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Prospection sous-marine

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Prospection sous-marine

Message par Cyrille C. le Mar 20 Mai 2008, 23:55

La prospection sous-marine en Méditerranée



L’exploration sous-marine remonte à l’Antiquité avec les pêcheurs d’éponges qui plongèrent en apnée sous l’océan à la recherche de trésors enfouis issus de cargaisons de navires. Ils obéissaient à un unique règlement, qui stipule que la « mer est commune à tous », c’est-à-dire que tout ce qu’ils pouvaient y trouver leur appartenait. La prospection sous-marine se développa surtout, en dehors de l’enrichissement personnel, à des fins militaires, dont resurgissent nombre de témoignages relatant une grande condition physique employée par des plongeurs pour s’abotter des navires ennemis. Cependant, peu à peu, il y eu une volonté de connaître son histoire grâce à ces trésors. C’est ainsi que l’archéologie sous-marine se mit au service de l’histoire grâce aux méthodes de l’archéologie terrestre et à des techniques bien particulières, ce que nous allons voir à travers deux parties : la première consacrée à un bref historique de la prospection sous-marine de l’Antiquité à nos jours et une deuxième partie basée sur les méthodes de cette nouvelle discipline qu’est l’archéologie sous-marine.

I. Historique de la prospection sous-marine
1. La première prospection sous-marine : développement
des équipements


-Dès l’Antiquité, les premiers plongeurs durent mettre au point des systèmes pour pouvoir rester le plus longtemps sous l’eau, en quête d’un butin.

-C’est ainsi qu’Aristote (382-322 av) réalise des recherches sur la pression et ses dangers et détaille des outils comme des tubes employées pour respirer sous l’eau.
Sous Alexandre le Grand, apparaissent les premières cloches à plongeur constituées d’un tonneau étanche laissant une bulle d’air pour respirer.

-A la Renaissance, Léonard de Vinci invente les palmes et améliore les tubes et les masques de plongée. En 1430 apparaît la première tenue de scaphandre dans un manuscrit allemand (même si plusieurs essais avant).

-Aux XVII et XVIII siècles, les cloches se développent : en effet, Edmund Halley en réalise une très perfectionnée en 1690. Le plongeur prend place dans un vaste tonneau lesté dont l’air est régénéré, coiffé d’une cloche plus petite reliée à une grande par un tuyau, il peut rester sous l’eau près d’une heure sous 18m de profondeur.

-En 1797, Kleingert développe le premier véritable scaphandre qui permet de marcher sous l’eau, ce qui est une nouveauté. Il est amélioré en 1830 par les frères Deane et Augustus Siebe « père de la plongée ». Les premières ébauches de scaphandre autonome apparaissent en 1828 par l’inventeur français D’Angerville, appelé scuba, il permet d’inspirer l’air de bouteilles portées par le plongeur. En 1866, les français Benoit Mouquayrol et Auguste Denayrouze perfectionnent ce système d’air inspiré dans des bouteilles grâce à un équipement permettant d’avoir l’air sous une pression choisit. Le véritable scaphandre autonome, basé sur les précédentes découvertes est opérationnel en 1943, avec Gagnan et Cousteau, qui donne une complète liberté à l’homme sous l’eau.

-Grace à tous ces équipements, les premières missions officielles s’organisent au XX et inaugurent la naissance de l’archéologie sous-marine : en 1900 au large de l’île crétoise d’Anticythère, des pêcheurs y avaient découvert des statues mais cette fois-ci, les autorités sont intervenues pour éviter les pillages habituels. En 1907 au large de Mahdia en Tunisie, le directeur des Antiquités intervient pour organiser des fouilles sur une épave antique.
Cependant, ces missions restent encore destructrices car les archéologues ne participent pas aux fouilles sous-marines donc cela donne des interprétations parfois erronées. Les archéologues y participent seulement en 1960, avec des techniques qui se développent encore plus et c’est à ce moment que l’on considère l’archéologie sous-marine comme discipline scientifique.

2. La prospection sous-marine aujourd’hui

L’archéologie sous-marine intervient sur deux types de fouilles :
-les épaves qui sont en très grand nombre puisque l’on en compte près 650 vers les cotes méditerranéennes. Ces épaves nous informent du commerce maritime, de l’architecture navale, des méthodes de navigation et des échanges commerciaux grâce aux objets conservés par l’eau. Ces épaves sont des sites « fermés » car elles sont des entités homogènes temporellement figées.

