Creusement expérimental d’un puits d’extraction de silex sur la minière de Flins-sur-Seine (Yvelines)

Françoise Bostyn*, François Giligny**, Adrienne Lo Carmine***

Résumé

Une expérimentation a été entreprise sur la minière à silex de Flins-sur-Seine afin de tester différents outillages susceptibles d’intervenir dans le creusement des structures d’extraction du silex. En faisant varier les matériaux (bois, bois de cerf, outils en silex) et les modes d’utilisation, il a été possible de mettre en évidence un lien entre le type d’outil, les modes opératoires et la nature du substrat traversé. Les premiers résultats permettent également de proposer des hypothèses sur certaines questions telles que le temps de travail ou le degré d’investissement que requiert cette activité depuis l’acquisition des outils jusqu’au travail d’extraction du silex.

Mots clés Expérimentation, puits à silex, néolithique, bois, bois de cerf, silex

1. Le site et son contexte géologique

Le travail archéologique mené sur la minière de Flins s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherches sur le néolithique des Yvelines. Ses objectifs sont d’étudier les modalités d'implantation des sites dans le territoire considéré en relation avec les matières premières exploitées au cours du Néolithique, dont le silex tertiaire bartonien. Ce programme a débuté en 1998 tout d’abord grâce au financement du Conseil général des Yvelines (Service Archéologique Départemental des Yvelines). Plusieurs travaux ont également été réalisés depuis dans le cadre de mémoires à l’université de Paris 1 (Lo Carmine 2000, 2002). Ce projet fait actuellement l'objet d'un PCR du Ministère de la Culture (DRAC Ile-de-France) et est intégré à une ACI du Ministère de la recherche gérée par l'UMR 7041 - Maison de l'Archéologie et de l'Ethnologie de Nanterre.

Le site de Flins-sur-Seine est une minière à silex localisée dans le Nord des Yvelines et connue par de nombreuses prospections au sol dès les années 1920 (De Sacy et Baudouin, 1926). Elle se trouve en rebord de plateau qui domine la confluence de la Mauldre et de la Seine (fig. 1). La matière première exploitée à grande échelle est le silex tertiaire bartonien, matière connue par ailleurs dans la partie centrale du Bassin parisien, en particulier dans les régions de Romigny-Lhéry en Champagne (Bostyn, Deschodt et Seara 2002) et de Jablines en Seine-et-Marne (Bostyn, Lanchon 1992), où il a été extrait.

Les données recueillies à Flins laissent à penser qu’il s’agit d’une minière assez similaire à celle de Jablines : contexte géologique et matériau, productions (haches), densité élevée de puits de mine détectés par photographie aérienne. Aucune fouille n’a été pour l’instant réalisé sur la minière de Flins, par contre un travail de prospection pédestre et géophysique réalisé depuis 2002 a permis de cartographier les zones d’ateliers et les zones d’extraction (fig. 1. ; Giligny et Lo Carmine, 2002 ; Giligny (dir) 2002).

Dans ce secteur de la vallée de la Seine, le creusement des vallées a mis en évidence une succession de formations d’âge secondaire (Crétacé) et tertiaire (Eocène-Oligocène). À Flins-sur-Seine, le substrat est formé du calcaire de Saint-Ouen (Marinésien) qui couvre les bords des plateaux. Au sein de ce niveau, le Bartonien (Auversien, Marésien) dans lequel on rencontre le silex “ est l’étage le plus mal connu du tertiaire de la région ” selon la notice explicative de la carte géologique (notice de la carte géologique, feuille de Houdan, BRGM, 1978). En effet, ces formations calcaires, sableuses et marneuses “ présentent des extensions différentes ” et son faciès et ses épaisseurs “ sont fortement influencés par des facteurs tectoniques ”. L’emplacement de la minière est dans toute la région la plus vaste zone d’affleurement de calcaire de Saint-Ouen signalée sur la carte géologique. Par conséquent, il n’est pas étonnant d’y trouver une exploitation préhistorique, dès lors que ce calcaire contenait du silex de qualité.

2. Problématique expérimentale

Des expérimentations ont été parfois conduites à l’occasion de la fouille de minières. Certaines portent sur des questions spécifiques, comme sur l’usage des outils, d’autres ont tenté d’appréhender des opérations plus complexes liées à l’extraction même. Les premières expérimentations en contexte minier remontent à l’origine des fouilles dans ces contextes, comme en 1875 à Cissbury, où Lane Fox a testé l’efficacité des pics en bois de cerf façonnés à la lame de silex et des omoplates utilisées comme pelles (Russell 2000 : p. 88). E. et E.C. Curwen, fouilleurs des mines de Harrow Hill en 1924-25, expérimentent également les omoplates et proposent de reconstituer un système d’emmanchement pour l’une d’entre elles retrouvée dans un puits avec un manche en bois de cerf (Russell 2000 : p. 91 et fig. 3).

