Analyses archéomagnétiques et datations d'ateliers de potiers médiévaux en Bretagne

Sous la direction de François Fichet de Clairfontaine
Ateliers de potiers médiévaux en Bretagne
Chapitre 1. Analyses archéomagnétiques et
datations
Quelques ateliers de haute Bretagne
Philippe Lanos
Éditeur: Éditions de la Maison des sciences de l’homme
Lieu d’édition: Paris
Publication sur OpenEdition Books: 16 novembre 2022
Collection: Documents d’archéologie française
ISBN numérique: 978-2-7351-2604-0
https://books.openedition.org
Référence numérique
Lanos, Philippe. «Chapitre 1. Analyses archéomagnétiques et datations». Ateliers de potiers
médiévaux en Bretagne, édité par François Fichet de Clairfontaine, Éditions de la Maison des sciences
de l’homme, 1996, https://doi.org/10.4000/books.editionsmsh.41943.
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Chapitre 1. Analyses
archéomagnétiques et datations
Quelques ateliers de haute Bretagne
Philippe Lanos
p. 129‑137
1.1 Introduction
1La méthode de datation par l’archéomagnétisme a connu depuis une dizaine d’années
des progrès importants à la fois en précision et en fiabilité. Deux aspects de la méthode
sont à considérer: l’un est la reconstitution de la variation séculaire, en direction et en
intensité, du champ magnétique terrestre(CMT) au cours du temps, l’autre concerne
les techniques de laboratoire permettant d’obtenir, à partir de l’aimantation rémanente
naturelle(ARN), mesurée sur une argile cuite, une estimation aussi fiable et précise que
possible de la direction vraie du CMT ayant régné au moment de la cuisson.
2Les recherches sur la variation séculaire se poursuivent depuis les premiers travaux
d’É.Thellier (1938, 1959et 1981), aussi bien au laboratoire de Géomagnétisme de
St‑Maur‑des‑Fossés(CNRS), en région parisienne, qu’au laboratoire d’Archéométrie à
l’université de RennesI. La compilation des données de référence dépend du rythme
des découvertes archéologiques de fours céramiques bien datés. C’est dire l’importance
des apports de l’archéologie en ce domaine, et la nécessité d’une sensibilisation des
archéologues pour que toute structure bien datée soit prélevée et analysée. Les
campagnes de prélèvement effectuées sur le terrain par notre équipe, les stages de
formation organisés au laboratoire, de même que la participation aux séminaires et
colloques ont déjà permis d’établir de très nombreuses collaborations sur tout le
territoire français, ainsi qu’en Italie, en liaison avec l’École française de Rome, et en
Espagne dans le cadre d’un programme sur les ateliers médiévaux de la péninsule
Ibérique, en collaboration avec le laboratoire d’Archéologie médiévale
méditerranéenne d’Aix‑en‑Provence.
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3D’autre part, dans le domaine de recherche qu’est le «magnétisme des roches», l’étude
approfondie de l’aimantation thermorémanente(ATR) des matériaux de construction
d’argile cuite (tuiles, briques), à partir de1987au laboratoire d’Archéométrie, a montré
qu’il était désormais nécessaire d’effectuer un certain nombre de vérifications et
corrections pour obtenir une estimation fiable et précise de la direction vraie duCMT
au moment de la cuisson. Il s’agit en particulier d’éliminer les effets de l’anisotropie
d’aimantation thermorémanente. Depuis le début des années1990, au laboratoire
d’Archéométrie, ces corrections sont aussi appliquées aux prélèvements sur structures
en place (fours de potiers, de tuiliers, fours à chaux...), constituées de briques et tuiles
prises en réemploi dans les parois et soles des fours. Un travail de recherche est
actuellement en cours afin d’étendre ces corrections aux argiles très cuites, mais
friables, prélevées sur les fonds ou parois de fours.
4Le présent exposé fait état de travaux d’analyse effectués entre1978et1989sur les
fonds vitrifiés de quatre fours de potiers situés respectivement à Trans, Guipel,
Chartres‑de‑Bretagne (Ille‑et‑Vilaine) et Meudon (Morbihan), ainsi que sur un lot de
fonds de pots retrouvés dans le four de l’atelier de Guipel. Il s’agit donc de travaux plus
ou moins anciens, qui n’ont pas toujours bénéficié des récentes améliorations de la
méthode. C’est pourquoi, après un exposé méthodologique, nous ferons une étude
critique des résultats obtenus, au vu de nos connaissances actuelles.
