Partie II – Étude des matières premières
Chapitre 2 Méthodes d’étude des matières premières lithiques
L’étude des matières premières dans le cadre de notre problématique repose sur trois approches complémentaires :
• La pratique expérimentale de la taille (débitage, façonnage et retouche) nous permet d’apprécier l’aptitude à la taille de ces roches et d’observer les stigmates de taille ou les types d’accidents spécifiques à chaque roche en fonction de la nature du percuteur employé (pierre dure, bois végétal et organique). Une étude fonctionnelle vient en complément pour évaluer l’efficacité des tranchants et leur résistance à l’abrasion selon la nature de la roche et en fonction de différents matériaux travaillés.
• Le recours à des essais mécaniques normalisés apporte une dimension quantitative, et non plus seulement qualitative, des propriétés mécaniques des roches, ce qui autorise une comparaison plus objective des différents comportements observés d’une roche à une autre (Huet et al., 2003). Les propriétés mécaniques des roches en relation avec leur comportement à la rupture et à l’abrasion que nous avons caractérisées sont l’élasticité, la dureté et la ténacité à la rupture.
• L’étude pétrographique apporte enfin les éléments nécessaires à la compréhension du comportement mécanique des roches observé lors des deux phases précédentes puisque ce comportement dépend étroitement de la texture et de la structure de la roche.
La mise en relation des résultats obtenus à travers ces différentes approches nous permet de connaître et de comprendre le comportement à la taille et à l’utilisation des matières premières exploitées au sein des industries lithiques considérées pour une meilleure interprétation de l’analyse techno-typologique et économique de ces ensembles. Cette approche des matières premières constitue ainsi, au même titre que l’analyse technologique, une méthode d’étude qui nous permet de mieux appréhender les comportements techno-économiques des populations étudiées.
2.1 – Échantillonnage des matières premières
Chaque roche ayant fait l’objet d’une exploitation principale au sein des assemblages lithiques étudiés (soit la dolérite, le tuf, le microgranite, le quartz et le silex) a fourni des échantillons pour l’étude. Le nombre d’échantillons étudiés par matière première est fonction de la variabilité pétrographique observée. Ainsi, le microgranite qui témoigne d’une grande variabilité au niveau de sa structure a fait l’objet d’un échantillonnage plus important que les autres roches. Certains de ces échantillons ont été prélevés parmi les artefacts archéologiques fabriqués dans la roche correspondante, tandis que les autres proviennent de blocs naturels prélevés aux abords des sites archéologiques (Tabl. 3). Ce choix de sélectionner des échantillons d’origine archéologique et d’autres d’origine naturelle est conditionné par le fait, tout d’abord, que la taille expérimentale nécessite inévitablement l’exploitation de blocs naturels. D’autre part, les artefacts
propriétés physiques et mécaniques ont donc également pu être altérées ; il est nécessaire de s’en assurer par la comparaison des analyses et des mesures effectuées d’une part sur des pièces archéologiques et d’autre part sur des échantillons naturels équivalents.
Le prélèvement des échantillons naturels s’est fait dans l’environnement proche, voire le plus souvent immédiat, du site archéologique correspondant à l’exploitation de la roche étudiée. Leur sélection s’est faite en fonction de la qualité et de l’homogénéité estimée a
priori (absence de fissures visibles et qualité du son produit) puis testée par le débitage
d’un ou plusieurs éclats. Les informations issues des premières analyses des ensembles lithiques archéologiques ont permis de guider plus précisément le choix des nodules en ce qui concerne leurs dimensions et leurs morphologies (blocs, galets ou plaquettes) ainsi que pour la sélection de certains faciès (pour le microgranite, le tuf et le quartz notamment).
Cet approvisionnement sur le terrain a par ailleurs fourni l’occasion d’observer les dimensions et les morphologies des matériaux encore disponibles aujourd’hui dans l’environnement proche des sites et notamment de vérifier l’existence ou non de morphologies directement aptes au façonnage (plaquettes, blocs plats).
La sélection des échantillons archéologiques s’est avérée plus délicate dans la mesure où la fabrication de lames minces pour l’étude pétrographique de même que les techniques employées dans le cadre des essais mécaniques normalisés sont destructrices. Ces derniers nécessitent en outre des dimensions minimums pour la fabrication des éprouvettes d’essai ; il est également un principe général en mécanique des roches qui impose que le diamètre de l’échantillon soit 10 fois plus grand que le plus grand des grains de la roche.
