La carpologie

Par Lorien Benda

La carpologie (du grec carpos : fruit) est basée sur l’étude des restes de graines et fruits conservés dans les sédiments archéologiques. La carpologie s’intéresse donc aux vestiges d’origine végétale, qui correspondent la plupart du temps aux déchets de l’homme durant ses activités. Elle fait partie du domaine de l’archéobotanique. Les restes de graines sont retrouvés sous diverses formes. Le plus souvent, en France, ils sont retrouvés carbonisés. La carpologie permet de comprendre l’utilisation des végétaux par l’homme et de reconstruire un paysage.

Cet article a été réalisé avec l’aide de Mme Zech, carpologue au Muséum d’Histoire Naturelle à Paris.

 I. Historique de la discipline

La carpologie a été développée à partir de 1826 par l’Anglais C. Kunth qui publia sa première analyse sur des paléo-semences desséchées découvertes dans des tombes égyptiennes [1]. En 1865 le Suisse Oswald Heer publia ses recherches sur les habitats palafittes (pilotis qui forment les habitations lacustres des hommes préhistoriques) de Suisse [2].  

La carpologie ne prit son essor qu’à partir de la deuxième moitié du XXème siècle en Angleterre : l’International Work Group for Palaeothnobotany fut crée en 1968. Ce n’est qu’à partir de 1962 que la carpologie a été développée en France, suite aux travaux de Jean Erroux (ingénieur agronome de Montpellier) sur des carporestes datant du Néolithique carbonisés découverts dans le Midi note emition france culture.  

Cette discipline a évolué et est de moins en moins considérée comme une science annexe de l’archéologie. La végétation aux abords d’un site peut à présent être reconstituée, tout comme l’histoire environnementale du lieu. La carpologie permet d’aborder différents types de problématiques qui vont des techniques agricoles aux commerces des matières premières alimentaires, par exemple.  

La France compte environ vingt-cinq carpologues actuellement. Des masters (notamment celui de Paris I) permettent de se spécialiser dans cette discipline nécessitant à la fois des connaissances en botanique et en archéologie.

 II. Méthodologie et déroulement d’une étude

Les carpologues étudient les restent végétaux retrouvés sur un chantier de fouille. Leurs objets d’étude sont des pollens, charbons de bois, sections d’arbres, objets en bois, feuilles et bourgeons ou encore éléments microscopiques issus de la décomposition des végétaux dans le sol, comme les phytolithes Phytolithes (litt. « pierre de plante »)
 

Particules d’opale de silice qui se forment par cristallisation à l’intérieur de tissus végétaux vivants. Attention, les phytolithes ne sont pas des fossiles de cellules végétales formées après la mort de la plante, mais des concrétions dont la formation est liée à la physiologie et à la croissance de la plante.
. Une grande partie du matériel d’étude est représentée par les espèces végétales domestiques (céréales, légumineuses, fruits et graines contenant de l’huile, plantes médicinales).  

Au début d’un chantier, le carpologue doit faire des choix en fonction de la morphologie du site, des budgets, et du temps dont il dispose pour faire l’analyse, et déterminer une problématique afin de réduire l’échantillonnage. En effet, les carpologues ne peuvent pas être présents sur tous les chantiers archéologiques en cours. La quantité de sédiments à prélever varie en fonction de la richesse des sédiments archéologiques : on peut prélever un litre à quelques dizaines de litres. Certaines graines ayant un diamètre inférieur à 1 mm, ne peuvent être vues à l’œil nu sur un chantier. Il est donc nécessaire de prélever la terre sur le terrain afin de faire des analyses en laboratoire.  

Les sédiments prélevés sont ensuite stockés à l’abri de la lumière avant d’être analysés. La carbonisation Carbonisation Transformation d’une matière organique en charbon, sous l’effet de la chaleur. étant un moyen de préservation très courant en France, les sédiments sont tamisés : à l’aide d’un tamis et d’une bassine d’eau, les sédiments carbonisés remontent à la surface, il est facile de les récupérer à l’aide d’une passoire. Les prélèvements sont ensuite séchés à l’air libre et conditionnés dans des sacs en plastiques où sont indiquées les références des prélèvements.  

