Caractérisation de substances naturelles en contexte archéologique : apport des études moléculaires, isotopiques et de la datation au 14C

Characterization of natural substances in an archaeological context : contribution of the molecular and isotopic studies and of the 14C dating

• Auteur / Autrice : Blandine Courel
• Direction : Pierre Adam, Philippe Schaeffer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 07/09/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Grossi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Grossi, Agnès Lattuati-Derieux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Chimie

Datation -- Méthode du carbone 14

Marqueurs biologiques

Archéométrie

Mots clés libres

Archéométrie

Biomarqueurs lipidiques

GC-MS

Datation au 14C

Triterpènes

Millet

Résines végétales

Styrax

Liquidambars

Archaeometry

Lipid biomarkers

GC-MS

14C dating

Triterpenoids

Millet

Plant resins

Styrax

Liquidambars

Résumé

Ces travaux d'archéométrie concernent l’étude moléculaire par GC-MS de marqueurs lipidiques (biomarqueurs) préservés au sein de sols archéologiques et de substances végétales impliquées en tant qu'ingrédients dans la confection d’artefacts. Des analyses complémentaires en isotopie du carbone de composés individuels et des mesures de datation au 14C (AMS MICADAS) de la matière organique totale des sols, d'extraits lipidiques et d'un composé individuel (miliacine) ont également été effectuées. Cette approche a permis:- de montrer l’existence de la culture de millet dès l’âge du Bronze en Alsace, les sols associés à cette culture et leur contenu organique ayant été piégés et préservés dans des silos à grains enterrés datés de l’âge du Fer.- d'identifier la nature de structures archéologiques comme étant d'anciennes latrines et une aire de stabulation de bétail via l'identification de stéroïdes fécaux.- d'établir des critères chimiotaxonomiques fiables basés sur l'analyse des lipides pour l’authentification de résines de styrax et de liquidambars.- d'identifier la nature d'une résine issue de Styrax officinalis ayant été incorporée dans l’enduit organique ornant un crâne décoré (IXème millénaire av. J.-C., site de Nahal Hemar, Israël).- de mettre en évidence l’emploi de brai de bouleau comme agent collant lors de la confection d’un bijou daté du Premier âge du Fer.

In this archaeometric study, lipid biomarkers from archaeological soils and organic substances originating from plants found on artefacts were investigated by GC-MS. In addition, the stable carbon isotopic composition of individual lipids and the 14C age (AMS MICADAS) of soil organic matter, lipid extracts and one isolated compound (miliacin) were determined. Such an archaeometric approach allowed:- the existence of a millet cultivation during the Bronze Age in Alsace to be unveiled for the first time based on preserved molecular remains of this cereal in agricultural soils trapped within grain silos dated from the Iron Age.- the function of uncharacterized archaeological structures to be identified as ancient latrines and a stall area based on the identification of faecal steroidal markers.- reliable chemotaxonomic criteria for the authentication of styrax resins and liquidambar gums to be established using specific organic markers (triterpenoids, notably).- the vegetal component of an organic coating decorating a skull from the 9th millennium BC (Nahal Hemar site, Israel) to be identified as a resin from Styrax officinalis.- the use of birch bark tar as adhesive for the making of a jewellery dated from the Iron Age to be discovered.