5.1.1 Introduction

Origine de l’étude

1L’étude des figurines gallo‑romaines en terre cuite blanche du Centre a été entreprise suite à la publication en 1972, par Micheline Rouvier‑Jeanlin, de l’inventaire des collections conservées au musée des Antiquités nationales (Rouvier‑Jeanlin 1972). Cet ouvrage comporte les fiches signalétiques de plus de mille objets, classés selon des typologies appropriées, appliquées aux divinités, aux personnages et aux animaux.

2La production intensive de ces objets (de l’ordre de dix mille), incomparable avec celle de la sigillée, le nombre limité de fours identifiés par des vestiges de parois, la diffusion du matériel dans l’ensemble de la Gaule ainsi qu’à l’étranger, et la pratique du surmoulage (voir le chapitre sur la technique de fabrication) justifiaient l’intérêt de la recherche des lieux de fabrication (ou provenances), principalement localisés dans l’Allier.

3Les nombreux moules, mis au jour sur plusieurs sites où les figurines comportent des traits morphologiques originaux, laissent supposer la présence probable et avoisinante d’anciens ateliers. L’identification des provenances est difficile à obtenir par des méthodes archéologiques et impossible dans les cas où des moules tirés de l’archétype en plusieurs exemplaires ont été retrouvés dans divers ateliers ou lorsqu’un objet a été surmoulé par un autre atelier que celui qui l’a créé. Cette identification peut malgré tout être réalisée grâce aux variations de composition de la terre cuite, sorte d’empreinte digitale du matériau. En effet, si les argiles utilisées par plusieurs ateliers présentent des différences systématiques de composition liées à celles des roches‑mères (Mosser 1983 : 139‑151), il est possible, à partir de l’analyse quantitative de leurs éléments constitutifs, de caractériser les diverses productions céramiques.

4L’hypothèse de base qui soutend cette étude est la suivante : l’implantation d’un atelier de production de céramique sur un site est conditionnée par la présence d’argile, de sable et de bois. On supposera donc dans la suite de cette étude que deux figurines provenant du même centre de production présentent des compositions chimiques similaires ; au contraire deux terres travaillées par des centres de production différents présentent des différences systématiques de composition liées à celles des roches‑mères.

5Le Laboratoire de recherche des musées de France, équipé d’un spectromètre de fluorescence X permettant d’analyser quantitativement les matériaux, en particulier les silicates, était en mesure de résoudre ce problème archéométrique. Une méthode de préparation des échantillons avait été mise au point afin d’opérer à partir d’un prélèvement réduit à cinquante milligrammes permettant de ne pas trop compromettre l’intégrité des objets (Lahanier, Rouvier‑Jeanlin 1977 : 41‑46).

6En l’absence d’objets de référence certaine, caractéristiques des lieux de production, il existait d’autres éléments de présomption : on avait pu établir une classification typologique. Nombre d’objets classés représentaient des productions de même type ; il existait des moules ou des figurines signés découverts sur des sites considérés comme des centres de fabrication ainsi que de nombreux objets issus de collections privées connues et de provenance géographique bien délimitée. Ce faisceau d’informations semblait favorable à l’entreprise de ces recherches par des méthodes de laboratoire. La validité de l’étude a été testée tout d’abord à partir d’une centaine de figurines conservées au musée des Antiquités Nationales (MAN) et judicieusement choisies afin de constituer des groupes significatifs sur le plan archéologique et permettant l’utilisation du calcul statistique.

7L’objectif de cette étude est donc d’identifier les provenances des objets à partir de leur composition chimique puis d’établir des relations entre provenance et critères archéologiques ; ceci afin de mieux cerner les productions au moyen de systèmes experts, qui aident à la décision lorsque le nombre de critères à considérer devient élevé, en particulier avec la typologie fine réalisée sur les Vénus par Micheline Rouvier‑Jeanlin.

Développement de la recherche

8Sur les 120 objets du MAN retenus pour la première exploration chimique des figurines gallo‑romaines (Lahanier, Rouvier‑Jeanlin 1977), les principaux sites explorés étaient : Vichy 03 objets), Tronoën (23 objets), Toulon‑sur‑Allier (17 objets), Saint‑Pourçain-sur‑Besbre (16 objets), Clermont‑Ferrand (12 objets), Lezoux (12 objets) et Mont‑Berny (10 objets).

