De l intérêt raisonné des investigations sur plusieurs paramètres en prospection archéologique

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1 Colloque GEOFCAN Géophysique des sols et des formations superf i c i e l l e s septembre 1997, Bondy, France BRGM, INRA, ORSTOM, UPMC Abstracts et Résumés étendus De l intérêt raisonné des investigations sur plusieurs paramètres en prospection archéologique Albert Hesse C.N.R.S., Centre de Recherches Géophysiques, Garchy, Pouilly-sur-Loire, France Abstract Multi-parametric surveys are often recommended and realised in archaeological prospecting. Three excellent results on highly differentiated sites and features with three different methods are presented and discussed. It results from field experience, scientific knowledge, logical arguments and economical constraints that the balance of interest between several multi-parametric surveys and one large survey with an appropriate me thod, selected in order to meet the specific requirements of the considered investigation, must always be carefully investigated prior to field operations. 111

2 Il existe inévitablement, chez celui qui expérimente et améliore une méthode d investigation du sous-sol, une grande tentation de faire de l objet de ses efforts l outil universel et sans faille qui résoudra tous les problèmes dans les meilleures conditions. Une telle ambition est régulièrement contredite par l expérience car tout prospecteur expérimenté du sous-sol sait bien aussi, d une part que toute détection est spécifique, d autre part que dans certaines conditions spécifiques de gisement et de contraste, lorsqu une méthode fonctionne, les méthodes parentes ont toutes d assez bonnes chances de réussite. Les trois exemples récents présentés ici sont significatifs à cet égard, en raison de leurs points communs et de leurs spécificités. Ils concernent des vestiges de constructions à murs (en désignant par ce terme toute forme d agencement linéaire de pierres). Les maillages utilisés, bien que différents, sont tous d une assez grande finesse et les cartes présentées sont à la même échelle. Les traitements appliqués et les modes de figuration des résultats étant très différents, ces cartes ne doivent être considérées que comme des images du contenu du sous-sol, que l on a cherché à rendre aussi lisibles que possible dans les conditions de figuration graphique disponibles. Les caractéristiques spécifiques de chacune sont les suivantes : Wroxeter (Angleterre) : ville romaine ; extrait d une grande prospection électrique automatisée en configuration bipôle (figure a) ; maille de mesure de 0,1 x 1 m, rééchantillonnée à 0,5 x 0,5 m. On distingue une voie, un bâtiment avec couloir central et des subdivisions, deux petits massifs devant l entrée et une exceptionnelle colonnade en façade (premier cas d observation en prospection). Travaux en collaboration avec l Archaeological Field Unit de l Université de Birmingham (Dabas et al, 1996). Loma-Alta/Zacapu (Mexique) : établissement précolombien ; extrait d une grande prospection magnétique au gradiomètre vertical (figure b) ; maille de 0,5 x 1 m ; l image montre un édifice carré avec un édicule central, encadré par un réseau de murs parallèles à ses côtés. Il s agit d un cas rarissime où les pierres de construction (volcaniques et de grande taille) les plus proches de la surface sont privilégiées et apparaissent comme des anomalies individualisées, en raison d un très fort coefficient de Koeningsberger. Travaux en collaboration avec l Instituto de Investigaciones Antropologicas de l UNAM de Mexico (Hesse et al, sous presse). Ursulines/Saint-Pierre (Martinique) : Caserne des Ursulines détruite par l éruption de la Montagne Pelée en 1902 ; prospection au radar-sol (tranche des ns) avec antenne de 450 MHz (figure c) ; maille de 0,1 x 0,5 m ; l image montre le détail interne (couloir central et murs) de l aile N-E de la caserne dite de 600 hommes, dont on ne connaissait que le planmasse par un document de 1851, ainsi que la trace d autres vestiges disparus ; travaux réalisés en collaboration avec le C.E.R.A. et avec le soutien du Service Régional de l Archéologie de Martinique (Camerlynk et Hesse, 1997). Faut- il en conclure à la spécificité des méthodes ou au contraire à leur universalité, chacune semblant capable de répondre sur des structures de forme et de situation somme toute assez comparables (vestiges construits en pierre sur plans rectangulaires et gisant sous quelques décimètres de sol)? La réponse n est pas simple car l information livrée par les trois méthodes évoquées sur ces images, volontairement mises en parallèle un peu artificiel, n est pas équivalente dans les trois cas : Wroxeter : une prospection magnétique antérieure avait donné des résultats excellents, mais sans le détail de la colonnade ; une prospection enregistrée en continu par Goodman et Nishimura, presque aussi rapide que notre prospection électrique ne semble pas avoir été très parlante, mais sa maille était deux fois moins fine que celle que nous avons utilisée, en manuel, à Saint-Pierre de Martinique. Loma-Alta/Zacapu : nous avons obtenu des images électriques très claires en Wenner (a = 1 m) sur de grandes surfaces de test, mais certains murs ne sont pas apparus en raison de leur configuration particulière et la lenteur de l équipement disponible était en défaveur de 112 Géophysique des sols et des formations superficielles

