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Microwear and residue analyses of quartzite stone tools : experimental development of a method and its application to the assemblages from the Pleistocene sites of Gran Dolina-TD10 (Sierra de Atapuerca, Burgos, Spain) and Payre (Ardèche, France)

par Antonella Pedergnana

Thèse de doctorat en Archéologie, Ethnologie, Préhistoire

Sous la direction de Marie-Hélène Moncel et de Andreu Olle.

Thèses en préparation à Paris, Muséum national d'histoire naturelle en cotutelle avec Rovira i Virgiili Espagne , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris) depuis le 18-03-2015 .


  • Résumé

    Cette thèse a pour origine la nécessité d’avoir un ensemble rigoureux de données expérimentales concernant les traces d’utilisation sur le quartzite. Est-ce que les méthodes développées pour l’analyse tracéologique du silex sont appropriées pour analyser des matériaux à gros grain tel que le quartzite ? Pour répondre à cette question, il fallait développer un programme expérimental solide, incluant des activités (mouvements, durée, etc…) et des matériaux travaillés variés. Plusieurs variétés de cette roche ont été incluses dans ce référentiel, principalement pour bien comprendre la variabilité des traces d’utilisation sur celle-ci. Ainsi, ce travail de thèse est le résultat d’un grand effort afin de constituer une collection de référence de traces d’usures sur le quartzite. De plus, dans le but d’obtenir des collections de référence fiables pour pouvoir inférer sur les fonctions des outils archéologiques, des données sur la morphologie et sur la composition élémentaire des micro-résidus ont été obtenues. La méthodologie développée se base sur une observation suivie et systématique des expérimentations et sur le recours à différentes techniques de microscopie (essentiellement microscopie optique et MEB/EDX, et occasionnellement microscopie confocale), avec pour objectif principal de comprendre la formation des traces d’usure et leur développement sur la surface du quartzite. Une comparaison systématique entre les micro-graphiques du microscope optique et du MEB fonde notre caractérisation des résidus. La méthodologie développée a été testée sur deux échantillons archéologiques provenant du site du Pléistocène Moyen de Gran Dolina (Burgos, Espagne) et du site du Pléistocène Supérieur de Payre (Sud-est de la France). Des résultats tracéologiques ont été obtenus pour l’étude de ces deux collections, en revanche aucun résultat significatif n’a été fourni par l’analyse des résidus. Puisque la fonction des artefacts lithiques est l’intérêt principal des tracéologues, il faut arriver à une compréhension profonde de l’objet lithique. Si l’analyse tracéologique n’est pas accompagnée par des données technologiques, seule une partie limitée de l’information des instruments préhistoriques est atteinte. Pour cette raison, nous avons appliqué une analyse techno-fonctionnelle sur l’ensemble des éclats et des éclats retouchés de Gran Dolina-TD10.1. Les résultats provenant des deux types d’analyse ont, ensuite, été croisés et des considérations très intéressantes ont pu être obtenues. Huit publications forment la structure de cette thèse : la première est une introduction de la recherche présentée ; les deuxième, troisième et cinquième exposent les données expérimentales sur le quartz et le quartzite ; le quatrième discute le problème de la contamination dans l’analyse des résidus ; les sixième et huitième présentent les données expérimentales sur la caractérisation des micro-résidus ; enfin, le septième contient des données préliminaires sur l’étude tracéologique de la collection de Payre.


  • Résumé

    This thesis derives from the need for a robust experimental set of data regarding use-wear on quartzite. Are the methods developed for the analysis of flint appropriate to analyse coarse-grained materials like quartzite? To assess this question, it was necessary to develop a strong experimental programme, including different actions (movements, elapsed time, etc.) as well as worked materials. Several varieties of quartzite (4) compose this collection, the main reason for this being the assessment of the internal use-wear variability. Hence, this thesis is the result of a big effort coinciding with the construction of an experimental use-wear collection for this rock type. Also, with the same need of producing reliable experimental collections to later infer functions of archaeological tools, morphological and elemental data was obtained from the analysis of experimental residues of the worked materials. The methodology developed is strongly based on the systematic monitoring of sequential experiments and on the use of different microscopic techniques (mainly Optical Microscopy and SEM/EDX but also occasionally Confocal Microscopy), with the main aim being to understand the way wear originates and propagates on quartzite surfaces. The systematic comparison of OLM and SEM micro-graphs is also the base of our characterisation of residues. The methodology developed was then tested on two archaeological samples from the Middle Pleistocene site of Gran Dolina (Burgos, Spain) and the Late Pleistocene site of Payre (Southern France). Use-wear results were then obtained from the study of the two collections, while no significant evidence regarding micro-residues was obtained. Since the function of stone tools is the main concern of microwear analysists, a deeper understanding of the object itself is needed. If use-wear results are not accompanied by technological data, only a limited part of the information hidden within prehistoric tools is attained. This is why we applied techno-functional analysis on the quartzite flakes and retouched flakes of the Gran Dolina-TD10.1 assemblage. Results coming from the two types of analysis have then been crossed and interesting insights have come out. Eight publications form the backbone of the thesis, the first one being an introduction of the research as a whole; the second, third and fifth gather the experimental use-wear evidence on quartz and quartzite; the fourth discusses the issue of contamination in lithic residue analysis; the sixth and eighth present the experimental data of the characterisation of micro-residues; finally, the seventh contains preliminary data of the use-wear study of the quartzite assemblage from Payre.