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26 février 2020INHA, ParisDirectrice de thèseAnne Nissen, Professeure, Université Paris 1 Panthéon-SorbonneMembres du juryPrésidente et examinatriceAline Durand, Professeure, Université du MansTutriceDanielle Arribet-Deroin, Maître de conférences, Université Paris 1 Panthéon-SorbonneRapporteursPhilippe Fluzin, Directeur de recherche, CNRSDries Tys, Professeur, Vrije Universiteit BrusselExaminateursCatherine Verna, Professeure, Université Paris 8 VincennesChristophe Petit, Professeur, Universi...

La confrontation des données issues de la fouille d’un segment de la voie de grand parcours Orléans-Paris à Massy (Essonne) à celle des opérations archéologiques environnantes a révélé la présence d’un carrefour de dessertes locales qui aurait fonctionné de la période gauloise à la période gallo-romaine. Des travaux d’arpentage menés à partir de l’axe de la voie pourraient avoir contribué à redéfinir les limites d’un établissement antique situé à 100 doubles pas plus à l’est. Data comparison from the excavation of a segment of the Orléans-Paris trunk road at Massy (Essonne) with that from the surrounding archaeological operations revealed the presence of a local network crossroads that would have functioned from the Gallic to the Gallo-Roman period. Survey work carried out on the road axis may have helped to redefine the boundaries of an ancient settlement located 100 double steps to the east. El cotejo de los datos recabados en la localidad de Massy (departamento de Essonne) durante la excavación de un segmento de la vía de Gran Recorrido Orleans-París con aquellos provenientes de las operaciones arqueológicas circundantes, dejó al descubierto una encrucijada de caminos locales que habría funcionado desde el período galo hasta el período galorromano. Obras de agrimensura llevadas a cabo a partir del eje de la vía parecen haber contribuido a redefinir los límites de una edificación antigua, situada a cien doble pasos más al este.

International audience; A silver age. This is how a large part of the Western Middle Ages, between the 8th and 13th centuries, could be described. It was based on the depletion of ancient gold deposits, and was marked by the introduction of a quasi-monometallism of silver in its monetary systems and by the abundant and varied use of the metals contained in the mined ores, such as lead and copper. At the origin of this dominance were the mines and their workshops, which spread throughout the western massifs. They were the meeting point of those who worked, those who exploited and those who dominated. In order to explore the spaces, actors and rhythms of silver production, this book focuses on Languedoc companies operating on a large southern edge of the Massif Central. By mobilising written sources and archaeological remains, and by focusing on the geography of one of the most important regions for the supply of precious metals in the Middle Ages, it proposes a multi-scalar research, bringing into dialogue, in the long Middle Ages, norms and practices, techniques and society, exploitation and domination of spaces.; Un Âge de l’argent. Ainsi pourrait-on qualifier une large moitié du Moyen Âge occidental, située entre les VIIIe et XIIIe siècles. Fondé sur l’épuisement des ressources aurifères antiques, il s’est dessiné avec l’adoption d’un quasi-monométallisme d’argent dans ses systèmes monétaires et par les usages abondants et diversifiés des métaux contenus dans les minerais exploités, tels que le plomb et le cuivre. À l’origine de cette prédominance, les mines et leurs ateliers qui ont essaimé dans les massifs occidentaux, à la confluence de ceux qui travaillaient, de ceux qui exploitaient et de ceux qui dominaient. Pour explorer les espaces, les acteurs et les rythmes de la production argentifère, ce livre se fonde sur des entreprises languedociennes, actives sur une large bordure méridionale du Massif central. En mobilisant les sources écrites, les vestiges archéologiques et en faisant la part belle aux géographies de l’une des principales régions médiévales pourvoyeuses de métaux précieux, il propose un voyage multi-scalaire en faisant dialoguer, dans un long Moyen Âge, normes et pratiques, techniques et société, exploitation et domination des espaces.

La fin du Xe siècle av. J.-C. correspond à une subdivision mineure au sein des principaux systèmes chronologiques d’Europe continentale (transition Bronze final IIIa-IIIb ou Ha B1-B2/3). Il s’agit pourtant d’une période de rupture majeure dans les productions métalliques. L’aspect des objets en bronze, notamment ceux de la sphère personnelle (épées, parures, couteaux…), change radicalement. La riche ornementation graphique répandue jusqu’alors laisse place à des objets beaucoup plus épurés et standardisés. Ce changement rapide doit être mis en relation avec des variations au sein des systèmes de production et le développement de l’utilisation de moules permanents, auparavant réservés à la production en série d’objets tels que des lames de hache. Ces variations traduisent une réorientation profonde au sein des sociétés de la fin de l’âge du Bronze autour de 900 av. J.-C., tant parmi les utilisateurs que les producteurs de ces objets, dont les causes et l’étendue restent à définir.

