Les grottes sont un environnement particulier aux propriétés géophysiques singulières. C’est un milieu qui offre une conservation exceptionnelle et dans lequel s’inscrit, dans la matrice minérale, la marque du moindre geste qui y est réalisé. Assidument fréquentées au Paléolithique supérieur, de nombreuses cavités renferment des témoignages variés du passage des hommes. L’art pariétal est un des témoins, parfois spectaculaire, de cette fréquentation. D’autres vestiges (marques, objets, aménagements…) y sont aussi observables. Souvent moins visibles, moins spectaculaires car faisant entrer en jeu des éléments plus communs, l’intérêt de ces vestiges, dans la compréhension des comportements préhistoriques, a été reconnu tardivement dans l’histoire de la discipline. Parmi ces diverses traces d’activités humaines, et faisant suite aux travaux initiateurs sur le sujet (Bégouën et Clottes, 1981 ; Clottes 2007 et 2009), nous nous intéressons ici aux dépôts d’objets en paroi. Aucune étude approfondie et croisée à grande échelle de ce phénomène n’avait été conduite jusqu’ici. Les différentes matérialisations de ces gestes de dépôts, leurs constituants fondamentaux, les cultures et les territoires concernés ainsi que l’approfondissement de la connaissance des comportements humains en grottes ornées au travers de l’étude de ces gestes ont été les principaux axes de notre recherche.Nous avons ainsi identifié la présence de ces gestes de dépôts dans une quarantaine de sites ornés répartis sur l’espace franco-cantabrique durant tout le Paléolithique supérieur. Nous avons essentiellement basé la construction de notre méthode d’étude et notre analyse sur l’étude exhaustive et contextualisée de ces dépôts dans six sites français : Blanchard, Foissac, Gargas inférieure, Gargas supérieure, Le Mammouth et Le Pigeonnier. La priorité était pour nous de proposer une lecture interprétative des comportements à l’origine de ces dépôts. La matière dure animale (à l’état de fragments), et dans une moindre mesure le silex et l’ocre, sont les éléments essentiellement constitutifs de ces dépôts. Les résultats montrent que ces derniers sont omniprésents dans les grottes ornées. Ils ne sont cependant pas tous en tout point comparable. Nous avons pu mettre en évidence différentes catégories de gestes de dépôts. La plupart sont intentionnels mais sous-tendus par des motivations distinctes (symbolique, pragmatique, personnelle…). Nous avons identifié quatre pratiques symboliques où le dépôt est un medium permettant une connexion (« reliance ») avec l’Invisible par l’intermédiaire de la paroi-réceptacle.Ces pratiques (très fréquemment observées au Magdalénien et au Gravettien) sont des comportements symboliques fondamentaux qui motivent la fréquentation des cavités par ces populations préhistoriques durant tout le Paléolithique supérieur. Elles sont intimement reliées aux modes de vie, aux traditions culturelles et à la cosmogonie des sociétés préhistoriques. Ces pratiques préhistoriques peuvent être envisagées selon l’idée d’une possible affiliation à certains des grands universaux qui participent du fonds commun symbolique, et même spirituel, de l’humanité. / Caves are a particular environment with singular geophysics properties. It is an environment which offers an exceptional preservation and in which registers, in the mineral matrix, the mark of the slightest gesture which is realized there. Assidument frequented in the upper Palaeolithic, numerous cavities contain varied vestiges of the human passage.The parietal Art is one of the marks, sometimes spectacular, of this frequentation.Other vestiges (marks, objects, arrangements…) are there also observable. Often less visible, less spectacular because using more common elements, the interest of these vestiges, in the understanding of the prehistoric behavior, was late recognized in the history of the discipline. Among these diverse tracks of human activities, and following upon the works initiators on the subject (Bégouën et Clottes, 1981 ; Clottes 2007 et 2009), we are interested here in the deposits of objects in rock face. No in-depth and crossed study on a large scale of this phenomenon had been led up to here.The various realizations of these gestures of deposits, their fundamental constituents, the cultures and the concerned territories as well as the deepening of the knowledge of the human behavior in decorated caves through the study of these gestures were the main axes of our research.We so identified the presence of these gestures of deposits in about forty decorated sites distributed on the French-Catabric space during all the upper Palaeolithic. We essentially based the construction of our method of study and our analysis on the exhaustive and contextualised study of these deposits in six French sites : Blanchard, Foissac, Gargas inférieure, Gargas supérieure, Le Mammouth et Le Pigeonnier. The priority was for us to propose an interpretative reading of the behavior at the origin of these deposits. The animal hard material (in the state of fragments), and to a lesser extent the flint and the ochre, are the essentially constituent elements of these deposits. The results show that these last ones are omnipresent in the decorated caves. They are not however all completely comparable. We were able to bring to light various categories of gestures of deposits. Most are deliberate but underlain by different motivations (symbolic, pragmatic, personal…). We identified four symbolic practices where the deposit is a medium allowing a connection (« reliance ») with the Invisible through the rock face - receptacle.These practices (very frequently observed in the Magdalenian and in the Gravettian) are fundamental symbolic behavior which motivate the frequentation of cavities by these prehistoric populations during all the upper Palaeolithic. They are intimately bound with the lifestyles, with the cultural traditions and with the cosmogony of the prehistoric societies. These prehistoric practices can be envisaged according to the idea of a possible affiliation in some of the big universals which participate in the symbolic common fund, and even spiritual, in the humanity.