9Douze moules, sur les 109 recensés dans le corpus du musée des Antiquités Nationales, ont également été analysés afin de vérifier si le lieu de trouvaille correspondait bien à la provenance établie à partir de la composition chimique. En effet, les moules comme les figurines semblaient faire l’objet d’un commerce dans l’Antiquité, avec ou sans déplacement du coroplathe selon que la composition du moule correspond ou non à celle du lieu de trouvaille.

10Cette première étude a permis d’identifier au moins trois ateliers : Saint‑Pourçain‑sur‑Besbre, Toulon‑sur‑Allier, Vichy et peut‑être Compiègne. Le doute porté sur la qualité de l’inventaire de la collection Rambert se révélait fondé. De plus, outre la circulation des figurines, les moules avaient fait l’objet de transactions puisque deux moules portant l’étiquette de Toulon‑sur‑Allier étaient attribués à d’autres ateliers. L’étude se révélait donc complexe, car les lieux de découverte des moules n’identifiaient pas forcément le lieu de production ; seules des pièces trouvées dans des fours pouvaient être considérées comme des références sûres.

Extension du corpus et nouvelle approche typologique

11De 1978 à 1980 grâce au Labobus, camion laboratoire du Laboratoire de recherche des musées de France (LRMF), l’enquête a pu être élargie à toute la France. De nombreux prélèvements ont été effectués lors de missions dans les musées de province : musée Bargoin de Clermont‑Ferrand, musée Rolin d’Autun, musée de Moulins, musée Borelli de Marseille, musée de Châtillon‑sur‑Seine, musée de Langres, musées archéologiques de Rouen et de Dijon, musée de Nantes, musée d’Angers, musée Carnavalet à Paris (Camuset-Le Porzou 1984) musée Saint‑Raymond de Toulouse (Rey 1985), musée d’Alise‑sainte‑Reine (Rouvier‑Jeanlin, Lahanier 1986 : 203‑210), ainsi que le musée de Guéret. Ces nouveaux échantillons présentaient l’avantage d’élargir le nombre des sites afin de mieux cerner la diffusion des productions. Toutefois ces objets mis au jour sur des sites archéologiques ne pouvaient servir de références comme lieux de productions. La découverte de nouveaux moules signés permettra d’établir de nouvelles relations typologiques entre moules et objets. simultanément une enquête a été lancée par courrier auprès des conservateurs de musée afin de compléter l’information déjà saisie sur ordinateur à partir d’une fiche descriptive réalisée en collaboration avec J.‑M. Malfoy et M. Rouvier‑Jeanlin. La typologie de nombreuses pièces a pu être complétée à partir des documents photographiques qui nous ont été envoyés.

12Parallèlement, la collaboration de Mlles Lebouc et Lehmann, anciennes élèves de l’Ecole du Louvre, a permis de prendre des empreintes de moules de Vénus conservés dans les musées de Moulins et de Dijon afin d’en préciser la typologie et la génération. Une centaine de Vénus ont ainsi été étudiées à partir d’une typologie détaillée, lente à mettre en œuvre à cause de la finesse des observations. L’exploitation des données établies à partir de la typologie détaillée s’est très vite révélée complexe et a été abandonnée. Depuis cette typologie des Vénus a été simplifiée et désignée sous l’appellation « se mi‑fine ".

5.1.2 Techniques complémentaires d’examen ou d’analyse

Identification de moulages modernes ou de pièces en plâtre ou calcaire

13Le problème posé par les copies ou les types exceptionnels a pu être résolu par J. Gauthier, grâce à la datation de ces pièces par thermoluminescence (tabl. xv).

Précision sur les techniques de fabrication

14L’existence d’archétypes conservés au musée des Antiquités nationales et au musée de Moulins a permis de vérifier la constitution de ces pièces exceptionnelles, modèles prétendus pleins, d’où étaient tirés les premiers moules. Les documents réalisés par F. Drilhon, chargée du service de radiographie archéologique au LRMF, ont permis de montrer la forme des cavités internes de ces objets. Par ailleurs la radiographie de certaines déesses‑mères très légères, sans trou d’évent apparent, révèle des parois fines comme celles d’une pièce moulée à partir d’argile diluée. Aucun prélèvement n’a été effectué sur ces figurines qui en général sont intactes malgré leur fragilité. L’image radiographique de figurines révèle également les couches d’argile appliquées successivement dans le moule, la localisation des lignes d’assemblage des épreuves, accolées souvent par paires après tirage du moule, ou celle des trous d’évent bouchés, imperceptibles de l’extérieur, dont on peut alors apprécier la forme.