Les épées de l’âge du Bronze, a fortiori celles à poignée métallique, figurent parmi les objets les mieux documentés de la période, avec un grand nombre d’études réalisées à l’échelle européenne depuis la fin du XIXe siècle. Malgré tout, l’emploi de techniques d’imagerie utilisant les rayons X, telles que la radiographie et la tomographie, permettent de porter un regard nouveau sur ces armes grâce à l’examen de leurs entrailles qui révèlent certaines techniques mises en place par les artisans pour leur production. Ces épées sont en effet des objets complexes formés de plusieurs pièces agencées à l’aide de techniques variées, pour lesquelles les artisans de l’âge du Bronze se sont montrés très ingénieux. Malgré l’emploi de la radiographie dès les années 1950 pour étudier les techniques de production de ces épées, l’utilisation des techniques d’imagerie est restée relativement limitée en dehors de l’Allemagne. Aujourd’hui, les techniques de radiographie et de tomographie permettent d’étendre considérablement les possibilités offertes par ce type d’analyse. Il est ainsi beaucoup plus aisé d’observer la structure interne des objets étudiés. Les modèles 3D issus des examens de tomographie ouvrent par ailleurs la porte à de nombreuses analyses, de la simulation numérique de coulée à la visualisation de surfaces jusqu’alors inaccessibles en passant par une quantification de la porosité de certaines zones. Nous nous proposons ici de faire le point de plus de quatre ans de recherches sur les techniques de production des épées à poignée métallique de l’âge du Bronze européen. L’étude technologique permet d’obtenir un regard nouveau sur de nombreuses problématiques chères aux archéologues telles que la restitution de la chaîne opératoire, l’organisation de la production, les modalités de diffusion des produits finis, par exemple à travers la mobilité des artisans ou des producteurs, ou encore la question de l’utilisation qui était faite de ces armes. Nous aborderons également la question de l’identification des faux et copies. Dans la mesure où les épées ont été et restent des objets prisés par les musées et les collectionneurs, de nombreuses reproductions et contrefaçons ont été réalisées depuis le XIXe siècle, dont l’identification n’est pas toujours aisée.

Bronze Age swords with a bronze hilt were a highly specialised production. Casting hilts and blades and fixing them to each other require lots of precision and very specific skills. We hardly know anything about the production organisation as moulds are extremely rare, preventing us from locating workshops. However, studying swords themselves using X-ray imaging techniques allows us to reconstruct a part of the chaîne opératoire and gain insight into some aspects of the production processes. We identify three periods in the production of solid-hilted swords at the European scale:1. Experimental phase (1800-1450 BC): small-scaled productions by multiple workshops experimenting various ways of making swords.2. “Monopoly” phase (1450-900 BC): swords are produced in a very standardised way in a few very specialised workshops.3. Break phase (900-800 BC): major shift in the aspect of the swords coming along with the development of various technological traditions connected to many versatile production units.The “monopoly” phase corresponds to the outbreak of a well-defined production process in the middle of the 15th century BC thanks to the experimentations of the first swords makers. During more than five centuries, almost all solid-hilted swords were made the exact same way: hollow wax-cast hilts were fixed to the blades by locking both parts together before adding two rivets. These techniques were reproduced by many generations of craftsmen without any significant changes during more than five centuries, suggesting well-established transmission and training systems. On the other hand, efforts were probably made to prevent widespread transmission to a large community of craftsmen, as imitations prove the techniques were not known in every production groups.At the very end of the Bronze Age (9th century BC), structural changes occur in the production of solid-hilted swords. Besides a deep stylistic shift, various production techniques are then identified. At this time, sword production seems to have opened to several less specialised and more versatile workshops, with significantly different production qualities. An interruption of knowledge transmission could be involved in the major variations in metalwork productions at the end of the period.

