Les foyers à bois et os

2.4.1. 2012I : un foyer à bois dominant

Foyer à plat simple réalisé le 01/09/2012 et prélevé le 11/09/2012 (Figure IV.30 et Figure IV.31).

Après l’allumage d’une partie du bois, des fragments d’os sont rajoutés progressivement durant 30 minutes. L’approvisionnement en bois se fait en parallèle durant les 20 premières minutes du fonctionnement. Les fragments d’os sont repositionnés et retournés durant tout le fonctionnement afin d’optimiser leur combustion (cf. Rapport RGT 2006 sur l’aspect contraignant des foyers à os). Au bout de 80 min il n’y a plus de flammes qui se dégagent cependant le lit de braises à la base du foyer dégage toujours suffisamment de chaleur pour que la calcination des fragments d’os se poursuive. À la fin du fonctionnement, les restes de bois sont peu présents. À l’inverse, les fragments d’os de grandes dimensions sont abondants. Leur examen indique qu’ils n’ont que partiellement brûlé comme l’indique la teinte noire de leur cœur.

Figure IV.30: Fonctionnement du foyer 2012I.

En plan, la sole du foyer est de forme circulaire (45cm de diamètre). Sa coloration est hétérogène. Elle est en grande partie de couleur noire, mais des zones rouges ou grisâtres sont également observées. En coupe, la rubéfaction du sédiment atteint une profondeur maximale de 21 mm observable en périphérie de la structure. Vers le centre de la structure, le sédiment prend une teinte grisâtre pouvant atteindre 25 mm de profondeur. L’aspect et la texture de cette zone de sédiment grisâtre pourraient évoquer une variation au sein de l’encaissant, on y observe d’ailleurs d’assez gros nodules carbonatés. Enfin, les premiers millimètres (5 mm au maximum) sont intensément noircis.

2012I

െ 5 kg de bois sec et 3 kg d’os െ 1 utilisation

െ Durée fonctionnement: 118 min െ Perturbation : -

െ Observations terrain : Rubéfaction du sédiment sur 21 mm d’épaisseur (en périphérie de la structure); sédiment grisâtre sur 25 mm d’épaisseur (au centre de la structure); liseré noir de 5 mm d’épaisseur au sommet.

െ Bloc sédiment orienté : RGT12 2012I

െ Prélèvements sédiment vrac: RGT12 2012I I et II

2.4.2. 2012H : un foyer à os dominant

Foyer à plat simple réalisé le 01/09/2012 et prélevé le 08/09/2012 (Figure IV.32 et Figure IV.33).

Après l’allumage d’une petite quantité de bois sec, les fragments d’os sont ajoutés durant 45 minutes en augmentant leur taille progressivement. Du fait de la nature du combustible, une attention constante est portée au positionnement des fragments d’os afin de permettre la combustion des graisses qu’ils contiennent. Cela implique leur déplacement et retournement fréquents et certains gros fragments ont été refragmentés en cours d’expérimentation pour permettre la combustion de leur cœur. Malgré le dégagement de flammes important (70 cm max.), la chaleur émise par cette structure semble faible en comparaison de foyers ayant fonctionné avec du bois.

À partir du moment où de l’os a été rajouté au foyer, des écoulements latéraux d’un liquide graisseux ont été observés. Ils se concentrent suivant la légère pente du terrain vers le sud du foyer. Dans un premier temps ce liquide était relativement translucide, mais progressivement il prend une teinte plus sombre. Lorsque l’intensité des flammes du foyer, et donc la chaleur qu’il dégageait, a commencé à diminuer, ce liquide s’est progressivement figé en surface du sol. Une semaine plus tard, lorsque le foyer a été fouillé, la zone concernée par cet écoulement était toujours matérialisée par l’aspect plus sombre du sédiment, mais la matière figée en surface avait en grande partie disparu.

En plan, le foyer présente une sole circulaire (env. 35cm de diamètre) noircie uniformément. Celle-ci est entourée d’une auréole de sédiment brunâtre correspondant aux écoulements de graisse constatés lors du fonctionnement. La morphologie de cette auréole est influencée par le léger pendage du sol en direction du sud, direction dans laquelle elle connaît son extension maximale (40 cm du bord de la sole). En coupe, le sédiment est rubéfié jusqu’à 31 mm de profondeur. Cependant cette rubéfaction est en grande partie masquée par un noircissement marqué des premiers 20 mm. En périphérie, un sédiment brun est observé sur une épaisseur maximale de 20 mm.

