Techniques d'étude de l'art post-paléolithique ibérique

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Les techniques d'étude de l'art post-paléolithique
de l'arc méditerranéen de la Péninsule ibérique

Le projet interdisciplinaire 4D-arte rupestre coordonné par Juan Francisco Ruiz a pour objectif d'appliquer les techniques modernes qui sont devenues d'un usage courant en archéologie, à l'étude de l'art rupestre de l'arc méditerranéen de la Péninsule ibérique, inscrit sur la liste du Patrimoine mondial de l'UNESCO depuis 1998 (voir le site web du projet). En effet, une base scientifique objective est, à notre avis, un préalable indispensable pour que l'art rupestre devienne un véritable objet d'étude archéologique.

Le projet 4D-arte rupestre couvre les aspects documentaires proprement dits, mais également les aspects conservatoires étant donné la fragilité de ce patrimoine soumis à de nombreuses causes de dégradation, naturelles et anthropiques.

Le projet initial a concerné des abris de la région de Murcie (Buen Aire, Cañaica del Calar, Mediodía) et de la province d'Albacete (Solana de Las Covachas, Minateda) (Ruiz et al., 2013). Une extension aux abris de La Valltorta (Castellón) est en cours depuis 2015 avec l'aide du Ministère de la Culture espagnol (Proyecto 4D Valltorta). L'étude concerne les abris de la Cova dels Cavalls (Tírig), Cova Centelles (Albocàsser), Cingle dels Tolls del Puntal (Les Coves de Vinromà); Cingle de la Gasulla (Ares del Maestre, Castellón); et les abris I et V de l'Ermita (Ulldecona, Tarragona).

Photographies gigapixel, macrophotographies et traitement d'images

Grâce aux nouvelles techniques de photogrammétrie rapprochée, il est aujourd'hui possible d'obtenir un relevé tridimensionnel d'une paroi ornée sans déformation, où les représentations picturales sont parfaitement intégrées dans le volume de leur support, ce qui répond à un besoin essentiel à la fois pour la compréhension de l'art rupestre et pour sa conservation.

Dans le projet 4D-arte rupestre, des modèles 3D gigapixel (plus de un milliard de pixels) ont été créés pour de grands abris comme Solana de las Covachas (III et VI), Cañaica del Calar II, El Buen Aire I et le grand abri de Minateda. Plus récemment, Selva Pascuala a reçu le même traitement (figure 1).

Figure 1. Modèle 3D gigapixel de La Selva Pascuala (Cuenca)

La définition des clichés Gigapixel est telle qu'ils supportent des agrandissements permettant l'étude des œuvres picturales dans des conditions optimales. La lisibilité peut encore être améliorée grâce au plugin DStretch de John Harman pour le logiciel de traitement d'image ImageJ.

Voir la page Giga-Dstretch.htm : un exemple de Solana de las Covachas (Albacete)

Analyse spectroscopique des peintures pariétales

L'analyse des parois ornées par spectroscopie Raman et par fluorescence X (EDXRF) permet d'identifier tous les composés chimiques présents, en premier lieu les pigments utilisés par les artistes, mais aussi le support et les altérations minérales et organiques qu'il a subies au cours du temps, notamment des concrétions d'oxalates de calcium (sous forme de whewellite ou de weddellite) résultant de l'activité métabolique de microorganismes, de champignons et de lichens, qui se développent sur les surfaces rocheuses éclairées par le jour.

Des appareils portatifs de spectroscopie Raman et de EDXRF permettent de mener à bien ces analyses physico-chimiques in situ sans prélèvement de matière (fig. 2).

Ces techniques ont été appliquées sur un cerf noir de style levantin de Los Chaparros (Teruel) Le pigment est à base de manganèse présent sous différentes formes cristallines, mais on ne détecte pas la présence de carbone. Un signe ramifié schématique du même abri, de couleur rouge sombre, contient du fer, mais également du manganèse (Pitarch et al., 2014).