1.2 Aspects méthodologiques
1.2.1 Historique de la méthode
5Les études archéomagnétiques ont connu un essor très important en géophysique dans
les années1950‑1960; de nombreuses thèses ont été soutenues sur le magnétisme des
argiles cuites, sous l’impulsion du professeur É.Thellier, alors initiateur de la méthode
et directeur de l’institut de physique du Globe de Paris. Par la suite, la découverte du
magnétisme des roches océaniques a permis d’étudier très précisément les mécanismes
de la dérive des continents. Les recherches dites paléomagnétiques, c’est‑à‑dire
appliquées au temps géologiques, se sont considérablement diversifiées et étendues
(près d’une dizaine de laboratoires en France et plus d’une soixantaine dans le monde).
Depuis les années70, dans la lignée des travaux d’É.Thellier, les études
archéomagnétiques, en France, ont été poursuivies par I.Bucur et J.‑C.Tanguy au
laboratoire de Géomagnétisme de St‑Maur‑des-Fossés(CNRS) (Tanguyetal. 1985;
Bucur1986). Parallèlement, des recherches ont été effectuées au Proche‑Orient par
A.Hesse, du Centre de recherches géophysiques de Garchy(CNRS). Àpartir des
années80, L.Goulpeau et L.Langouët, rejoints par P.Lanos en1983dans le cadre d’une
thèse, mettent en œuvre cette méthode au laboratoire d’Archéométrie de l’université
de RennesI, en collaboration avec le laboratoire de Géophysique interne de cette même
université (dirigé alors par N.Bonhommet). Ces auteurs relancent les recherches sur
l’archéomagnétisme des matériaux d’argile cuite dits «déplacés» (tuiles, briques),
grâce à l’utilisation de grands échantillonnages (Goulpeau, Langouët1980), et étendent
ainsi les applications de l’archéomagnétisme à l’ensemble des matériaux de
construction en argile cuite (Goulpeauetal. 1986a; Lanos1987a; Lanos, Querré1987;
Goulpeau, Lanos1989; Lanos, Goulpeau1990). Ces travaux ont en particulier permis de
mettre en lumière l’importance de phénomènes magnétiques jusque‑là sous‑estimés
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(anisotropie d’ATR, effet des champs démagnétisants), qui peuvent affecter fortement,
s’ils ne sont pas corrigés, les résultats de datation.
6La datation par l’archéomagnétisme repose sur la connaissance de la variation séculaire
de la direction (inclinaisonI et déclinaisonD) du champ magnétique terrestre(CMT) au
cours du temps. Les argiles cuites à plus de700°C acquièrent une aimantation d’origine
thermique appelée aimantation thermorémanente(ATR), parallèle auCMT ambiant du
moment de la cuisson. Mais les aimantations rémanentes naturelles(ARN) mesurées sur
une structure sont généralement le résultat de la somme de plusieurs aimantations
d’origines différentes: aimantation thermorémanente initiale, réaimantations
partielles secondaires dues à des réchauffements postérieurs (notéesATRP),
aimantations rémanentes visqueuses(ARV), tout ceci éventuellement perturbé par des
phénomènes magnétiques tels que l’effet de forme, l’anisotropie d’ATR, etc. Des
traitements spécifiques au laboratoire sont donc nécessaires à la fois pour éliminer les
aimantations considérées comme parasites et pour corriger les effets des phénomènes
magnétiques perturbateurs.
7L’analyse complète d’un lot d’échantillons archéomagnétiques permet ainsi d’obtenir
une estimation fiable de la direction duCMT ambiant au moment de la cuisson,
caractérisée par un cône de confiance à95% que l’on appelle «erreur sur l’estimation»
(Fisher1953). En particulier, plus le nombre d’échantillons prélevés est grand, et plus
l’erreur commise sur cette estimation est petite. La direction duCMT, en un lieu donné,
est caractérisée par son inclinaisonI et sa déclinaisonD. Pour obtenir la date de la
dernière cuisson de la structure étudiée, il faut reporter sur la courbe de variation
séculaire de référence à Paris, après correction de latitude, les valeurs moyennes de
l’inclinaisonI et de la déclinaisonD duCMT déterminées pour la structure. Notons que
la déclinaison n’est plus accessible lorsqu’il s’agit de matériaux déplacés (tuiles,
briques, fonds de pots), mais que la prise en compte d’un paramètre appelé
«déviation», caractérisant la position relative de ces matériaux par rapport au Nord
magnétique de l’époque de cuisson (Lanos1987a etb, 1990et1991), est fondamentale
pour une détermination fiable de l’inclinaison duCMT. D’autre part, il n’est pas encore
permis de faire de datation à partir de l’archéo‑intensité duCMT, mais un travail de
thèse est actuellement mené sur ce sujet par Y.Garcia, dans le cadre d’une
collaboration entre le laboratoire d’Archéométrie et le laboratoire de Géophysique
interne de l’université de RennesI. Il s’agit d’améliorer les conditions de mise en œuvre
de la méthode mise au point par É.Thellier (Thellier, Thellier1959), et surtout de
reconstituer précisément la variation de cette intensité du CMT, en France, au cours
des deux derniers millénaires.