15La présence d’inclusions rouges ou noires décelées lors de la prise de prélèvements semblait caractéristique de la production de Toulon‑sur‑Allier. De nombreuses vérifications radiographiques ont été réalisées afin de déceler la présence éventuelle de ces inclusions opaques.

Identification de la température de cuisson

16La dureté des figurines, évaluée lors de la prise de prélèvement, pouvait être liée à la température de cuisson des pâtes. Bien que la température d’un four soit loin d’être homogène compte tenu des dimensions de celui‑ci, il nous a semblé utile de tester, sur une trentaine d’objets, l’existence entre centres de production et température de cuisson d’une relation entraînant un aspect différent des objets. Deux méthodes expérimentales ont été successivement utilisées ne nécessitant que très peu d’échantillons.

17Le manque d’information sur la température de cuisson de ces objets en kaolin nous a conduit, tout d’abord par diffraction X, à caractériser la présence de composés résultant de la transformation du quartz en trydimite ou cristoballite. Le kaolin subit une modification structurale à partir de 500° C qui se traduit sur les diffractogrammes par la disparition des raies principales. Les essais conduits au laboratoire se sont révélés imprécis et difficiles à corréler avec la température de cuisson à partir de produits standards.

18Les mesures effectuées au moyen d’un micro dilatomètre Mettler TMA‑40 en mode compression, par M. schilling et F. Preusser, directeur du laboratoire du Getty Conservation Institute de Los Angeles, se sont révélées beaucoup plus précises et adaptées à des prises d’échantillons de l’ordre du milligramme (Preusser, Schilling 1987). La poudre placée entre deux disques d’oxyde d’aluminium sous une pression de 0.1 Newton et sous atmosphère inerte d’azote (balayage de 100 ml/mn) est chauffée à 10° C/mn.

19Les mesures ont été réalisées à partir de la courbe de dilatation qui reste linéaire au cours du chauffage tant que la température de cuisson n’est pas dépassée. On constate un léger affaissement correspondant à une contraction de la terre cuite dès que la température de cuisson est dépassée, d’où une modification de la pente de la courbe de dilatation. La température d’affaissement après étalonnage est prise au point de début de non linéarité. Lorsque la température de cuisson ne correspond plus au début de non linéarité, on maintient l’échantillon à une température supérieure de 50° C (soit 950° C pour l’ensemble des échantillons) à la température d’affaissement ; ensuite l’échantillon est refroidi de 200° C et réchauffé. Une nouvelle température d’affaissement est relevée proche de celle à laquelle l’échantillon avait été maintenu pendant cinq minutes. La différence constatée entre ces deux dernières températures sert de facteur de correction pour la détermination de la température de cuisson. Lorsque la courbe de dilatation n’est plus linéaire, l’utilisation de sa dérivée première, malgré un bruit de fond important, permet de déceler précisément la variation de pente. Plusieurs échantillons ont été analysés deux fois afin de s’assurer de la reproductibilité de la méthode (échantillons : 3912, 6039, 10019, 10022, 10026). On constate que la mesure est reproductible, bien qu’effectuée sur 1 milligramme de poudre. Lorsque, pour connaître la température de cuisson, il est utile de corriger la température d’affaissement par une seconde cuisson, la correction reste toujours faible. Les corrections négatives dues à l’inertie thermique s’appliquent aux échantillons de taille importante, comparée à celle habituellement utilisée pour effectuer des mesures par microdilatométrie (tabl. xvi).

20Sur 40 échantillons analysés, 34 ont donné des courbes de dilatation caractéristiques de céramiques cuites entre 768° C et 871°C, domaine de cuisson habituellement pratiqué pour des céramiques. On n’a constaté aucune différence entre les ateliers à partir de la température de cuisson des objets, à cause de l’effectif réduit sur lequel nous avons opéré et de quelques attributions de provenance incertaine.