Puis le carpologue trie chaque reflux de tamis à l’aide d’atlas, collections de référence, loupe binoculaire et microscope à balayage. Des graines de références (graines actuelles) sont utilisées pour identifier les graines archéologiques. Le plus souvent une observation à la loupe binoculaire est suffisante. Si une identification à l’aide de la loupe binoculaire ne permet pas une caractérisation avec certitude, un microscope à balayage peut être utilisé. Ce dernier permet une caractérisation plus fine de certains caractères. L’état de conservation est noté. Des mesures peuvent être prises pour signaler des anomalies par exemple. Ainsi, l’identification botanique des restes découverts dans les dépotoirs et les zones de rejet des maisons nous livre des informations sur les habitudes alimentaires et sur les pratiques agricoles des populations, et l’environnement à une période donnée. Une vidéo ci- dessous détaille le travail de tri d’une carpologue [3].

La biochimie (discipline à l’interface de la chimie et de la biologie, permettant d’étudier les réactions chimiques qui ont lieu dans des cellules) et les analyses isotopiques Isotopiques En chimie deux types d’atomes sont des isotopes si leurs noyaux ont un nombre de protons identique mais un nombre de neutrons différent. sont de plus en plus utilisées en complément de la carpologie. Ces deux dernières méthodes permettent par exemple de déterminer la provenance de la plante, locale ou exogène Exogène Qui provient de l’extérieur. . Si une plante est fortement irriguée, alors le taux d’un isotope de l’oxygène va fortement être modifié par rapport à un taux correspondant à une irrigation « naturelle ». Autre exemple, si du fumier est utilisé, on a une augmentation de l’isotope de l’azote 15N.

 III. Les différents modes de conservation

Les paléo-semences sont le plus souvent des matériaux qui se dégradent très rapidement. Des conditions de conservation particulières sont donc requises. Des expérimentations sont pratiquées pour étudier la tolérance et le temps de disparition des espèces végétales.  

Il existe quatre grands modes de conservation :

  • La carbonisation : ce mode de conservation, où du carbone se substitue à la matière organique, est dû à l’utilisation du feu (divers facteurs peuvent jouer, comme la température, la durée de l’exposition, etc). Il est très répandu en France. Il a aussi permis de retrouver des empreintes de graines dans les briques crues séchées au soleil en Asie (elles avaient pour fonction d’éviter que la pâte ne se rétracte). Des exemples de graines carbonisées sont donnés en fig. 1 et 3. La carbonisation peut être voulue ou non.
  • La minéralisation : ce phénomène est beaucoup plus rare, il ne se produit que dans des conditions physico-chimiques particulières : les paléo-semences doivent être emprisonnées rapidement dans un sédiment dans lequel circule une eau fortement chargée en sels minéraux (phosphate principalement). Progressivement toute la manière organique des tissus végétaux est remplacée par ces minéraux. Une fois minéralisés ils ressembles à de l’ambre. Les carporestes se minéralisent principalement dans des structures riches en matière organique comme dans d’anciennes latrines par exemple. Toutefois, tous les carporestes ne peuvent être minéralisés.
  • L’imbibition : ce mode de conservation est assez répandu en France. Pour qu’il ait lieu, le milieu dans lequel se trouvent les paléo-semences doit être anaérobique (sans oxygène, ainsi il stoppe la putréfaction). Il se produit dans les nappes phréatiques.
  • La dessiccation : ce mode de conservation est très rare en France. En effet ce dernier nécessite un climat aride, stoppant la décomposition. La dessiccation se retrouve surtout dans des zones désertiques, comme en Égypte ou dans les sols gelés des permafrosts, en Sibérie par exemple.
Graines mangées par des charançons
Graines mangées par des charançons

À gauche, graines actuelles de référence permettant la comparaison et l’identification avec des graines archéologiques, à droite, échantillon archéologique datant du Iersiècle après J-C, trouvés lors des fouilles de la place de la Sorbonne.  

 IV. Les deux domaines de la carpologie

Le paléoenvironnement et l’ethnobotanique sont les deux orientations de la carpologie.

 A. Paléoenvironnement

Les graines et fruits constituent des indicateurs de l’environnement passé, leur identification permet dans la majorité des cas de reconstituer l’environnement des sites archéologiques.  