1.2.2 Les corrections d’anisotropie d’aimantation thermorémanente
8Certaines argiles cuites présentent des directions de plus ou moins «facile
aimantation» qui sont à l’origine d’anisotropies magnétiques parfois très importantes.
La conséquence en est la non‑colinéarité entre la direction de l’ATR acquise et celle
duCMT ambiant. Il existe plusieurs types d’anisotropie magnétique; de susceptibilité,
d’aimantation thermorémanente (ou d’ATR), d’aimantation isotherme (ou d’ARI), etc.
Ces différenciations résident dans le processus physique d’acquisition de l’aimantation
lui‑même. Par définition, l’anisotropie d’ATR intervient lors du processus d’acquisition
de l’aimantation thermorémanente.
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9Les études sur l’anisotropie d’ATR ont montré que la «capacité» de fonds de pots, de
tuiles ou de plaques d’argile cuite (fonds de fours ou foyers) à s’aimanter selon leur plan
d’aplatissement est presque toujours plus forte que celle à s’aimanter selon une
direction perpendiculaire à ce plan. De façon schématique, ceci se traduit par une
valeur de l’inclinaison de l’ATR acquise, toujours plus faible que la valeur vraie duCMT
ambiant, dans le cas d’argiles dont le plan d’aplatissement est horizontal lors de la
cuisson, et par une valeur d’inclinaison toujours plus forte dans le cas d’argiles cuites
dont le plan d’aplatissement est vertical lors de la cuisson (par exemple tuiles, briques
ou carreaux cuits sur tranche dans un four). L’origine de ces anisotropies d’ATR, qui
sont parfois très fortes, est à rechercher dans la structure particulière des pâtes, qui
dépend à la fois de la minéralogie des argiles utilisées et des techniques de moulage et
de cuisson. Des études sont actuellement en cours pour mieux cerner l’influence de ces
différents paramètres.
10 Depuis les récents travaux menés au laboratoire d’Archéométrie de Rennes
(Lanos1987a), il est possible de corriger ces effets aussi bien sur les céramiques que sur
les tuiles et les briques, dont les propriétés magnétiques et la tenue mécanique sont
connues pour être excellentes. On peut donc obtenir des directions d’aimantation
exemptes de toute perturbation magnétique, c’est‑à‑dire identiques à celles qu’avait
leCMT au moment de la cuisson (Lanos1987a; Goulpeauetal.1989). En revanche,
jusqu’à présent, ces corrections n’ont pas été appliquées aux prélèvements sur argiles
cuites friables. La correction des effets de l’anisotropie d’ATR nécessite des chauffes
répétées à haute température sur des échantillons cylindriques (25mm de diamètre
et22mm de long) qu’il faut au préalable extraire des blocs prélévés sur le terrain. Ceci
oblige à indurer le matériel friable avec des produits qui résistent à de hautes
températures, et qui ne modifiait pas les propriétés magnétiques de l’argile étudiée.
D’un point de vue pratique et en attendant la mise au point prochaine de ces
indurations, les prélèvements en place actuels sont de préférence effectués, lorsque
cela est possible, sur les tuiles ou les briques utilisées en réemploi et recuites dans les
parois ou les soles des fours. En effet, les déterminations d’anisotropie sont dans ce cas
déjà réalisables, comme pour les matériaux dits déplacés. Nous effectuons aussi les
prélèvements sur les argiles vitrifiées des parois et fonds de fours, mais depuis1993, un
délai dans la fourniture des résultats est demandé aux archéologues dans l’attente que
la chaîne complète des mesures et corrections soit aussi applicable à ce type de
matériel.
1.2.3 Les faits archéologiques datés pararchéomagnétisme
11 Dans le cas des structures en place, le fait archéologique marquant daté correspond
toujours à la dernière chauffe à plus de700°C. Il peut s’agir par exemple de la date
d’arrêt de l’activité d’un four de potier. Naturellement, les échantillons prélevés
doivent provenir des zones ayant subi ces fortes élévations de température. Dans le cas
de matériaux dits déplacés tels que les tuiles, briques, carreaux, et céramiques, le fait
archéologique marquant daté correspond à la cuisson ayant eu lieu lors de la
fabrication. Ceci est vrai tant que l’objet n’a pas subi d’élévations de température
ultérieures, à l’origine d’aimantations partielles secondaires (Goulpeauetal. 1986b;
Lanos1990). Dans les cas favorables, on peut envisager d’estimer la durée maximale
d’utilisation d’un four constitué de briques, en étudiant d’une part un lot suffisamment
important et homogène de matériaux déplacés, utilisés en réemploi dans les parties
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