la combinaison n’est plus tenable. Les deux méthodes chronométriques datent deux événements différents :

  • le radiocarbone, affecté d’un effet de vieux bois, donne un terminus post quem de l’abattage de l’arbre,
  • l’archéomagnétisme date la dernière chauffe du four dans l’intervalle [1435 ; 1545] apr.  J.-C. à 95 % de confiance. Il faut noter que ce dernier résultat est très fiable, car on observe une bonne concordance entre l’inclinaison et la déclinaison.

5.  Cas 4 : Le four de Pas-Redon à Cuers (Var)

  • 35 Chapon 2012.
  • 36 Lors du diagnostic préventif, le chaufour avait été presque entièrement vidé de son comblement, san (...)

26Le four à chaux du site de Pas Redon à Cuers a été fouillé en 2011 par l’équipe de Philippe Chapon (Inrap Méditerranée). Le site a révélé à son extrémité occidentale un atelier de potiers antique et à son extrémité orientale, au pied de la colline de l’Adrech des Défens, un four à chaux35. Des structures de l’âge du Fer ont été mises au jour à proximité de ce chaufour, mais sans lien stratigraphique apparent. Le chaufour est entièrement creusé dans le substrat argileux et mesure 3,75 m de diamètre pour 3 m de profondeur. L’aire de travail devant la gueule du four est recoupée par une structure circulaire très profonde, mais qui n’a livré aucun élément de datation. L’ensemble est recoupé par un mur de terrasse de culture qui date sans doute de l’époque moderne car il est mentionné sur le cadastre napoléonien en 1811. Aucun artefact n’a été retrouvé, aussi bien dans les couches de fonctionnement du chaufour que dans celles liées à son abandon. Lors de la fouille, la couche de charbons appartenant au foyer était présente sous la forme de lambeaux sur les parties latérales de la structure36. Un petit lot de charbons de bois (environ 15 grammes) a toutefois pu être prélevé. Après analyse anthracologique, les charbons de bois retrouvés à la base du comblement ont permis de réaliser deux datations radiocarbone, l’une conventionnelle à Lyon (Ly16086) et l’autre par AMS (Poz-42876). La datation archéomagnétique (REN-2012-11) a été menée à partir de 22 prélèvements des parois du chaufour (fig. 11b).

5.1. Résultats anthracologiques et datations radiocarbone

Fig. 9 Résultat de l’analyse anthracologique des charbons issus du foyer du four à chaux de Pas-Redon à Cuers (83).

Fig. 9 Résultat de l’analyse anthracologique des charbons issus du foyer du four à chaux de Pas-Redon à Cuers (83).
  • 37 Ramea et al. 2008.

27L’analyse anthracologique a porté sur 100 charbons de bois. Du fait d’un très mauvais état de conservation, 32 d’entre eux n’ont pas pu être identifiés. Le reste du lot est exclusivement composé de chêne à feuillage caduc (Quercus à feuillage caduc, fig. 9). Parmi les charbons de bois identifiés, 52,2 % présentent des thylles, et 89,6 % ont des cernes très peu courbés. Ces indices conduisent à envisager l’utilisation de bois matures issus d’arbres âgés. Cependant, l’âge des bois utilisés dans le chaufour de Cuers ne peut être estimé car ni la mesure des calibres ni le compte des cernes n’ont été possibles. De plus, les connaissances disponibles sur les chênes à feuillage caduc, sur leurs caractéristiques physiologiques et sur les usages qui accompagnent leur exploitation sont trop lacunaires pour proposer une hypothèse d’âge fiable. Les chênes à feuillage caduc peuvent vivre naturellement plusieurs centaines d’années37. Certes, l’exploitation par l’Homme des espaces boisés autour du village de Cuers a sans doute régulièrement rajeuni les taillis exploités. Comme notre seule certitude est le fait que le combustible utilisé dans le chaufour n’était pas constitué de brindilles, il faut prendre en compte la possibilité qu’il soit âgé de plusieurs années ou dizaines d’années. En d’autres termes, un effet de vieux bois est ici fortement soupçonné.

Fig. 10 Chaufour de Pas-Redon à Cuers (83).

Fig. 10 Chaufour de Pas-Redon à Cuers (83).

a. Datations radiocarbone conventionnelle (Ly16086) et AMS (Poz-42876), b. Datation archéomagnétique avec l’inclinaison, la déclinaison et l’intensité du champ magnétique, c. Combinaison des cinq courbes de distribution de date, d. Résultats du modèle statistique du Fait appliqué aux cinq courbes de distribution de date.

28Aussi, les résultats des datations radiocarbone sont probablement des termini post quem pour la fin du fonctionnement du chaufour (fig. 10a et tab. 1). La datation AMS (Poz-42876, 415±25 BP) donne après calibration deux intervalles de date [1435 ; 1510] et [1600 ; 1615] apr. J.-C., qui ont respectivement 90 et 5 % de probabilité. La datation conventionnelle (Ly16086, 460±30 BP) ne donne qu’un seul intervalle de date à 95 % de confiance [1415 ; 1465] apr. J.-C. Un second intervalle au début du xviie siècle n’est pas obtenu. Mais, la probabilité, bien que très faible (environ 0,3 %), n’est pas nulle durant cette période (cf. encart de la fig. 10a). D’après le radiocarbone, la fin du fonctionnement du four s’est le plus probablement produite au cours du xve siècle. Une datation au début du xvie siècle, qui repose essentiellement sur l’analyse AMS, ne peut être exclue même si elle apparaît beaucoup moins probable.

