Les microlithes sont retrouvés souvent en grand nombre dans les niveaux archéologiques attribués au Mésolithique. Dès leur découverte durant le dernier quart du XIXe, ils ont attiré toute l’attention des préhistoriens, d’une part, par leurs dimensions réduites et la variabilité de leurs formes dites parfois géométriques et, d’autre part, parce qu’ils étaient les seuls représentants de ce qui pouvait alors passer pour un outillage préhistorique au sein d’un assemblage lithique déconcertant et d’une industrie particulièrement pauvre en outillage osseux. Notre propre travail naît du constat que les classifications traditionnelles des microlithes attribués à la période Mésolithique ne sont pas suffisantes pour caractériser les systèmes techniques dont ils sont issus. Si ces classifications sans lien avec une réalité fonctionnelle précise ont servi à sérier le Mésolithique et à en décrire la variabilité géographique, la variabilité mise en évidence ne permet pas d’expliquer les dynamiques culturelles expliquant cette diversité des faits techniques. Nous avons donc appréhendé le microlithisme comme un équipement, plus précisément une partie d’un équipement vulnérant répondant à un besoin physico-technique fondamental pour les sociétés de chasseurs de l’Holocène, à savoir acquérir leurs ressources carnées. L’observation à la loupe binoculaire de l’ensemble de notre corpus nous a permis d’accéder à une vision très précise des caractéristiques morphologiques des supports et des méthodes de retouche. Celle-ci nous a conduite à proposer de nouveaux critères pour la classification morphotechnique des microlithes. En parallèle, nous avons mis en place une batterie d’expérimentations nous permettant de tester le piétinement, la fabrication et l’utilisation des armatures de projectile de ces objets. Ces tests nous ont permis de créer un modèle fonctionnel interprétatif de la fragmentation et de la dispersion des microlithes selon leur position sur la hampe. Ils nous ont également fourni la possibilité d’évaluer leur efficacité et leur rôle selon leurs caractéristiques morphotechniques. La dernière partie de notre travail est consacrée à un retour sur notre corpus archéologique. La synthèse de nos résultats permet d’établir un pont entre nos résultats expérimentaux et nos observations archéologiques de façon à proposer de nouvelles explications sur le fonctionnement des microlithes mésolithiques. / Microliths are often found in large numbers in archaeological layers attributed to the Mesolithic. Since their discovery in the last quarter of the nineteenth century they have attracted the attention of prehistorians, firstly because of their small size and the variability of their shapes – oftentimes described as geometric – and secondly because they were the only representatives of what appeared to constitute a prehistoric toolkit within a little understood lithic assemblage and a particularly meagre bone tool industry. Our own work originates from the observation that traditional classifications of microliths attributed to the Mesolithic period are not sufficient to characterize the technical systems that produced them. Even though these classifications were unrelated to a specific functional reality, until now they were used to classify the Mesolithic and describe its geographic variability. But they did not allow us to highlight the cultural dynamics explaining the diversity of technical artefacts. We thus approached the microlith as a piece of equipment, specifically a wound-generating tool which fulfilled a fundamental physical-technical need for the Holocene societies of hunters; namely that of acquiring meat. The minute observation of our entire collection of microliths using a stereomicroscope allowed us to acquire a clear understanding of the morphological characteristics of the supports and re-sharpening methods that were used. This led us to propose new criteria for the morpho-technical classification of microliths. In parallel, we have developed a series of experiments specifically designed to test the trampling, the manufacture and the usage of these objects as projectile arms. These tests allowed us to create an interpretive functional model of fragmentation and dispersion of microliths according to their position on throwing shaft. These tests also provided the opportunity of evaluating their effectiveness and their role according to their morpho-technical characteristics. The last part of our work is devoted to a re-analysis of our archaeological collection. The summary of our results allows us to establish a bridge between our experimental results and our archaeological observations to propose some preliminary explanations on the workings of Mesolithic microliths.

This thesis uses experimental archaeology as a method to discover the functional differences between Clovis and Folsom projectile points filtered through a behavioral ecology paradigm. Porcelain is used as a substitute for tool stone for its consistency and control value. The experiment was devised to find out which technology, Clovis or Folsom, was more functional, had a higher curation rate and contributed to increased group subsistence. Paleoindian tool technology transitions can be seen as indicators for adaptation triggered by environmental conditions and changes in subsistence. Folsom technology, when compared to Clovis technology, was functionally superior in performance, refurbishment and curation. Technological design choices made by Folsom people were engineered toward producing a more functional tool system as a sustainable form of risk management. The Clovis Folsom Breakage Experiment indicates that Folsom tool technology was specifically adapted to bison subsistence based on increased functionality and curation.

