Effets de la carbonisation oxygénée sur le signal isotopique du bois, vers une dendroclimatologie isotopique sur charbons archéologiques

Ce projet s'inscrit dans le cadre général des recherches sur les influences réciproques entre les sociétés et l'environnement. Il propose de mettre au point une nouvelle méthode d'étude des liens entre le climat, la forêt et l’exploitation des boisements passé : la dendrologie isotopique sur charbons de bois archéologiques. Cette première approche cible une période clef de l'évolution des sociétés humaines, le Néolithique. En effet, parce que le feu a joué un rôle fondamental dans leur vie quotidienne, les sociétés préhistoriques ont dû mettre en place une gestion du bois de feu, conditionnée entre autres, par le milieu.

Dans la mesure où ils sont principalement issus du combustible domestique, les charbons de bois trouvés en contexte archéologique constituent un enregistrement précis des boisements exploités. La biogéochimie isotopique appliquée aux cernes du bois peut permettre de retracer des variations fines du climat, notamment des précipitations. Pourtant la composition isotopique des charbons de bois à l’échelle du cerne n’a encore jamais été étudiée. Ce projet propose donc une approche multi-paramètre sur charbons de bois associant: (1) la dendro-anthracologie (caractérisation morphométrique des cernes de charbon) pour identifier les pratiques de collecte, les conditions de croissance de l’arbre, les formes de gestion forestière et (2) les teneurs en isotopes stables (¹³C, ¹⁸O et dans une moindre mesure ¹⁵N) à l’échelle du cerne pour restituer précisément les changements climatiques. Cette association dendro-anthracologie/biogéochimie isotopique devrait permettre de constituer un outil puissant pour aborder l’impact d’événements climatiques sur la croissance des arbres, les changements de composition des boisements qui en résultent et les stratégies de collecte du bois qui ont été mises en œuvre.

Néanmoins, les effets de la carbonisation sur les teneurs en isotopes stables du bois sont mal connus. Les quelques expérimentations réalisées jusqu’alors ont été menées en conditions non représentatives des foyers domestiques. Ainsi, ce projet se déclinera selon deux axes complémentaires :

-  Un axe expérimental ayant pour objectif de mieux comprendre la composition isotopique des charbons de bois : Comment évoluent le d¹³C, (le d¹⁵N) et le d¹⁸O du bois dans un foyer domestique ? Lequel de ces rapports isotopiques enregistre le mieux quel paramètre climatique ? Existe-t-il des critères permettant de valider l’utilisation de la composition isotopique d’un charbon ?

-  Un axe archéologique visant (1) à valider, dans un contexte archéologique et climatique bien documenté (Jura, Néolithique), les outils méthodologiques préalablement mis en place, et (2) à étendre ces outils à des sites où des questions concrètes restent en suspens. Il s’agira par exemple de préciser les conditions climatiques du développement soudain de l’if et du hêtre au sein d’une chênaie enrichie en frêne dans le nord-est de la France au Néolithique final.

Doctorant : Franck Baton
Partenaires : Alexa Dufraisse, Sylvie Coubray, Michel Lemoine (AASPE)
              Thanh Thuy Nguyen Tu, Sylvie Derenne (METIS)