Tableau 1 Synthèse des résultats de datation du four de Pas-Redon à Cuers (83).

Tableau 1 Synthèse des résultats de datation du four de Pas-Redon à Cuers (83).

5.2. Résultats archéomagnétiques

  • 38 Thellier et Thellier 1959.
  • 39 Pour plus de détails sur ces protocoles, se référer à Chauvin et al. 2000, Hervé et al. 2013b. La c (...)
  • 40 L’intensité moyenne est exprimée avec sa déviation standard. Elle est calculée sur 21 échantillons.
  • 41 La courbe utilisée dans cette étude est inédite et fera l’objet d’une publication prochaine. Elle t (...)

29À la différence des structures de cuisson de Launay-Margat, Pié Fouquet et Villevieille, l’intensité du champ géomagnétique au moment de la dernière chauffe a pu être déterminée. Le protocole suivi est celui de Thellier-Thellier38 avec bouclages, correction d’anisotropie d’aimantation thermorémanente et correction de vitesse de refroidi ssement39. Comme pour l’inclinaison et la déclinaison, l’intensité moyenne à Paris, 58,4±1,7 microTeslas40, est comparée à la courbe de référence de l’Europe occidentale41. La combinaison des trois distributions de date fournit un seul intervalle de date [1585 ; 1620] apr.  J.-C. à 95 % de confiance (fig. 10b et tab. 1). À première vue, l’archéomagnétisme date la dernière chauffe du four entre la fin du xvie siècle et le début du xviie siècle. Cependant, les distributions de date de la déclinaison, de l’inclinaison et de l’intensité n’apparaissent pas parfaitement concordantes entre elles. Avant de poursuivre l’analyse de datation, il faut donc vérifier la fiabilité des résultats archéomagnétiques.

Fig. 11 Distribution des directions d’aimantation et position des prélèvements.

Fig. 11 Distribution des directions d’aimantation et position des prélèvements.

a. Représentation stéréographique des directions d’aimantation thermorémanente des 22 prélèvements. Les directions sont distribuées en quatre lots en fonction de la déclinaison. L’échantillon en rouge n’est pas pris en compte dans le calcul de la direction moyenne, ici représentée en noir avec son cercle d’erreur à 95 % de confiance. b. Position des prélèvements sur le pourtour des parois du chaufour. Les couleurs suivent le code utilisé en (a).

Cl.: C. Vaschalde

  • 42 Finlay et al. 2010.
  • 43 Le facteur k de la statistique de Fisher, qui quantifie le regroupement des directions, est égal à  (...)

30En général, une discordance entre les distributions de date s’explique par un mouvement des parois de la structure de cuisson ou par une perturbation de l’orientement des prélèvements, notamment s’ils sont orientés à la boussole. Dans le cas du chaufour de Cuers, l’orientement a été effectué au nord géographique via la mesure de l’azimut du soleil à une heure précise. En outre, la mesure locale de la déclinaison actuelle (0,8±2,5°) concorde parfaitement avec la prédiction de l’International Geomagnetic Reference Field (1,0°)42. Aussi, il apparaît raisonnable d’exclure l’hypothèse d’une perturbation de l’orientement en raison d’une anomalie locale du champ géomagnétique (roches sous-jacentes, lignes électriques, barrières métalliques). Des mouvements post-cuisson des parois provoquent quant à eux une dispersion plus forte des directions d’aimantation avec une distribution en relation avec la position du prélèvement. Les directions des 22 prélèvements du chaufour de Cuers suivent une distribution de Fisher et sont très bien regroupées43 (fig. 11a). Les prélèvements se répartissent en quatre groupes suivant leur déclinaison. L’absence de relation entre ces groupes et la position des prélèvements sur le pourtour des parois (fig. 11b) indique que ces groupes résultent plus probablement de la dispersion liée aux erreurs expérimentales que d’une erreur systématique liée à un mouvement des parois.

31En définitive, la faible concordance entre les distributions de date de la déclinaison, de l’inclinaison et de l’intensité reste inexpliquée. La possibilité d’une erreur systématique sur au moins un de ces trois paramètres est plausible et il faudra envisager deux scénarii lors de la synthèse de la datation du chaufour.

5.3.  Synthèse de l’archéomagnétisme et du radiocarbone

5.3.1.  Scénario 1

32Dans ce premier scénario, la combinaison de l’inclinaison I, de la déclinaison D et de l’intensité F de l’archéomagnétisme, qui donne l’intervalle [1585 ; 1620] apr. J.-C. à 95 % de confiance, est considérée comme fiable. On observe un décalage avec la datation la plus probable donnée par le radiocarbone, le xve siècle. Mais cette datation est compatible avec l’intervalle de date le moins probable de la datation radiocarbone AMS ([1600 ; 1615] 5 % de probabilité). Comme la probabilité de la datation radiocarbone n’est pas strictement nulle à la même période, la combinaison de l’archéomagnétisme avec les deux datations radiocarbone aboutit à une distribution de date très resserrée avec un intervalle de date [1600 ; 1615] apr. J.-C. à 95 % de confiance (fig. 10c). La datation radiocarbone la plus probable milite plutôt en faveur d’un effet de vieux bois, ce que laisse soupçonner l’anthracologie.