-On trouve également des sites entièrement engloutis dit sites « ouverts » ou « à accumulation » qui regroupent des objets datant de plusieurs siècles donc difficile à étudier et à interpréter. Les archéologues cherchent alors à reconstituer l’histoire des lieux.

-Le milieu sous-marin reste hostile à l’homme. On observe encore les problèmes de température, d’houle, de puissants courants et de profondeur qui reste le plus présent malgré de grandes évolutions techniques à cause d’accidents de décompression : le plongeur ne peut rester que 15mn à 30m s’il veut remonter à la surface sans observer de palier de décompression. S’il plonge pendant une heure, il devra rester 15mn à 6m et 30mn à 3m. À 40m, par exemple, la pression de l’azote provoque une diminution des réflexes et des capacités intellectuelles donc la durée et le nombre de plongées sont limités, ce qui entraine une prolongation des fouilles.

-Une fouille archéologique se doit d’être parfaitement organisée pour son bon déroulement : il faut définir le budget, obtenir une autorisation de fouille, régler les problèmes de paperasse, avoir un bon matériel et une équipe complète.

-Pour le matériel : le plongeur porte une combinaison isothermique protégeant du froid et des accidents mineurs et un gilet stabilisateur lui permettant de rester immobile et de réguler sa descente et sa remontée. Puis il est équipé d’un scaphandre avec des bouteilles et un détenteur qui régule l’air, de palmes, d’un masque (pourvu ou non d’un système de communication). De plus, il est attaché à une ceinture de lest et doit avoir avec lui les outils nécessaires à la fouille (pour noter, gratter, ranger, dessiner, faire des prélèvements). Un plongeur ne travaille donc jamais seul.

-La fouille sous-marine, parfois loin des côtes a pour base un bateau tout équipé, il possède un pont spacieux équipé d’une grue et d’un compresseur pour remplir les bouteilles d’air. Il peut y avoir des bateaux auxiliaires pour le transport et pour effectuer des sondages.

Pour travailler en profondeur, on trouve divers appareils comme :
-Les sous-marins aident énormément la prospection sous-marine car ils peuvent aller très profondément. On trouve le Rémora qui descend à 350m, habitable par une personne qui peut voir à travers un hublot grâce à un puissant éclairage.
-La soucoupe Cyana qui peut aller à 3000m habitable par trois hommes et dotée d’un bras et d’un panier pour effecteur des prélèvements alors qu’elle enregistre les informations du site.
-Le Nautile qui descend à 6000m qui permet d’intervenir indirectement grâce au procédé très avancé de la stéréophotogrammétrie qui reconstitue le site virtuellement.

-L’équipe est composée de spécialistes variés, entre 15 à 30 selon les missions, on trouve : des archéologues, des historiens, des conservateurs et restaurateurs, des spécialistes pour le moulage et l’estampage, des épigraphistes, des ingénieurs, des plongeurs spécialisés en archéologie, des photographes spécialisés au milieu sous-marin, un cuisinier et très souvent un médecin.

-Les recherches sont planifiées et les tâches réparties. Les plongées sont par groupe et dépendent des conditions météorologiques, les informations sont fournies aux autres groupes puis inscrites dans un carnet de fouille. Si le temps ne le permet pas, l’équipe travaille à la base sur les informations et choses trouvées.


Dernière édition par Séraphin le Mar 20 Mai 2008, 23:57, édité 2 fois

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Re: Prospection sous-marine

Message par Cyrille C. le Mar 20 Mai 2008, 23:55

II. Méthodes de recherche

Les fouilles sous-marines impliquent un véritable travail de protection et de conservation du site qui est investit. En effet, les archéologues doivent essayer de ne pas déranger sa disposition pour pouvoir déterminer le contexte dans lequel les vestiges sont trouvés. Tout cela permettra éventuellement, à posteriori, de se prononcer sur leur provenance.
Pour cela, différentes méthodes de recherche d’éléments immergés sont utilisés. Elles combinent à la fois des procédés anciens et des technologies beaucoup plus récentes. Nous allons les détailler.
→La première phase de recherche concerne les documents d’archives. Ils nous renseignent essentiellement sur les épaves grâce, par exemple, à des journaux de bord ou encore à des lettres de voyageurs. Cependant, ils ne sont pas toujours fiables.
→Dans un deuxième temps, les archéologues ont recours à des systèmes de détection. Il en existe de deux sortes : les méthodes visuelles et celles acoustiques et magnétiques.

