Les matériaux organiques de la tombe princière de Lavau : des traces précieuses pour la connaissance archéologique

A la suite de la découverte par l’INRAP, en 2015, du vaste complexe funéraire celte du site de Lavau en Champagne (tout début du second âge du Fer (La Tène A1), V^e siècle avant notre ère), de nombreux objets du mobilier funéraire ont été confiés par le ministère de la Culture au C2RMF pour des analyses scientifiques et des opérations de conservation-restauration. Ainsi, les compétences scientifiques du département Recherche du C2RMF dont celles en chimie organique analytique ont été mobilisées : une quarantaine d'échantillons de matériaux organiques localisés, issus de onze objets, ont pu être prélevés et analysés par les ingénieurs chimistes organiciens du groupe Organique, Louise Chassouant, Juliette Debrie, Hitomi Fujii et Agnès Lattuati-Derieux.

Les études analytiques menées sur les matériaux organiques, c'est-à-dire dérivés de matières vivantes (végétales et animales), prélevés à la surface et à l'intérieur d'objets de la nécropole, avaient pour objectif d’identifier les substances organiques naturelles présentes. Cette approche visait à mieux comprendre les techniques de fabrication ainsi que l’usage de ces objets, notamment par la caractérisation moléculaire des contenus alimentaires conservés dans les récipients.

L’étude des matériaux organiques patrimoniaux présente des défis spécifiques liés à leur présence en faibles quantités, leur valeur historique souvent multiséculaire, leur nature amorphe et souvent hétérogène, ainsi qu’à leur extrême sensibilité et réactivité aux facteurs environnementaux (température, humidité et pH du sol) qui les rendent particulièrement dégradables. A ces contraintes s’ajoute la grande diversité de substances naturelles exploitées par l’Homme au fil des siècles, dont la connaissance demeure incomplète.

La caractérisation moléculaire des archéo-résidus organiques s’appuie sur des stratégies analytiques micro-invasives qui nécessitent de très faibles quantités d’échantillons, ainsi que sur l'utilisation de techniques séparatives combinées à des analyses moléculaires, telles que la chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse à basse et haute résolutions. Ce criblage permet la détection de molécules dites diagnostiques, considérées comme des marqueurs spécifiques d’une substance, et rend ainsi possible l’identification des composés organiques constitutifs du prélèvement analysé.

Il convient également de souligner que les résultats obtenus sur les archéo-résidus organiques de Lavau ont été possibles grâce à un phénomène déterminant (encore partiellement compris à ce jour) de complexation organométallique ou de minéralisation. Ce processus a favorisé une préservation exceptionnelle de la matière organique, normalement sujette à la dégradation, par son association étroite avec des métaux. Par ailleurs, l’accès à ces témoignages organiques a été rendu possible grâce à la collaboration étroite entre les départements Recherche et Restauration du C2RMF. Les observations attentives des restaurateurs sur les objets ont permis de réaliser des prélèvements dès qu’une matière organique était détectée ou suspectée, avant toute intervention de conservation-restauration susceptible d’altérer ou d’éliminer ces vestiges fragiles. Cette approche intégrée, reposant sur un dialogue constant entre expertise analytique et connaissance matérielle, a permis de répondre de manière ciblée à des problématiques précises, dans des conditions particulièrement favorables.

A titre d’illustration, des analyses menées sur un prélèvement provenant d’un tesson de la bouteille cannelée ainsi que sur le couvercle mouluré retrouvé dans sa proximité immédiate ont révélé des marqueurs chimiques caractéristiques d’une boisson fermentée à base de fruits, notamment les acides maléique, succinique, pyruvique et fumarique. Plus précisément, la détection des acides tartrique, malique, citrique et syringique permet d’identifier le raisin noir comme ingrédient principal. Ces données confirment ainsi que la bouteille contenait une boisson apparentée à du vin rouge. En revanche, la mise en évidence de traces similaires sur le couvercle mouluré soulève une question : s’agit-il de résidus liés à son usage propre ou au renversement de la bouteille ?

Des prélèvements effectués au niveau du col, sous l’épaule, à l’intérieur de l’olpée, ainsi que sur la partie supérieure du pied du gobelet, ont révélé la présence de résidus de cette même boisson.

Concernant l’œnochoé attique, une cire animale de type cire d’abeille a été identifiée sous une bague détachée, à gauche du bec, notamment grâce à la détection d’esters d’acides gras à longues chaînes. Par ailleurs, l’adhésif employé pour fixer les dorures sur le col s’est révélé être du brai de bouleau, comme l’attestent l’identification de molécules triterpéniques pentacycliques à squelette de type lupane. Ce goudron végétal, résidu solide de la distillation de l’écorce de bouleau, est connu pour son usage remontant au Paléolithique. Du brai de bouleau a également été mis en évidence sous l’anse en tôle d'or plaquée argent, ainsi qu’à la jonction entre la céramique grecque et le pied ajouté ultérieurement. Enfin, des analyses du contenu déversé sur une feuille d’aluminium ont permis d’identifier trois matériaux organiques distincts, différenciés par leur couleur et leur texture. Elles ont montré que les fragments beiges et bruns correspondent respectivement à une cire animale (type cire d’abeille ou rayon de ruche) et à du vin rouge, tandis que les fragments noirs correspondent à de la poix de conifère, une substance visqueuse obtenue par chauffage de la résine de conifère. Cette dernière aurait pu servir à imperméabiliser le récipient ou à parfumer la préparation d’un arôme résineux. Quant à la cire, elle aurait probablement eu pour fonction d’adoucir le goût de la boisson fermentée.

Enfin, pour l’étude du fourreau du couteau et de la ceinture (notamment au niveau de son agrafe de fermeture en fer), notre approche menée en collaboration avec le Centre de Recherche sur les Collections (CRC, CNRS/MNHN/MC UAR 3224) et le laboratoire de Spectrométrie de masse Biologique et protéomique (SMBP, LPC UMR8249, ESPCI, Paris), a été complétée par des analyses par spectrométrie de masse à haute résolution (MALDI-TOF-MS et nanoLC-ESI-FTMS). Ces méthodes omiques, essentielles pour la détermination taxonomique de micro-échantillons, ont révolutionné la caractérisation des mélanges organiques complexes en offrant une sensibilité et une précision accrues. Grâce à ces analyses protéomiques réalisées sur des micro-prélèvements fortement minéralisés, la présence de cuir a pu être confirmée et son origine bovine (taxon Bos taurus) a pu être précisée de manière univoque. Ce matériau dégradable a vraisemblablement été préservé par la proximité d’éléments métalliques d’ornementation, tels que les fils du décor damasquiné du fourreau.

Grâce à ces analyses moléculaires ciblées et une collaboration étroite entre scientifiques et restaurateurs du C2RMF ainsi qu’avec des laboratoires de recherche partenaires de pointe, l’étude des archéo-résidus organiques prélevés sur le riche mobilier de la tombe princière de Lavau a offert un nouvel éclairage sur les pratiques alimentaires, techniques et culturelles du tout début du second âge du Fer. Les résultats obtenus ont permis de faire parler des traces de matières exceptionnellement préservées, parfois invisibles à l’œil nu, mais porteuses d’informations historiques majeures.