Figure 2. Appareils portatifs pour l'analyse par spectroscopie Raman (à gauche) et par EDXRF (à droite)

Dans d'autres analyses spectroscopiques, de l'apatite a été identifiée, mélangée à l'hématite (à Marmalo III et IV par exemple). Cela peut résulter de l'utilisation d'un os pour appliquer la peinture ou, plus vraisemblablement, de l'incorporation d'os calciné dans la peinture lors de sa préparation (Hernanz et al., 2008). Des observations analogues ont été faites dans d'autres contextes, notamment dans l'art post-glaciaire du Sud-Est de la France (Hameau et al., 2001) et dans l'art paléolithique de la région cantabrique (Garate et al., 2004).

Dans quelques cas, des microprélèvements de la couche pigmentaire ont pu être effectués afin de les étudier par spectroscopie Raman. La figure 3 présente la microstratigraphie observée dans le cas d'un échantillon de Tío Modesto. On distingue du quartz-alpha présent dans le substrat, une fine couche d'hématite prise en sandwich dans une concrétion de whewellite (oxalate), et un dépôt superficiel de microcristaux de gypse.

Figure 3. Microphotographie en lumière polarisée d'une fine section de la couche de pigment prélevée sur un cerf rouge dans l'abri de Tío Modesto (Cuenca), mettant en évidence la microstratigraphie : hématite (h), whewellite (w), quartz-alpha (q), gypse (g) (Hernanz et al., 2008 ; Ruiz et Rowe, 2014).

Datation des croûtes d'oxalate par 14C AMS

L'analyse par spectroscopie Raman des pigments prélevés sur les parois des abris montre très fréquemment une croûte grisâtre qui se révèle être de l'oxalate de calcium (whewellite). Cette matière carbonée est susceptible d'être datée par 14C AMS.

L'analyse réalisée dans l'abri de Tío Modesto (Cuenca), après une étude approfondie des superpositions et des phénomènes de desquamation de la paroi, a permis d'obtenir une date de 6180 ± 35 BP (soit 5230-5010 cal BC) pour la couche d'oxalate recouvrant les peintures de la phase la plus ancienne. Cet âge est un âge minimum pour les peintures puisqu'il représente l'âge moyen de la couche d'oxalates qui s'est déposée au fil du temps. La même technique appliquée dans l'abri de Marmalo III (Cuenca) pour un prélèvement situé à proximité d'un grand taureau a fourni un âge encore un peu plus ancien pour la patine d'oxalate qui recouvre uniformément la peinture et son entourage immédiat (6955 ± 45 BP, soit 5890-5777 calBC) (fig. 4). Tout récemment, une date encore un peu plus ancienne a été trouvée par la même technique dans l'abri I de Ermites (Tarragone): 7190 ± 120 BP, soit 6370-5810 cal BC) (Viñas et al., 2016). Ces premières datations absolues de l'art du Levant sont une donnée importante, car s'agissant de terminus ante quem, elles montrent que cet art est en partie antérieur aux premières implantations d'agriculteurs néolithiques dans la région (Ruiz et al., 2006 ; Ruiz et al., 2009).

Figure 4. Datation de oxalates dans la croûte recouvrant les peintures dans l'abri de Marmalo III (Cuenca) (Ruiz et al., 2009).

Références

Hameau P., Cruz V., Laval E., Menu M., Vignaud C. (2001). Analyse de la peinture de quelques sites post-glaciaires du Sud-Est de la France. L'Anthropologie, 105, p. 611-626.

Hernanz, A.; Gavira, J.M.; Ruiz, J.F.; Edwards, H.G.M. (2008). A comprehensive micro-Raman spectroscopic study of prehistoric rock paintings from the Sierra de las Cuerdas, Cuenca, Spain. Journal of Raman Spectroscopy, 39, 972-984 (pdf).

Gárate D., Laval E., Menu M. (2004). Etude de la matière colorante de la grotte d'Arenaza (Galdames, Pays Basque, Espagne), L'Anthropologie 108, p. 251-289.

