Africa-Press – CentrAfricaine. Experts en navigation, les Phéniciens du Levant ont parcouru la Méditerranée à l’âge du fer pour y commercer. L’argent, sous forme de lingots ou de bijoux, était un élément clé de leur économie, mais il n’existe pas de mines sur la côte levantine, alors où s’approvisionnaient-ils? Plusieurs études se sont déjà penchées sur cette question, avec des résultats contrastés – car pour établir la provenance d’un métal on se base sur l’analyse isotopique, qui implique une part d’interprétation. Pour y remédier, des chercheurs de l’université de Haïfa (Israël) ont développé un programme d’apprentissage automatique (machine learning) adapté à l’analyse isotopique telle qu’on la pratique en archéométallurgie. Ils aboutissent à des résultats beaucoup plus fiables et précis, confirmant que les Phéniciens étaient capables d’aller chercher du métal jusqu’en Sardaigne dès le 10e siècle avant notre ère, et qu’ils n’ont cessé de diversifier leurs sources.
D’où venait l’argent des Phéniciens?
Pour déterminer l’origine d’un métal comme l’argent (Ag), les archéologues s’appuient sur l’analyse des isotopes du plomb qu’il contient. En effet, l’argent apparaît rarement sous sa forme native, et dans l’Antiquité il était généralement produit à partir de minerais de plomb riches en argent, tels que la galène (PbS) et la cérusite (PbCO3). La production se déroulait en deux étapes: la fusion, au cours de laquelle le minerai était réduit en un alliage métallique plomb-argent, puis la coupellation, c’est-à-dire l’oxydation de cet alliage dans une coupelle, afin de séparer l’argent des autres métaux.
Le plomb possède quatre isotopes stables (204Pb, 206Pb, 207Pb et 208Pb), mais seuls les trois derniers, qui proviennent de la désintégration progressive de l’uranium et du thorium, sont utilisables pour établir l’âge géologique du minerai. « De plus, les rapports isotopiques du plomb varient généralement de manière significative en fonction de l’origine géologique du métal et constituent donc une signature unique pour un gisement spécifique », précisent les auteurs dans le Journal of Archaeological Science. Ce qui implique qu’il est possible de distinguer différents gisements en mesurant les rapports isotopiques du plomb contenu dans des artefacts fabriqués en argent.
Une estimation visuelle pour identifier l’origine du minerai
Pour déterminer l’origine du métal constitutif d’un objet, on s’appuie ensuite sur des bases de données répertoriant les rapports isotopiques du plomb pour les minerais connus, mais, généralement, on « utilise des représentations graphiques évaluées à l’œil nu ou des distances mathématiques » pour estimer la proximité entre l’objet et le minerai. Une méthode que les auteurs, comme d’autres équipes de chercheurs, essaient de remplacer par des algorithmes afin d’améliorer le processus de détermination du minerai source.
La détermination du minerai source se heurte à deux obstacles majeurs
Ils ont donc mis au point un programme d’apprentissage automatique supervisé dans ce but, sachant que la détermination du minerai source se heurte à deux obstacles majeurs: la subjectivité inhérente à la méthode visuelle, mais aussi l’hésitation en cas d’objet fabriqué à partir de plusieurs minerais. Dans l’Antiquité, il était en effet fréquent de recycler les métaux et de les mélanger. Comment alors en déterminer l’origine? D’autant que « lorsque des métaux provenant de deux sources distinctes sont combinés, les rapports isotopiques du plomb qui en résultent s’écartent de ceux des sources d’origine », ajoutent les auteurs.
Leur méthodologie étant essentiellement construite pour résoudre ce problème, ils apprennent à leur algorithme à restreindre les données par groupes de plus en plus homogènes, jusqu’à distinguer trois groupes sur une ligne de mélange. « Dans les cas où deux minerais sources primaires sont impliqués dans un mélange métallique, cette approche permet de distinguer clairement trois groupes distincts: deux groupes extrêmes, qui correspondent aux matériaux d’origine non mélangés, et un troisième groupe représentant les échantillons résultant du mélange des deux », détaillent-ils.
L’algorithme est testé avec quatre trésors d’argent phéniciens
Une fois ces prémisses posées, l’algorithme est testé avec des artefacts archéologiques, en l’occurrence quatre trésors d’argent datés de l’âge du fer, retrouvés en contexte phénicien. Les trois premiers, découverts à Tel Dor, ʿAkko (Acre) et ʿEin Hofez, proviennent du sud de l’aire phénicienne (Israël actuel). Celui d’ʿArad a été découvert dans ce qui était autrefois le royaume de Juda, une région qui dépendait des Phéniciens pour son approvisionnement en argent. Les quatre dépôts datent du 10e au 8e siècle avant notre ère et sont ainsi antérieurs ou contemporains des premières colonies phéniciennes connues dans l’ouest de l’Europe.