Les matières colorantes sont des vestiges encore mal connus de nos jours. L'intérêt qu'elles suscitent tient à ce qu'elles sont susceptibles de révéler des pratiques techniques diverses et complexes, mais il tient aussi à leur forte potentialité à traduire des pratiques symboliques du fait de leur pouvoir colorant intense et des couleurs exploitées : le rouge et le noir qui sont encore aujourd'hui investis d'une forte valeur symbolique. Dans un contexte aussi particulier que celui de la transition entre le Paléolithique moyen et le Paléolithique supérieur, ces vestiges ont été mis au jour en abondance et demandent à être analysés pour restituer les modes de vie des derniers hommes de Neandertal. C'est sur le gisement châtelperronien de la grotte du Renne à Arcy-sur-Cure (Yonne), fouillé de 1949 à 1963 par André Leroi-Gourhan, que les nombreuses matières colorantes découvertes ont conduit à échafauder des théories concernant leurs transformations et leurs utilisations qui méritaient d'être éprouvées. En effet, il est supposé, depuis leur découverte, qu'elles ont fait l'objet d'un chauffage contrôlé qui visait à en modifier la couleur, le chauffage permettant de transformer les matières colorantes jaunes en orangées, en rouges et en violacés. De cette hypothèse découle la théorie selon laquelle les Néandertaliens ont exploité les matières colorantes en tant que pigment pour des réalisations symboliques, voire d'ordre esthétique, ce qui n'a pas encore pu être prouvé. Notre étude, fondée sur le croisement des données issues des analyses de la nature physico-chimique et pétrographique des assemblages de matières colorantes, mais aussi sur leur intégration dans le gisement, en association avec des structures d'habitat dont la conservation est exceptionnelle, et sur une série d'expérimentations visant à caractériser les poudres obtenues par différents moyens (broyage et concassage d'une part, abrasion d'autre part) ont permis de définir les choix techniques qui ont présidé à l'approvisionnement en matières colorantes dans tous les niveaux d'occupation châtelperroniens de la grotte du Renne. Il a ainsi été possible de démontrer qu'aucune des matières colorantes, rouges ou noires, n'a fait l'objet d'un chauffage préalablement à son utilisation, bien au contraire de ce qui avait été supposé jusqu'ici. Ces matières colorantes ont fait l'objet d'un approvisionnement raisonné auprès de formations géologiques affleurant ponctuellement à plus de 10~km et à environ 5~km de la grotte. L'exploitation de ces gîtes de matières premières colorantes a été la même durant toute la séquence châtelperronienne et s'est orientée préférentiellement vers des matériaux que l'on peut aisément réduire en poudre. Une partie était grossièrement réduite en poudre afin de recouvrir de grandes surfaces (sols, peaux de bêtes) dans le but de les assainir, alors qu'une autre partie des matières colorantes était destinée à des activités plus minutieuses nécessitant leur emploi sous forme d'une poudre fine, régulière et extrêmement colorante. Dans ce dernier cas, les Néandertaliens de la grotte du Renne ont entrepris d'exploiter ces produits en association avec le travail des matières osseuses (os et ivoire de mammouth) mais aussi pour leur couleur. L'assemblage des matières colorantes de la grotte du Renne révèle un profond ancrage des connaissances et de la compréhension des multiples propriétés et qualités des matières colorantes intensément mises à profit de telle sorte que le gisement châtelperronien était tout de rouge et noir et la chaîne opératoire qu'il été possible de restituer relève d'inventions techniques abouties, très élaborées dans leur genre pour l'état des observations ingénieuses, des découvertes et donc de la pensée qu'elles supposent et des capacités dont elles témoignent. / Despite an increasing number of studies, colouring materials are still poorly understood among excavation remains. Their attraction lies in their capacity to bring to light diverse and complex skills, but also in their intense colouring power and their contrasting colours: red and black, which still possess a symbolic value. These highly-symbolic materials may, therefore, highlight the “conceptual” practices of prehistoric men and give access to their symbolic world and thought. In such a particular context as the transition between the Middle and the Upper Palaeolithic, these remains, which are very abundant in most excavations, offer the possibility, through analysis, to get an exceptional