21Les six objets analysés au moyen de deux prélèvements par figurine présentent de légères différences de température de cuisson dues à la non homogénéité thermique des fours. Ces objets sont attribués à trois ateliers : Toulon/Allier, La Forêt et Clermont‑Ferrand ; leurs pâtes sont très dures et brillantes. S’agit‑il d’un engobe ? L’aspect des objets de Saint‑Pourçain‑sur‑Besbre est souvent signalé par le terme crayeux alors qu’ils ne contiennent pas de calcaire identifié par la teneur en calcium. Ils sont cuits dans les mêmes conditions que ceux de Toulon‑sur‑Allier, Clermont‑Ferrand ou Autun, l’aspect crayeux ne résulte donc pas de la cuisson, ni de l’influence du site (par pollution) car ce caractère apparaît quel que soit le lieu de découverte.

Mesure du coefficient de rétraction à la cuisson

22L’identification des générations obtenues par surmoulage de figurines ne peut avoir de sens que si l’on connaît les variations dimensionnelles entre la pièce de départ et la copie. Deux rétractions se produisent lors de cette opération. La première lors du séchage de la prise d’empreinte et de la cuisson du nouveau moule ; la seconde après tirage d’une empreinte de ce moule, séchage et cuisson. Nous avons par conséquent effectué des essais d’archéologie expérimentale au moyen d’argile prélevée sur un site qui nous a été révélé par H. Vertet à Toulon‑sur‑Allier. Cette terre a été préparée par un élève ingénieur de l’Ecole de céramologie de Limoges. Les tests conduits sur plusieurs figurines ont montré que le coefficient de rétraction de cette terre de Toulon‑sur‑Allier est voisin de 10 D %. Bien que variable selon la teneur en sable, cette estimation devrait permettre de mieux cerner, malgré les déformations, le nombre de surmoulages séparant deux figurines de même type.

Analyse de la composition chimique de la terre

23Dans les années 1970, la méthode classique d’analyse des silicates était la spectrométrie de fluorescence X. Le spectromètre séquentiel avec passeur automatique d’échantillons s’est révélé parfaitement adapté à l’analyse de séries de terres cuites et de verre. De 1976 à 1983, plus de 1 500 analyses ont été effectuées au LRMF par MM. Leclaire et Scottée selon une méthodologie publiée dans PACT 1 (Lahanier, Rouvier‑Jeanlin 1977 : 41‑46). Ces prélèvements ont été réalisés à partir des principales collections de figurines des musées de province.

24La complexité grandissante des diagrammes d’analyse en composantes principales, moyen d’exploitation des données d’analyse spectrométrique, a nécessité d’abandonner la fluorescence X et de faire appel à l’accélérateur de particules chargées ou à l’activation neutronique.

25Les études menées depuis 1983 en collaboration avec les Centres d’énergie nucléaire de Saclay et de Strasbourg ont porté sur des corpus d’échantillons complémentaires liés aux découvertes récentes d’ateliers par les archéologues. Le plan de travail fut le suivant :

1983‑1984

26Activation neutronique sur 124 échantillons issus des collections du musée des Antiquités nationales par M. Widemann au laboratoire Pierre‑Süe à Saclay.

1985

27PIXE sur environ 400 prélèvements essentiellement effectués sur les collections du musée de Moulins. Cette étude a été menée sur cibles épaisses au Centre d’énergie nucléaire de Strasbourg par MM. Heitz, Lagarde, Menu, Duval et Scottée.

1985

28PIGME sur 10 échantillons de provenances différentes afin de doser cinq éléments légers dont le lithium et le fluor. Cette étude a été réalisée par M. Bird et Clayton de l’Australian Atomic Energy, Lucas Heights Research Laboratories, sutherland.

1985‑1986

29Activation neutronique sur 160 échantillons caractéristiques des ateliers de Vichy, Gueugnon, Thiel‑sur‑Acolin, Yzeure et Varennes. Cette étude a été réalisée avec la collaboration de M. Zirnheld de l’université Louis‑Pasteur de Strasbourg (Lahanier, Malfoy, Zirnheld 1989).

1987‑1988

30Activation neutronique sur 76 échantillons essentiellement trouvés à Bourbon‑Lancy (Rouvier‑Jeanlin, Joly 1990), en Bretagne particulièrement l’atelier de Rennes (Lahanier 1988) et quelques objets de l’atelier de Brive. Cette étude a été conduite par MM. Abbe et Stempfel de l’université Louis‑Pasteur de Strasbourg.

