Cet ouvrage présente des approches méthodologiques de plus en plus sollicitées en archéologie et qui requièrent des équipements « lourds » ou « mi-lourds » (spectromètre de masse, chromatographe, synchrotron, séquenceur d'Adn, plate-forme de microtomographie au rayon X. . .). Les disciplines qui relèvent de l'archéométrie (sédimentologie, archéobotanique, archéozoologie, anthropologie, méthodes de datation) ne sont pas abordées, car leur intégration à l'archéologie est plus ancienne et, il faut l'espérer, désormais plus familière et mieux maîtrisée. Les méthodes décrites ne sont pas nécessairement récentes, mais leur application à l'archéologie constitue, dans bien des cas, une voie exploratoire couronnée de succès.
Stéphanie Thiébault et Pascal Depaepe rappellent la nécessaire synergie des disciplines mises en œuvre dans la recherche archéologique, l'une des sciences humaines dont le champ est le plus diversifié, du fait de ses objets d’étude mais aussi de ses méthodes : « L'archéologie est donc le pivot de collaborations multi- et interdisciplinaires particulièrement nombreuses et fécondes. Elle joue un rôle fondamental de catalyseur dans la création de nouveaux foyers d'innovations scientifiques et techniques dépassant et enrichissant respectivement chacune des disciplines concernées : c'est ce que l'on dénomme la transdisciplinarité » (p. 17). Les auteurs réaffirment la primeur des questionnements sur les attraits technologiques de la démarche qui risquent de mener à un « étouffement engendré par les possibilités presque infinies offertes par des procédures scientifiques toujours plus fines, et l'accroissement exponentiel de la documentation qui en découle » (p. 17).
Quatre thématiques sont développées dans l'ouvrage : paléogénétique, analyses isotopiques et chimiques, étude des métaux, imagerie et restitutions. Cette organisation assure une cohérence aux vingt et une contributions très synthétiques qui déclinent, pour chaque sujet, la multiplicité des questionnements auxquels ces nouvelles applications apportent des réponses souvent pointues. Les présentations, didactiques, explicitent clairement la méthode d'approche, ses exigences, ses limites et, quelquefois, le protocole à mettre en œuvre pour la prise d’échantillons, sans toutefois entrer dans des détails techniques inutiles. Elles en illustrent ensuite les potentialités à travers quelques cas marquants, voire spectaculaires. La juxtaposition des exemples choisis restitue des champs géographique et chronologique très larges.
La partie consacrée à la paléogénétique s'ouvre sur une présentation de Jean-Jacques Hublin qui explore, à partir du séquençage de l'Adn notamment nucléaire, la diversité des lignées humaines et les possibilités d'hybridation entre elles. La comparaison entre l'Adn nucléaire d'hommes de Néandertal et celui d'hommes actuels a permis de révéler l'introgression de matériel génétique d'un groupe à l'autre. Le métissage se serait produit au début de l'expansion des hommes modernes hors d'Afrique, car les Néandertaliens n'ont jamais vécu sur ce continent. À partir d'Adn fossile issu d'un gisement localisé au sud de la Sibérie, un troisième groupe humain, baptisé les Denisoviens, a été mis en évidence ; une petite partie de leur Adn nucléaire a, elle aussi, survécu chez l'homme moderne. Carles Lalueza-Fox s'intéresse, pour sa part, à l'Adn mitochondrial dans le but d'examiner les potentiels liens de parenté au sein d'un groupe de Néandertaliens. Son analyse confirme la mobilité des femmes, selon un comportement patrilocal, l'exogamie étant encore commune à la plupart des groupes de chasseurs-cueilleurs. Éric Crubézy questionne aussi les liens de parenté, cette fois des individus inhumés dans une sépulture multiple de populations iakoutes découverte en Sibérie orientale au début du xviii e siècle. La reconstitution des liens familiaux a servi de trame à l'interprétation du complexe.
Les études fondées sur l'Adn nucléaire et mitochondrial ne se limitent pas aux populations humaines. Eva-Maria Geigl les applique aux populations animales dans le but de déterminer les centres de domestication des grands mammifères, comme le bœuf ou le cheval. L'analyse paléogénétique d'ossements bovins du pourtour méditerranéen a permis d’établir que le centre de domestication des bœufs était l'Asie du Sud-Ouest et que leur diversité génétique actuelle ne résultait pas seulement de migrations vers l'Europe à l’époque néolithique, mais qu'elle s’était encore enrichie durant les périodes historiques. Les recherches consacrées au cheval montrent l'existence originelle de trois couleurs de robes, qui figurent de fait dans les peintures préhistoriques. Les sélections opérées jusqu’à l’âge du Fer ont ensuite favorisé et maintenu certaines couleurs rares à l’état sauvage.
