Paléobotanique et analyse pollinique : reconstituer les environnements anciens
Ce que les habitants d'un site archéologique mangeaient, quelles plantes ils cultivaient, quel paysage les entourait — toutes ces informations peuvent être reconstituées à partir des restes végétaux microscopiques et macroscopiques conservés dans les dépôts archéologiques. L'archéobotanique et la palynologie sont deux disciplines complémentaires qui reconstituent la relation des sociétés humaines avec le monde végétal à travers les temps.
L'archéobotanique : les macrorestes végétaux
L'archéobotanique étudie les macrorestes végétaux conservés dans les sites : graines, fruits, bois, feuilles, tiges, écorces. La plupart de ces restes ne se conservent que lorsqu'ils ont été carbonisés (par le feu) ou gorgés d'eau dans des conditions anaérobies (puits, fosses, milieux lacustres). Des techniques de flottation — faire passer la terre de fouille à travers des tamis fins dans l'eau — permettent de récupérer les graines et autres petits restes végétaux qui échapperaient à la fouille normale.
Ces restes donnent des informations directes sur les plantes cultivées et consommées (espèces de céréales, légumineuses, fruits), les plantes utilisées comme combustible ou matériau de construction, les mauvaises herbes associées aux cultures (qui renseignent sur les pratiques agricoles), et les conditions de stockage et de traitement des denrées.
La palynologie : les pollens et les spores
Le pollen des plantes est produit en quantités immenses et se conserve extraordinairement bien dans des conditions humides et acides — sédiments de lacs, tourbières, dépôts de marais. Les grains de pollen ont une morphologie caractéristique de l'espèce végétale qui les a produits, de sorte qu'on peut identifier les plantes présentes dans un paysage à partir de l'analyse de leurs pollens. La palynologie consiste à extraire, identifier et compter les grains de pollen dans des carottes sédimentaires, puis à reconstruire les flores passées et leurs changements au fil du temps.
Des profils polliniques de carottes lacustres peuvent couvrir des milliers, voire des dizaines de milliers d'années, et révéler les changements de végétation liés à des modifications climatiques ou à des interventions humaines. L'apparition de pollens de céréales cultivées dans un profil pollinique indique la mise en culture de la région à cette date. La diminution des pollens d'arbres accompagnée d'une augmentation de pollens de plantes herbacées indique la déforestation. Ces signaux permettent de dater et de localiser les premières agricultures, les phases de défrichement, les changements d'utilisation des terres.
Applications en archéologie
Les grandes reconstructions de la végétation néolithique d'Europe reposent en grande partie sur la palynologie. L'expansion de l'agriculture depuis le Proche-Orient vers l'Europe a été retracée grâce à l'apparition successive des pollens de céréales dans les profils polliniques de lacs européens, depuis les Balkans (vers 6500 av. J.-C.) jusqu'aux îles Britanniques (vers 4000 av. J.-C.).
Des exemples notables incluent la reconstitution de la végétation entourant Stonehenge aux différentes phases de sa construction, montrant une alternance de phases de défrichement et de régénération forestière. La déforestation des îles de Pâques avant l'arrivée polynésienne et sa disparition progressive sont documentées par les pollens d'arbres dans les sédiments du lac Rano Raraku. Les crises agricoles précédant l'effondrement maya ont été identifiées par des profils polliniques de lacs du Peten.
Les phytolithes
Les phytolithes sont des corps de silice précipités dans les cellules végétales. Contrairement aux pollens, ils se conservent dans des conditions où les matières organiques se décomposent — sols arides, dépôts calcaires. Leur morphologie permet d'identifier les familles végétales, et parfois l'espèce. En Afrique subsaharienne et au Proche-Orient, les phytolithes de graminées ont permis de retracer les débuts de la domestication du millet et de l'orge dans des contextes où la conservation organique est médiocre.
L'analyse des isotopes du carbone dans les plantes
Les plantes fixent le carbone atmosphérique selon des voies biochimiques différentes (C3 et C4) selon leur métabolisme. Ces différences se reflètent dans les valeurs isotopiques du carbone de leurs tissus. En mesurant les isotopes du carbone dans des dents humaines ou dans des os, on peut estimer la proportion de plantes C3 (blé, orge, riz, légumineuses) et C4 (maïs, millet, sorgho) dans l'alimentation d'un individu. Cette méthode a permis de tracer la diffusion du maïs dans les Amériques et son importance croissante dans les régimes alimentaires précolombiens.
L'anthracologie : l'étude des charbons de bois
L'anthracologie est la branche de l'archéobotanique qui étudie spécifiquement les charbons de bois récupérés dans les foyers, les fours et les couches de combustion. Les charbons, produits par la carbonisation du bois de chauffage ou de construction, conservent l'anatomie microscopique du bois et permettent d'identifier les espèces utilisées comme combustible. Ces données révèlent à la fois la végétation ligneuse disponible localement et les préférences humaines dans le choix des combustibles.
En combinant les données anthracologiques de plusieurs sites d'une même région sur de longues périodes, les chercheurs peuvent reconstituer l'évolution de la composition forestière locale — une information complémentaire à la palynologie, dont elle diffère par l'échelle spatiale (la palynologie reflète la végétation sur des dizaines de kilomètres, l'anthracologie sur quelques kilomètres autour du site).
L'étude des graines de mauvaises herbes
Un aspect peu connu de l'archéobotanique est l'analyse des mauvaises herbes associées aux cultures. Les assemblages de graines retrouvés dans les sites archéologiques ne contiennent pas seulement des espèces cultivées mais aussi des espèces adventices (mauvaises herbes) qui croissaient dans les champs. La composition de ces flores adventices est sensible aux pratiques agricoles : semis de printemps ou d'automne, labour profond ou superficiel, irrigation, fertilisation. Ces informations permettent de reconstituer les calendriers agricoles et les techniques culturales de sociétés dont aucun texte ne les décrit.
Des botanistes comme Karl-Ernst Behre en Allemagne ou Marijke van der Veen en Grande-Bretagne ont développé des méthodes d'interprétation de ces flores adventices qui ont transformé notre compréhension de l'agriculture médiévale et préhistorique d'Europe du Nord.
Les restes végétaux dans les milieux extrêmes
Dans les environnements extrêmes — déserts arides, pergélisols arctiques, tourbières boréales — la conservation végétale peut atteindre une qualité spectaculaire. Les sanctuaires désertiques d'Égypte et du Proche-Orient ont livré des fleurs, des graines et des textiles végétaux parfaitement préservés vieux de plusieurs millénaires. Les tourbières d'Europe du Nord ont conservé des corps humains complets avec des contenus stomacaux identifiables — le dernier repas de l'Homme de Tollund (Danemark, Âge du fer) a ainsi pu être reconstitué en détail à partir de son contenu stomacal : une bouillie de millet, d'orge et de graines d'adventices.
Ces contextes de conservation exceptionnelle constituent des fenêtres uniques sur la botanique alimentaire et économique des sociétés passées, fournissant des données d'une richesse que les sites ordinaires ne peuvent offrir.
À explorer sur la carte
Des sites dont les études archéobotaniques et palynologiques ont fourni des résultats importants — Çatalhöyük, les sites du Lac de Chalain en France, les lacs du Peten au Guatemala — sont répertoriés sur la carte.