1987‑1988

31PIXE sur 13 échantillons analysés sur dépôt semi mince à l’université de Liège par M. Aloupogiannis dans le cadre de sa thèse de doctorat (Aloupogiannis 1986 : 163‑181 ; Brissaud et al. 1987a : 99‑116 ; Brissaud et al. 1987b : 99‑110 ; Lahanier et al. 1986.

1988‑1989

32Activation neutronique menée sur 79 échantillons confirmant l’existence des ateliers de Bourbon‑Lancy, Brive, de nombreux moules signés du musée des Antiquités nationales ainsi que des objets des collections des musées de Rouen, Soissons, Langres et Le Mans. Cette étude a été réalisée au laboratoire Pierre‑Süe de Saclay par F. Carrot, C. Dardenne, N. Deschamps et G. Revel.

33C’est à partir de 1985 que nous avons pu disposer d’objets découverts récemment sur des sites de production. Ces références sûres analysées au moyen de techniques sensibles permettant de détecter des teneurs de l’ordre de la partie par million et même moins, ont apporté la solidité indispensable, préalable au traitement du corpus des analyses conduites par spectrométrie de fluorescence X.

5.1.3 Critique méthodologique

34Le choix d’une ou de plusieurs méthodes dépend évidemment du problème posé. Il s’agit, dans le cas présent, de différencier la composition chimique des céramiques de diverses provenances. Il faudra donc disposer de méthodes capables de déceler et de doser le plus grand nombre possible d’éléments dans des conditions aussi peu destructives que possible. Cela pose non seulement le problème de la méthode d’analyse mais également celui de la méthode d’échantillonnage. Ce dernier doit être correct, c’est‑à‑dire que l’échantillon prélevé doit être représentatif de l’objet tout entier à caractériser : il faudra non seulement ne pas polluer l’échantillon mais aussi tenir compte de l’échelle à laquelle l’objet est homogène. La méthode d’analyse devra s’accommoder de l’échantillon et être à la fois multiélémentaire, sensible et précise.

Méthodes utilisées

35De nombreuses méthodes ont été proposées pour caractériser la composition chimique des céramiques. La fluorescence X classique, la fluorescence X induite par particules chargées et l’analyse par activation neutronique sont les méthodes le plus souvent retenues. Loin d’être concurrentes, ces méthodes apportent des renseignements complémentaires par la nature des éléments dosés et, éventuellement, par la possibilité de localiser ces éléments.

36Le tableau XVII compare les exigences et les limites des trois méthodes retenues.

La fluorescence X classique (XRF)

37Elle repose sur le fait que, lorsqu’un atome est bombardé par des photons de haute énergie, des électrons sont expulsés, ce qui entraîne une réorganisation de ses couches électroniques, accompagnée d’émission de raies X nettement séparées et caractéristiques de l’atome cible. Compte tenu de l’absorption de rayons X dans la matière, cette méthode nécessite des échantillons préparés dans des conditions bien définies. La XRF est qualitative et quantitative, elle s’applique à tous les éléments de numéro atomique Z supérieur à 12. Sa sensibilité est optimum pour les éléments de Z voisin de 30 (autour du zinc). Elle offre l’avantage d’une bonne reproductibilité (de un à quelques pour cent), elle a comme inconvénients de manquer de sensibilité pour les éléments traces et de nécessiter un calibrage rigoureux au moyen de substances étalons ayant des compositions similaires à celles des échantillons à analyser.

38L’échantillon est fondu à 1300° C dans des creusets en alliage spécial (or‑platine‑rhodium) avec du tétraborate de lithium. En coulant cette perle de verre dans une coupelle constituée du même alliage, on obtient un disque de verre plat prêt à l’analyse. Le taux de dilution et l’ajout d’un alourdisseur (oxyde de lanthane) réduit notablement la sensibilité de la méthode. Les éléments majeurs et mineurs, excepté le sodium et le magnésium, sont dosés quantitativement dans les kaolins (Si, Al, Ca, Fe, Ti, K, P, Mn). La mise au point ultérieure du dosage de trois autres éléments en trace (Sr, Rb, Zr) directement sur le prélèvement à l’état de poudre a permis d’accroître le nombre de critères de classement. Le dosage nécessite alors une correction de l’effet de matrice à partir du fond continu mesuré sur le spectre à proximité des raies d’émission mesurées.

