Approche analytique et expérimentale pour la caractérisation des exsudats et goudrons de plantes archéologiques : préhistoire, ethno-archéologie et chimie

Analytical and experimental approach for the characterization of archaeological plant exudates and tars : prehistory, ethno-archaeology and chemistry

• Auteur / Autrice : Alma Angelina Delgado Robles
• Direction : Xavier Fernandez, Martine Regert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 10/12/2018
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Nice) - Cultures et Environnements. Préhistoire, Antiquité, Moyen Âge (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Ludovic Bellot-Gurlet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ludovic Bellot-Gurlet, Catherine Vieillescazes, Stéphane Azoulay, Sylvain Burri
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ludovic Bellot-Gurlet, Catherine Vieillescazes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Exsudats

Chimie analytique

Archéométrie

Mots clés libres

Archéométrie

Chimie analytique

Exsudats de plantes

Archaeometry

Analytical chemistry

Plant exudates

Résumé

Parmi les matériaux qui ont été exploités dans l'Antiquité, les substances organiques sont probablement les plus difficiles à étudier en raison de leur altération partielle ou totale en raison de leur nature organique. Issus de biomatériaux organiques tels que les résines, la cire d'abeille, les graisses animales ou les huiles végétales, ils sont conservés en faible quantité comme résidus organiques amorphes et sont souvent difficiles à détecter sur le terrain archéologique. Ils témoignent de l'utilisation de produits d'origine animale, végétale et fossile qui ont une grande importance pour divers aspects de la vie humaine, notamment l'alimentation, la médecine, les rituels funéraires, ainsi que les activités économiques et techniques. Comme ils n'ont pas d'attributs morphologiques reconnaissables, la seule façon de déterminer leur nature et leur origine repose sur l'élaboration de stratégies analytiques qui permettent d'élucider leur composition chimique. Ces substances ont des caractéristiques communes dans le domaine de l'archéologie et de la chimie : elles sont constituées de mélanges moléculaires complexes qui sont souvent conservés en faible quantité. Dans certains cas, ces matériaux ont été mélangés avec divers adjuvants tels que la cire d'abeille, les huiles végétales, les graisses animales, l'argile et l'ocre, entre autres, qui devront également être pris en considération pour la caractérisation des objets qui appartiennent au patrimoine culturel. Nous concentrons nos recherches sur les exsudats et les goudrons de plantes frais et fossiles qui ont été largement utilisés depuis la préhistoire en Europe. Concernant l'étude des substances organiques fraîches, des recherches ethnoarchéologiques ont été menées en collaboration avec le projet ONGUENT (Goudrons végétaux à usage médicinal en Méditerranée : passés et présents. Burri, Sylvain/Traces, Toulouse) afin d'identifier et de caractériser la composition chimique et d'établir les biomarqueurs des goudrons de conifères ethnoarchéologiques de Cupressaceae et Taxaceae (Juniperus oxycedrus, Juniperus thurifera, Taxus baccata, Tetraclinis articulata) provenant de techniques anciennes du Haut Atlas au Maroc. En comprenant les méthodes de fabrication des échantillons ethnoarchéologiques et en évaluant les différentes techniques employées dans leur production, il est possible d'obtenir des données de référence sur les matériaux contemporains. D'autre part, des échantillons archéologiques ont été analysés sur différents sites entre l'Europe et l'Asie au moyen des méthodes FTIR, SEM, DI-MS, et GC-MS. La caractérisation biomoléculaire de produits naturels tels que le goudron d'écorce de bouleau et la résine de pin a été soulevée. Par ailleurs, des mélanges de résine de pin avec du goudron d'écorce de bouleau et de résine de pin avec une espèce appartenant à la famille des Burseraceae ont été identifiés.

Among the materials that have been exploited in ancient periods, organic substances are probably the most challenging to study due to their partial or total alteration in consequence of their organic nature. Issued from organic biomaterials such as resins, beeswax, animal fats or plant oils, they are preserved in low amount as amorphous organic residues and are often difficult to detect at the archaeological field. They give evidence for the use of animal, plant and fossil products that were of great importance for various aspects of human life, including diet, medicine, funerary rituals, as well as economic and technical activities. Because they lack recognizable morphological attributes, the only way to determine their nature and origin relies on the development of analytical strategies that allow elucidation of their chemical composition. These substances share common features in the field of archaeology and chemistry: they are made of complex molecular mixtures which are often preserved at low amount. In some cases, these materials were mixed with various adjuvants such as beeswax, plant oils, animal fats, clay, and ochre, among others, that will also need to be considered for the characterization of the objects that belong to the Cultural Heritage. We focus our research on fresh and fossil plant exudates and tars that have been largely used since prehistory onwards in Europe. Concerning the study of fresh organic substances, ethnoarchaeological research has been carried out in collaboration with the ONGUENT project (Goudrons végétaux à usage médicinal en Méditerranée: passés et présents. Burri, Sylvain/Traces, Toulouse) in order to identify and characterize the chemical composition and establishing the biomarkers of the ethnoarchaeological conifer tars from Cupressaceae and Taxaceae (Juniperus oxycedrus, Juniperus thurifera, Taxus baccata, Tetraclinis articulata) obtained from antique techniques in the High Atlas, Morocco. By understanding the manufacturing methods of ethnoarcheological samples and to assess the different techniques employed in their production, it is possible to obtain a reference data on contemporary materials.On the other hand, archaeological samples were analyzed from different sites between Europe and Asia by means of FTIR, SEM, DI-MS, and GC-MS methods. Biomolecular characterization of natural products such as birch bark tar and pine resin were raised. Besides, mixtures between pine resin with birch bark tar and pine resin with a species belonging to the family of Burseraceae were identified.