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Imagerie élémentaire par spectroscopie laser (µ-LIBS) pour une caractérisation globale des matériaux minéraux hétérogènes, mortier et céramique

Elemental imaging by laser spectroscopy (µ-LIBS) for global characterization of heterogeneous mineral materials, mortar and ceramic
Nicolas Herreyre, Anne Schmitt, Valérie Thirion-Merle, Christine Oberlin, Clothilde Comby-Zerbino et Vincent Motto-Ros
p. 667-680

Résumés

L’imagerie microscopique par spectroscopie de plasma induit par laser ou µ-LIBS permet une caractérisation rapide et globale des mortiers et céramiques en combinant analyse élémentaire et microscopie quantitative. Cette technique fournit des cartographies chimiques détaillées avec un minimum de préparation (section polie), adaptées à l’étude des matériaux hétérogènes. Grâce à sa haute résolution spatiale, la µ-LIBS permet aisément de caractériser la matrice et d’identifier les inclusions minérales par famille. Le traitement des images permet également d’intégrer des données de microscopie quantitative, telles que le pourcentage de grains, leur granulométrie ou morphométrie. Cette approche facilite les comparaisons entre échantillons pour l’identification de groupes techniques cohérents (groupes de pâtes céramiques, mortiers de recette identique) et la détermination de leur contexte géologique. La nouvelle méthodologie de caractérisation proposée est appliquée sur trois échantillons, un enduit de chaux d’un mur d’église médiévale, une lèvre d’amphore romaine à pâte calcaire ainsi qu’une brique de thermes romains, déjà étudiés par d’autres méthodes, afin de montrer les apports en données comparatives.

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Cairn

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Plan

Introduction
Matériels et méthodes
Échantillons
Enduit de Saint-Mayeul, Cluny
Amphore lyonnaise (AMT 673)
Brique lyonnaise (TEG 26)
Méthode
Préparation des échantillons
Imagerie µ-LIBS
Traitements
Résultats méthodologiques
De la cartographie élémentaire à l’analyse segmentée
Cartographie chimique
Classification des grains
Extraction de données pétrographiques quantitatives
Proportions de la fraction granulaire
Granulométrie
Morphométrie
Discussion et conclusion

Aperçu du texte

Introduction

La caractérisation physico-chimique et pétrographique des matériaux archéologiques, tels que les céramiques et les mortiers de construction à base de chaux, est essentielle pour comprendre les modes de fabrication employés et le type de matière première utilisée, dans le but de déterminer l’origine des objets. Parmi les techniques analytiques récentes, la méthode de spectroscopie de plasma induit par laser (acronyme LIBS en anglais pour Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) se distingue par sa capacité à réaliser une analyse élémentaire directe, rapide, fiable et reproductible de ces matériaux composites (Alberghina et al., 2009 ; Anglos & Detalle, 2014 ; Botto et al., 2019 ; Tankova et al., 2019). Sa configuration en imagerie microscopique offre une haute résolution spatiale tout en nécessitant une préparation d’échantillons minime, ce qui rend la LIBS perform...

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Pour citer cet article

Référence papier

Nicolas Herreyre, Anne Schmitt, Valérie Thirion-Merle, Christine Oberlin, Clothilde Comby-Zerbino et Vincent Motto-Ros, « Imagerie élémentaire par spectroscopie laser (µ-LIBS) pour une caractérisation globale des matériaux minéraux hétérogènes, mortier et céramique »ArcheoSciences, 49-2 | 2025, 667-680.

Référence électronique

Nicolas Herreyre, Anne Schmitt, Valérie Thirion-Merle, Christine Oberlin, Clothilde Comby-Zerbino et Vincent Motto-Ros, « Imagerie élémentaire par spectroscopie laser (µ-LIBS) pour une caractérisation globale des matériaux minéraux hétérogènes, mortier et céramique »ArcheoSciences [En ligne], 49-2 | 2025, mis en ligne le 01 janvier 2028, consulté le 15 mai 2026. URL : http://journals.openedition.org/archeosciences/22503 ; DOI : https://doi.org/10.4000/161g0

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Auteurs

Nicolas Herreyre

Auteur correspondant
Archéologie et Archéométrie (ArAr), UMR5138, Univ. Lyon 2-CNRS-Univ. Lyon 1, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, 7 rue Raulin, 69007 Lyon, France.
Institut Lumière Matière (iLM), UMR5306, Univ. Lyon 1-CNRS, Université de Lyon, 69622 Villeurbanne, France.


nicolas.herreyre@univ-lyon1.fr

Anne Schmitt

Auteur correspondant
Archéologie et Archéométrie (ArAr), UMR5138, Univ. Lyon 2-CNRS-Univ. Lyon 1, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, 7 rue Raulin, 69007 Lyon, France.

anne.schmitt@mom.fr

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Valérie Thirion-Merle

Archéologie et Archéométrie (ArAr), UMR5138, Univ. Lyon 2-CNRS-Univ. Lyon 1, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, 7 rue Raulin, 69007 Lyon, France.

valerie.merle@mom.fr

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Christine Oberlin

Archéologie et Archéométrie (ArAr), UMR5138, Univ. Lyon 2-CNRS-Univ. Lyon 1, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, 7 rue Raulin, 69007 Lyon, France.

christine.oberlin@univ-lyon1.fr

Clothilde Comby-Zerbino

Archéologie et Archéométrie (ArAr), UMR5138, Univ. Lyon 2-CNRS-Univ. Lyon 1, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, 7 rue Raulin, 69007 Lyon, France.


clothilde.zerbino@univ-lyon1.fr

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Vincent Motto-Ros

Archéologie et Archéométrie (ArAr), UMR5138, Univ. Lyon 2-CNRS-Univ. Lyon 1, Maison de l’Orient et de la Méditerranée, 7 rue Raulin, 69007 Lyon, France.


vincent.motto-ros@univ-lyon1.fr

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Droits d’auteur

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Le texte seul est utilisable sous licence CC BY-NC-ND 4.0. Les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés) sont susceptibles d’être soumis à des autorisations d’usage spécifiques.

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