La fluorescence induite par particules chargées (PIXE)

39Elle s’apparente à la méthode précédente par son principe mais l’excitation de l’atome est obtenue par des particules chargées, généralement des protons, ayant une énergie incidente de l’ordre de quelques MV. Cette méthode permet l’analyse locale et quelquefois in situ, mais compte tenu de la pénétration limitée des particules chargées dans la matière (quelques dizaines de micromètres), les effets de surface sont prépondérants. L’utilisation d’échantillons minces (mg/cm²) facilite l’étalonnage et augmente la sensibilité par diminution du bruit de fond. Les échantillons épais (100 mg/cm², sont plus commodes à préparer (en général des poudres pastillées) et moins sensibles aux hétérogénéités. La méthode a des temps de réponse rapides, sa précision est de l’ordre de 5 à 10 %. Sa sensibilité est optimum (le microgramme) pour les éléments de Z compris entre 11 et 45. Elle décroît ensuite rapidement lorsque le numéro atomique augmente. Une variante de la méthode est le PIGE, méthode dans laquelle ce sont les raies gamma émises au cours de l’irradiation qui sont utilisées pour la détection. Le PIGE est d’un emploi plus limité mais peut être plus sensible que le PIXE pour les éléments légers (par exemple Mg, Al, Na). Ces deux méthodes nécessitent des moyens d’irradiation relativement puissants (accélérateurs de quelques MV) et sont de ce fait d’un accès plus coûteux et moins aisé que la méthode XRF. Elles sont néanmoins largement utilisées en archéométrie entre autres pour l’analyse des céramiques.

L’analyse par activation neutronique (NAA)

40Elle diffère des méthodes précédentes, essentiellement par le fait que l’excitation concerne le noyau des atomes et non leur cortège électronique et que les mesures portent uniquement sur les isotopes artificiels créés au cours de l’excitation. Il en résulte une grande facilité d’étalonnage et la possibilité de contrôler la plupart des causes d’erreur. La NAA a l’avantage d’avoir une très grande sensibilité, en particulier pour les éléments naturellement peu abondants (terres rares, métaux de la mine de platine...). Elle a l’inconvénient de nécessiter des moyens d’irradiation puissants (réacteur· nucléaire) pour bénéficier pleinement de ses sensibilités optimales (tabl. xviii). De plus, les temps de réponse sont longs : ils peuvent atteindre plusieurs semaines lorsque les dosages sont réalisés au moyen de radio‑isotopes de longue période. L’échantillon peut avoir une forme quelconque et le poids analysé peut être de plusieurs grammes. sa précision (1 à 20 %) est entre autres tributaire des hétérogénéités de flux dans les réacteurs. Le principal intérêt de la NAA est de pouvoir doser un grand nombre d’éléments (30 à 40) sur un même échantillon de faible poids (100 mg) dans une large gamme de concentrations (10^‑13 ‑ 0^‑5 g), ce qui explique que la méthode a. été très largement utilisée dans les études de provenance des céramiques (Widemann 1980 : 271‑281 ; sabir 1986 ; Khairieh 1987 ; Alla, Berczi 1988 : 103‑118), les méthodes par fluorescence X apportant des renseignements complémentaires pour les éléments majeurs.

Fiabilité des résultats

41Au cours de cette étude, 55 éléments chimiques ont été ainsi dosés par les quatre méthodes décrites (tabl. xix). Les tabl. xx à  xxv indiquent les variations de composition chimique trouvées dans quelques figurines par un même laboratoire. Ces variations, qui pour certains éléments peuvent être importantes, posent le problème de la fiabilité de la méthode.

Spectrométrie de fluorescence X (XRF)

42Une fois la méthodologie établie, il était important de procéder, sur des tessons de figurines, à la mesure des erreurs expérimentales pour chacun des éléments analysés incluant la non homogénéité de la terre. La conservation des étalons permettait de garantir la stabilité de l’étalonnage.

43Le tabl. xx consigne les compositions de 15 céramiques doublement analysées qui montrent le niveau de dispersion de la composition de la terre cuite.