Au cours de la fouille de Jablines (Seine-et-Marne), sur la base des résultats archéologiques qui livraient des outils en bois de cerf et en silex en assez grande quantité une expérience de creusement de puits a été réalisée afin de tester la diversité probable des outils employés pour le creusement des puits et l'extraction des plaquettes de silex (Bostyn, Lanchon Dir. 1992, ch. 6-5). Une question restait tout particulièrement en suspens, celle du rôle des outils en silex dans cette activité. Des pics en bois de cerf et des pièces bifaciales en silex de la minière ont été utilisés en percussion lancée, et des pieux en bois dont la pointe avait été préalablement chauffée ont été enfoncés en force dans le sédiment, mais l’expérience n’avait pu être menée à son terme, et le creusement n’a pas dépassé 60 cm de profondeur.

Dans le cadre de l’expérimentation menée à Flins, deux questions principales étaient posées : - les techniques mises en oeuvre, depuis la préparation des outils jusqu’à l’extraction des blocs de silex, - l’efficacité des différents outils, en fonction des matériaux utilisés pour leur fabrication et leur adaptation à la nature du substrat De manière secondaire, nous souhaitions évaluer le temps nécessaire pour le creusement du puits, celui pour la fabrication des outils, les savoir-faire mis en jeu à chaque étape de la chaîne opératoire et le nombre de personnes impliquées simultanément dans cette activité artisanale. Par ailleurs, le creusement dans le substrat était de nature à nous apporter des informations sur les variations des horizons géologiques traversés, données qui font cruellement défaut puisqu’aucune ouverture de terrain n’a pu être réalisée à ce jour.

3. Les outils

Un certain nombre d’outils en silex, bois de cerf et os ont été restitués à partir des modèles archéologiques, comme les pics, herminettes ou pelles (fig. 4, n°3). Par contre, les pics en silex totalement absents à Jablines, mais qui sont supposés avoir été utilisés pour l’extraction sur d’autres minières creusées dans des sédiments plus compacts (craie secondaire) n’ont pas été reconstitués. Par ailleurs, les outils en bois qui ne se conservent pas habituellement dans les contextes archéologiques, ont été volontairement choisis pour tester leur probable usage dans cette activité artisanale. Ces outils ont été conçus en s’inspirant des exemples antérieurs d’expérimentation et de l’ethnographie. Le choix et l’utilisation des outils a eu pour objectif de tester leur efficacité et d’observer les traces et le degré d’usure. Pour répondre à cet objectif, différents paramètres ont été pris en compte et modifiés : les essences de bois (sec ou frais), les types d’outils, les modes d’emmanchement, le poids et les dimensions des outils. Ainsi ont été fabriqués : - trois herminettes en silex à manche coudé - trois pics en bois de cerf réalisés aux dépends du merrain et du premier andouiller - quatre pics en bois, buis ou bois tendre, appointés ou biseautés - trois barres à mine en buis (2,30 et 1,80 m de long pour 3,9 et 5,7 kg) dont l’une des extrémités était biseautée et l’autre appointée - des pointes, des burins et des pieux de faible diamètre et de longueurs variables (de 0,35 à 1,10 m) - des percuteurs en buis et pierre et un maillet en if - cinq omoplates de daguets et des planches en bois ont été utilisées comme pelles Enfin, des paniers actuels en vannerie ont été utilisés pour évacuer les déblais.

4. Le creusement du puits de mine

La surface choisie a été défrichée au printemps et les branches ont été brûlées sur place, ce qui a eu pour effet de carboniser les racines en profondeur et d’ameublir le sol. La terre végétale a pu être enlevée très facilement, à l’aide de planches en bois par raclage. Le sédiment plus ferme et les limons sous-jacents ont été ensuite défoncés avec le biseau des barres à mine utilisé en percussion lancée oblique (fig. 2, n°1). Les pics en buis et les herminettes en silex ont également été utilisés dans les limons(fig. 2, n°2-3). Les outils en bois devaient être avivés très régulièrement mais restaient efficaces. Par contre, la présence de petits blocs ou de cailloutis dans le limon avait tendance à détériorer et user rapidement les tranchants des outils en silex.

À partir de 40 cm, le sédiment s’est transformé en un calcaire altéré mélangé à de la terre végétale qui rendait le sédiment plus meuble dans les premiers centimètres. Au fur et à mesure que le creusement avançait, le sédiment était de plus en plus compact et ceci jusqu’à l’apparition des marnes, à environ 1,30 m de profondeur. L’utilisation des barres à mine s’est avérée de plus en plus difficile au fur et à mesure que la profondeur du puits augmentait (fig. 2, n°4). Elles ont été ensuite abandonnées au profit des outils moins lourds (pieux en bois, pics en bois de cerf et pic/burin).