La deuxième partie traite de la contribution des analyses isotopiques à la reconstitution des pratiques agraires et des modes de vie. Marie Balasse étudie en particulier les ressources laitières et le régime alimentaire de populations animales domestiques à partir du collagène de l'os et de l’émail dentaire. La teneur isotopique de l'eau de boisson varie suivant les saisons et ce signal est emprisonné dans l’émail en formation ; il est donc possible d’établir la saisonnalité des vêlages et des agnelages et d'en déduire les rythmes de travail des éleveurs, mais aussi la disponibilité en lait au cours de l'année. Les études menées sur des bovins néolithiques du site de Bercy ont montré qu'il existait une préférence pour un abattage post-lactation et un étalement des naissances sur six mois, ce qui permet d'avoir du lait toute l'année, à condition que les vaches soient nourries durant la période hivernale. Les troupeaux de moutons élevés dans l'archipel des Orcades se nourrissaient quant à eux d'algues sur l'estran. Ces modes alimentaires ont conduit à l'apparition de races ovines endémiques, possédant une physiologie digestive adaptée à la transformation des polysaccharides complexes des algues et à l'ingestion de grandes quantités de sel et d'arsenic.
Christine Verna explore ensuite la mobilité territoriale des hommes de Néandertal à partir des isotopes du strontium mesurés dans l’émail dentaire. Les résultats issus d'analyses menées sur trois individus humains et leurs animaux de boucherie indiquent une exploitation saisonnière intensive des rennes au cours de leur migration annuelle. La recherche de microfossiles végétaux dans le tartre dentaire et à la surface d'outils, comme le montre Amanda Henry, fait apparaître un régime plus varié. Les phytolithes et les grains d'amidon révèlent la consommation d'une diversité insoupçonnée de tubercules, de graines et de fruits. Le site de Shanidar en Irak a ainsi délivré des microfossiles issus de quarante-trois types de végétaux. Martine Regert et Julien Vieugué s'intéressent à la biochimie. La signature moléculaire de matériaux organiques amorphes, subsistant à l'intérieur de récipients en céramique, témoigne de la richesse des ressources naturelles, animales et végétales, exploitées pour l'alimentation et l'artisanat. La chromatographie et la spectrométrie de masse sont couramment utilisées pour détecter les adhésifs, les produits de la ruche, les parfums, les encens, les graisses et les huiles animales ou végétales, les boissons fermentées, les substances médicinales ou les produits laitiers. Ces analyses permettent non seulement de redéfinir la fonction de nombreux contenants, fondée sur des approches typo-fonctionnelles, mais aussi d'enrichir considérablement la connaissance des pratiques alimentaires et des itinéraires commerciaux par lesquels voyageaient certaines substances rares, entrant dans la composition de mets ou de produits cosmétiques. La contribution d'Hélène Valladas s'intéresse à la chronologie relative des pigments utilisés dans la confection des peintures pariétales préhistoriques. Des datations radionucléaires ont éclairé les étapes de la mise en place des grandes compositions qui ornent les parois des grottes Chauvert et Cosquer, et en ont confirmé l'ancienneté.
La troisième partie est entièrement consacrée à l’étude des métaux ferreux. La détection des éléments traces, par le recours à la spectrométrie de masse à plasma inductif, a permis des avancées significatives dans la détermination des voies de circulation et dans celle de la provenance des métaux ferreux, comme le montrent Philippe Dillman et Stéphanie Leroy. La signature chimique du minerai utilisé reste piégée sous la forme d'inclusions microscopiques au sein du métal. Sandrine Baron utilise quant à elle les signatures isotopiques du plomb pour déterminer l'origine des matières premières exploitées au mont Lozère durant la protohistoire et le Moyen Âge. Cette métallurgie du plomb argentifère a entraîné une pollution durable de l'environnement. Les résidus de métaux lourds, dont les traces sont enregistrées dans l’écorce d'arbres ayant absorbé, via leurs racines, les dérivés d'activités métallurgiques anciennes, sont comparativement beaucoup plus élevés que ceux imputables aux retombées atmosphériques associées à des pollutions actuelles.