Pitarch, À.; Ruiz, J.F.; Fdez-Ortiz de Vallejuelo, S.; Hernanz, A.; Maguregui, M.; Madariaga, J.M. (2014). In situ characterization by Raman and X-ray fluorescence spectroscopy of post-Paleolithic blackish pictographs exposed to the open air in Los Chaparros shelter (Albalate del Arzobispo, Teruel, Spain). Analytical Methods, 6, p. 6641-6650 (pdf).

Ruiz, J.F.; Mas, M.; Hernanz, A.; Rowe, M.W.; Steelman, K.; Gavira, J.M. (2006). First radiocarbon dating of oxalate crusts over Spanish prehistoric rock art. International News of Rock Art 46: 1-5 (pdf).

Ruiz, J.F.; Quesada Martínez E.; Pereira Uzal J.M.; Pérez Bellido R., Alloza R.; Viñas Vallverdú R. (2016). El abric V d'Ermites (Ulldecona). Descubrimiento de nuevas figuras y problemáticas de conservación. ARPI 4 extra (Homenaje a R. de Balbín Behrmann), ARPI4, p. 118-132 (pdf) .

Ruiz, J.F.; Rowe, M.W. (2014). Dating Methods (Absolute and Relative) in Archaeology of Art, in: Smith, C. (Ed.), Encyclopedia of Global Archaeology. Springer, New York, p. 2036-2042 (pdf).

Ruiz, J.F.; Rowe, M.W.; Hernanz, A.; Gavira, J.M.; Viñas, R., Rubio, A. (2009). Cronología del arte rupestre postpaleolítico y datación absoluta de pátinas de oxalato cálcico. Primeras experiencias en Castilla - La Mancha (2004-2007), En: IV Congreso El Arte Rupestre Del Arco Mediterráneo De La Península Ibérica. Valencia, p. 303-316 (pdf).

Ruiz J. F., Royo Lasarte J. (con la colaboración de Royo Guillen J.I., Alloza Izquierdo R., Pereira Uzal J.M., Rivero Vilá O.) (2016). Guía de Cañada de Marco. Gobierno de España, Ministerio de Educación, Cultura y Deporte y Ayuntamiento de Alcaine, Editor: Parque del Río Martín y Gobierno de Aragón (pdf).

Ruiz, J.F.; Sebastián, M.; Quesada, E.; Pereira, J.; Fernández, S.; Pitarch, À.; Maguregui, M.; Martínez, I.; Giakoumaki, A.; Madariaga, J.M.; Lorente, J.C.; Dólera, A. (2016). 4D - arte rupestre. Monografías CEPAR 3, Murcia, 515 p. (pdf) ou en ligne

Viñas R.; Rubio A., Ruiz J.F.; Vaquero M.; Vallverdú J.; Rowe M.; Santos N. (2016). Investigación cronoestratigráfica en el conjunto rupestre de la sierra de La Pietat. Abrigos de Ermites I y IV (Ulldecona, Tarragona, Catalunya). Rev. Cuad. De Art. Preh. 2. Julio - Diciembre 2016, p. 71-85 (pdf) .

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Centre de Recherche et d'Etudes pour l'Art Préhistorique Emile Cartailhac