Selon les normes actuelles, les tubes d'arme sont conçus pour résister à la pression des gaz en utilisant les équations de la statique des milieux continus. Mais lors des tirs, les chargements auquel est soumis le tube sont extrêmement rapides, de l'ordre de quelques millisecondes. En effet, le projectile est poussé à travers le tube par la pression des gaz, à ce déplacement est associé la rotation du projectile provoquée par les rayures internes du tube. Le projectile est en contact avec le tube par sa ceinture qui assure une parfaite étanchéité des gaz par son diamètre légèrement supérieur à celui du tube. Ainsi des contraintes dynamiques sont générées par la pression des gaz et par le forcement de la munition. Le but de ces travaux est d'étudier les contraintes dans le tube lors des tirs. Afin d'évaluer les différents phénomènes, dans une première partie, de nombreux essais ont été réalisés sur des armes de moyen calibre. Ces essais ont permis de constituer une base de données sur les déformations circonférentielles du tube. Dans un second temps, un modèle par éléments finis a été développé à l'aide du logiciel LS-Dyna. Le front de pression et le projectile avec sa ceinture ont été simulés. Un modèle tridimensionnel a été choisi afin d'évaluer les contraintes dans le rayage du tube, zones de concentration de contraintes. La corrélation entre les essais et les résultats de calcul est excellente. En effet le pic de déformation dynamique du tube mesuré est très bien prédit par le calcul. Pour déterminer l'influence de ce chargement dynamique, un calcul de durée de vie a été réalisé. Les résultats montrent la nécessité de prendre en compte dans le dimensionnement des tubes d'arme : la pression des gaz et l'action du projectile sur le tube. / According to current standards, gun barrels are designed to resist the maximum firing pressure using static, continuous equations. But during the firings events, complex high speed loads and structural responses arised over very short times. The projectile is pushed towards the tube by the gas pressure, morover the engraving of the tube gives a rotational movement to the ammunition. The contact between the tube and the projectile is ensured by a band or obturator. This obturator had a diameter which is superior to the tube's calibre. Very high stresses are generated during the firing, due to gas pressure and the forcing action of the projectile. The aim of this work was to study the stresses in the tube durings firings. To evaluate firings phenomena, in a first part, many tests were made on medium calibre guns using various configurations. Circumferential strain measurements were obtained. In a second time, a finite element model was developed using the commercial code LS-Dyna. The moving pressure front and the projectile with its obturator were simulated. Three dimensional modeling was chosen in order to evaluate the stresses in the tube rifling where stresses concentration were located. The numerical prediction of the peak of strain measured when the projectile passed the strain gages were excellent. Experiments and calculations showed a peak of strains which was not taken into account in tubes design. To evaluate the impact of this phenomenom, a fatigue life-time study was carried on. The results demonstrated that gas pressure and dynamic coupled actions must all be taken into account in the fatigue design of gun tubes.

La maîtrise du comportement en vol d’un projectile est, en partie, conditionnée par la connaissance des coefficients associés à chaque effort aérodynamique. Différents outils sont utilisés dans l’industrie, tels que les codes numériques aérodynamiques ou les essais en soufflerie, afin d’obtenir une première estimation des coefficients en phase d’avant-projet. Il est ensuite nécessaire de vérifier la valeur des coefficients et de valider le comportement du projectile en vol au moyen de tirs instrumentés. Un outil automatisé est donc proposé afin d’identifier les coefficients aérodynamiques d’un projectile à partir des mesures issues d’un vol. La technique d’identification est pensée pour être applicable à une gamme la plus large de projectiles. Elle introduit un problème d’optimisation non linéaire en dimension finie. La fonctionnelle du problème contient deux termes : un terme d’écart entre les paramètres d’état et les mesures, de sorte à s’approcher au mieux des mesures et à les relaxer, et un terme de pénalisation prenant en compte les équations de la mécanique du vol. L’outil proposé est testé, pour un projectile de type flèche, avec des données simulées ou avec des données issues de tirs. Il permet l’identification des coefficients aérodynamiques recherchés. L’algorithme est robuste face au bruit et permet également la reconstruction d’une trajectoire débruitée. / The control of the flight behaviour of a projectile partly depends on the knowledge of the coefficients associated with each aerodynamic loading. Different tools are used in the industry, such as numerical aerodynamic codes or wind tests in order to obtain a first estimate of the coefficients during the stage of pilot study. It is then necessary to verify the value of the coefficients and to validate the behaviour of the projectile thanks to scored fires. An automated tool is consequently proposed in order to identify the aerodynamic coefficients of a projectile from flight data. The identification technique is designed so as to be applicable to the widest range of projectiles. It presents a nonlinear optimization problem in finite dimension. The functional of the problem contains two terms : the first one is a gap between the state parameters and the measurements, in order to approach the measurements at best and to relax them, and the second one is a penalization term which takes the flight mechanics equations into account. The proposed tool is tested, for a Kinectic Energy projectile, with simulated data or real flight data. It enables the identification of the searched out aerodynamic coefficients. The algorithm is robust in a noisy environment and also enables the reconstruction of a denoised trajectory.