La circulation, la provenance des métaux, la qualité et la composition d'objets précieux ou de la vie quotidienne, souvent composites, constituent des axes de recherche récurrents. La composition de certains alliages influence directement la qualité des produits, et Nicolas Thomas en donne un exemple avec l'analyse des laitons mosans circulant à l’époque médiévale sur le marché européen. Marie-Angélique Languille expose l'intérêt du rayonnement synchrotron pour déterminer la composition d'origine, les altérations et les traitements de restauration d'objets en métaux précieux, de petite taille, sur lesquels il n'est pas imaginable d'effectuer des prélèvements exploitables. La spectrométrie de fluorescence X sous rayonnement synchrotron permet d'identifier les éléments chimiques et de les quantifier, sans dommage pour les objets. Elle permet de guider les traitements de restauration qui pourraient leur être appliqués. Un même souci d'authentification, de compréhension technique (assemblage des pièces) et de stabilisation/restauration a guidé l'analyse des alliages d'un bronze antique conservé dans les collections des Musées royaux d'art et d'histoire de Bruxelles, par Cécile Evers et Emmanuelle Pons.
La quatrième partie est consacrée aux techniques d'imagerie et de restitution. Guillaume Hulin expose les intérêts et les spécificités des prospections géophysiques, notamment celles fondées sur les propriétés magnétiques, dans la reconnaissance et la caractérisation fonctionnelle des structures archéologiques. Ces recherches ont permis d'améliorer la restitution de bâtiments et s'avèrent surtout performantes dans la détection des activités de forge et de cuisson. Les exemples cités à l'appui sont associés aux opérations archéologiques menées sur le tracé du futur canal Seine-Nord Europe. Des prospections géophysiques ont aussi été mises en œuvre afin d’étudier l'organisation spatiale d'ateliers de briquetage destinés à l'extraction du sel en Moselle, dans la vallée de la Seille, comme le présente Laurent Olivier. Les prospections géomagnétiques en ont révélé l'agencement et l’évolution dans le temps et l'espace. Deux grandes phases d'occupation du complexe ont pu être distinguées, adoptant chacune une structuration interne qui leur est propre. Murielle Georges-Leroy expose le cas exemplaire d'un levé Lidar effectué sur le massif forestier de Haye, où les vestiges archéologiques sont peu accessibles en raison de la topographie et de l'intrication des végétaux. En s'affranchissant du couvert des arbres, la télédétection a révélé les réseaux parcellaires mais aussi les voies, les fermes et les enclos antiques, mettant au jour un paysage complet fossilisé grâce aux modalités actuelles d'occupation du sol.
La reconstruction 3D est au cœur de plusieurs contributions. Alain Koehler traite de l'intérêt des drones dans l'obtention d'une couverture photographique précise, qui vient à l'appui des relevés de terrain (orthophotoplan) et de la production de modèles 3D. Cet outil dispense les archéologues d'un certain nombre de relevés manuels fastidieux et leur permet de suivre « en temps réel » la physionomie du décapage, à des fins de contrôle, d'anticipation et d'interprétation des vestiges. Couplée à la microtomographie, la reconstruction 3D a ainsi été utilisée afin de mettre en évidence une amputation réussie, effectuée il y a 7 000 ans, comme le rapportent Anaïck Samzun et Cécile Buquet-Marcon. L'homme qui en a bénéficié a survécu jusqu’à un âge avancé et a conservé son rang au sein de sa communauté, qui lui a offert une sépulture distincte et privilégiée (site néolithique de Buthiers-Boulancourt en Seine-et-Marne). Enfin, l'imagerie 3D a permis de restituer au public la physionomie d'une œuvre d'art colossale, mais brisée en plusieurs dizaines de morceaux. Guillaume Thibault et Jean-Luc Martinez présentent la reconstitution de la colonne des danseuses de Delphes, datée de la fin du iv e siècle av. J.-C., grâce à un partenariat fructueux impliquant des mécènes publics et privés.
La lecture de ces contributions est variée, très plaisante et constitue une mine d'informations qui pourraient intéresser un public beaucoup plus large que celui de la communauté des historiens ou des archéologues. L'ouvrage atteint son but et démontre de manière convaincante la convergence des objets et des objectifs d’étude entre les archéologues de terrain et les « spécialistes ». Si ces méthodes exigent effectivement un minimum d'ouverture d'esprit pour s'approprier un langage commun et une compréhension des principes de base, afin de pouvoir dialoguer avec les chercheurs qui les mettent en œuvre, l'enjeu est non seulement d'avancer sur des questions qui touchent aux sociétés humaines en faisant « sauter », grâce à ces outils sophistiqués, certains verrous méthodologiques, mais aussi d’élaborer de nouveaux questionnements au plus près de la vie quotidienne des populations anciennes, y compris pour les périodes qui ont vu naître l'homme moderne. On ne peut donc que recommander largement la lecture de ce recueil, extrêmement stimulant, qui recèle bien des surprises à travers la précision du tableau brossé par ces sciences du passé, réceptives et réactives à l'innovation.