33D’après l’analyse de la distribution du décalage (cf. section 4.2), l’effet de vieux bois a 80 % de probabilité d’être compris entre 130 et 170 ans pour le radiocarbone conventionnel et entre 90 et 150 ans pour le radiocarbone AMS. Dans l’hypothèse d’un effet de vieux bois, ce premier scénario daterait la dernière chauffe du chaufour par la combinaison (I, D, F) de l’archéomagnétisme dans l’intervalle [1585 ; 1620] apr. J.-C. à 95 % de confiance, soit à la fin du xvie siècle ou au tout début du xviie siècle.

5.3.2. Scénario 2

  • 44 Le modèle statistique de combinaison est transformé en modèle de Fait si on suppose l’existence d’u (...)
  • 45 Lanos et Dufresne 2012.

34Le second scénario considère que la combinaison (I, D, F) de l’archéomagnétisme n’est pas satisfaisante, du fait de la faible concordance entre les distributions de date de la déclinaison, de l’inclinaison et de l’intensité. Un modélisation44 plus complexe permet de poursuivre le raisonnement afin de dater la fin du fonctionnement du chaufour du Pas Redon. On suppose que les trois paramètres du champ géomagnétique et les deux datations radiocarbone sont des réalisations aléatoires d’une même date appelée événement (ou Fait45), à savoir la dernière chauffe du four, et que l’on cherche à estimer. Dans ce modèle chronologique, on suppose que chacune des datations est entachée d’une incertitude inconnue par rapport à la date de l’événement. Cette approche est pleinement justifiée dans le cas du chaufour du Pas Redon. L’effet de vieux bois, soupçonné mais non estimé par l’anthracologie, est une incertitude de valeur inconnue qui affecte les deux datations radiocarbone par rapport à la date vraie de la dernière chauffe du four. La faible concordance entre les distributions de date de la déclinaison, de l’inclinaison et de l’intensité suggère aussi qu’au moins un de ces paramètres est affecté d’une erreur systématique.

  • 46 Ibid. 2012.
  • 47 Le calcul du Fait a été effectué avec 10 millions d’itérations.

35Le modèle chronologique est formalisé dans un cadre statistique hiérarchique bayésien. Nous l’avons mis en application en utilisant RenDateModel développé par Philippe Lanos et Philippe Dufresne46. Le modèle47 conduit à une distribution de date bimodale qui offre deux intervalles de probabilité à 95 % : [1385 ; 1550] à 86 % et [1560 ; 1620] à 9 % apr. J.-C. (fig. 10d). Le premier intervalle de date correspond largement aux deux datations radiocarbone, ce qui implique un effet de vieux bois peu important notamment pour le charbon de bois daté par AMS (tab. 1). Mais ce résultat est en relative contradiction avec l’anthracologie. Finalement, le modèle du « Fait » met en évidence l’ambiguïté de cette datation. Les deux intervalles obtenus reposent sur des hypothèses statistiques qui prennent mieux en compte la possibilité d’une erreur systématique sur une ou plusieurs des distributions de date impliquées.

  • 48 La thermoluminescence nécessite de mesurer la radioactivité ambiante. Cette estimation repose sur d (...)

36L’ambiguïté aurait pu être levée en menant une datation par thermoluminescence sur les parois du four. L’analyse ne peut malheureusement pas être effectuée après la fin de la fouille, car elle nécessite la conservation en place de la structure de cuisson48. Une analyse radiocarbone supplémentaire aurait également pu être réalisée sur un bois moins mature si un protocole de prélèvement anthracologique plus élaboré avait permis de disposer d’une quantité plus importante de charbons. Il convient toutefois de garder à l’esprit la faisabilité de toutes ces analyses du point de vue financier. Ceci incite donc à préparer les stratégies de prélèvement et de datations en amont de la fouille, et non pas, comme trop souvent, une fois les structures entièrement dégagées.

6. Discussion générale

6.1. La confrontation radiocarbone-archéomagnétisme : apport potentiel à l’étude de l’approvisionnement en combustible des sites artisanaux

37L’effet de vieux bois est le problème majeur du radiocarbone appliqué aux charbons de bois en archéologie. L’existence de ce phénomène conduit à s’interroger à la fois sur la manière de le mettre en évidence et sur les informations qu’il livre à propos des pratiques d’approvisionnement en combustible.

  • 49 Durand 1998, p. 375-376.
  • 50 Breichner et al. 2002, p. 88.
  • 51 Analyse réalisée par C. Vaschalde (inédite).