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Partie IV: Référentiel expérimental

Figure IV.32: Fonctionnement du foyer 2012H, écoulement de graisse

2012H

െ < 1 kg de bois sec et 10 kg d’os െ 1 utilisation

െ Durée fonctionnement: 131 min െ Perturbation : -

െ Observations terrain : Rubéfaction du sédiment sur 31 mm d’épaisseur au centre de la structure; sédiment brun sur 5 mm d’épaisseur en périphérie de la structure; liseré noir de 16 mm d’épaisseur au sommet;

െ Bloc sédiment orienté : RGT12 2012H

െ Prélèvements sédiment vrac: RGT12 2012H I et II

2.4.3. Bilan sur les foyers bois et os

Ces deux foyers expérimentaux visaient à appréhender les points suivants : െ Effets de la combustion d’os riches en graisse sur l’encaissant sédimentaire; െ Différences potentielles entre un foyer à os dominant et à bois dominant.

Comme cela a déjà été noté (Théry-Parisot, 2001 ; Théry-Parisot et Costamagno, 2005 ; Bentsen, 2014), l’utilisation d’os ne permet pas la formation de braises, ce qui semble induire des transferts thermiques limités. Un rayonnement globalement moins intense à proximité du foyer est ressenti par rapport aux expérimentations de foyers à bois. Les vitesses de combustion calculées sont relativement élevées, par conséquent les durées de fonctionnement sont relativement faibles par rapport aux quantités de combustible impliquées (Tableau IV.7). Il faut rappeler que le parti pris de limiter notre intervention lors du fonctionnement des foyers, par exemple en ne re-facturant pas systématiquement les os afin d’optimiser leur combustion, explique en partie une durée de fonctionnement relativement faible par rapport à ce qui pourrait être attendu.

Expé Bois

(kg) (kg)^{Os Durée} (min) combustion (kg/h)^{Vitesse de} émise (Mj)*^{Énergie Épaisseur de sed.} rubéfié (mm) ^{Épaisseur sed.} noirci (mm)

2012I 5 3 118 4,07 120.7 21 5-25

2012H 0,5 10 131 4,81 89.8 31 16

* Pour cette estimation, le pouvoir calorifique de l’os est fixé à 8,02MJ/kg (1915 kcal/kg ; Théry-Parisot, 2001), bien que cette valeur, la seule à notre connaissance, soit susceptible de fortement varier en fonction de la teneur en graisse et en eau par exemple.

Tableau IV.7: Caractéristiques des foyers à bois et os.

Malgré tout, la rubéfaction du sédiment est bien constatée dans les soles de ces deux foyers, avec une rubéfaction plus épaisse pour le foyer 2012H que pour 2012I (Tableau IV.7). Une nouvelle fois il semble qu’une vitesse de combustion élevée, et donc une combustion plus intense, occasionne une rubéfaction plus marquée du sédiment.

Le noircissement du sommet des soles est observé sur une épaisseur importante (Tableau IV.7). Dans le cas du foyer 2012H ce noircissement est relativement homogène, malgré une diminution en profondeur, alors que dans le cas du foyer 2012I, un faciès grisâtre est constaté sous le faciès noirci. L’observation d’assez nombreux nodules carbonatés au niveau de ce faciès grisâtre pourrait être l’indice d’une variation locale de l’encaissant sédimentaire entraînant la formation de ce faciès d’altération inédit.

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Partie IV: Référentiel expérimental

Le foyer 2012H se distingue de 2012I par d’importants écoulements latéraux durant son fonctionnement[1]. Leur origine est clairement liée au combustible osseux, et leur aspect indique qu’il s’agit de fluide graisseux provenant de la moelle contenue dans les fragments d’os. La fluidité décroissante de ces écoulements à mesure qu’ils s’éloignent du foyer limite malgré tout leur extension. En outre, l’observation en coupe de cet écoulement en périphérie du foyer montre qu’il s’agit d’un phénomène essentiellement superficiel et décroissant à mesure que l’on s’éloigne du centre de la structure. Il est donc possible que ce phénomène ait existé pour le foyer 2012I, mais que son expression ait été limitée par la présence du lit de braises provoquant la combustion de tout fluide circulant entre l’os et la surface du sol.