Prospection géophysique

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Les prospections électriques

Deux grandes familles de prospections électriques ont été conduites sur le site. La première et la plus classique vise la localisation des bâtiments à l’aide d’un dispositif pôle-pôle qui enregistre la résistivité. Ce paramètre physique représente la propension d’un terrain à « résister » plus ou moins au passage d’un courant électrique. L’étude des matériaux naturels a classiquement montré que cette résistivité, qui peut être très élevée pour une roche saine (jusqu’à 100000 (« Ohm.mètre »)) dépend de la teneur en eau (qui peut ramener la résistivité d’une roche poreuse saturée à quelques centaines d’) et de la teneur en argile (qui, lorsqu’elle est élevée, peut faire baisser ce paramètre à quelques ). En conséquence, ce que fournit une mesure de résistivité est une indication qualitative (ou quantitative si un étalonnage est effectuée) sur la teneur en eau et en argile. L’image est le reflet de la résistivité de 50 cm à 1 m sous le sol dans le cas présent. La méthode n’a pas permis dans le cas de Castel-Minier de localiser nettement les zones construites. La fouilles a permis de comprendre pourquoi la réponse n’avait été satisfaisante pour le regard de l’archéologue. Les matériaux de construction et les niveaux qui scellent ceux-ci sont trop identiques du point de vue ce paramètre.

Une seconde méthode électrique a été largement développée à Castel-Minier : la polarisation provoquée. Elle vise cette fois à localiser et à quantifier les amas de scories. A l’intérieur d’une particule très conductrice, la théorie indique que le champ électrique s’annule. C’est précisément la mobilité des charges qui permet cette compensation du champ électrique appliqué. En d’autres termes, la résistance électrique étant quasi nulle au sein d’une particule métallique, le « potentiel » (=le voltage) y est constant. Pour assurer cette nullité, il est nécessaire que des charges électriques se déplacent à l’intérieur du conducteur et viennent s’accumuler aux bords internes de ce dernier, compensant exactement le champ électrique externe qui est appliqué par l’opérateur. Cet équilibre est quasi instantané. Tout se passe alors comme si la particule métallique devient une microscopique « pile » noyée dans le sol. La méthode est indiquée pour tout ce qui laisse dans le sol des particules métalliques ou certains sulfures et/ou oxydes finement divisés. Les amas de scories sont ainsi une cible privilégiée. Les résultats ont dépassés nos attentes. Non seulement nous avons été à même de délimiter finement les limites du ferrier castral mais nous avons pu également cuber après calibration la quantité de scories disponibles et fournir une image en 3 dimensions de l’amas.

La prospection magnétique

La prospection magnétique est à préférer lorsqu’il s’agit, comme ici, de repérer des ateliers paléo-métallurgiques. la carte magnétique combine des mesures au magnétomètre à pompage optique à vapeur de Césium (G858-G de Geonics, de l’UMR 7619) et des mesures au plus traditionnel magnétomètre à proton (GEM 19T de l’UMR 5060). Ce dernier instrument, plus lent à mettre en œuvre, a été préféré dans les secteurs les plus accidentés, topographiquement parlant. Les cartes ont été prétraitées et homogénéisées par traitement dans le domaine de Fourier, et donnent le gradient vertical du champ à 1,5 m de hauteur. Comme à l’habitude, ces prospections ne révèlent pas la nature exacte des structures responsables des anomalies, mais permettent de cibler très avantageusement les sondages qui sont susceptibles de les suivre.

Restitution en 3D du ferrier castral avant sa fouille, Llubes et al.
Restitution en 3D du ferrier castral avant sa fouille, Florsch et al.