Source: The Conversation – in French – By Amy Benadiba, Conservatrice du patrimoine – Directrice scientifique et culturelle d’ARC-Nucléart, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
L’ESSENTIEL
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Les objets en matériaux organiques, comme le bois, le cuir ou les fibres végétales, sont par nature voués à disparaître avec le temps.
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Si les archéologues les découvrent immergés dans l’eau, il existe cependant une solution technique permettant de les préserver, par des procédés relevant de la chimie et de la physique nucléaire.
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Cette préservation nous donne accès à tout un pan de l’histoire de nos ancêtres, y compris préhistoriques : on sait mieux comment ils cuisinaient et ce qu’ils mangeaient.
Au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), c’est une chose que l’on a bien comprise, notamment au sein du laboratoire grenoblois ARC-Nucléart, qui réunit, depuis plus de cinquante ans, des ingénieurs spécialisés en physique nucléaire et en chimie avec des conservateurs et des restaurateurs du patrimoine.
ARC-Nucléart a, en effet, pour mission de mettre les sciences au service du patrimoine. Spécialisé dans la conservation d’œuvres et d’objets archéologiques en matériaux organiques, cet atelier laboratoire a permis à bon nombre d’objets de nous en apprendre plus sur la manière dont on cuisinait jadis, ou sur les aliments consommés autrefois.
Les objets en matériaux organiques, comme le bois, le cuir ou les fibres végétales, sont par nature voués à disparaître avec le temps. Fabriqués en matériaux dits « biodégradables », ils sont plus rarement parvenus jusqu’à nous que les éléments anciens en pierre, en céramique ou en matériaux plus durables.
Toutefois, lorsqu’ils sont découverts immergés dans l’eau ou enfouis dans des couches sédimentaires humides, les matériaux organiques sont conservés grâce au manque d’oxygène de ces milieux, limitant leur dégradation par des microorganismes ou les xylophages (les insectes xylophages sont des organismes dont les larves ou les adultes se nourrissent de bois).
Par ailleurs, au cours du temps, l’eau présente dans leur environnement va peu à peu solubiliser et prendre la place de certains de leurs constituants, entraînant une perte sensible de leurs propriétés mécaniques. On parle alors de « matériaux organiques gorgés d’eau ».
Fouilles archeologiques de Charavines, Fourni par l’auteur
Lorsqu’il se gorge d’eau, le bois va par exemple se ramollir en raison de la disparition de la cellulose qui le compose, remplacée par l’eau au cœur de ses cellules. En cas de découverte et d’extraction du milieu humide, tout séchage à l’air libre entraînerait une évaporation brutale de l’eau liquide contenue dans le matériau, causant des déformations irréversibles au volume de l’objet.
Pour conserver des éléments archéologiques en matériaux organiques gorgés d’eau, il est donc indispensable de leur appliquer un traitement de consolidation permettant leur séchage en limitant les déformations et les pertes de volume.
Différentes méthodes de préservation
Pour ce faire, ARC-Nucléart propose différentes méthodes faisant appel à la chimie ou à la physique nucléaire :
Le traitement de consolidation PEG/lyophilisation est la méthode conventionnelle utilisée par différents ateliers spécialisés dans la conservation des objets archéologiques en matériaux organiques gorgés d’eau. Elle consiste à imprégner l’objet durant plusieurs mois dans un bain contenant un mélange d’eau et d’un consolidant : le polyéthylène glycol (PEG).
Une fois l’objet suffisamment imprégné, c’est-à-dire lorsqu’une quantité suffisante de consolidant a pénétré dans l’objet pour remplacer l’eau au cœur de celui-ci (soit environ 35 %), il va être sorti du bain et séché par lyophilisation. Ce type particulier de séchage se déroule en deux phases :
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une première de congélation, durant laquelle la quantité restante d’eau liquide présente à l’intérieur de l’objet va se transformer en glace,
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puis une seconde de sublimation, durant laquelle le vide va être fait pour provoquer le passage direct de la glace formée à l’état vapeur, sans passer par la phase liquide de l’eau, permettant ainsi d’éviter la déformation de l’objet, en outre consolidé par le PEG dont il a été préalablement imprégné.
Pour les objets archéologiques en bois gorgé d’eau présentant un état de dégradation important, ou composites bois/métal, une autre méthode de consolidation a été mise au point par ARC-Nucléart : le procédé « Nucléart mixte ». Ce procédé consiste à compléter la méthode PEG/lyophilisation avec un traitement conçu par ARC-Nucléart pour consolider des objets en bois sec : le « procédé Nucléart ».
En effet, ce procédé ne peut s’appliquer directement sur des objets gorgés d’eau. Pour réaliser le procédé Nucléart mixte, l’objet en bois gorgé d’eau est d’abord classiquement imprégné dans un bain d’eau et de PEG, mais le taux d’imprégnation recherché va être limité entre 20 et 30 %.