38La restitution des dimensions et de l’âge des bois utilisés comme combustible dans les structures artisanales de cuisson est une des problématiques abordées par les anthracologues. D’un point de vue théorique, la méthode la plus simple et la plus précise pour quantifier l’effet de vieux bois consiste à compter l’ensemble des cernes d’un individu, afin d’obtenir son âge à l’année près (à une faible incertitude près). La mesure des calibres donne aussi des informations à ce sujet, mais très variables selon la vitesse de croissance due à l’espèce ou due aux conditions du milieu. À ce jour, il faut bien constater le manque de données sur l’âge des bois coupés, seuls quelques lots de charbons issus de sites artisanaux ayant fourni des comptages. À Saint-Victor-des-Oules (Gard), aux xiie-xiiie siècles, certains charbons de bruyère (Erica) comportaient jusqu’à dix cernes. Sur des charbons de callune (Calluna vulgaris), Aline Durand a compté jusqu’à 25 cernes49. Dans le four de potier du xiiie siècle du Mas Viel à Argelliers (Hérault), les charbons, issus de rejets de taillis de plusieurs espèces, comprenaient jusqu’à 33 cernes50 pour des calibres inférieurs à 4,5 cm (état carbonisé), ceux du four à chaux du xive siècle découvert sur le site des Bordes du bois de Cestres à Saint-Martin-du-Mont (Côte-d’Or) jusqu’à 50 cernes51. La plupart du temps, les charbons ne conservent qu’un faible nombre des cernes de l’individu d’origine. D’autres indices anatomiques permettent alors de soupçonner un effet de vieux bois, tels que : la présence d’essences à croissance réputée lente (buis, genévrier, etc.), la courbure peu marquée des cernes, leur étroitesse particulière, la maturité de l’anatomie, et éventuellement la présence de thylles chez certaines espèces comme le chêne. Avant même la réalisation de la datation radiocarbone, l’ensemble de ces indices observés lors de l’anthracoanalyse permettent de sélectionner les meilleurs charbons de bois pour la datation et, sinon, peuvent laisser envisager ou non l’existence d’un effet de vieux bois.

  • 52 Vaschalde 2013, vol. 3, p. 308-332.

39L’ethnoarchéologie apporte également son lot d’informations. Actuellement, au Maroc, dans des fours dont le fonctionnement est analogue à celui de Cuers, les chaufourniers de Séfrou-Sanhaja brûlent des billots entiers issus d’arbres âgés parfois de plus de 200 ans52. Sans démontrer l’utilisation de bois aussi vieux au cours des temps plus anciens en Provence, cette comparaison ethnoarchéologique prouve que la technique mise en œuvre peut très bien s’accommoder d’un combustible de très grande taille pouvant être issu de tiges très âgées.

40Les quatre exemples de fours médiévaux présentés dans cet article montrent que la confrontation des datations radiocarbone et archéomagnétique peut aboutir à une quantification de l’effet de vieux bois. Cette quantification n’est toutefois possible que si les risques de pollution par du carbone plus ancien ont été écartés. L’analyse de l’éventuel décalage entre les intervalles de dates fournis par les deux méthodes chronométriques (comme à Cuers et Moriez) aboutit à proposer un intervalle d’âge probable du bois utilisé pour la datation radiocarbone, ce qui est susceptible de donner des informations sur la pratique des artisans en matière d’approvisionnement en combustible. Coupler cette approche avec l’anthracologie renforcerait encore la fiabilité des résultats.

  • 53 Sclafert 1959 ; Devèze 1961 ; Prax 1981.
  • 54 Jolain 1961 ; Ducrey 1988.
  • 55 Rameau et al. 2008.
  • 56 Fabre 1996.

41Pour les fours situés dans les régions méditerranéennes (Moriez, Rognes et Cuers), la documentation écrite apporte quelques éléments de réflexion sur la problématique de l’approvisionnement en combustible. Les actes de la pratique de la fin du Moyen Âge et du début de l’époque moderne apportent des éléments qui permettent parfois de distinguer les futaies et les formations de taillis, dans lesquelles les tiges n’atteignent pas les mêmes âges53. La part entre ces deux types de formations, et de leurs utilisations respectives, reste cependant inconnue pour les époques antérieures à l’époque contemporaine. L’exemple des chênaies est plus documenté pour la seconde moitié du xxe siècle, le taillis étant la forme d’organisation la plus répandue en Provence ; les chênes y étaient coupés tous les 25 à 40-50 ans54. En contexte plus rare de futaie, un chêne peut atteindre un âge pluri-centenaire55. Dans les taillis, il faut toutefois noter que les coupes régulières limitent l’âge des tiges, mais n’empêchent pas le vieillissement des souches. Cette organisation était sans doute héritée de pratiques plus anciennes56, mais la documentation à ce propos reste lacunaire.

  • 57 Britton et al. 2007.
  • 58 Thiébault et Vernet 1992.
  • 59 Chabal 1997 et 2001.
  • 60 Fabre 1996.
  • 61 Chabal, Laubenheimer 1994 ; Chabal 1997 et 2001 ; Breichner et al. 2002.
  • 62 Formation végétale formée d’arbustes ou d’arbrisseaux.
  • 63 Vaschalde 2013, p. 95-96 et p. 655-661.