Les résultats obtenus par la méthode traditionnelle étaient incohérents
Plusieurs équipes se sont déjà penchées sur ces trésors en essayant de déterminer l’origine de leur métal au moyen de l’analyse isotopique, mais leurs conclusions ne se recoupaient pas toujours, « ce qui reflète l’incohérence des résultats obtenus à l’aide de cette méthode », soulignent les auteurs.
Si l’on prend l’exemple du trésor de Tel Dor (vers 950 avant notre ère), qui pèse environ 8,5 kg et qui est l’un des plus anciens et des plus importants de Phénicie, une étude dirigée par la dernière auteure de la présente publication avait conclu que l’argent provenait principalement d’Anatolie et de Sardaigne ; une seconde équipe avait déterminé qu’en plus de l’Anatolie, des minerais de Grèce, voire de Chypre, et d’Ibérie étaient aussi présents, tandis qu’un troisième groupe avait trouvé des signatures isotopiques de la région des Cévennes, en Gaule.
L’algorithme réussit à classer les échantillons de manière plus fine
Le développement de l’algorithme fournit l’occasion de comparer ces multiples options avec les résultats obtenus par apprentissage automatique et de tester la validité du processus. Les chercheurs ont ainsi sélectionné un certain nombre d’échantillons au sein de chaque trésor. L’algorithme, qui a appris à attribuer une origine géographique à partir de rapports isotopiques et à déterminer des groupes extrêmes sur une ligne en cas de mélange, réussit à classer ces échantillons de manière plus fine que l’humain.
Ses résultats concordent en grande partie avec l’étude antérieure dirigée par la dernière auteure, qui était apparemment la plus fiable, mais en précisant plus encore les minerais sources. Pour le trésor de Tel Dor, seules les régions de la vallée de Bolkardağ dans les montagnes du Taurus, en Anatolie, et de la région d’Iglesiente, en Sardaigne, sont ainsi retenues, les autres sources potentielles (à Chypre, en Grèce, en Ibérie ou en Gaule) étant invalidées. Ce résultat est important, car il confirme « les premières incursions ou les premiers échanges commerciaux des Phéniciens en Anatolie et en Sardaigne au milieu du 10e siècle avant notre ère », notent les auteurs.
L’algorithme révèle aussi des sources jusqu’ici méconnues
L’algorithme prouve également son efficacité en identifiant une source non encore identifiée pour le trésor d’Acre (daté entre le 11e et le 9e siècle): le gisement de Théra, en Grèce. « L’identification de Théra comme possible source primaire souligne la capacité des méthodes analytiques avancées à révéler des sites de provenance jusqu’alors méconnus », se réjouissent les auteurs.
Il se fait également plus précis en déterminant une région spécifique (la vallée d’Alcudia, en Espagne), comme origine du trésor d’ʿEin Hofez (9e siècle avant notre ère), tandis que celui découvert à ʿArad (8e siècle avant notre ère) proviendrait de Minorque et de la mine de Gador, dans la région d’Alméria.
L’algorithme apporte de nouvelles données sur l’histoire des échanges commerciaux des Phéniciens
Pour les auteurs, cette performance est précieuse, car elle « a permis de clarifier les divergences d’opinions entre chercheurs ». Et pour ce qui est des Phéniciens, l’algorithme contribue de manière significative à l’histoire de leurs échanges commerciaux. Ainsi « la Sardaigne et l’Anatolie sont confirmées comme étant les origines de l’argent fourni au Levant vers 950 avant notre ère, la péninsule ibérique comme étant l’origine de l’argent aux 9e et 8e siècles avant notre ère, avec des changements internes dans les sources de minerai au sein même de la péninsule. Le trésor d’Acre, dont la datation est approximative, indique qu’à un moment donné pendant l’âge du fer, Théra a peut-être fourni de l’argent au Levant, aux côtés de la Sardaigne », ce qui suggère des liens avec une région qui n’avait pas encore été prise en compte pour cette période.
Bien que quelques ajustements manuels se soient révélés nécessaires pour cette étude test, les chercheurs sont donc confiants dans l’utilité de l’apprentissage automatique pour progresser en archéométallurgie, car il permet d’identifier des minerais sources plus fiables que jusqu’à présent.
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