Projectile points manufactured from antler, bone, ivory, and horn were a significant component of the Pleistocene hunter-gatherer’s weapons toolkit. While this situation appears to have been particularly the case for Upper Palaeolithic Europe where thousands of implements from Aurignacian to Azilian contexts have been recovered, elements of osseous technologies are increasingly being identified in Africa, Asia, Australia and North America. Projectile weaponry tipped with osseous raw materials therefore constitute a major dataset for the investigation of technological, subsistence, and social aspects of various and numerous Pleistocene populations. Having once been described as ‘impossible to evaluate’, investigation of maintenance and discard patterns for osseous projectile point assemblages has been severely neglected in the archaeological literature. As previous work has generally been restricted to qualitative descriptions of single artefacts exhibiting clear signs of rejuvenation or recycling, our knowledge of ‘the keeping’ of these toolkits is therefore extraordinarily limited. This thesis addresses this imbalance through beginning to build a robust methodology for investigating the maintenance, recycling, and discard of osseous projectile weaponry. More than 4,000 whole and fragmentary barbed and unbarbed osseous projectile points recovered from 25 Middle to Late Magdalenian sites located throughout France and southern Germany were examined, and through employing a multi-faceted approach incorporating metric analyses, statistics, use wear analysis, and the examination of contemporaneous depictions of weaponry, inter-site and inter-regional differences in maintenance and discard patterns were successfully identified. These results are discussed from a regional perspective in order to articulate these new data into interpretations of wider Magdalenian economic and social organisation.

Les noyaux riches en neutrons de la région de transition A~180-200 présentent de nombreux intérêts pour les physiciens nucléaires. Les meilleurs exemples d'isomérisme K sont prédits pour les noyaux situés du côté riche en neutrons de la vallée de stabilité. Ces noyaux sont par contre difficilement peuplés par des réactions nucléaires classiques. L'étude des décroissances gamma de ces isomères K fournit des informations de première importance sur l'évolution de la structure du noyau de la forme prolate à la forme sphérique dans la région de transition. La fragmentation du projectile s'est avérée une méthode puissante pour peupler des isotopes de noyaux lourds riches en neutrons, ceci avec des sections efficaces suffisantes pour pouvoir en faire la spectroscopie gamma. Les techniques de spectroscopie gamma utilisées auprès du Séparateur de FRagments (FRS) du GSI ont permis d'étudier les états isomériques K de noyaux de la région de masse A~190-200 dont les temps de vie s'étendent de quelques nanosecondes à quelques millisecondes. Ces isomères sont produits par fragmentation d'un faisceau de 208Pb à une énergie de 1 GeV/nucléon sur une cible de 9Be d'une épaisseur de 1.6 g/cm2. Les fragments sont séparés par le FRS fonctionnant en mode achromatique et identifiés grace à la méthode Brho-DeltaE-TOF. Les ions sont ensuite arrêtés par un stoppeur en aluminium. Les rayonnements gamma prompts et retardés émis en coincidence avec les ions implantés sont détectés par un dispositif composé de 4 détecteurs germanium trèfle segmentés d'efficacité photopic totale 6 %. Utilisant cette nouvelle technique expérimentale, ce travail a permis d'étudier de nouveaux isomères dans les noyaux riches en neutrons de la région de masse A=190-200. De nouveaux états isomériques K ont été identifiés dans les noyaux 190W et 197Ir. L'étude de leur décroissance a permis d'obtenir des informations nouvelles sur leur structure. Ce travail a aussi démontré l'efficacité de cette nouvelle méthode pour atteindre des états de haut spin : les états isomériques K=35/2- ont été peuplés dans les noyaux de 175Hf, 179W et 181Re. Les spins de ces états correspondent à la plus haute valeur jamais observée dans des réactions de fragmentation du projectile.