42Certaines méthodes d’organisation de l’exploitation des bois médiévaux mises en évidence dans la documentation écrite montrent l’existence de taillis au xiiie siècle, notamment au nord de Montpellier57. D’autre part, les anthracologues parviennent à identifier des taillis dans la chênaie méditerranéenne dès le Néolithique58, et au cours de l’Antiquité59 et du Moyen Âge60. Le plus souvent, l’existence de taillis anciens au travers des charbons archéologiques peut être argumentée de façon solide, via les proportions entre essences utilisées (naturellement dominantes, subordonnées, héliophiles, etc.), qui révèlent la composition des boisements et, à travers elle, leur physionomie principale de futaie ou de taillis61. En particulier, les anthracologues déterminent facilement l’utilisation des fruticées62 composées d’essences à petits calibres63. Lorsqu’on n’est pas sûr de la physionomie des boisements à travers l’étude paléoécologique (laquelle n’exclut d’ailleurs jamais la présence de fûts), il reste le recours à l’examen direct de la courbure des cernes des charbons de bois. Dans cette pratique, il est plus aisé d’obtenir une certitude sur l’âge des tiges lorsqu’elles sont jeunes que si l’on a des individus plus âgés.

43Actuellement, sans que l’on sache quelles parts occupaient respectivement les taillis et les futaies au cours du Moyen Âge et de l’époque moderne en Méditerranée, il est toutefois possible d’envisager une grande diversité des pratiques d’approvisionnement en bois et de gestion des boisements. Compte tenu de cette connaissance des physionomies des couverts forestiers, la détermination de l’âge des fragments de bois est essentielle à la compréhension de l’approvisionnement en combustible. En plus de l’apport de l’anthracologie, la quantification du décalage entre les intervalles de date du radiocarbone et de l’archéomagnétisme pourrait constituer une nouvelle manière de proposer des intervalles d’âge pour les bois de gros calibre. Toutefois, cette méthode doit encore être approfondie. Dans une même US, comparer des dates radiocarbone effectuées sur des brindilles ou des graines avec des dates réalisées sur des charbons de bois plus gros pourrait initier une piste de réflexion.

6.2. Méthodologie générale de synthèse des datations chronométriques : quand appliquer la combinaison, le modèle statistique bayésien ?

Fig. 12 Proposition de méthodologie pour la synthèse des datations archéomagnétique et radiocarbone.

Fig. 12 Proposition de méthodologie pour la synthèse des datations archéomagnétique et radiocarbone.

44Outre la mise en évidence des biais tels que l’effet de vieux bois, la multiplication des méthodes de datation présente d’autres avantages. Sur le site de Pié Fouquet à Rognes, un phasage de l’activité artisanale du site est clairement mis en évidence. Sur ce site, ainsi qu’à Launay-Margat à Guipel, la combinaison des deux méthodes de datation conduit à un résultat plus précis. Aussi, ces quatre structures de cuisson médiévales sont des exemples convaincants de la nécessité, lorsque les vestiges le permettent, de l’utilisation conjointe du radiocarbone et de l’archéomagnétisme ainsi que du couplage avec l’anthracologie. En tirant les enseignements des exemples exposés ici, une méthodologie de traitement des informations chronologiques, archéologiques et anthracologiques peut être proposée (fig. 12).

45La première étape consiste à vérifier la cohérence entre les résultats des datations par le radiocarbone et par l’archéomagnétisme. Sur certains sites, la bonne cohérence est facilement mise en évidence (par exemple, Launay-Margat à Guipel). Sur d’autres, une discordance importante est parfois flagrante visuellement (par exemple, Villevieille à Moriez). Ailleurs, la comparaison visuelle n’est pas toujours évidente, ce qui ouvre la voie à de possibles mauvaises interprétations (par exemple, le Pas Redon à Cuers). Il apparaît alors nécessaire de calculer la courbe de probabilité de l’intervalle entre les deux distributions de date (radiocarbone et archéomagnétisme), afin de vérifier la pertinence statistique de l’éventuel décalage. Le décalage (appelé ici δ) est significatif lorsque la probabilité qu’il soit supérieur à 50 ans excède 50 %. Il est important de noter que ce seuil de ±50 ans n’est valable que pour la période médiévale, pour laquelle la précision moyenne des datations de laboratoire est d’environ 100 ans. Au cours de l’Antiquité et de la Protohistoire, le seuil peut être plus élevé.

46Si les distributions de date du radiocarbone et de l’archéomagnétisme concordent (absence de décalage), l’hypothèse d’une contemporanéité stricte entre les deux instants datés est valide et il est possible d’effectuer une combinaison statistique. Lorsque cette condition n’est pas respectée, le risque d’obtenir une datation très précise mais fausse est réel (cas des sites de Villevieille à Moriez et du Pas Redon à Cuers).

47Si un décalage significatif est observé entre les distributions de date des deux méthodes de datation, l’éventualité de biais affectant le radiocarbone et/ou l’archéomagnétisme doit être envisagée en détail, avant d’interpréter les résultats. À ce stade, les données d’une étude anthracologique (réalisée en amont de la datation radiocarbone) permettent d’évaluer le risque d’un effet de vieux bois. Une analyse plus détaillée des résultats archéomagnétiques renseigne sur la possibilité de mouvements post-cuisson ou d’une anomalie locale. Quatre cas se présentent (fig. 12) :

48a) L’archéomagnétisme n’est pas biaisé et un effet de « vieux bois » est probable. Ce cas est illustré par le site de Villevieille à Moriez, pour lequel l’effet de vieux bois est décelé par le décalage entre les distributions de date. L’interprétation est relativement aisée : à lui seul, l’archéomagnétisme date la dernière chauffe et le radiocarbone fournit un terminus post quem à l’abattage de l’arbre. L’analyse du décalage entre les deux méthodes de datation permet alors de discuter des stratégies d’approvisionnement en combustible.