Ce sont donc des éclats bruts respectant les dimensions nécessaires qui ont été choisis en vue d’être sacrifiés au sein de l’assemblage archéologique correspondant à la roche échantillonnée ; des débris de taille n’auraient pas été satisfaisants puisqu’ils ne reflètent probablement pas les qualités mécaniques requises pour fournir des outils.
Échantillons
archéologiques Échantillons naturels
Matière première n Essais mécaniques Lame mince n Essais mécaniques Lame mince Taille expérimentale7 Total Silex 3 X X 2 X X X 5 Dolérite 4 X X 6 X X X 10 Microgranite 9 X X 16 X X X 25 Tuf 4 X X 11 X X X 15 Quartz 11 (1)8 X 0 - - - 1 Total 0 35 56
Tabl. 3 – Nombre et nature des échantillons étudiés par type de matière première7.
7 Ne sont pas mentionnés ici les autres blocs naturels ayant uniquement fait l’objet d’une taille
expérimentale.
8 La structure hétérogène du quartz rend difficile l’obtention de mesures mécaniques fiables (cf. Partie
II2.3) ; aussi un seul échantillon, exceptionnellement homogène, a pu être faire l’objet d’une caractérisation physique et mécanique.
Chaque échantillon de roche sélectionné, qu’il soit naturel ou archéologique, a donc fait l’objet d’une observation en lame mince et de mesures de ses propriétés physiques et mécaniques (Tabl. 3). Parmi ces échantillons, seuls ceux d’origine naturelle ont bien évidemment pu faire l’objet des tests de taille expérimentale. Mais un nombre important de blocs naturels supplémentaires par type de matière première, autres que ceux mentionnés dans le tableau ci-contre, a fait l’objet d’une taille expérimentale afin d’enrichir notre corpus quant à l’appréciation de l’aptitude à la taille de ces roches et à la caractérisation de leurs stigmates de taille.
2.2 – La taille expérimentale : approche qualitative
La taille expérimentale des roches dures, après plus d’un siècle de pratique, est désormais reconnue comme un véritable outil d’investigation, une véritable démarche scientifique (Tixier, 1980a). La notion d’expérimentation en technologie lithique ne recouvre cependant pas le même sens que celle pratiquée en Sciences dites « dures ». La validité de cette dernière se fonde notamment sur une parfaite reproductibilité des résultats ; or chaque bloc de matière première taillé, chaque geste effectué par le tailleur sera forcément différent du précédent. Cependant, en tant que démarche raisonnée précédée d’une problématique et dont les résultats font l’objet d’une comparaison critique avec les données archéologiques aboutissant alors à infirmer ou valider l’hypothèse de départ, la démarche expérimentale en technologie lithique et en archéologie en général peut effectivement être considérée comme une véritable démarche scientifique.
2.2.1 – Objectifs visés par la pratique expérimentale
L’expérimentation de la taille des roches dures peut contribuer à l’étude de divers domaines comme la reconnaissance des techniques de taille, l’étude des méthodes de taille, les analyses spatiales ou bien encore l’étude des traces d’utilisation par exemple (Pelegrin, 1991a). Dans le cadre de notre problématique, le recours à la démarche expérimentale poursuit plusieurs objectifs, d’ordre purement qualitatif :
• Le premier est d’apprécier les qualités relatives à la taille (débitage, façonnage et retouche) des diverses matières premières exploitées au sein des industries lithiques étudiées, notamment par rapport au silex. La pratique de la taille permet en effet de connaître les possibilités et les contraintes techniques que ces matériaux peuvent présenter (Tixier et al., 1980). Elle permet notamment de juger de la facilité ou non du contrôle de la taille, de mise en forme et d’entretien des nucléus et donc par-là même de la possibilité de mise en œuvre de méthodes de débitage plus ou moins élaborées selon la matière première exploitée. Elle permet également d’apprécier l’importance de paramètres tels que la morphologie des blocs et leur module.
