LA PRESQU'ÎLE DE MAREA - Les travaux du Centre d'Études Alexandrines

Prospection magnétique sur l'île de Marea

 
Valérie PICHOT

Méthode
Dix jours de prospection magnétique, effectués en deux fois (octobre 2004 et décembre 2005) ont permis de couvrir la presque totalité de la concession, à part les endroits non pratiquables en raison du lac et de la configuration du terrain : ce qui représente au total une surface de près de 5,3 hectares. Ces prospections ont été menées par Tomasz Herbich (IAE PAN : Institute of Archaeology and Ethnology, Polish Academy of Sciences). Le matériel employé se compose de deux gradiomètres de type Fluxgate (FM36) développé par Geoscan Research. Sa précision de 0.1 nT/m le rend apte à la recherche des vestiges archéologiques.
L'implantation du carroyage a été déterminée préalablement au travail de terrain en tenant compte des besoins de géophysiciens (dimension des carrés), de la topographie (présence du lac, obstacle potentiel...) et de l'orientation des structures déjà repérées (éviter que les orientations soient parallèles). Le carroyage, implanté par Cécile Shaalan (topographe du CEAlex), a été matérialisé au sol par des carrés de 20 m de côté composés de piquets en bois numérotés.
Le mode opératoire par carré consiste à prospecter d'un pas régulier le long de profils parallèles espacés d'une distance constante d'un mètre. (illustrations 1 et 2) Pour chaque profil, le gradiomètre acquiert donc les données en continu sur des distances constantes.

prospection magnétique, phase d'acquisition prospection magnétique, résultats
prospection magnétique, phase acquisition 2
Notes (figure 3) Légende (figure 3)
- Système de coordonnées planimétrique rattaché au système Kilométrique
- Système altimétrique rattaché au nivellement général d'Alexandrie
- Équidistance des courbes de niveaux : 50 cm
four fosse activité de forge structure en briques cuites
Four Fosse Zone d'activité de forge Structure en briques cuites
repartition images

1 et 2 - Phase d'acquisition de mesure en prospection magnétique sur la chaussée antique

3 - Résultat des prospections géophysiques 2003-2004 sur la partie nord de la concession

Résultats (illustration 3)
Plusieurs structures, de nombreux murs sont visibles en surface sur l'ensemble de l'île et la prospection magnétique a permis de compléter l'information partielle déjà visible sur le terrain.
L'image magnétique est très riche en informations : le plan du  quartier artisanal se dessine très clairement sur à peu près 1,7 hectare ; trois orientations majeures apparaissent et semblent correspondre à trois périodes chronologiques successives. De nombreuses anomalies ponctuent la carte magnétique. Parmi les anomalies plus ou moins circulaires certaines sont des signaux de fours, d'autres peuvent être des signaux de fosses, de puits.... D'autres anomalies importantes se situent à l'emplacement présumé de zones de forge.
En ce qui concerne la partie nord de l'île, cette prospection a permis de compléter en partie le plan du grand bâtiment situé à l'extrémité nord ainsi que de détecter certaines anomalies importantes situées à l'entrée de ce bâtiment et enfin de mettre en évidence quelques anomalies qui pourraient être liées à des structures de combustion.
Pour ce qui est de la partie sud de la concession, elle a permis entre autres de détecter sur la chaussée d'importantes anomalies présentes à chaque changement de direction (sur ses tracés sud-ouest/nord-est et ouest/est).