L'étude des états isomères est un outil important utilisé afin de recueillir des informations sur la structure des noyaux proches comme éloignés de la vallée de stabilité. Cette étude peut aussi être menée afin de comprendre le rôle des différents mécanismes de réaction dans le peuplement des états excités. Le dispositif expérimental associé au spectromètre LISE du GANIL nous a permis de mener à bien ce travail. Dans la première partie de ce travail, une expérience dont le but est l'observation et l'étude des isomères situés dans la région des noyaux riches en neutrons proches du 78Ni produits par fragmentation d'un faisceau de 86Kr est présentée. Dix états isomères de court temps de vie ont été mis en évidence et étudiés pour la première fois. Dans un deuxième temps, nous avons mené une étude sur le rôle du mécanisme de réaction sur le peuplement des niveaux excités pour différents spins et différentes énergies des noyaux produits par fragmentation d'un faisceau de 92Mo à 60 MeV/u. Lors de cette nouvelle expérience, les taux de production F d'isomères et les distributions en moment des fragments produits ont été mesurés. Une forte dépendance de F en fonction de la structure de l'isomère et du mécanisme de réaction a été observée pour la première fois aux énergies intermédiaires.

This thesis presents an investigation into Paleoindian projectile-point morphology. A goal of this research is to determine if evidence of a normative cultural manufacturing protocol can be identified on Clovis projectile points which can then be used to address research questions concerning Clovis point variability, and ultimately, the spread of this tool-form across North America. This paper addresses obstacles to behavioral investigations of stone tool morphology such as the effects of resharpening and raw material type on tool shape. I argue that a culturally normative process of manufacture was maintained throughout the life-history of Clovis projectile points which translated into a specific shape maintained to the time of exhaustion and discard. As an analytical tool, this study utilizes the geometric morphometric method to retain the geometry of each artifact throughout analysis by focusing on spatial covariation among landmarks uniformly found on each tool. This thesis investigates variability in 123 fluted projectile points from 23 archaeological sites in North America which met criteria meant to control for security of context in the archaeological record. Principle components describing the shape-variability inherent in this data-set were generated using geometric morphometrics and multivariate statistical analyses were employed to identify major factors of variability. This research concluded that Clovis projectile-point shape was determined by normative cultural behavior maintained throughout the life of the artifact and not the result of raw material type or resharpening processes. Therefore, the projectile-point variability found to be geographically patterned provided evidence of Paleoindian movement and the spread of tool form. Multivariate analysis of variance determined that a regional trend in variability was present. The distribution of within-site variance suggested that artifacts from sites in the West were very homogeneous while artifacts from Eastern sites were more variable. The multivariate cluster and discriminant function analyses also demonstrated a closer affinity between artifacts in the Southwest and Northwest than either has with the Northeast. The similarities in projectile point morphology between the Southwest and Northwest regions suggest movement beginning with a Southwest point of origin from which Pleistocene peoples may have carried their fluted point technology north and east.

The basis of this work is to find how varying the grain size of materials contained in sandbags (sand and crumb rubber) effects the ballistic penetration of the projectiles from both the 7.62x39mm (308-short), and 9mm Luger cartridges. The sandbags were stacked in a pyramidal stacking configuration according to military specifications in order to simulate a section of a sandbag barrier or redoubt as would be seen on the battlefield. The projectiles were fired at the targets, and the velocity and penetration data was recorded. The results concern both military and civilian applications alike. The 7.62x39 round was found to experience more fragmentation as grain size increased, and was also found to have, on average, the least amount of penetration into the largest grains. The 9mm round was found to suffer negligible deformation in all of the various sizes of materials, and when fired at the two types of materials, showed a steady trend of decreasing penetration depth with increasing grain size. The sand had a wearing effect on the projectiles leaving them scared or fragmented and deformed while the rubber kept the rounds in pristine condition.

Thesis (B.S.)--University of Wisconsin -- La Crosse, 2008. / Also available online. Includes bibliographical references (leaf [41]).