insight into the way of life of the last Neanderthals. The Châtelperronian site of the “Grotte du Renne”, in Arcy-sur-Cure (Yonne), is a landmark. It was excavated beween 1949 and 1963 by André Leroi-Gourhan: Numerous colouring materials were discovered there, and Leroi-Gourhan developed theories about their transformation and uses which so far have not been tested, and have remained unchallenged. Since their discovery, the assumption is that those minerals were heated in a controlled way, in order to modify their colour. It is indeed well-known that heat transforms yellow materials (iron oxides) in orange, red or purple materials (other iron oxides). From this hypothesis originates the theory according to which Neanderthals exploited colouring materials as pigments for symbolic or even aesthetic purposes. But the theory has so far never been proved true. Our study combines several sets of data, obtained from different methods. Physico-chemical and petrological analyses were carried out on the colouring materials. These data were related to their location on the site, in association with exceptionally well preserved “hut” structures. Furthermore, a series of experimentations, aimed to characterize powders obtained via different methods (grinding and crushing on the one hand, abrasion on the other hand). The comparison of all these data enabled us to identify the various technical choices which informed the supply in colouring minerals in all the Châtelperronian levels of the Grotte du Renne. It was thus possible to demonstrate that none of these materials, either red or black, was heated before being used, contrary to what had been assumed so far. The supply in colouring materials was as carefully organised as for other materials (flint, for example); they were collected in geological formations occasionally showing on the surface, at more than 10 km from the cave. The exploitation of these geological sites did not vary during the whole Châtelperronian period, and privileged materials which can easily be ground into powder. Part of their supply was ground coarsely in order to cover large surface areas (soils or hides) as preservative or to clean them up. The remaining materials were destined to more meticulous activities, which required a fine, regular, and highly-colouring powder. In this latter case, the Neanderthals of the Grotte du Renne used those products when working on bone materials (bone or mammoth ivory), and used them also for their sheer colour. The set of colouring minerals from the Grotte du Renne reveals Neanderthals’ in-depth knowledge of materials; they understood perfectly well their properties and qualities, and used them extensively, so that the Châtelperronian site must have been a literally dazzling sight, all red and black. The “chaîne opératoire” which transpires from our analysis shows very sophisticated techniques, and an advanced “technological” knowledge. They are witness to surprising capacities and a highly-evolved pattern of thought. Keywords: Colouring materials; Ochre; Haematite; Manganese; Middle/Upper Palaeolothic transition; Châtelperronian; Arcy-sur-Cure; Grotte du Renne; Heating; Grinding; Skhul; Les Maîtreaux; Combe Saunière.

À la fin du Solutréen supérieur, un groupe particulier, le Salpêtrien, se développe en Languedoc (France) autour de 19000 BP. Défini en 1964 par Max Escalon de Fonton à la grotte de la Salpêtrière (située près du Pont du Gard), le Salpêtrien est actuellement connu par deux autres gisements préhistoriques : La Rouvière à Vallon-Pont-d'Arc (Ardèche) et Cadenet à Gaujac (Gard). La définition de cette entité culturelle repose sur l'absence de la retouche plate solutréenne et la focalisation de la production sur un outil spécifique : la pointe à cran à retouche abrupte de type méditerranéen. <br />Ce travail tente d'apporter un regard technologique sur les méthodes de débitage, grâce à l'analyse de l'ensemble des témoins lithiques conservés dans les sites du Solutréen supérieur et du Salpêtrien ancien en Languedoc. La structuration technique de l'industrie salpêtrienne et les objectifs de débitage sont ainsi clairement définis. Le rapport qu'entretient le Salpêtrien avec le Solutréen est éclairci du point de vue technologique. <br />L'analyse fournit donc des éléments supplémentaires quant à la caractérisation du Salpêtrien. Elle nourrit également le débat sur la filiation culturelle entre Solutréen supérieur et Salpêtrien en Languedoc, mais aussi à l'échelle de l'Europe méditerranéenne.