À l’instar de ce qui avait été testé à Jablines dans le même genre de substrat, des pieux en bois de 1 m de longueur environ ont été enfoncés dans le sol en percutant leur tête à l’aide d’une pierre plate ou d’un maillet (fig. 3, n°1-2). Il suffit ensuite de faire levier, une fois la pointe enfoncée à une profondeur de 10 à 20 cm afin de décompacter le sol et le creuser progressivement. Les stigmates d’usure des pointes se manifestent par un écrasement prononcé de la tête, qui peut se réduire de quelques cm, plus que de la pointe. Tous les pieux ont pu être utilisés jusqu’au terme de l’expérience.

Il est nécessaire de rectifier régulièrement les parois du puits qui ont tendance à se rétrécir. Pour cette opération, les pics en bois de cerf se sont révélés assez efficaces, de même que les pointes et burins courts utilisés en percussion directe ou indirecte (fig. 3, n°3-4).

À partir de 1,30 m de profondeur, la nature du substrat change sous la forme d’un horizon marno-calcaire. C’est dans cet horizon que l’on commence à rencontrer des blocs de silex, d’abord de petite taille (20 à 25 cm de long pour les plus grands) dans des pendages variés en discontinu. La technique du pieu enfoncé dans le sol continue à être efficace dans ce sédiment plus plastique mais qui reste compact.

Plusieurs blocs de silex sont alors extraits avant de rencontrer un banc de calcaire dur (à 1,70 m de profondeur, de 25 cm à 45 cm d’épaisseur). Après avoir tenté vainement de le fissurer en utilisant des percuteurs en pierre, nous avons dégagé les zones de fracture naturelle qui étaient malheureusement limitées au tiers de la surface du puits et extrait les blocs à l’aide de la technique du levier. La présence de ce banc de calcaire dur a freiné le travail de creusement et conditionné la suite des opérations d’extraction. Sur une surface aussi réduite, il était devenu impossible d’envisager une extraction en galerie du banc de silex sous-jacent (fig. 4, n°1).

Sous la dalle calcaire, vers 2 m de profondeur, plusieurs blocs d’assez grande taille (de 38 x 28 x 20 cm pour 17 kg, 62 x 21 x 20 pour 53 kg), sont extraits malgré un travail de déchaussement est assez long, faute de place pour manœuvrer. L’extraction a consisté à creuser en sape avec des petites pointes et un maillet.

Le plus gros bloc de silex est ensuite extrait du puits avec une corde et hissé le long de barres en bois à quatre personnes (fig. 4, n°2).

Au final, le puits creusé présente des dimensions de 1,80 m à l’ouverture, 2,40 m de profondeur et 1,10 m de diamètre au niveau de la dalle calcaire. L’investissement en temps de travail est également assez faible. Pour une profondeur de 2,50 m, trois personnes suffisent pour assurer le creusement et l’évacuation des déblais (deux dans le puits et une en surface). L’expérimentation s’est déroulée sur 10 jours, le cumul des heures effectives représente environ 60 heures de travail, comprenant également l’enregistrement des données et la documentation photographique et filmique. Les meilleurs rendements obtenus lors du creusement correspondent à une moyenne de 30 à 40 cm par jour dans le cas d’une faible profondeur.

5. Bilan

Le principal résultat issu de cette expérience est le lien entre type d’outil, mode opératoire et nature du sol. En effet, les différents types d’outils sont chacun adaptés à la nature du substrat (terre végétale et limon, horizon limono-calcaire dur, marne). Les outils en bois en percussion lancée ou posée sont plus efficaces sur la terre végétale et le limon, les pointes utilisées en percussion posée sur le calcaire dur et la marne, les petites pointes et burins en bois pour déchausser les blocs de silex ou calcaire et rectifier les parois, les pics en bois de cerf pour creuser la marne et rectifier les parois.

Un plus grand nombre d’outils en bois qu’en bois de cerf et en silex ont été utilisés, en raison de leur meilleure efficacité. Les herminettes en silex se sont avérées peu efficaces dans le travail de creusement, quel que soit le substrat. Le tranchant s’esquille trop rapidement et un choc violent avec une roche peut causer sa détérioration définitive.

Les bois de cerf ont surtout été utilisés en percussion lancée et non pas en levier pour extraire les blocs de silex dans les galeries comme cela est certainement le cas de la plupart des outils décrits à Jablines ou dans les autres minières. Ils sont néanmoins assez efficaces dans la marne et pour rectifier les parois. L’utilisation d’andouillers de cerf comme pointe posée avec percuteur en bois pour le creusement des galeries n’a pu être testée mais pourrait s’avérer aussi efficace que les pointes en bois. Ainsi on comprendrait mieux la présence des nombreux andouillers retrouvés sur la minière de Jablines.