La carpologie est ici une discipline scientifique complémentaire de la palynologie (étude des pollens) et de l’anthracologie (étude des charbons de bois). Par exemple la fig. 2 représente une reconstitution d’un champ néolithique sur l’île Saint Germain à Paris contenant des nielles et des graminées.

Reconstitution d’un champ néolithique de l’île Saint-Germain, à Paris, contenant des graminées et des nielles
Reconstitution d’un champ néolithique de l’île Saint-Germain, à Paris, contenant des graminées et des nielles

 B. Ethnobotanique

Les graines et les fruits constituent également des indicateurs des pratiques alimentaires et techniques agraires : la carpologie permet de déterminer l’impact de l’homme sur l’environnement et les espèces végétales, et l’importance de certains végétaux d’un point de vue culturel. La fig. 3 est une photographie de glands carbonisés qui représentaient un complément alimentaire.  

Les premières analyses de carpologie ont d’ailleurs été effectuées sur des objets datant du Néolithique. En effet c’est à partir de se moment que l’on constate un passage d’une société de chasseur-cueilleurs à une société basée sur l’agriculture. Mais aujourd’hui la carpologie n’est plus restreinte à cette période.  

La carpologie permet de également mettre en évidence l’apparition et la disparition des plantes au cours du temps. Les carpologues ont ainsi constaté, par exemple, que le lin est l’une des premières plantes domestiquées au Proche-Orient. Dès que l’espèce végétale est identifiée, on peut évaluer l’importance de celle ci dans l’économie.  

La carpologie permet également de déterminer quels végétaux étaient utilisés par les populations : les dépotoirs (fosses, puits) permettent de déterminer l’alimentation des populations, et si les récoltes avaient un conditionnement particulier. Les trous de poteaux permettent de déterminer quelles plantes étaient exploitées pour les confectionner, les fours, foyers ou autres structures de combustion permettent de déterminer les pratiques culinaires, ainsi que le combustible utilisé. L’identification de graine dans des niveaux d’occupation permet de récréer l’environnement végétal proche. Sur certains sites des offrandes végétales ont pu être mise en évidence.

Glands carbonisés datant de l’âge du Bronze, retrouvés à Changis-sur-Marne (77).
Glands carbonisés datant de l’âge du Bronze, retrouvés à Changis-sur-Marne (77).

 Bibliographie

Demoule J.-P., Giligny F. et al., Guide des méthodes de l’archéologie, La Découverte, Paris, 2002

Matterne V., Agriculture et alimentation végétale durant l’âge du fer et l’époque gallo-romaine en France septentrionale, Monique Mergoil éditions, Montagnac, 2001, .

Bouby L., « Restituer les pratiques agraires par la carpologie archéologique », Études rurales, 153-154 (2000), p. 177-194 accessible en ligne

Séguier J.-M., Auxiette G. et al., « Une ferme du début du IIIe s. av. J.-C. au « Marais du Colombier », Varennes-sur-Seine (Seine-et-Marne) : analyse archéologique et environnementale », Revue archéologique du Centre de la France, t. 47 (2008) : accessible en ligne

Revue Vegetation History and Archaeobotany, revue de l’International Work Group for Palaeoethnobotany, 1992-... :accessible en ligne

 Webographie

Tela Botanica, site du réseau de la botanique francophone : pour le description des plantes, les herbiers, …  

Site de l’AEA, Association for Environmental Archaeology  

Site de l’International Work Group for Paleaethnobotany  

Page liée à l’exposition « Gaulois, une exposition renversante » à la Cité des Sciences, consacrée au travail des carpologues et des palynologues dont une vidéo montrant le travail de tri d’une carpologue  

Numéro du 15 septembre 2012 de l’émission Terre a Cterrealae de 9'alnceculnces, consaerre de Jean Erigne1< le='Kunth L., «&nbs Recherche sur les plantes trouvées dans les tombeaux égyptires M2-...&nPun placquatale »,Annaricoles ris Scienire Naturrales bsp;[2< le='Heer 7;,O., Die Pflanzen der Pfahlbaales bsp;[3< le='Voir la webograpage.

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