L’utilisation du feu dans l’endokarst au Paléolithique : approche interdisciplinaire et expérimentale (programme CarMoThaP)

Résumé Fr En

Les recherches menées dans le cadre du programme CarMoThaP «Caractérisation et Modélisation des Thermo-altérations et des résidus de combustion sur les Parois» ont pour objectif d’apporter des éléments pour mieux comprendre dans quelles conditions les Hommes se sont approprié le monde souterrain. Elles s’appuient sur l’étude de trois sites : la grotte Chauvet-Pont d’Arc en Ardèche, la grotte de Bruniquel en Tarn-et-Garonne et la grotte d’Enlène en Ariège. Il s’agit notamment de déterminer la puissance des feux, de poser la question de l’évacuation de la fumée dans ces milieux confinés, de discuter de l’intérêt de l’utilisation du bois et de l’os comme combustibles, d’estimer les quantités de combustibles nécessaires à l’apparition des thermo-altérations et, pour la grotte Chauvet, d’évaluer les possibilités d’alimentation des foyers compte tenu des températures et du dégagement des gaz toxiques. La démarche présentée ici, interdisciplinaire, comprend plusieurs étapes : dimensionnement des foyers à partir d’essais en extérieur, caractérisation en hotte ou cône calorimétrique, expérimentations avec répétabilité en domaine souterrain et simulations numériques. Elle est complétée par des essais en laboratoire ainsi que par l’analyse multiphysique des matériaux chauffés et des carbonisats. Dans le futur, les résultats permettront de développer et de valider un outil de simulation consistant en un couplage aéro-thermo-mécanique pour simuler l’impact des feux sur les matériaux, de constituer une base de données sur la nature physico-chimique des carbonisats issus de la combustion de l’os et du bois et d’identifier les mécanismes responsables de l’évolution des matériaux chauffés (calcaire et spéléothèmes).

The use of the fire in the endokarst in the Palaeolithic : interdisciplinary and experimental approach. The deep part of caves was mainly inhabited during Palaeolithic for symbolic reasons, though occupations for domestic reasons have been shown, as in Enlène cave (Ariège). Researches conducted in the framework of the CarMoThaP program “Caracterisation and modeling of the thermo-alterations and combustion residues on walls” are dedicated to bring elements to better understand in which conditions Men had appropriated the underground. They are based on the study of 3 sites : the Chauvet-Pont d’Arc cave in Ardèche, the Bruniquel cave in Tarn-et- Garonne and the Enlène Cave in Ariège. The aim is to determine the power of the fires, to question about the evacuation of the smokes in these confined areas, to discuss the interest of the use of wood and bones as fuel, to estimate the quantities of fuel necessary to the appearance of the thermoalterations and, for the Chauvet-Pont d’Arc cave, to evaluate the possibilities of feeding the hearths considering the temperatures and the emission of toxic gases. The interdisciplinary approach is composed of several steps : sizing of the hearths starting from outdoors experimentations, characterisation in a calorimeter, repeated experimentations in an underground area and numerical simulations. It is completed by laboratory tests and by multiphysic analysis of heated materials and char. In the future, results will allow to develop and validate a simulation tool consisting in an aero-thermomechanical coupling in order to simulate the impact of fires on materials, to constitute a database on the physico-chemical nature of the char coming from the combustion of bones and wood, and to identify the mechanisms responsible for the evolution of the heated materials (limestone and speleothems).