→Tout d’abord, nous allons traiter de la prospection visuelle.
● On peut, dans un premier temps, se fier à un plongeur qui, remorqué à l’arrière d’un bateau scrute le fond marin. Il est accroché à une planchette disposant de deux poignées qui lui permettent de contrôler sa profondeur. Une zone aux dimensions relativement importante peut ainsi être inspectée.
● L’utilisation de la photographie aérienne est également de mise pour la prospection sous-marine. Néanmoins, on ne peut y avoir recours que lorsque l’eau est très claire et qu’il s’agit de trouver des vestiges situés à faible profondeur (4mètres au max.).
● Enfin, une caméra sous-marine reliée à un navire s’avère être un moyen efficace. Les archéologues suivent son cheminement grâce à un écran de contrôle installé dans le bateau. Elle donne la possibilité d’observer des lieux très profonds.

→ Nous passons ensuite aux méthodes de prospection acoustique et magnétique.
Ce sont des techniques d’analyse géophysique qui vont mettre en évidence les discontinuités -appelées aussi anomalies- des paramètres mesurés comme le champ magnétique ou la réponse acoustique des terrains.
● Le premier outil dont on peut se servir est le magnétomètre. Le principe c’est qu’une bobine tourne dans un champ magnétique (celui que l’on veut étudier) et produit, de cette manière, un courant électrique que l’on mesure grâce à la fréquence de résonance d’un noyau d’atome qui varie selon l’intensité du champ. On peut aussi avoir recours à la R.M.N. : la résonance magnétique nucléaire. Elle repose sur le principe d’une double résonance magnétique de protons et d’électrons. Ces anomalies magnétiques peuvent être associées aux anomalies géologiques naturelles. La discrimination entre ces deux types d’anomalies est fondée sur la très haute sensibilité des magnétomètres. Parfois aussi sur la mesure du gradient magnétique local entre deux capteurs tractés simultanément. Ce gradient mètre réduit en temps réel les variations temporelles du champ magnétique terrestre. Ainsi, il rejette une grande part des anomalies géophysiques ce qui permet de détecter les vestiges archéologiques.
● Pour la prospection acoustique, on peut parler du sonar à balayage latéral qui délivre une image acoustique du fond marin sur une bande de 50à 150m de chaque côté du bateau. Il va donc mettre en évidence tous les objets proéminents (rochers ou vestiges archéologiques) reposant sur le fond. Les magnétomètres seront ensuite utilisés pour déterminer si ce sont des cibles magnétiques ou non. Grâce à tout cela, il sera possible de réaliser une mosaïque du site étudié.
● Il y a ensuite les échosondeurs qui vont permettre d’obtenir une carte bathymétrique précise (qui recense la profondeur) du relief sous-marin.
● Les archéologues ont également la possibilité d’utiliser le G.P.S. pour déterminer des positions géographiques qui seront enregistrées dans le système informatique d’acquisition et de traitement dont le bateau de prospection est équipé.
● Enfin, il existe un autre système de positionnement cette fois acoustique qui est fondé sur l’émission régulière d’un signal acoustique à partir d’un transmetteur vers un récepteur immergé fixé au navire.