49b) Les résultats archéomagnétiques sont faussés, par exemple par des mouvements post-cuisson, et l’effet de vieux bois semble peu probable (utilisation de bois jeune, petites branches ou brindilles pour alimenter le feu). Alors, on admet que le radiocarbone date le fonctionnement de la structure de cuisson.

50c) En revanche, si l’effet de vieux bois est probable, le radiocarbone ne fournit qu’un TPQ à l’abattage de l’arbre. Lorsque l’étude anthracologique le permet, il est possible d’émettre une hypothèse sur l’amplitude de l’effet de vieux bois et, par conséquent, sur la datation du fonctionnement de la structure.

51d) Le cas le moins évident (et heureusement peu fréquent) se produit lorsqu’à la fois le radiocarbone et l’archéomagnétisme sont soupçonnés d’être affectés par une erreur systématique, sans qu’il soit possible de l’identifier ou de la quantifier. Le chaufour du Pas Redon à Cuers illustre ce cas complexe d’analyse chronologique. L’utilisation d’un modèle chronologique bayésien apporte une aide à la décision (quelle méthode, quel paramètre favoriser ?) en quantifiant la probabilité des différents scénarii chronologiques. Ce modèle repose sur l’hypothèse que toutes les datations individuelles (radiocarbone, inclinaison, déclinaison et intensité du champ magnétique terrestre) datent le même événement, ou Fait, avec une incertitude inconnue par rapport à la date vraie de cet événement. Dans ce type de cas, il peut aussi être utile de réaliser des analyses chronométriques complémentaires, comme une autre datation radiocarbone ou une thermoluminescence.

Conclusion

  • 64 Blain et al. 2011.

52Les quatre exemples choisis dans cette étude illustrent la complexité de la datation des structures de cuisson. L’usage d’une seule méthode de datation, que ce soit la typochronologie, le radiocarbone ou l’archéomagnétisme, est insuffisant pour dater avec certitude le fonctionnement et la fin de l’abandon d’un four ou d’un foyer. Croiser les méthodes de datation reste la seule solution pour mieux s’assurer de la fiabilité de la chronologie. Le développement récent de méthodes statistiques, notamment la modélisation chronologique bayésienne, permet la synthèse des différentes datations individuelles dans un cadre plus rigoureux. Par exemple, en menant conjointement des datations par le radiocarbone et par l’archéomagnétisme, il devient possible d’écarter ou de confirmer un effet de vieux bois (site de Villevieille à Moriez), ou bien d’affiner la chronologie d’un site (site de Pié Fouquet à Rognes). Lorsque les datations radiocarbone sont réalisées sur des charbons de bois, l’analyse des données chronologiques ouvre la voie à une meilleure connaissance des pratiques artisanales en termes d’approvisionnement en combustible. Dans d’autres cas archéologiques que les structures artisanales de cuisson isolées, la modélisation chronologique offre également la possibilité de combiner les datations chronométriques avec la stratigraphie déduite de la fouille ou de l’archéologie du bâti64. Pour conclure, il faut rappeler que ces outils statistiques, très performants pour faciliter l’interprétation chronologique, ne peuvent pallier les insuffisances des datations individuelles : les résultats ne sont valides que si les protocoles de prélèvement des échantillons chronométriques sont rigoureux et anticipés dès le début de la fouille. Le recours à l’anthracologie avant toute datation radiocarbone sur charbon de bois est très important, si ce n’est indispensable.

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Notes

8 En revanche, la thermoluminescence a été utilisée à plusieurs reprises sur des terres cuites architecturales d’édifices religieux (Sapin et al. 2008 ; Blain et al. 2010, 2011).

9 En d’autres termes, toute date au sein de l’intervalle de date a la même probabilité par unité de temps.

10 Amigues, Mesquida García 1987 et 1993, p. 28 ; Mercier 2011 ; Vaschalde 2013, p. 118-122.

11 Bellanger et Husi 2012.

12 L’âge radiocarbone est estimé soit par mesure de l’activité radioactive de l’échantillon (méthode conventionnelle) soit par mesure de la quantité d’atomes de radiocarbone restante (méthode AMS).

13 Pour l’Holocène, la courbe de calibration, régulièrement améliorée, est établie en étudiant des bois de référence datés par dendrochronologie.

14 Reimer et al. 2009.

15 Pour des informations complémentaires sur les principes de la datation radiocarbone, voir Evin et al. 2005 et Sapin et al. 2008, p. 108-109.

16 Démians d’Archimbaud, et al. 2010, p. 64-66.

17 Thellier et Thellier 1959.

18 L’orientement par rapport au nord géographique est réalisé, soit en fonction de la direction du soleil à telle heure précise, soit à la boussole en prenant en compte la déclinaison du champ magnétique actuel au site.

19 Les deux angles de la déclinaison (angle entre les directions du nord géographique et du nord magnétique) et de l’inclinaison (angle du champ magnétique par rapport à l’horizontal) caractérisent la direction de l’aimantation.