C’est donc une démarche tout à fait essentielle pour comprendre les choix techniques opérés par les Hommes de la Préhistoire, estimer leurs savoir-faire et comprendre l’économie différentielle des matières premières éventuellement observée au sein des industries lithiques étudiées (Pelegrin, 1991a).
une meilleure analyse technologique : « l’on ne peut reconnaître (sur le matériel archéologique) que ce que l’on connaît déjà (par la référence expérimentale) » (Pelegrin, 1995).
Dans un premier temps, la taille expérimentale nous a permis de déterminer le caractère anthropique de certaines pièces dont la nature pétrographique rendait la lecture technologique difficile en établissant des critères diagnostiques. Savoir différencier la taille intentionnelle d’une fragmentation naturelle est indispensable d’autant qu’une grande partie des industries lithiques étudiées a été récoltée en surface.
Nous avons également tenté de caractériser au mieux les stigmates et accidents de taille spécifiques à chaque roche en fonction de la nature du percuteur utilisé afin de reconnaître les techniques de taille employées pour la production des ensembles lithiques étudiés et aider ainsi leur analyse technologique et économique. Les critères de reconnaissance de la percussion directe aux percuteurs dur et tendre sont désormais relativement bien établis pour le silex ou d’autres roches siliceuses à structure cryptocristalline ou vitreuse comme l’obsidienne ou le jaspe par exemple (p. ex. Bordes, 1947, 1961 ; Bordes et Crabtree, 1969 ; Crabtree, 1970, 1972a ; Newcomer, 1971 ; Ohnuma et Bergman, 1982 ; Hayden et al., 1989) ainsi que pour le quartz (Dickson, 1977 ; Bracco, 1993 ; Mourre, 1994, 1996a et b, 1997).
La nature de la matière première peut avoir une influence sur les stigmates de taille produits, en les accentuant ou au contraire en les amoindrissant, voire en créant des stigmates ou des accidents de taille différents. Il était donc important que nous menions également ce travail de reconnaissance des techniques de taille sur les matières premières précisément exploitées au sein des industries lithiques étudiées, d’autant que chaque type de roche, chaque faciès régional d’un type de roche (voire même chaque bloc !) est spécifique.
De nombreux paramètres autres que ceux liés à la nature du percuteur, et bien sûr liés à la nature du bloc taillé, peuvent influer sur les stigmates produits comme le poids et la morphologie du percuteur, son trajet, la force de l’impact, la morphologie de la surface de plan de frappe, la position du nucléus, etc. (Crabtree, 1967b ; Bordes et Crabtree, 1969 ; Texier, 1982 ; Tixier, 1982 ; Pelcin, 1997b). L’idéal pour caractériser au mieux les stigmates de taille spécifiques à chaque roche en fonction de la technique de débitage employée est donc de pouvoir isoler chacun de ces paramètres et de les faire varier un à un (Pelegrin, 1991a, 1995) dans le cadre d’une expérimentation contrôlée à l’aide par exemple d’un appareil de chute libre tels qu’ont pu le faire plusieurs expérimentateurs (Speth, 1974, 1975 ; Dibble et Whittaker, 1981 ; Dibble et Pelcin, 1995 ; Pelcin, 1997b), mais nous n’avons malheureusement pas pu disposer de ce type d’appareillage.
La reconnaissance des techniques de taille est en outre une entreprise fastidieuse étant donné qu’il existe des marges de recouvrement dans les variations observées d’une technique à une autre (Tixier, 1982 ; Pelegrin, 1995) et que des techniques différentes peuvent produire des stigmates identiques (Tixier, 1980a). Les résultats expérimentaux obtenus et qui nous ont servi de référence pour l’analyse technologique des pièces archéologiques sont donc à prendre avec une certaine prudence.
• Enfin, nous avons voulu tester l’efficacité des tranchants et leur résistance à l’utilisation selon la nature de la roche et en fonction de différents matériaux travaillés. Cette approche reste bien évidemment succincte car un grand nombre de paramètres influe également sur l’usure des tranchants (p. ex. la force mise dans le mouvement, la précision et la régularité du geste). De plus, il faut considérer chaque activité mettant en
œuvre des outils lithiques, et il en est de même pour la pratique de la taille, comme un véritable métier, c’est à dire nécessitant une expérience et un savoir-faire particuliers (Beyries, 1993) ; or ce n’est bien évidemment pas notre cas. Nous parlerons donc dans notre cas plutôt d’expérience, en tant qu’observation provoquée, que de véritable expérimentation (Bernard, 1865).