De façon plus concrète, on peut résumer tout cela en l’appliquant plus directement aux fouilles archéologiques sous-marines. Donc, on a tout d’abord la taille de la zone de recherche : elle dépend du contexte historique de l’évènement ainsi que des résultats de l’investigation en archives. Elle peut aller de quelques km² à de très grandes étendues. On va ensuite mesurer les caractéristiques physiques du site grâce à la prospection géophysique avec les différents outils que nous avons détaillés.
Un navire attribué aux archéologues (catamaran ou zodiac) est équipé des instruments de mesure et de systèmes informatiques d’acquisition et de traitement. Il va parcourir toute la zone de recherche par des lignes droites et parallèles, appelées profiles, espacées de 30 à 80m suivant la profondeur, la taille et la nature des vestiges à découvrir. Il tracte les magnétomètres et le sonar à balayage latéral en surface dans des zones de faible profondeur, immergés quand il s’agit d’eau plus profonde. Grâce au système de positionnement acoustique, on connaît en temps réel leur position.
Toutes les données reçues sont enregistrées et analysées toujours en temps réel. Grâce à toutes ces informations, on obtient les premières cartes bathymétriques et magnétométriques. Ensuite, une première prospection visuelle est réalisée par des plongeurs ou des robots pour identifier les anomalies repérées.
Plus précisément tout cela a pour but d’établir une cartographie exacte du site étudié, pour obtenir une idée d’ensemble de ce dernier et bien sûr pour choisir les zones à fouiller.
Les premiers plongeurs exécutent comme on l’a dit une vérification des vestiges. Ils déterminent s’ils sont réellement intéressants. Puis, une carte des artefacts visibles est réalisée : ces informations seront confrontées aux résultats de la prospection géophysique. On peut ainsi établir une carte complète de la zone.
Après avoir localisé les différentes zones de fouilles, ces dernières peuvent débuter. Les plongeurs archéologues commencent tout d’abord par déblayer le terrain pour le débarrasser de la végétation et des blocs de sédiments qui le recouvrent. Ils utilisent ainsi une lance à eau dont le puissant jet effacera rapidement les traces de sédiments. On peut également avoir recours à une suceuse pour dégager de trop importantes zones de sable : c’est un énorme tube qui va l’aspirer et le rejeter plus loin.
La mise en place du carroyage est alors effectuée de la même façon que sur terre. Néanmoins, on peut noter l’utilisation d’un carroyage mobile, moins dangereux pour les plongeurs s’ils se prennent dans les fils.
Une dernière opération de nettoyage a lieu dans chaque carré. Il faut faire attention à ne pas déranger les petits éléments comme les tessons. A mesure que le plongeur dégage les vestiges, il relève leur emplacement et leur position. Ceux-ci sont reproduits au crayon à papier sur une ardoise en plastique recouverte d’une feuille de polyester transparente. Elle est appelée « minute de fouille ».
Tous les objets vont être dotés d’une étiquette sur laquelle figure leur position, altitude et élévation mais aussi leur orientation en degré comme l’inclinaison.
On peut également utiliser la méthode de la triangulation : trois décamètres sont mis en place, une extrémité attachée à un point fixe. D’un autre côté, trois piquets sont positionnés grâce au GPS. Les décamètres sont alors tendus de chaque piquet vers le point à relever. Les distances sont notées sur la feuille du plongeur, qui, une fois à bord, reportera à l’aide d’un compas ces trois distances sur un plan. Les trois arcs de cercle se coupent en un point qui correspond à l’objet.
Souvent un photographe accompagne les plongeurs : ses photos sont les seuls témoins réels de l’état du site.
Tous les vestiges particuliers tels que des statues ou des chapiteaux de colonnes sont remontés pour être dessinés. On note leurs dimensions : longueur, largeur, hauteur. S’ils sont vraiment très volumineux, les archéologues utiliseront une grue pour les remonter à la surface.
Quant aux éléments de petite taille, ils sont placés dans des pochettes en plastique ou des sacs de nylon portant des étiquettes pré-imprimées avec un code d’identification. Ils seront ensuite déposés dans des caisses lestées de plombs qui seront remontées à la surface.
Après avoir fouillé les zones concernées, un travail de reconstitution est exécuté à la surface. Les minutes de fouille sont assemblées comme un puzzle. C’est un plan du site qui se construit. On obtient ainsi une vue d’ensemble. C’est ce qui constitue la base du travail des scientifiques.

Pour conclure, on peut dire que la prospection sous-marine est une discipline complexe qui requiert de nombreux outils et qui a donc besoin de financements importants. Elle permet tout de fois de reconstituer des pans entiers de l’histoire ce qui est exceptionnel.
On peut citer l’exemple des Trésors engloutis d’Egypte (exposition au Grand Palais, 2007), fouilles menées par Franck Goddio qui sont les découvertes les plus récentes et spectaculaires : on a retrouvé les cités de Canope orientale et d’Héracleion au large d’Aboukir en Egypte. De nombreux documents attestaient de leur existence mais il fallut attendre le développement des nombreuses techniques que nous vous avons présentés précédemment et la grande implication des archéologues pour dévoiler l’histoire de cette région de l’Egypte antique.

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