Techniques du métal. Chaînes opératoires et sociétés

Publié le 23 octobre 2023 Mis à jour le 18 janvier 2024
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L’objectif de cet axe de recherche est la compréhension et la restitution des différents procédés constituant la chaîne opératoire des métaux, une fois le minerai extrait des gisements qui le renferment et jusqu’à l’usage de l’objet manufacturé. La minéralurgie (préparation des minerais), et la métallurgie (obtention des métaux recherchés) sont deux étapes fondamentales de cette chaîne opératoire où le minerai subit un certain nombre de transformations physico-chimiques en vue d’obtenir un produit fini (métal, alliage puis objet). Les Anciens ont élaboré des techniques variées et complexes pour extraire, enrichir et transformer la matière. On s’intéresse donc ici à l’histoire des techniques minéralurgiques et métallurgiques, dans la diachronie, et en lien avec un contexte socioculturel donné. Le rôle des différents acteurs impliqués est également considéré (savoir-faires, spécialisations…). Les travaux actuels se développent dans trois directions complémentaires :

1. Des sites, des techniques et des hommes

Dans le prolongement de programmes aujourd’hui achevés sur la Montagne Noire (fer) et le district de Carthagène (plomb-argent), nos travaux actuels visent à comprendre et à restituer les modalités de traitement des minerais et de leur transformation de façon à restituer les techniques mises en œuvre à chacune de ces étapes. Cela passe par l’étude des ateliers identifiables par les déchets de production abandonnés par les activités anciennes (résidus de lavage, scories, restes de bas fourneaux), au moyen de prospections exhaustives (Albigeois, versant nord de la Montagne Noire) mais aussi de fouilles dont l’objectif est de documenter les structures de traitement, métallurgique en particulier, et de les caractériser pour mieux en comprendre le fonctionnement (Albigeois pour les périodes antique et médiévale, Togo et Bénin en Afrique). L’archéométrie, par le biais de la caractérisation chimique des déchets de production (métallographie, densité, chimie élémentaire et isotopique…), a toute son importance dans une démarche fondamentalement pluridisciplinaire associant sciences humaines et sciences dures (programme COPPER Défi-Clé Occitanie).

2. La vie de l’objet : de sa fabrication à sa conservation-restauration

Ce sous-thème est dédié à la compréhension des objets et vestiges métalliques en tant que témoins matériels d’un savoir-faire. Il touche à l’ensemble des phases de fabrication, d’usage (utilisation, usure et réparation) et d’abandon (intentionnel ou fortuit) des objets métalliques. Pour cela, l’emploi d’outils avancés d’observation et de caractérisation chimique et physique est nécessaire. Cette démarche s’inscrit dans une approche paléométallurgique venant en appui des approches chrono-morpho-typologiques usuellement utilisées en archéologie. En plus de nombreuses études et expertises métallurgiques, plusieurs approches méthodologiques sont développées sur la base de nouvelles techniques performantes et bien adaptées à l’étude des matériaux anciens en collaboration avec plusieurs centres de recherche toulousain. Il s’agit notamment de la tomographie de rayons X et par ablation ionique, de la spectrométrie de masse couplée à l’ablation laser, de la microscopie électronique couplée à l’ablation ionique. Les travaux en cours concernent, d’une part la caractérisation des métaux utilisés pour la fabrication des objets (alliages à base cuivre du site de Bibracte), d’autre part la manufacture des métaux (bijoux de la Moravie médiévale ; manufacture du fer dans le royaume du Cambodge), enfin la lecture des surfaces et, particulièrement, l’étude de leurs corrosions et altérations (recherches en cours sur l’altération des alliages à base cuivre depuis l’âge du Bronze).

3. Le métal des mondes anciens par les mots et par les textes

Dans une démarche originale, qui réunit historiens, archéologues, archéomètres et linguistes, on s’intéresse ici à la façon dont les textes anciens, dans trois aires culturelles et linguistiques différentes (monde grec, monde romain, Égypte ancienne), permettent d’aborder les questions propres au domaine de l’économie minière et des métallurgies, à travers, notamment, les vocabulaires utilisés qui se distinguent par leur grande richesse. C’est là un des projets fédérateurs de l’équipe (programme Metalla) soutenu par le Ministère de la Culture (SRA Occitanie) et qui mobilise depuis quelques années bien au-delà de l’équipe Métal.


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Résidu base cuivre oxydé, lié à la préparation d’alliage Cu-Sn - site de Bibracte (Morvan, France). a. Observation optique, section transversale : présence d’un élément en bronze révélant une pratique de recyclage de déchets de fonderie. b. Structure métallurgique d’un bronze brut de coulée, partiellement oxydée. c. Eutectique Cu-Cu2O, révélant l’emploi de cuivre pur fondu, accompagné ici d’acicules d’oxydes d’étain (blanc). d. & e. Observation MEB et cartographies élémentaires RX de la structure interne du résidu, comprenant de l’oxyde cuivreux (en rouge), des acicules d’oxyde stannique (en bleu) et des oxydes de fer et de cuivre (en violet) au voisinage de composés silicatés (orange). f. Fragment de charbon de bois complètement minéralisé par imprégnation de composés oxydés du cuivre, révélant l’emploi de chêne caduque comme élément combustible.