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4 cette méthode ; le radar n a pas été testé mais il n y a aucun doute qu il aurait très bien répondu sur les matériaux présents très contrastés électriquement : blocs de roche et sol fin. Ursulines/Saint-Pierre : une grande prospection électrique enregistrée en configuration dipôle sur la même maille qu à Wroxeter a été faite. Un grand nombre d anomalies a été relevé mais seul un contour, assez vague au demeurant, de la même aile de la caserne et quelques autre détails ont pu être reconnus. Il semble en contrepartie que la répartition spatiale de différents types de remblais plus ou moins résistants, compartimentés par les murs et les frontières des dénivellations anciennes, ait été assez bien mise en évidence. Quant à la prospection magnétique, elle ne pouvait même pas être envisagée en raison du caractère très fortement magnétique et diversifié de tous les matériaux en présence : roches éruptives et cinérites. Ces trois exemples soulignent bien le caractère complexe des méthodes de détection/prospection en ce qu elles ont de spécifique, de redondant et de complémentaire. Compte tenu du fait que toute prospection du sous-sol (l archéologie ne fait évidemment pas exception à la règle) s inscrit inévitablement dans un faisceau de contraintes économiques, le choix de la (ou des) méthode(s) à utiliser pour arriver au but fixé à l opération devra impérativement prendre ce fait en considération et, en simplifiant passablement les nuances dans l argumentation mais en tenant compte de l ensemble de l expérience de terrain, on peut résumer quelques règles de choix entre l application de une ou plusieurs méthodes de la façon suivante : Les investigations sur plusieurs paramètres (deux méthodes ou plus, selon le cas ou ce dont on peut matériellement disposer) sont hautement recommandables, voire indispensables dans les situations, non limitatives, suivantes : lorsqu on n a pas, ou très peu, de connaissance a priori sur la nature et/ou la configuration des structures du sous-sol que l on recherche ; ce cas s étend à celui ou l on a des incertitudes objectives sur l efficacité de l une ou de l autre, voire de toutes les méthodes envisagées, dans l espoir d obtenir, éventuellement par consolidation des résultats les uns par les autres, une réponse acceptable au problème posé ; dans une phase exploratoire d une opération de grande envergure en vue de sélectionner la méthode (voir infra) la plus efficace et du meilleur rapport qualité/coût pour résoudre le problème posé ; dans une phase d expérimentation ou de validation d une méthode nouvelle pour comparer ses résultats à ceux des méthodes qui bénéficient déjà d une longue expérience ; dans le cas où l on sait avoir à reconnaître différents types de structure ou de vestige relevant a priori de méthodes spécifiques différentes (notion de complémentarité stricte) ; dans le cas où la réponse obtenue sur plusieurs paramètres permet, en levant des indéterminations, de caractériser des matériaux différents qui sur un seul paramètre auraient donné une réponse identique et par conséquent équivoque (notion redondance et de complémentarité partielles) ;... Il faut noter que l appréciation judicieuse de ces situations en vue de l établissement d un programme d exploration efficace relève strictement du prospecteur expérimenté sur l ensemble des méthodes, en particulier lorsqu il s agit de conduire des expériences trop souvent entreprises avec une naïveté proche de l irresponsabilité. Dans la plupart des autres cas, en particulier lorsqu on sait ce que l on cherche et que l on connaît ou que l on aura pu déterminer la méthode la plus efficace pour répondre à une question spécifique clairement posée, il faut fortement affirmer, même si ce truisme paraît superflu, qu il est du plus grand intérêt, tant 114 Géophysique des sols et des formations superficielles

5 du point de vue économique que de celui de la connaissance, de passer le plus rapidement possible au relevé d un seul paramètre en couvrant ainsi, en première approximation, une surface n fois plus grande qu avec n méthodes. Chacun sait en effet combien il est important pour l interprétation de disposer de très grandes couvertures dépassant largement le champ de localisation des anomalies pour rejoindre les espaces vides ou réputés tels au regard du paramètre relevé. Deux remarques importantes s imposent cependant dans cette conduite. Il convient d une part de considérer comme investigations multi-paramétriques celles qui mettent en oeuvre une même méthode avec des réglages ou des configurations différentes (distances entre électrodes, antennes de radar...). Mais, d autre part, il faut supprimer les restrictions faites aux explorations multi-paramétriques dès lors qu il est possible dans des conditions raisonnables de coût de les mettre en oeuvre sur un même appareil (cas de la réponse simultanée en phase et en quadrature sur un slingram) ou sur des chaînes de capteurs ou d appareils enregistrant quasi simultanément plusieurs types de données. Bibliographie Camerlynck C. et Hesse A., Reconnaissance électrique et radar des ruines de 1902 dans le sous-sol de Saint Pierre de Martinique, Colloque d Archéométrie, Rennes, avril 1997, résumés, p. 40 Dabas M., Hesse A., Tabbagh J., A new light device for resistivity surveying in archaeology : the Wroxeter experience, Archaeometry Internat. Conf., Urbana-Champaign, mai 1996, abstracts, p. 26. Hesse A., Barba L., Link K., Ortiz A. (sous presse) A magnetic and electrical study of archaeological structures at Loma-Alta, Michoacan, Mexico, Archaeological Prospection. Remerciements Mes remerciements s adressent, pour le traitement des figures à J. Tabbagh (a : Wroxeter ; b : Loma- Alta/Zacapu) et à C. Camerlynck (c : Ursulines/Saint-Pierre). A. Hesse 115