Analyse invasive versus analyse par faisceaux d'ions pour déterminer les sources géologiques de pigments préhistoriques de la grotte du Renne à Arcy-sur-Cure (Yonne, France)

La grotte du Renne à Arcy-sur-Cure a été le théâtre d'occupations tardives par les derniers Néandertaliens, il y a environ 34 000 ans, soit avant l'apparition de l'art pariétal. Ils y ont utilisé d'importantes quantités de roches pigmentées rouges et noires respectivement riches en fer et en manganèse. Les roches pigmentées ont été réduites en poudre soit par broyage, soit par abrasion, opération qui a produit des facettes d'usure sur les blocs. Le but de l'utilisation de ces matériaux n'est pas connu puisque Neandertal n'a laissé aucun témoignage de préoccupation esthétique. Rechercher les modalités d'acquisition des matières premières colorantes permet de connaître l'aire géographique fréquentée par ces hommes fossiles et de percevoir les propriétés de ces matériaux que les Néandertaliens désiraient exploiter.

La caractérisation de ces matériaux s'est faite dans un premier temps par des méthodes de pétrographie traditionnelle impliquant le prélèvement parfois conséquent dans les matières colorantes archéologiques (prélèvement réduit en poudre pour la diffraction des rayons X, coupes pour faire des lames minces observées au microscope pétrographique). Ces investigations ont permis de distinguer deux sources d'approvisionnement en matières colorantes riches en oxydes de fer situées dans un rayon de 10 km autour de la grotte. Dans un second temps, la mise en place d'un protocole d'analyses non invasives visait à obtenir autant, voire plus, d'informations sur ces vestiges désormais connus, sans le moindre prélèvement. L'analyse par PIXE a permis de déterminer les éléments majeurs et les éléments traces marqueurs des groupes géologiques. Elle a pu être appliquée à la fois aux blocs bruts et aux blocs facettés pour lesquels les prélèvements sont impossibles. Les différentes sources de matières premières identifiées dans un premier temps par pétrographie, sont dans l'ensemble confirmées par PIXE. Mais une troisième source de roches rouges est à suspecter, ce que la pétrographie n'avait pas permis de déterminer.