Étude des résidus organiques

La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), utilisée en mode ATR ou en microscopie, est une technique analytique essentielle pour l’identification des grandes familles de composés organiques dans les matériaux archéologiques. Cette méthode permet de détecter la présence de lipides, de cires, de résines naturelles ou de protéines à partir des signatures spectrales caractéristiques.

Toutefois, la présence de matières minérales peut générer des interférences spectrales, rendant l’identification des composés organiques plus délicate. Pour pallier cette limitation, l’IRTF est généralement employée comme une technique préliminaire. Les spécialistes du CIRAM l’intègrent dans des protocoles analytiques multi-techniques, en association avec la chromatographie ou la spectroscopie Raman, afin d’affiner l’identification des résidus organiques.

La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) est une technique de référence pour l’analyse des composés organiques en archéologie.  Cette technique repose sur une séparation des molécules présentes dans un échantillon grâce à la chromatographie en phase gazeuse (GC), suivie d’une identification précise des constituants par spectrométrie de masse (MS), en fonction de leur rapport masse/charge.

Cette méthode permet de détecter et quantifier des composés en traces, apportant des informations essentielles sur leur composition chimique.

Grâce à elle, les experts du CIRAM identifient des biomarqueurs spécifiques, permettant de reconstituer la nature des substances anciennes telles que les huiles végétales, les graisses animales, les tanins ou les goudrons. Cette expertise contribue à l’interprétation des pratiques culturelles et économiques des sociétés anciennes, en révélant les usages et les transformations des matières organiques à travers le temps.

Principalement utilisée pour l’analyse des matériaux minéraux, la spectrométrie Raman constitue néanmoins une technique complémentaire précieuse en archéométrie. Son principal avantage réside dans son caractère non destructif, permettant d’étudier les échantillons sans altération ni préparation préalable.

Grâce à une excellente résolution spatiale, cette méthode permet d’analyser des résidus organiques à l’échelle microscopique (de l’ordre de quelques microns). Les chercheurs de CIRAM intègrent la spectrométrie Raman dans des protocoles d’analyse multimodaux, en la couplant avec la spectroscopie IRTF et la chromatographie GC-MS. Cette approche combinée est essentielle pour la caractérisation des substances complexes et permet  d’identifier avec précision les matériaux organiques utilisés par les sociétés passées.

La carpologie est l’étude des restes de graines et de fruits issus de contextes archéologiques tels que des récipients ou des sédiments. L’analyse de ces macro-restes végétaux fournit des indications précieuses sur l’agriculture, l’alimentation et l’exploitation des ressources végétales par les sociétés anciennes. Même carbonisées, ces graines peuvent être identifiées par les scientifiques de CIRAM pour reconstruire les environnements passés.

La palynologie, centrée sur l’étude des pollens et spores, complète la carpologie et l’anthracologie (étude des charbons de bois) dans la reconstitution des paysages et climats anciens. Les analyses menées par CIRAM, via microscopie optique et électronique, permettent d’identifier les grains de pollen selon leur morphologie et structure, affinant ainsi les modèles paléoenvironnementaux et les dynamiques d’occupation des territoires.