Par ailleurs, il aurait été particulièrement intéressant de constituer un référentiel tracéologique sur ces roches pour vérifier ensuite si ces diverses matières premières étaient destinées à travailler des matériaux différents. Mais l’état de conservation des assemblages archéologiques, retrouvés pour la plupart en surface, ne permet malheureusement pas la conservation des polis et stries d’usure et donc d’entreprendre une étude tracéologique (tranchants émoussés par la mer).
« Expérimenter pour mieux connaître » (Tixier, 1980b), tel est donc notre principal objectif visé par la pratique expérimentale de la taille dans le cadre de notre problématique de recherche. Ce travail expérimental a été mené préalablement, mais aussi parallèlement en fonction des nouvelles questions soulevées, à l’étude des industries lithiques afin de permettre une meilleure interprétation des observations faites sur le matériel archéologique.
2.2.2 – Protocole expérimental mis en place
La démarche expérimentale mise en œuvre concerne deux principaux types d’activités liées à la production lithique : la taille d’une part, c’est à dire le débitage, le façonnage et la retouche (Inizan et al., 1995), et l’utilisation des produits obtenus d’autre part. Chaque matière première exploitée au sein des industries lithiques étudiées dans le cadre de ce travail a fait l’objet d’une approche expérimentale, à savoir la dolérite, le microgranite, le quartz, le tuf et le silex.
Ces différentes opérations ont été effectuées pour chaque échantillon de roche présélectionné d’origine naturelle (Tabl. 3). Chacun de ces échantillons a donc été exploité dans un premier temps par débitage, puis par façonnage. Parmi les éclats obtenus, certains ont fait l’objet d’une retouche ; ces éclats retouchés ainsi que des éclats laissés bruts ont enfin été utilisés pour différents types d’actions et sur des matériaux divers (cf. infra).
Un entraînement à la taille préalable a été pratiqué sur d’autres blocs de matières premières équivalentes afin de « se faire la main » sur ces types de matériaux et être à même de juger les échantillons sélectionnés. La précieuse participation de Jacques Pelegrin (CNRS, UMR 7055) m’a par ailleurs apporté un avis expérimenté indispensable, en regard de mon statut de novice dans la pratique de la taille de roches dures, sur l’aptitude à la taille de ces différentes roches par rapport au silex notamment mais également les unes par rapport aux autres.
2.2.2.1 – Techniques et modalités d’exécution de la taille
La technique de taille employée est exclusivement la percussion, seule technique, dans l’état actuel de nos connaissances, dont l’emploi est reconnu au Paléolithique moyen. Pratiquée en position assise sur une caisse basse, elle a été mise en œuvre selon deux modes d’application différents :
- directe au percuteur de pierre dure
Différentes roches, plus ou moins dures, ont été employées sous la forme de galets de morphologie ovoïde à oblongue : du quartz (396 g et 684 g), du basalte (588 g) et du granite (704 g).
- directe au percuteur tendre végétal et organique
Nous avons choisi d’employer le buis (374 g, 414 g et 576 g) comme percuteur tendre d’origine végétale, nature de percuteur le plus souvent, voire même parfois le seul, employé par les expérimentateurs modernes dans cette catégorie de percuteur. Il faut cependant préciser, comme le souligne parfaitement L. Bourguignon (1997), que le buis n’est tendre que comparativement à la pierre ; il s’agit en effet d’un bois particulièrement dense, ce qui le rend dur et peu élastique.
Trois types de bois organiques, présentant chacun des degrés de densité et donc de dureté et d’élasticité différents, ont également été utilisés : du bois de renne (220 g), du bois d’élan et du bois de cerf (282 g, 310 g et 392 g).