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Le projet initial a concerné des abris de la région de Murcie (Buen Aire, Cañaica del Calar, Mediodía) et de la province d'Albacete (Solana de Las Covachas, Minateda) (Ruiz et al., 2013). Une extension aux abris de La Valltorta (Castellón) est en cours depuis 2015 avec l'aide du Ministère de la Culture espagnol (Proyecto 4D Valltorta). L'étude concerne les abris de la Cova dels Cavalls (Tírig), Cova Centelles (Albocàsser), Cingle dels Tolls del Puntal (Les Coves de Vinromà); Cingle de la Gasulla (Ares del Maestre, Castellón); et les abris I et V de l'Ermita (Ulldecona, Tarragona). Photographies gigapixel, macrophotographies et traitement d'images Grâce aux nouvelles techniques de photogrammétrie rapprochée, il est aujourd'hui possible d'obtenir un relevé tridimensionnel d'une paroi ornée sans déformation, où les représentations picturales sont parfaitement intégrées dans le volume de leur support, ce qui répond à un besoin essentiel à la fois pour la compréhension de l'art rupestre et pour sa conservation. Dans le projet 4D-arte rupestre, des modèles 3D gigapixel (plus de un milliard de pixels) ont été créés pour de grands abris comme Solana de las Covachas (III et VI), Cañaica del Calar II, El Buen Aire I et le grand abri de Minateda. Plus récemment, Selva Pascuala a reçu le même traitement (figure 1). Figure 1. Modèle 3D gigapixel de La Selva Pascuala (Cuenca) La définition des clichés Gigapixel est telle qu'ils supportent des agrandissements permettant l'étude des œuvres picturales dans des conditions optimales. La lisibilité peut encore être améliorée grâce au plugin DStretch de John Harman pour le logiciel de traitement d'image ImageJ. Voir la page Giga-Dstretch.htm : un exemple de Solana de las Covachas (Albacete) Analyse spectroscopique des peintures pariétales L'analyse des parois ornées par spectroscopie Raman et par fluorescence X (EDXRF) permet d'identifier tous les composés chimiques présents, en premier lieu les pigments utilisés par les artistes, mais aussi le support et les altérations minérales et organiques qu'il a subies au cours du temps, notamment des concrétions d'oxalates de calcium (sous forme de whewellite ou de weddellite) résultant de l'activité métabolique de microorganismes, de champignons et de lichens, qui se développent sur les surfaces rocheuses éclairées par le jour. Des appareils portatifs de spectroscopie Raman et de EDXRF permettent de mener à bien ces analyses physico-chimiques in situ sans prélèvement de matière (fig. 2). Ces techniques ont été appliquées sur un cerf noir de style levantin de Los Chaparros (Teruel) Le pigment est à base de manganèse présent sous différentes formes cristallines, mais on ne détecte pas la présence de carbone. Un signe ramifié schématique du même abri, de couleur rouge sombre, contient du fer, mais également du manganèse (Pitarch et al., 2014). Figure 2. Appareils portatifs pour l'analyse par spectroscopie Raman (à gauche) et par EDXRF (à droite) Dans d'autres analyses spectroscopiques, de l'apatite a été identifiée, mélangée à l'hématite (à Marmalo III et IV par exemple). Cela peut résulter de l'utilisation d'un os pour appliquer la peinture ou, plus vraisemblablement, de l'incorporation d'os calciné dans la peinture lors de sa préparation (Hernanz et al., 2008). Des observations analogues ont été faites dans d'autres contextes, notamment dans l'art post-glaciaire du Sud-Est de la France (Hameau et al., 2001) et dans l'art paléolithique de la région cantabrique (Garate et al., 2004). Dans quelques cas, des microprélèvements de la couche pigmentaire ont pu être effectués afin de les étudier par spectroscopie Raman. La figure 3 présente la microstratigraphie observée dans le cas d'un échantillon de Tío Modesto. On distingue du quartz-alpha présent dans le substrat, une fine couche d'hématite prise en sandwich dans une concrétion de whewellite (oxalate), et un dépôt superficiel de