Prédire l’évolution des objets du passé

Pour mieux anticiper les effets du changement climatique sur les objets archéologiques enfouis dans le sol et leur conservation, un projet développe un modèle qui prédit la corrosion des vestiges en fer dans le temps.

TEXTE | Clément Etter

Certains objets archéologiques sont enfouis dans le sol depuis des milliers d’années. De ce fait, ils peuvent se détériorer selon les conditions environnementales. S’il existe encore de nombreux sites archéologiques à explorer – et à découvrir –, le changement climatique pourrait affecter ce patrimoine. Fonte des glaciers, montées des eaux, inondations, sécheresse ou encore incendies peuvent modifier l’environnement du terrain, comme le niveau d’oxygène, d’humidité, de pression ou de salinité. C’est aussi le cas des activités humaines telles que la construction de bâtiments ou l’utilisation de fertilisants. «Tous ces changements peuvent altérer les objets encore enfouis dans le sol : les métaux comme le fer ou les matériaux organiques comme le bois, le cuir et les textiles y sont très sensibles», explique Laura Brambilla, professeure associée à la Haute École Arc - HE-Arc – Conservation-Restauration – HES-SO à Neuchâtel.

La corrosion représente un processus qui agit quand un métal est exposé à l’oxygène et l’eau. Le changement climatique peut avoir de grands effets sur la corrosion, négatifs ou positifs. « Dans le sol, la corrosion efface les traces de fabrication des objets et les éventuelles décorations, précise la chercheure. Ces dernières nous parlent par exemple de la façon dont les Romains travaillaient le métal. Ce processus peut continuer jusqu’à la minéralisation complète du fer. À ce moment-là, on ne peut plus observer les traces de fabrication et l’objet devient beaucoup plus fragile et difficile à conserver. »

Un modèle de prédiction au service des archéologues

D’où l’utilité de simuler l’impact du changement climatique. C’est ce que fait Laura Brambilla avec son équipe dans le

cadre d’un projet baptisé Corint, financé par le Fonds national suisse, où il s’agit de développer un modèle mathématique fonctionnant avec des données géologiques. Il donnera lieu à un programme informatique permettant aux archéologues et aux personnes qui gèrent le terrain de savoir si l’objet qui se trouve dans un certain milieu peut y rester ou s’il va se corroder rapidement à cause des conditions. Dans ce dernier cas, il faudra donc procéder à une excavation.

Le modèle pourra aussi prédire si l’objet sera au contraire mieux conservé en restant dans le sol dans le cas où les conditions évoluent (terrain plus aride, eau souterraine qui augmente ou diminue, etc.). « Actuellement, quand on découvre un site lors d’une construction, on arrête les travaux pour réaliser une fouille, explique Laura Brambilla. Mais celle-ci est souvent réalisée rapidement et de façon peu optimale afin de permettre une reprise du chantier. La question est donc de savoir si la fouille pourrait être effectuée plus tard dans de meilleures conditions, voire après plusieurs générations, sans que les objets ne soient altérés. » Pour vérifier le modèle de corrosion, des expériences avec des objets de laboratoire seront menées dans le site archéologique romain d’Avenches. En parallèle, les chercheur·es vont utiliser des objets trouvés lors d’une fouille et qui n’ont aucune valeur patrimoniale pour étudier comment la corrosion s’est développée depuis 2000 ans.

Repenser la conservation des objets archéologiques

Pour préserver les objets, des procédures de conservation préventive sont suivies. Actuellement, les objets sont excavés puis emportés dans un laboratoire. Ils y sont analysés, séchés, puis conservés grâce à une atmosphère inerte d’azote ou du gel de silice qui absorbe l’humidité. « Cette méthode a cependant été développée sur des produits de corrosion présents sur les objets après la fouille, et pas avant, remarque Laura Brambilla. Son efficacité pourrait être remise en cause si l’on découvrait que la corrosion est différente sur un objet encore enfoui dans le sol. » Pour étudier les couches de corrosion « réelles » des objets encore enterrés et les comparer avec celles des objets déjà excavés, les chercheur·es utilisent des techniques d’analyses innovantes combinant des faisceaux de neutrons et des rayons X. Elles permettent de réaliser des images des objets et d’obtenir la composition chimique et morphologique des couches de corrosion sans avoir à les sortir complètement du terrain, en les gardant dans un bloc de terre. « Si la couche de corrosion s’avère différente des objets excavés, il faudra peut-être adapter nos méthodes. Par exemple, au moment de la fouille, stocker les objets dans des boîtes avec une certaine humidité et aussi modifier certains paramètres au moment de la préparation des objets et de la conservation préventive. » 

THIERRY PORCHET L’experte en restauration Laura Brambilla explique que le changement climatique peut modifier l’environnement des objets, en bien ou en mal. Il peut notamment avoir des effets sur la corrosion.