Caractérisation par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier des ossements chauffés en contexte archéologique : comparaison entre référentiel moderne et matériel fossile, implications diagénétiques

par Matthieu Lebon et Christophe Falguères

Thèse de doctorat en Préhistoire

Sous la direction de Anne-Marie Moigne.

Soutenue en 2008

à Paris, Muséum national d'histoire naturelle , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris) .

Le président du jury était François Fröhlich.

Le jury était composé de Paul Dumas, Ina Reiche, François Sémah.

Les rapporteurs étaient Jean-Philip Brugal, Henry P. Schwarcz.

mots clés

• Fourier, Spectroscopie infrarouge à transformée de
• Archéozoologie
• Os -- Chauffage

Résumé

Différents processus taphonomiques peuvent modifier la coloration et la texture des ossements fossiles chauffés rendant difficile leur identification en contexte archéologique. Au cours de cette étude, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF) a été utilisée pour caractériser les modifications de la composition des os durant la chauffe. L’étude d’un domaine particulier du spectre infrarouge (massif ν1ν3PO4) d’échantillons modernes chauffés expérimentalement, a servi à définir des marqueurs minéralogiques permettant d’évaluer la cristallinité et la perfection de la structure cristalline des os chauffés. Le protocole analytique ainsi mis en place a ensuite été appliqué à du matériel archéologique et a permis d’identifier les ossements chauffés dès 250°C pour du matériel fossile provenant de niveaux magdaléniens (vieux de 15 000 ans), et l’établissement d’indicateurs de l’état d’altération de la phase minérale des ossements fossiles non chauffés.

Titre traduit

Characterization of heated bones in archaeological contextes by Fourier Transform Infrared Spectroscopy : comparison of modern references and fossil samples, diagenetic implications

Résumé

Several taphonomic processes can modify the color and the texture of burnt bones making their identification difficult in archaeological contextes. In the present study, Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) was applied to characterize the modifications induced on bones by heating. Particularly, the analysis of a specific domain of the infrared spectrum (ν1ν3PO4 domain) of modern bones experimentally heated was used to define mineralogical proxies that ensure the evaluation of both crystallinity and crystal lattice perfection. The developed analytical protocol was then applied on archaeological material and has allowed the identification of bones heated from 250°C for archaeological samples carried out from Magdalenian layers (15 000 years old) and the establishment of new parameters for the evaluation of the alteration state of fossil bone mineral.