Les structures de combustion constituent un témoin de la fréquentation humaine et leur étude permet d'appréhender un aspect du mode d'occupation d'un lieu donné. Ainsi, pour compléter les approches classiques qui s'intéressent à la typologie des foyers, à la fréquence des feux, à la nature des combustibles, etc., une caractérisation thermique de ces structures a été proposée. Elle s'appuie sur les impacts thermiques enregistrés par les sédiments soumis aux feux et s'intéresse plus précisément à la manière dont les modifications des propriétés de thermoluminescence (TL) et de magnétisme avec la chauffe pourraient être utilisées pour comprendre l'histoire thermique de ces vestiges. Le site‐laboratoire est celui de la grotte de Fraux (Dordogne), occupée à l'Âge du bronze. Les archéologues s'interrogent sur son statut et son mode d'occupation puisqu'elle présente tant des vestiges domestiques (sols de circulation, foyers, mobiliers) que des vestiges symboliques (manifestations pariétales, dépôts de mobilier). La place importante des foyers parmi ces vestiges a induit une étude spécifique de ces structures. En effet, ce site recèle plus d'une soixantaine de structures de combustion et, aspect important pour notre approche archéométrique, présente un état de conservation exceptionnel puisque la grotte est restée fermée depuis l'occupation de l'Âge du bronze. L'étude de certains foyers de la grotte des Fraux a permis de tester le potentiel de paléothermomètres fondés sur deux propriétés indépendantes : la TL des grains de quartz et le magnétisme des oxydes de fer contenus dans les sédiments. Le paléothermomètre TL a été élaboré en comparant les signaux TL d'échantillons provenant de foyers archéologiques à ceux de références thermiques chauffées en laboratoire. Pour le magnétisme deux pistes ont été exploitées : les températures de déblocage de l'aimantation rémanente et l'évolution de la signature magnétique (minéralogie et taille de grain) avec la chauffe. La détermination des paléotempératures atteintes par les sédiments substrats des structures de combustion apporte une première indication sur leur intensité de chauffe. Afin d'étalonner ces informations paléothermométriques en termes de dépense énergétique, des feux expérimentaux ont été réalisés. Ils ont permis de comparer les impacts thermiques entre feux archéologiques et feux expérimentaux, de construire un échantillonnage d'histoire thermique connue, mais aussi d'estimer les températures atteintes, les épaisseurs de sédiments affectés, les quantités de combustibles consommés pendant un temps donné... Ces expérimentations ont aussi servi de base à une modélisation de la propagation de la chaleur dans les sédiments. Les simulations effectuées dans ce modèle numérique permettent alors d'estimer un temps minimal de fonctionnement des structures de combustion. Combinée avec les paléotempératures, cette information permet une évaluation de l'énergie mise en jeu. Le couplage de la caractérisation TL et magnétique de sédiments des foyers archéologiques ainsi que de la modélisation numérique des transferts de chaleur, fournit un nouvel outil complémentaire des approches existantes pour comprendre les foyers archéologiques.