Prospection géophysique : la prospection magnétique

Principe
La géophysique est la science qui traite des propriétés physiques de la Terre. Les géophysiciens s'occupent de la lecture de mesures, de chiffres, de graphes dans lesquels ils interprètent les variations de ce que l'on appelle des champs.
Les méthodes géophysiques peuvent être classées en deux types : celles qui utilisent un champ créé par le géophysicien et celles qui utilisent un champ naturel (comme le champ magnétique terrestre). Quelle que soit la méthode utilisée, le potentiel archéologique d'un site, défini par des techniques de prospection géophysique, est le résultat de prises de mesures permettant de détecter les "anomalies" par rapport à la situation "naturelle" du terrain.
La prospection géophysique fait appel à des méthodes considérées comme non destructives afin d'offrir, par une série de mesures, la meilleure image possible du sol. Elle implique un travail de préparation essentiel : localisation précise du secteur à prospecter sur une carte ; établissement du plan des points de mesure à effectuer – la maille choisie ne doit pas être lâche au point de nuire aux résultats sans être non plus trop serrée au risque de perdre inutilement du temps.
La prospection magnétique repose sur un principe simple : la mesure des variations locales du champ magnétique terrestre, dont l'unité est le nanoTesla (10-9 Tesla).
La terre est caractérisée par l'existence d'un champ magnétique localisé au centre de la terre et créé par des mouvements de convection de matière située dans le noyau externe. L'intensité des lignes de champ  qu'il génère décroît avec leur éloignement du centre de la terre et des pôles magnétiques.
Ce champ magnétique peut être perturbé par certains matériaux du sous-sol qui sont porteurs d'une aimantation dont la grandeur est caractérisée par un "champ magnétique" et dont la "susceptibilité magnétique" est variable.
Les appareils utilisés par la prospection magnétique sont capables de détecter des variations locales de l'amplitude du champ très minimes (quelques centièmes de nanoTesla).
De petites fluctuations peuvent être provoquées par des différences d'aimantation entre le sol et les vestiges enfouis. (dus à leur teneur en minéraux magnétiques) : les sols anthropiques sont généralement plus magnétiques que les structures maçonnées.
De plus fortes variations peuvent aussi, de la même façon, perturber le champ magnétique : la présence d'objets archéologiques liés à la métallurgie (scories, chutes, produits en cours d'élaboration...) ; les chauffes répétées dans des structures de combustion et la cuisson des argiles engendrent la transformation minéralogique de certains oxydes de fer en minéraux hautement magnétiques. Elles se traduisent sur les cartes produites par de très fortes anomalies.
Ce type de prospection passe par une série de mesures qui a pour objectif de repérer ces éventuelles anomalies. Il utilise le magnétomètre qui est particulièrement adapté à la recherche de zones remblayées, structures enfouies (fosses, fossés, murs, trous de poteaux...) et de zones d'activités artisanales, vestiges à aimantation rémanente (argiles cuites, forges, fours de potiers...).

Quelques définitions (Petit Robert, édition 2000 et Wikipédia http://fr.wikipedia.org/wiki/)

Induction - Transmission à distance d'énergie électrique ou magnétique par l'intermédiaire d'un aimant ou d'un courant.
Induction magnétique - Vecteur caractérisant la densité de flux magnétique dans une substance, produit du vecteur champ magnétique par la perméabilité magnétique de cette substance.
Masse magnétique - Grandeur analogue à la charge électrique, qui crée autour d'elle un champ magnétique.
Tesla (T) - Unité de mesure d'induction et de densité de flux magnétique, valant 1 Weber par m2
Weber (Wb) - Unité de mesure de flux d'induction magnétique et de masse magnétique fictive. Une variation uniforme de flux de 1 Wb en 1 seconde produit une force électromotrice de 1 volt.
Champ magnétique - Grandeur physique engendrée par le déplacement de charges électriques et capable d'exercer une force sur d'autres charges électriques en mouvement.
Convection - Transport d'une grandeur physique (masse, courant électrique, chaleur) dans un fluide par un déplacement de l'ensemble de ses molécules
Perméabilité magnétique - Faculté à canaliser l'induction magnétique c'est-à-dire à concentrer les lignes de flux magnétique et donc à augmenter la valeur de l'induction magnétique qui dépend aussi du milieu dans lequel il est produit.
Rémanent - Qui subsiste après la disparition du champ inducteur.

En savoir plus
La prospection géophysique, Dossiers d'Archéologie, n° 308, nov. 2005.
J.-P. Demoule et alii, Guide des méthodes de l'archéologie, 2002, p. 50-55.
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