44Ce type d’expérience n’a pu être réalisé que sur des tessons d’importance muséologique secondaire ; la règle étant de ne pas porter atteinte à l’intégrité de l’objet, de ne pas modifier sa forme pour des raisons d’identification des fragments ou de dégradation des éléments documentaires ou esthétiques, en vue de sa présentation muséologique. C’est pourquoi les prélèvements ont été effectués sur la face interne des épreuves cassées, sous le socle lorsque l’objet est intact, ce qui est fréquent, ou sur la face externe des moules en respectant les signatures. La surface du lieu de prélèvement est tout d’abord nettoyée par fraisage ; puis le prélèvement est effectué à l’aide d’une fraise diamantée. Selon la dureté des céramiques, après nettoyage, une fraise peut servir à effectuer 5 à 10 prélèvements. Rares sont les objets qui ont été doublement échantillonnés. Les quelques figurines pour lesquelles nous avons doublé le prélèvement présentent des remontages abusifs. L’objet brisé et recollé a donc été décollé et attaqué au niveau de la cassure sur les deux parties afin de confirmer les doutes portés sur quelques remontages jugés abusifs par l’archéologue ou le conservateur.

45La démarche scientifique prescrit de multiplier les prélèvements sur chaque objet afin de limiter les causes d’erreurs. Etant amenés à associer l’attribution de provenance à la typologie de l’objet, afin de préciser les caractéristiques spécifiques des productions des divers ateliers, nous avons choisi d’opérer sur des figurines ou moules bien conservés afin d’identifier leur typologie, quitte à réduire la taille et le nombre des échantillons.

46On constate que les éléments les moins fiables sont les éléments mineurs ou en trace : P, Sr et Rb, occasionnellement Ca et Mn.

Activation neutronique (NAA)

47De même, onze figurines ont été analysées deux fois par activation neutronique :
– 5 par M. Zirnheld (tabl. xxi et xxii),
– 5 par M. Revel (tabl. xxiii et xxiv),
– 1 seule par M. Widemann (tabl. xxv).

48Les deux premiers échantillons analysés par M. Zirnheld (Lab. 13452 et 13461) comportent 13 valeurs moyennes dont les variations relatives de composition sont supérieures à 30 %. S’agit‑il réellement de deux fragments d’un même objet ou de deux parties de figurines réassemblées abusivement ? La forte divergence des résultats d’analyse tendrait à confirmer la seconde hypothèse.

49Hormis ces deux objets, les 18 autres résultats d’analyse obtenus par NAA sont fiables ; sur 45 éléments chimiques 9 s’écaltent une seule fois de plus de 30 % (Ca, As, Sr, Cr, Br, Dy, Yb, Lu, Hf) et 5 deux fois (Ta, Co, Cs, Sm et Au).

50Ces écarts non systématiques incluant la non homogénéité de la terre cuite confirment bien la fiabilité de la méthode utilisée.

Causes d’erreur

51Les causes d’erreur peuvent provenir du matériau, de l’échantillonnage, de la méthode d’analyse et de sa mise en œuvre.

Les erreurs dues à la fabrication et à la pollution du matériau

52La représentativité des analyses est souvent limitée par des causes ayant influencé le matériel archéologique avant sa découverte, telles que :
– la volatilisation de certains éléments chimiques (As et Br) lors de la cuisson de la céramique (Khairieh 1987 ; Alla et al. 1988) ;
– la suppression des gros grains et des sels solubles (IVa) lors de la préparation de la terre (Khairieh 1987 : 129) ;
– la pollution sur le site archéologique due à l’environnement (P, Ca, Sr, Ba et F) (Picon 1987 : 41‑47).

Les erreurs dues à l’échantillon

53L’échantillon analysé doit être représentatif de l’ensemble de l’objet analysé. sa taille doit l’affranchir des hétérogénéités et sa composition ne doit pas être modifiée par le prélèvement. Le poids des échantillons est de 100 mg, ce qui est considéré comme suffisant pour l’argile mais peut s’avérer comme insuffisant pour certains éléments. Les prélèvements, faits après nettoyage de la surface avec des outils en saphir synthétique ou à l’aide de fraises diamantées, sont à l’abri des pollutions engendrées par les outils en carbure de tungstène.