La grotte de Lascaux (inscrite au patrimoine mondial de l’UNESCO et l’une des plus connues au monde) nécessite, dans le cadre de sa conservation et suite aux aléas subis depuis sa découverte, une attention particulière tant pour elle-même que pour son environnement. L’utilisation d’une méthode géophysique, la Tomographie de Résistivité électrique (TRE) qui est une méthode non intrusive par excellence, est donc proposée pour la reconnaissance du milieu karstique l’environnant.Un suivi temporel par TRE a été mise en oeuvre pour caractériser l’amont hydraulique de la grotte et surveiller la variation temporelle de la résistivité des terrains. A l’aide d’analyses statistiques, et en couplant les données microclimatiques aux résultats d’un suivi temporel de vingt-deux mois, nous avons montré la capacité de ce type de mesures à caractériser l’environnement épikarstique de la grotte, particulièrement les zones d’alimentation et celles permettant l’infiltration des eaux pluviales. Une modélisation du débit d’un écoulement situé à l’entrée de la grotte est proposée à partir des données de résistivité dans la zone d’alimentation identifiée au cours du suivi. Ce modèle a la capacité de prédire les arrêts et les reprises des écoulements dans la grotte, éventuellement des évènements journaliers.A partir des données de résistivité issues d’une prospection 3D du site, des modélisations géostatistiques par krigeage ordinaire et par indicatrice ont été effectuées permettant des représentations spatiales en fonction de la résistivité des terrains. Ces modèles se sont révélés extrêmement instructifs par l’imagerie de l’environnement karstique de la grotte de Lascauxqui en a résulté. Les limites des formations détritiques et des calcaires sont identifiées à l’est et l’ouest du site. A l’intérieur des calcaires, on retrouve, bien sûr, les anomalies conductrices déjà identifiées au cours du suivi temporel mais aussi leur extension spatiale. Ainsi, on a pu mettre en évidence la continuité spatiale de certaines anomalies.Le suivi temporel par TRE a permis la compréhension de la structure et du fonctionnement de l’alimentation de l’épikarst. Les modèles géostatistiques 3D ont montré leur efficacité pour la caractérisation de l’environnement de la grotte. Les résultats aideraient à proposer des conseils pour la protection du milieu environnant la grotte et ainsi pour la préservation de cette dernière. / The Lascaux cave, one of the most important prehistoric caves in the world, located in Dordogne (24, France) needs particular attention both for itself and for the environment interms of conservation and vulnerability since its discovery. Geophysical methods in particular Electrical Resistivity Tomography (ERT) enable us, in a non-invasive way, to monitor the karsticenvironment.A Time-Lapse monitoring by ERT was carried out next to the cave. Together with analysis of the local effective rainfall (ground water recharge) and the flow in the cave, the monitoringhelped us to identify an area where upstream underground water is probably stored e.g. arecharge zone. There is a large electrical contrast between the surrounding limestone and theprobable recharge zone. Then, a multivariate analysis through the resistivity values allowed usto characterize the model blocks, showing a specific behavior over time, especially the blockswith the lowest electrical resistivity. A prediction model of the flow in relation with the recharge zone succeeded to predict the beginning and the end of flow, even the daily event withextremely high value of flow.In order to visualize the environment in 3D condition, a geostatistical modelling was then applied to the resistivity values. The geostatistical models can emphasize the limit betweenthe limestone promontory and the clayey/sandy formations to the east/west part of the site. In the limestone promontory, the models also showed the possible connection between theanomalous conductive areas that may have a special consequence in this karstic environment.The Time-Lapse monitoring by ERT allows us to understand the karstic structures andrecharge phenomena. The 3D geostatistical modeling showed efficiency for the characterization of the cave environment. Those results can help to provide advices for the cave preservation.

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Les spéléothèmes constituent une des rares archives continentales susceptibles de fournir des enregistrements à haute résolution de la variabilité climatique, datés de manière fiable. Cependant, ceux développés en contexte archéologique n'ont jamais fait l'objet d'études approfondies. L'objectif principal de ce travail est de tester leur potentiel informatif. Des spéléothèmes du stade isotopique 5, formés en entrée de cavités et intercalés dans des séquences archéologiques (Coudoulous et Bourgeois-Delaunay), ont fait l'objet d'analyses radiochronologiques, pétrographiques, chimiques et isotopiques. L'utilisation de la méthode de datation U-Th par TIMS a permis d'améliorer le calage chronologique des épisodes de concrétionnement et d'affiner la chronostratigraphie des gisements. Un continuum de structures cristallines a été identifié et mis en relation avec les conditions de précipitation de la calcite et avec le signal du δ13C. Les variations du δ13C et du δ18O enregistrées par les spéléothèmes ont été analysées à haute résolution et comparées avec les enregistrements d'autres archives climatiques. Elles ont été principalement influencées par la température. Des événements climatiques de courte durée ont été mis en évidence et un enregistrement très détaillé a été obtenu pour le SIO 5e. Cette étude démontre que les spéléothèmes d'entrées de grottes peuvent être exploités pour reconstituer les paléoenvironnements régionaux et pour préciser le cadre chronologique des occupations préhistoriques. Ils sont donc susceptibles de participer à la résolution des problèmes de corrélation de site à site et d'apporter des éléments de discussion aux thématiques traitant de l'influence de l'environnement sur les sociétés préhistoriques.