microcristaux de gypse. Figure 3. Microphotographie en lumière polarisée d'une fine section de la couche de pigment prélevée sur un cerf rouge dans l'abri de Tío Modesto (Cuenca), mettant en évidence la microstratigraphie : hématite (h), whewellite (w), quartz-alpha (q), gypse (g) (Hernanz et al., 2008 ; Ruiz et Rowe, 2014). Datation des croûtes d'oxalate par 14C AMS L'analyse par spectroscopie Raman des pigments prélevés sur les parois des abris montre très fréquemment une croûte grisâtre qui se révèle être de l'oxalate de calcium (whewellite). Cette matière carbonée est susceptible d'être datée par 14C AMS. L'analyse réalisée dans l'abri de Tío Modesto (Cuenca), après une étude approfondie des superpositions et des phénomènes de desquamation de la paroi, a permis d'obtenir une date de 6180 ± 35 BP (soit 5230-5010 cal BC) pour la couche d'oxalate recouvrant les peintures de la phase la plus ancienne. Cet âge est un âge minimum pour les peintures puisqu'il représente l'âge moyen de la couche d'oxalates qui s'est déposée au fil du temps. La même technique appliquée dans l'abri de Marmalo III (Cuenca) pour un prélèvement situé à proximité d'un grand taureau a fourni un âge encore un peu plus ancien pour la patine d'oxalate qui recouvre uniformément la peinture et son entourage immédiat (6955 ± 45 BP, soit 5890-5777 calBC) (fig. 4). Tout récemment, une date encore un peu plus ancienne a été trouvée par la même technique dans l'abri I de Ermites (Tarragone): 7190 ± 120 BP, soit 6370-5810 cal BC) (Viñas et al., 2016). Ces premières datations absolues de l'art du Levant sont une donnée importante, car s'agissant de terminus ante quem, elles montrent que cet art est en partie antérieur aux premières implantations d'agriculteurs néolithiques dans la région (Ruiz et al., 2006 ; Ruiz et al., 2009). Figure 4. Datation de oxalates dans la croûte recouvrant les peintures dans l'abri de Marmalo III (Cuenca) (Ruiz et al., 2009). Références Hameau P., Cruz V., Laval E., Menu M., Vignaud C. (2001). Analyse de la peinture de quelques sites post-glaciaires du Sud-Est de la France. L'Anthropologie, 105, p. 611-626. Hernanz, A.; Gavira, J.M.; Ruiz, J.F.; Edwards, H.G.M. (2008). A comprehensive micro-Raman spectroscopic study of prehistoric rock paintings from the Sierra de las Cuerdas, Cuenca, Spain. Journal of Raman Spectroscopy, 39, 972-984 (pdf). Gárate D., Laval E., Menu M. (2004). Etude de la matière colorante de la grotte d'Arenaza (Galdames, Pays Basque, Espagne), L'Anthropologie 108, p. 251-289. Pitarch, À.; Ruiz, J.F.; Fdez-Ortiz de Vallejuelo, S.; Hernanz, A.; Maguregui, M.; Madariaga, J.M. (2014). In situ characterization by Raman and X-ray fluorescence spectroscopy of post-Paleolithic blackish pictographs exposed to the open air in Los Chaparros shelter (Albalate del Arzobispo, Teruel, Spain). Analytical Methods, 6, p. 6641-6650 (pdf). Ruiz, J.F.; Mas, M.; Hernanz, A.; Rowe, M.W.; Steelman, K.; Gavira, J.M. (2006). First radiocarbon dating of oxalate crusts over Spanish prehistoric rock art. International News of Rock Art 46: 1-5 (pdf). Ruiz, J.F.; Quesada Martínez E.; Pereira Uzal J.M.; Pérez Bellido R., Alloza R.; Viñas Vallverdú R. (2016). El abric V d'Ermites (Ulldecona). Descubrimiento de nuevas figuras y problemáticas de conservación. ARPI 4 extra (Homenaje a R. de Balbín Behrmann), ARPI4, p. 118-132 (pdf) . Ruiz, J.F.; Rowe, M.W. (2014). Dating Methods (Absolute and Relative) in Archaeology of Art, in: Smith, C. (Ed.), Encyclopedia of Global Archaeology. Springer, New York, p. 2036-2042 (pdf). Ruiz, J.F.; Rowe, M.W.; Hernanz, A.; Gavira, J.M.; Viñas, R., Rubio, A. (2009). Cronología del arte rupestre postpaleolítico y datación absoluta de pátinas de oxalato cálcico. Primeras experiencias en Castilla - La Mancha (2004-2007), En: IV Congreso El Arte Rupestre Del Arco Mediterráneo De La Península Ibérica. Valencia, p. 303-316 (pdf). Ruiz J. F., Royo Lasarte J. 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