20 Les courbes de référence, ou courbes de variation séculaire sont valables dans une zone de 1 000 km de diamètre autour du point de référence. En Europe de l’Ouest, les courbes sont définies à Paris. Les courbes de la direction ont été publiées par Bucur 1994 pour les deux derniers millénaires et par Hervé et al. 2013a pour la période de 1500 av. J.-C. à 1 apr. J.-C. Plusieurs courbes de l’intensité sont disponibles : Gomez-Paccard et al. 2008, 2012 couvrent les deux derniers millénaires, Genevey et al. 2013 s’attachent plus particulièrement au dernier millénaire et enfin Hervé et al. 2013b à l’âge du fer. Si les datations archéomagnétiques sont réalisées en routine avec la direction, l’utilisation de l’intensité à des fins de datation reste très récente et encore assez marginale (le protocole d’acquisition est plus long et complexe).

21 La datation est également possible en comparant directement l’écart angulaire entre la direction moyenne et la courbe directionnelle (Le Goff et al. 2002). Les deux approches donnent des résultats très similaires.

22 Le modèle statistique de combinaison suppose une date commune sans incertitudes entre cette date et les datations qui elles-mêmes portent des erreurs expérimentales associées à chaque méthode (Lanos 2004 ; Lanos et Dufresne 2012). Ce modèle de date commune correspond à une hypothèse de contemporanéité. Les datations effectuées représentent le même événement sans erreur ou biais entre les datations. Il y a donc en principe concordance entre les distributions de date, et le calcul de base de la distribution de date combinée résulte d’un produit de distributions de date.

23 Ferdière 2007.

24 Lanos et al. 1986.

25 Catteddu 2001.

26 Lanos et Querré 1987.

27 Reimer et al. 2009.

28 Lanos et Querré 1987.

29 Courbe bayésienne de Lanos 2004 avec les données de Bucur 1994 et Gallet et al. 2002.

30 Ropiot et al. 2014.

31 Vaschalde 2013, p. 259-268.

32 Ibid., p. 120-122.

33 Les thylles sont des excroissances d’origine cellulaire produites par des cellules sécrétrices ou par une substance amassée, gomme, résine ou amidon. Ils sont très fréquemment observés chez certaines espèces de bois à zone poreuse, comme le chêne pubescent ou la vigne par exemple (Fenyvesi et al. 1998 ; Tyree, Zimmermann 2002 ; Sun et al. 2006). Leur apparition est en général considérée comme le signe de charbons issus de bois vieux, ou bien de traumatismes subis par le spécimen (coupes, parasites, etc.). Sur les charbons issus des chaufours, ils peuvent indiquer l’utilisation de bois matures, particulièrement lorsque les cernes observés sur de gros charbons sont peu courbés.

34 Martin et Fournier 2006 ; Martin et al. 2007.

35 Chapon 2012.

36 Lors du diagnostic préventif, le chaufour avait été presque entièrement vidé de son comblement, sans que les charbons du foyer aient été conservés.

37 Ramea et al. 2008.

38 Thellier et Thellier 1959.

39 Pour plus de détails sur ces protocoles, se référer à Chauvin et al. 2000, Hervé et al. 2013b. La correction de vitesse de refroidissement a été réalisée sur une durée de 24 heures.

40 L’intensité moyenne est exprimée avec sa déviation standard. Elle est calculée sur 21 échantillons.

41 La courbe utilisée dans cette étude est inédite et fera l’objet d’une publication prochaine. Elle tient notamment compte des données de référence récentes de Gomez-Paccard et al. 2012, Genevey et al. 2013, Hervé et al. 2013b.

42 Finlay et al. 2010.

43 Le facteur k de la statistique de Fisher, qui quantifie le regroupement des directions, est égal à 968.

44 Le modèle statistique de combinaison est transformé en modèle de Fait si on suppose l’existence d’une date centrale avec incertitude individuelle entre cette date centrale et les datations qui elles-mêmes portent à leur tour les erreurs expérimentales associées à chaque méthode (modèle hiérarchique des erreurs). Ce modèle de Fait correspond encore à une hypothèse de contemporanéité, mais les sources d’erreur sont cette fois plus nombreuses. Les datations effectuées représentent le même événement en admettant l’existence d’erreurs ou biais inconnus entre les datations. Le principe de concordance entre les distributions de date n’existe alors plus forcément et le calcul de base de la distribution finale de date de Fait résulte d’un produit hiérarchique bayésien de distributions de date (Lanos et Dufresne 2012). Notons que la combinaison (date commune) est un cas particulier du modèle de Fait dans lequel on suppose que les erreurs entre les datations sont nulles.

45 Lanos et Dufresne 2012.

46 Ibid. 2012.

47 Le calcul du Fait a été effectué avec 10 millions d’itérations.

48 La thermoluminescence nécessite de mesurer la radioactivité ambiante. Cette estimation repose sur des mesures de dosimétrie in situ et sur l’analyse chimique de la proportion d’éléments radioactifs dans les couches stratigraphiques environnant la structure de cuisson.

