Caractérisation in situ du pigment noir de quelques oeuvres pariétales de la Grotte de Rouffignac à l'aide d'un système portable d'analyse par fluorescence X (XRF)

Abstract

La Grotte de Rouffignac (Dordogne) est un site d'art paléolithique qui renferme, entre autre, un patrimoine important d'œuvres pariétales réalisées au trait noir (mammouths, bisons, rhinocéros laineux, chevaux, bouquetins...). Bien qu'aucune datation directe n'ait été réalisée à ce jour, les œuvres graphiques de cette caverne sont en général rattachées au Magdalénien. Pour la première fois, des analyses non destructives in situ du pigment noir ont pu être effectuées grâce à l'utilisation d'un système portable d'analyse par fluorescence X (X-Ray Fluorescence). L'installation utilisée est constituée principalement d'un petit générateur X (BulletTM 40 kV, Moxtek), d'un détecteur SDD (silicon drift detector, Röntec 1102) refroidi par effet Peltier et d'un dispositif de pointage optique, le tout étant relié à un système portable d'acquisition de données spectrométriques. Les spectres expérimentaux obtenus sur la frise des trois rhinocéros, le cheval au rognon de silex, la frise des dix mammouths et quelques animaux du Grand Plafond ont montré une présence systématique de manganèse sur toutes les figures. Cette hypothèse avait déjà été avancée par Graziosi en 1956 dans la revue « La Nature » suite à l'analyse destructive d'un prélèvement effectué sur l'un des chevaux du Grand Plafond. Une modélisation de type Monte Carlo a permis une première approche quantitative dans l'analyse du pigment des dessins au trait noir. Nous sommes en mesure d'affirmer que le minerai de manganèse utilisé ne provient pas d'une source unique car certains traits de dessin contiennent du manganèse, du baryum et du fer dans des proportions variables. Aucune figure étudiée n'a été exécutée exclusivement au charbon, ce qui complique sérieusement la détection d'un échantillon utilisable pour une datation par le radiocarbone. Des analyses complémentaires non destructives in situ de type PIXE (Particles Induced X-ray Emission) utilisant le rayonnement α du 210Po comme source excitatrice sont à envisager pour diminuer la limite de détection des éléments de numéro atomique (Z) compris entre 11 et 16 dans les couches superficielles du pigment noir, là où la méthode XRF est peu performante.