Les erreurs dues à la méthode d’analyse et à sa mise en œuvre

54L’analyse par activation, comme toutes les méthodes d’analyse, est sujette à de nombreuses causes d’erreur qui peuvent intervenir à chacune des étapes de l’analyse (Revel 1985 : 506‑513). L’hétérogénéité des flux dans les réacteurs nucléaires fait que l’échantillon et l’étalon ne sont pas rigoureusement irradiés dans le même flux. Il en résulte une erreur de l’ordre de 4 à 5 % pour tous les éléments, indépendamment de leur teneur. Cette erreur peut être ramenée à 1 % au prix d’un travail assez conséquent sur l’étalonnage. L’irradiation engendre également des interférences nucléaires par production du même radio‑isotope à partir de deux éléments différents. Ces radio‑isotopes peuvent, soit être produits par des réactions nucléaires différentes sur deux éléments voisins, par exemple 23Na(n,ɣ) 24Na* et 27Al(n,ɣ) 24Na*, soit par la fission de l’uranium qui donne des radio‑isotopes identiques à ceux utilisés pour le dosage des éléments de numéro atomique voisin de 95 (Zr, Mo) et de 140 (La, Ce). Le choix des flux d’irradiation permet de minimiser ces interférences qui peuvent être mesurées et calculées dans chaque cas.

55Les progrès récents des détecteurs à semi‑conducteur et de l’électronique de mesure (micro calculateur) ont grandement facilité l’automatisation de la NAA mais aussi parfois la confusion des radio‑isotopes ayant des caractéristiques nucléaires voisines, par exemple Mg27 : E = 844 keV ; T1/2 = 9, 45 min et Mn56 : E = 847 keV ; T1/2 = 2, 57 j. Dans de nombreux cas, le suivi de la période de décroissance et éventuellement le contrôle sur un autre pic lorsqu’il existe, permet d’éviter ces erreurs qui se traduisent quand même quelquefois par une perte sur la sensibilité et sur la précision du dosage (Khairieh 1987 : 52). Cette dernière est tributaire de l’importance des radioactivités mesurées.

56Les autres erreurs sont des erreurs aléatoires, elles peuvent survenir sur la pesée, l’étalonnage, la géométrie de mesure, la stabilité de l’électronique... Celles sur l’étalonnage sont les plus fréquentes. L’utilisation des moniteurs de flux (Corte et al. 1989 : 3‑131) en complément ou même à la place des étalons directs évite des erreurs très importantes de ce type.

57Comme en analyse classique, l’analyse de substances étalons certifiées, de nature très voisine de celle des échantillons analysés, permet de contrôler la validité de la méthode utilisée. Dans le cadre des analyses effectuées par G. Revel et son équipe, cette vérification a été faite sur l’échantillon certifié « soil 7 ", distribué par l’AIEA.

5.1.4 Conclusion

58L’évolution de cette étude engagée voici plus de dix ans dépend des nouveaux moyens scientifiques accordés à l’archéométrie. Nous nous sommes efforcés de faire appel à diverses techniques de laboratoire qui apportent chacune un élément à la connaissance des techniques ou procédés utilisés dans l’Antiquité. L’une d’elles, l’analyse de la composition de la terre, est à même de permettre de caractériser les ateliers, puis d’identifier la provenance ou lieu de fabrication des figurines. L’activation neutronique paraît satisfaisante pour l’analyse des figulines en kaolin. Comme nous avons pu le constater, le prélèvement est représentatif mais en trop faible quantité, pour mener à bien le dosage des éléments en trace par spectrométrie de fluorescence X, tels que le manganèse et le strontium qui sont mieux dosés par NAA. Par contre, le silicium et l’aluminium, éléments majeurs des terres cuites, faciles à détecter par fluorescence X, le sont difficilement par NAA. L’intérêt principal de cette dernière est de pouvoir doser près de quarante éléments en trace (en particulier les terres rares). Les restrictions mentionnées par divers auteurs sur les causes d’erreurs ne semblent pas s’appliquer à la composition des terres cuites blanches (sauf peut‑être pour l’arsenic et le brome). L’exécution des analyses par NAA, depuis 1983, dans plusieurs laboratoires en adoptant des conditions opératoires différentes (tabl. xviii) nécessite des intercalibrages et amène à gérer des fichiers incomplets mais complémentaires.