49 Durand 1998, p. 375-376.

50 Breichner et al. 2002, p. 88.

51 Analyse réalisée par C. Vaschalde (inédite).

52 Vaschalde 2013, vol. 3, p. 308-332.

53 Sclafert 1959 ; Devèze 1961 ; Prax 1981.

54 Jolain 1961 ; Ducrey 1988.

55 Rameau et al. 2008.

56 Fabre 1996.

57 Britton et al. 2007.

58 Thiébault et Vernet 1992.

59 Chabal 1997 et 2001.

60 Fabre 1996.

61 Chabal, Laubenheimer 1994 ; Chabal 1997 et 2001 ; Breichner et al. 2002.

62 Formation végétale formée d’arbustes ou d’arbrisseaux.

63 Vaschalde 2013, p. 95-96 et p. 655-661.

64 Blain et al. 2011.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 Localisation des quatre sites étudiés.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 371k
Titre Fig. 2 Datation radiocarbone du four de Launay-Margat à Guipel.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 205k
Titre Fig. 3 Datation archéomagnétique de la dernière chauffe à haute température du four de Launay-Margat à Guipel.
Légende Datation avec a. L’inclinaison moyenne I, b. La déclinaison moyenne D, c. La combinaison des deux courbes de distribution de date obtenues avec I et D.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 355k
Titre Fig. 4 Four de Launay-Margat : combinaison de l’archéomagnétisme et du radiocarbone.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 185k
Titre Fig. 5 Résultat de l’analyse anthracologique des charbons issus des foyers des deux chaufours B1 et B8 de Pié-Fouquet à Rognes (13).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 750k
Titre Fig. 6 Fours B1 et B8 de Pié-Fouquet à Rognes (13).
Légende a. Les fours en cours de prélèvement archéomagnétique (cl. C. Vaschalde et J. Thiriot), b. Datations radiocarbone (Beta-341614 pour le four B1 et Beta-341614 pour le four B8), c. Datations archéomagnétiques, d. Combinaison de l’inclinaison, de la déclinaison et du radiocarbone.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 620k
Titre Fig. 7 Datation du four de la Villevieille à Moriez (04).
Légende a. Datation radiocarbone (Ly13866), b. Datation archéomagnétique, c. Combinaison des deux méthodes de datation.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 310k
Titre Fig. 8 Analyse statistique de l’intervalle δ entre les courbes de distribution de probabilité de l’archéomagnétisme et du radiocarbone pour les structures de Launay-Margat à Guipel (cas 1, à gauche) et Villevieille à Moriez (cas 3, à droite). Sont représentées les courbes de distribution de probabilité du décalage.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 81k
Titre Fig. 9 Résultat de l’analyse anthracologique des charbons issus du foyer du four à chaux de Pas-Redon à Cuers (83).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 294k
Titre Fig. 10 Chaufour de Pas-Redon à Cuers (83).
Légende a. Datations radiocarbone conventionnelle (Ly16086) et AMS (Poz-42876), b. Datation archéomagnétique avec l’inclinaison, la déclinaison et l’intensité du champ magnétique, c. Combinaison des cinq courbes de distribution de date, d. Résultats du modèle statistique du Fait appliqué aux cinq courbes de distribution de date.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 515k
Titre Tableau 1 Synthèse des résultats de datation du four de Pas-Redon à Cuers (83).
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 162k
Titre Fig. 11 Distribution des directions d’aimantation et position des prélèvements.
Légende a. Représentation stéréographique des directions d’aimantation thermorémanente des 22 prélèvements. Les directions sont distribuées en quatre lots en fonction de la déclinaison. L’échantillon en rouge n’est pas pris en compte dans le calcul de la direction moyenne, ici représentée en noir avec son cercle d’erreur à 95 % de confiance. b. Position des prélèvements sur le pourtour des parois du chaufour. Les couleurs suivent le code utilisé en (a).
Crédits Cl.: C. Vaschalde
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 532k
Titre Fig. 12 Proposition de méthodologie pour la synthèse des datations archéomagnétique et radiocarbone.
URL http://journals.openedition.org/archeomed/docannexe/image/8196/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 500k
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Pour citer cet article

Référence papier

Christophe Vaschalde, Gwenaël Hervé, Philippe Lanos et Jacques Thiriot, « La datation des structures de cuisson : intégration de l’archéomagnétisme et du radiocarbone, apports de l’anthracologie »Archéologie médiévale, 44 | 2014, 155-170.

Référence électronique

Christophe Vaschalde, Gwenaël Hervé, Philippe Lanos et Jacques Thiriot, « La datation des structures de cuisson : intégration de l’archéomagnétisme et du radiocarbone, apports de l’anthracologie »Archéologie médiévale [En ligne], 44 | 2014, mis en ligne le 15 avril 2018, consulté le 05 juin 2020. URL : http://journals.openedition.org/archeomed/8196 ; DOI : https://doi.org/10.4000/archeomed.8196

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Auteurs

Christophe Vaschalde

Docteur de l’université d’Aix-Marseille, chercheur associé au LA3M UMR 7298.

Articles du même auteur

Gwenaël Hervé

Docteur de l’université Michel de Montaigne Bordeaux III

Philippe Lanos

Directeur de recherche CNRS Iramat-CRPAA UMR 5060

Articles du même auteur

Jacques Thiriot

Directeur de recherche honoraire CNRS LA3M UMR 7298

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Collaborateurs

Philippe Dufresne

Iramat-CRPAA UMR 5060

Virginie Ropiot

Chercheur associé à Traces UMR 5608-université Toulouse-Le Mirail

Philippe Chapon

Inrap

Lucas Martin

Inrap

Lucie Garnier

Iramat-CRPAA UMR 5060

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Droits d’auteur

Archéologie Médiévale

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