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Archéomagnétisme

L’archéomagnétisme est une discipline au carrefour entre le paléo/géomagnétisme et l’archéologie. Elle repose principalement sur l’analyse des propriétés magnétiques des matériaux archéologiques constitués d’argile cuite, comme les structures de combustion (fours de potier, domestiques, à chaux, etc.) et les céramiques (poteries, tuiles ou briques) trouvés lors de fouilles archéologiques. Lorsque l’âge des artefacts étudiés est connu des archéologues, ces analyses archéomagnétiques permettent de retracer l’évolution du champ magnétique terrestre en direction et/ou en intensité au travers des derniers millénaires.

L’IPGP a une longue tradition de recherches en archéomagnétisme commencées dès les années 1930 sous l’impulsion d’Emile Thellier. Nos recherches sont menées en utilisant une instrumentation dédiée et des procédures expérimentales développées au laboratoire. Leurs applications sont tournées à la fois vers le géomagnétisme, pour une meilleure connaissance de la variation séculaire du champ magnétique terrestre surtout en France mais aussi dans d’autres régions du monde (Europe, Proche-Orient, Asie, Amérique du Sud) et vers l’archéologie grâce aux possibilités de datation archéomagnétique.

Les activités de recherches en archéomagnétisme sont effectuées sur deux sites distincts : les mesures directionnelles du champ géomagnétique sont faites au sein de l’observatoire magnétique national à Chambon-la-Forêt, dans le Loiret, tandis que les mesures sur les intensités géomagnétiques sont réalisées dans le bâtiment Cuvier, à Paris.

Les mesures sur les archéo-directions sont effectuées à l’aide d’un inductomètre à rotation adapté à la taille décimétrique des échantillons analysés (photo gauche). Le protocole expérimental utilisé, issu des travaux d’Emile Thellier, repose sur des expériences de traînage magnétique. Une description de la méthode, qui préserve l’atout que représente la grande précision de l’orientation des échantillons faite sur le terrain, peut être trouvée dans la publication Le Goff et al. (2020).

Nos études sur les intensités géomagnétiques sont réalisées à l’aide d’un magnétomètre à échantillon vibrant appelé Triaxe, construit au laboratoire, qui permet de mesurer en continu l’aimantation d’un échantillon de petit volume (inférieur à 1cm3) à des températures variables jusqu’à 650°C, en champ ou en champ nul (photo droite). Nos résultats d’archéointensité sont ainsi obtenus en utilisant un protocole expérimental développé spécifiquement pour bénéficier des capacités du Triaxe (pour sa description, voir Le Goff et Gallet, 2004). Trois magnétomètres de ce type sont disponibles à Cuvier, dont un appartenant au Laboratoire d’Archéologie Moléculaire et Structurale (LAMS, Sorbonne Université).

Nos recherches, effectuées pour la plupart en lien étroit avec le LAMS (Agnès Genevey), s’appuient sur de nombreuses collaborations établies avec divers services de recherches archéologiques (universités, services départementaux ou régionaux de l’archéologie, musées, Inrap, Eveha, Archeodunum).

Historique du laboratoire

Le laboratoire est particulièrement impliqué dans l’établissement et l’amélioration constante de la courbe de référence des variations directionnelles et de l’intensité du champ géomagnétique en France au cours des deux derniers millénaires. Menée sans discontinuité depuis les travaux d’Emile Thellier, cette activité fait que nous disposons pour notre pays d’une très bonne description de la variation séculaire géomagnétique durant toute cette période. Ces résultats viennent ainsi prolonger dans le temps les enregistrements directs réalisés en Europe de l’ouest dans les observatoires magnétiques depuis quatre siècles tout au plus pour les directions, mais moins de 200 ans pour les intensités. Au delà de la caractérisation détaillée de la variation séculaire, ces travaux permettent d’utiliser l’archéomagnétisme en France comme outil de datation pour la pratique archéologique.

Nos autres études archéomagnétiques sont focalisées essentiellement sur les variations des intensités géomagnétiques au Proche-Orient (Syrie, Israël, Irak), en Asie (Ouzbékistan, Cambodge), en Afrique (Ethiopie) ou encore en Amérique du Sud (Brésil, Guyane). Dans leur ensemble, elles visent à retracer plus finement le comportement régional et/ou global du champ géomagnétique au travers des derniers millénaires, en s’appuyant sur des méthodes de modélisation développées en collaboration avec nos collègues géomagnéticiens.

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