ARC-Nucléart, Fourni par l’auteur
Une fois ce seuil atteint, l’objet est séché par lyophilisation. Le procédé Nucléart, adapté aux objets en bois sec, peut alors être appliqué. Celui-ci consiste à imprégner le bois avec de la résine styrène-polyester liquide, grâce à un procédé vide-pression permettant de la faire pénétrer dans toute la microporosité du bois.
Après un essuyage très soigné, l’objet va être exposé au rayonnement gamma, au sein de l’irradiateur d’ARC-Nucléart, seul irradiateur gamma au monde consacré à la conservation du patrimoine. Le rayonnement gamma correspond à une lumière très pénétrante qui va avoir pour effet de faire polymériser la résine styrène-polyester au cœur de l’objet et ainsi le rendre très solide.
Du fait de son irréversibilité, cette méthode de consolidation est réservée aux objets particulièrement dégradés dont la conservation ne serait pas garantie par la simple application du traitement PEG/lyophilisation ou toute autre méthode.
Révéler le mode de vie des individus « ordinaires »
Découverts par les archéologues dans les mers, les lacs, les rivières ou les terrains humides qui les préservent, les objets en matériaux organiques sont bien souvent des éléments ne relevant pas d’une grande préciosité, à la différence des parures et des mobiliers retrouvés dans les sépultures.
Conserver et étudier ces objets, c’est combler un pan important de notre connaissance de l’histoire, en ne s’attachant pas uniquement au passé des élites mais en révélant également des biens plus communs, illustrant le mode de vie d’individus plus ordinaires. Leur découverte permet ainsi d’obtenir de riches informations sur la vie quotidienne, et notamment sur les pratiques culinaires ou les habitudes alimentaires des communautés du passé.
Les lacs jurassiens de Chalain et de Clairvaux ont, par exemple, révélé des objets du Néolithique en matériaux organiques gorgés d’eau très divers, traités par ARC-Nucléart majoritairement en PEG/lyophilisation, et aujourd’hui conservés au musée de Lons-le-Saunier (Jura).
Le Néolithique se caractérise par l’apparition d’activités nouvelles et par le développement de l’agriculture et de l’élevage. Ces innovations vont profondément marquer la vie des habitants des bords de ces lacs, dont les vestiges donnent un aperçu. Les restes osseux et botaniques témoignent ainsi de la pratique de la cueillette, de la nature des espèces cultivées ou domestiquées et de la pratique de la chasse attestée également par la présence de flèches ou de bâtons de jet.
La découverte de flotteurs en bois servant pour les filets de pêche témoigne de la consommation de poissons. Les herminettes et les outils en bois soulignent quant à eux une production céréalière intense vers 3000 avant notre ère. La vaisselle en bois mise au jour montre le recours à ce matériau pour la fabrication de récipients, comme des bols, des tasses avec anse, des louches utilisées comme cuillères ou puisoirs, ou des batteurs servant à mélanger les aliments et les liquides.
Une autre collection de référence est issue des sites bordant le lac de Paladru, en Isère. Traitée par ARC-Nucléart dès les années 1980, elle révèle des informations sur le mode de vie au Néolithique, mais aussi durant la période médiévale.
Présentée au Musée archéologique du lac de Paladru, elle comprend notamment de la vaisselle et des accessoires culinaires en bois conservant encore pour certains des dépôts, probablement laissés par les graisses des aliments, dont l’analyse est une source d’intérêt pour les archéologues.
Dans un tout autre registre, les amphores, barriques, tonneaux et autres récipients et accessoires découverts au fond des mers, dans des épaves, nous renseignent sur l’alimentation à bord de navires de toutes époques, sur les échanges commerciaux et sur le mode de conservation des denrées.
ARC-Nucléart, Fourni par l’auteur
Certains objets préservés, comme le bol en noix de coco provenant de l’épave de la Jeanne-Élisabeth, échouée au large de Palavas en 1755, nous plongent parfois au-delà de l’information archéologique dans le domaine de l’émotionnel, rendant tangibles par certains détails, comme un décor, d’infimes aspects de la personnalité de leur propriétaire.
L’apport des sciences à l’archéologie et à la conservation des biens culturels est donc essentiel, car il permet d’obtenir de riches informations sur notre connaissance des siècles passés et de transmettre ce patrimoine aux générations futures.
Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (qui a eu lieu du 2 au 12 octobre 2026), dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition porte sur la thématique « Saveurs savantes ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.
Amy Benadiba ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.
– ref. Quand les archéologues révèlent les habitudes alimentaires d’autrefois – https://theconversation.com/quand-les-archeologues-revelent-les-habitudes-alimentaires-dautrefois-290893