Considérée comme particulièrement adaptée pour entamer ou débiter entièrement des galets arrondis ou de dimensions réduites comme cela a pu être le cas dans le cadre des industries étudiées ici, la percussion bipolaire sur enclume9 n’a finalement pas fait l’objet d’une pratique expérimentale approfondie sur les matières premières étudiées. Les critères de reconnaissance de l’emploi de cette technique de débitage (voire méthode de débitage, Mourre, 2004) sur les produits et surtout sur les nucléus ont été étudiés par divers auteurs et ce, pour des matériaux variés comme le silex, la lydienne, le quartz, le quartzite ou bien encore la rhyolite (Crabtree, 1972a ; Kobayashi, 1975 ; Dickson, 1977 ; Shott, 1989 ; Mourre, 1994, 1996a, 2004). Des tests préliminaires nous ont permis d’établir que des stigmates similaires sont produits sur la dolérite, le microgranite et le tuf. Or, l’observation des artefacts archéologiques n’a pas permis de mettre en évidence l’usage de cette technique ni d’un point de vue morphométrique, ni même d’un point de vue technologique (types d’éclats produits, morphologie des nucléus, etc.). Nous avons donc fait le choix de ne pas aller plus en avant dans la pratique expérimentale de la percussion bipolaire sur enclume dans le cadre de notre étude.
2.2.2.2 – Déroulement du processus expérimental
L’expérimentation à la taille menée par Jacques Pelegrin a constitué le point de départ du processus expérimental, me servant de référence pour la conduite de ma propre pratique de la taille.
Le déroulement type de l’expérimentation se décompose comme suit pour chaque échantillon de matière première :
- Phase 1 : débitage au percuteur à la pierre dure. La méthode de débitage employée est un simple débitage d’éclats conduit sans organisation précise, au gré des angles qui se présentent au cours de la taille. Des aménagements de plans de frappe ainsi que des réaménagements de convexités ont tout de même été effectués à certains moments afin de juger de la facilité ou non de leur mise en œuvre.
9 correspondant à la « percussion « écrasée » ou sur enclume » de F. Bordes (1947), à la « taille
bipolaire » de H. Breuil et R. Lantier (1959) ou bien encore au « débitage axial sur enclume » de V. Mourre (1996).
- Phase 2 : façonnage au percuteur tendre d’origine végétale ou animale soit d’un éclat de grande dimension débité au cours de la phase précédente, soit de l’ébauche obtenue à la fin de la phase précédente.
- Phase 3 : retouche d’éclats au percuteur tendre végétal ou animal par une retouche écailleuse parfois scalariforme.
- Phase 4 : utilisation d’éclats bruts et retouchés sur divers matériaux et selon certains mouvements.
Chaque échantillon de matière première fait l’objet d’au moins deux fiches d’enregistrement des données expérimentales (Tabl. 4), au moins une par technique de percussion employée, c’est à dire pour chacune des deux premières phases.
Au cours des phases 1 et 2, différents critères sont observés et notés sur cette fiche d’enregistrement :
- la nécessité ou non d’un dégrossissage (les surfaces naturelles des roches autres que le silex ne constituent pas forcément une gène comme l’est effectivement le cortex du silex) ;
- la facilité ou la difficulté de mise en forme du nucléus ou de la pièce bifaciale ; - la nécessité ou non, ainsi que la facilité ou non de la préparation des plans de
frappe ;
- la facilité ou la difficulté du contrôle de la taille ;
- l’influence de la structure de la roche (p. ex. litage, densité ou dimensions des phénocristaux, caractère grenu de la roche, diaclases, hétérogénéités) ;
- les types d’accidents rencontrés au cours de la taille et leurs causes probables. La phase 3 permet de tester l’aptitude à la retouche de chaque échantillon. Effectuée au percuteur tendre d’origine soit végétale, soit animale, la retouche est de type écailleuse, parfois scalariforme en fonction de ce que l’on peut observer sur les pièces archéologiques correspondantes (p. ex. retouche écailleuse scalariforme sur des outils en quartz du site de Roc’h-Gored). Il est pris note du comportement du tranchant à la retouche, à savoir s’il se retouche facilement ou non, voire s’il tend à se casser ou à s’effriter (Tabl. 4).
Pour tester ensuite l’efficacité et la résistance à l’usure des éclats selon la nature pétrographique, nous avons sélectionné pour chaque échantillon des éclats bruts et des éclats retouchés. Chacun de ces deux types d’outils a été utilisé sans emmanchement pendant une durée de 10 minutes.
Les matériaux travaillés et les modes d’action qui leurs sont associés sont : - le bois (du noisetier) en l’écorçant et l’appointant ;
- la viande (de bovin) par découpe ;
- la peau (de bovin) par raclage et découpe ; - l’os (de bovin) par percussion et sciage.
Ce test fonctionnel reste assez simple et ne prend pas en considération des paramètres