L’utilisation d’un grand nombre d’outils et l’observation de leurs usures permettent d’ouvrir de nouvelles perspectives de recherche. En effet, l’utilisation de pierres comme percuteurs sur les pointes et burin semble vraisemblable et il faudrait porter une attention particulière sur l’usure des pierres en contexte minier pour valider cette hypothèse.

La technique du défonçage avec une pointe en bois et un percuteur laisse des traces verticales le long des parois et au fond du puits. Les autres traces relevées sur les parois sont celles des pics en bois de cerf et de burins. Les barres à mine utilisées en percussion lancée laissent des traces caractéristiques, de bandes verticales avec des impacts du biseau en vagues. Ce type de trace n’a, à notre connaissance, pas été observé sur des parois de puits, mais dans la plupart des cas archéologiques, les parois d’origine des puits ne sont pas conservées.

La stratigraphie rencontrée semble assez proche de celle de Jablines, en particulier la succession marno-calcaire, le banc de calcaire dur, et les limons. Elle n’était cependant pas entièrement homogène sur toute la largeur du puits, témoignant de la présence probable de structures archéologiques à proximité.

La matière première que nous avons extraite est de qualité très moyenne et se présente sous la forme de rognons plus ou moins réguliers. Par comparaison avec les déchets et les blocs testés retrouvés sur l’ensemble de l’emprise de la minière, elle semble différente de celle qui a servi à la fabrication des lames de hache néolithiques. Le banc de silex que nous avons rencontré n’est donc probablement pas celui exploité par les néolithiques à moins qu’il ne présente des des variations latérales entre la partie basse et la partie haute du site, où nous connaissons l’existence des puits. L’absence apparente de puits dans la zone utilisée pour l’expérimentation s’expliquerait alors par la piètre qualité de la matière première. Il est assez probable que toutes les zones en matériau de qualité aient fait l’objet d’une exploitation au néolithique. Ce cas de figure n’est pas rare, car à Jablines même, la totalité de la zone potentielle a fait l’objet d’une exploitation systématique et la fouille a montré que les zones sans puits ne livrent pas de silex.

Concernant le temps de travail, nous avons vu que le creusement en lui-même ne présente pas de difficultés majeures et peut être réalisé par un nombre restreint de personnes. Par contre, le travail en amont de sélection des espèces et de fabrication des outils représente lui un investissement nettement plus important. L’angulation entre la partie active et le manche est en effet l’un des critères fondamentaux de l’efficacité des outils. La dureté du bois en est un autre. Néanmoins, il convient de relativiser ces résultats dans la mesure où notre expérimentation est restée dans une fourchette de profondeur tout à fait acceptable et accessible. Il n’est pas irréaliste de penser, bien que nous ne l’ayons pas testé, que l’augmentation de la profondeur du puits d’accès démultiplie les difficultés du travail d’extraction (descente dans le puits, déplacement dans un conduit étroit, évacuation des déblais, etc).

6. Perspectives

La démarche que nous avons suivie consiste en une première approche expérimentale des techniques de creusement et d’extraction au néolithique dans un contexte marno-calcaire. La compréhension des sites miniers ne peut à notre avis être possible que par l’analyse des problèmes liée à l’activité de creusement, qui dépendent d’une interaction entre la nature du substrat, l’outillage utilisé et sa mise en oeuvre, le mode d’exploitation et ses acteurs.

Notre expérience a porté essentiellement sur le creusement du puits, mais n’a pas abordé l’étape d’extraction de la matière première par l’intermédiaire de galeries horizontales. Néanmoins, les données archéologiques disponibles sur le mode de creusement des galeries permettent de reconstituer de manière plausible l’extraction des blocs. Contrairement aux puits, les outils ayant servi au creusement des galeries sont souvent abandonnés sur place. Il faudrait donc envisager une expérimentation sur le seul problème du creusement des galeries et des problèmes connexes (étayage, ventilation, éclairage, évacuation des déblais et des blocs). Il reste également à tester d’autres matériaux, en particulier différentes essences de bois, ou d’autres morphologies de parties actives d’outils. En ce qui concerne le travail du sol et des limons, l’outillage utilisé n’est pas fondamentalement différent de l’outillage agricole ou de défrichement. La problématique liée à l’utilisation des outils en bois ou en silex devrait être élargie à l’ensemble des activités de travail du sol. L’usage des pics en silex n’a pas non plus été testé car il ne correspondait pas à ce type de substrat.

La constitution d’un premier référentiel d’outils expérimentaux avec appréhension de leur efficacité et de leur usure nous a semblé être une démarche indispensable. L’analyse fonctionnelle des outils en os et bois de cerf et des herminettes de silex (travaux Y. Maigrot, et N. Cayol) devra être poursuivie par un retour aux données archéologiques et une comparaison avec les outils en contexte minier.

7. Conclusion