This paper approaches the Swedish Chaco-Cordillera Expedition to the North of Argentina and South of Bolivia (1901-1902) and it focuses on the archaeological objects recovered. Besides the analysis performed by Eric von Rosen in 1902-1903, no further in-depth studies of the collection had been since carried out, despite its great potential to elucidate different aspects of the Andean and lowlands’ pre-Columbian past. Combining the analysis of the publications made by the members of the expedition and their unpublished personal documentation, as well as the study of the collection itself, this paper aims to offer new data on these findings and show the contribution that these materials, and the interpretations the Swedish researchers formulated about them, made to the understanding of the metallurgy and mining activities developed during the pre-Columbian Late Period (AD 1200-1550) in the Puna of Jujuy, Argentina. Cette note de recherche présente l’expédition suédoise Chaco-Cordillera dans le nord de l’Argentine et le sud de la Bolivie (1901-1902), puis analyse les objets archéologiques qu’elle a collectés. Depuis le travail d’Eric von Rosen en 1902-1903, aucune autre étude approfondie de la collection n’avait été réalisée à ce jour, alors que ces objets permettent d’éclairer différents aspects du passé précolombien des Andes et des basses terres. Fondée sur les publications des membres de l’expédition et sur leur documentation personnelle inédite, ainsi que sur l’examen de la collection elle-même, cette note offre de nouvelles données sur cette collection. Ces matériaux et les interprétations que les chercheurs suédois en ont proposées représentent en effet une contribution précieuse à la compréhension des activités minières et métallurgiques de la Puna de Jujuy (Argentine) pendant la période précolombienne tardive (1200-1550 apr. J.-C.). Este trabajo aborda la expedición Sueca Chaco-Cordillerana al Norte de Argentina y Sur de Bolivia (1901-1902) y se centra en los objetos arqueológicos recuperados por ella. Más allá del análisis realizado por Eric von Rosen en 1902-1903, hasta el momento no se habían realizado otros estudios en profundidad de dicha colección, a pesar de su gran potencial para dilucidar diferentes aspectos del pasado prehispánico andino y de las tierras bajas. Combinando el análisis de las publicaciones de los miembros de la expedición y de su documentación personal inédita, como también el estudio de la propia colección, este trabajo ofrece nuevos datos sobre los hallazgos realizados y muestra la contribución que estos materiales y las interpretaciones que los investigadores suecos formularon sobre ellos, tuvieron para la comprensión de la metalurgia y minería de la Puna de Jujuy durante el Período prehispánico Tardío (1200-1550 d. C.).

Les hautes vallées de la région du mont Bego, dans les Alpes méridionales, abritent un très important corpus d’images rupestres de la Préhistoire récente (IVe-IIe millénaire avant J.-C.). Parmi ces milliers de gravures, quatre anthropomorphes au moins, attribués au Néolithique final, partagent une singularité : leurs pieds sont tournés vers l’intérieur. L’anomalie anatomique n’est pas sans rappeler la pathologie du pied bot varus équin bilatéral. Si l’hypothèse d’identification est exacte, et sachant le contexte qui accompagne ces représentations – à savoir l’accomplissement de la métallurgie du cuivre dans le nord de l’Italie et le sud de l’arc alpin –, il faudrait peut-être distinguer là les plus anciennes occurrences des affections orthopédiques dont souffrent, par nature, les forgerons mythologiques. The high valleys of the Mount Bego region, in the Southern Alps, shelter a very important corpus of rock art from Recent Prehistory (IV-II millennium B.C.). Among these thousands of engravings, at least four anthropomorphic figures, attributed to the Final Neolithic, share a singularity: their feet are turned inward. The anatomical anomaly evokes the pathology of the bilateral clubfoot. If the identification hypothesis is correct, and knowing the context that accompanies these representations – namely the achievement of copper metallurgy in Northern Italy and in the Southern Alps –, maybe we should see there the oldest manifestations of the orthopedic affections from which, by nature, the mythological blacksmiths suffer.

En métallurgie, la conception produits est contrainte par le fait que l’alliage est au service d’un mécanisme lui-même au service d’une technologie qui répond à un besoin. Le métallurgiste doit puiser dans sa panoplie de moyens pour répondre à la valeur d’usage qui lui est imposée. Cette panoplie de moyens s’enrichit de nouvelles « recettes », en continuité et parfois en rupture. Des exemples sont présentés. La notoriété du métallurgiste auprès des bureaux d’étude des clients lui permet cependant parfois d’être co-concepteur de l’ensemble mécanisme-alliage. La conception fait alors appel à des aller-retours du type de ceux formalisés dans la méthode CK. Il en est de même pour la conception en matière de procédés. In metallurgy, product design is constrained by the fact that the alloy serves a mechanism which itself serves a technology that meets a need. The metallurgist has to draw on his range of resources to meet the imposed use value. This range of resources is enriched by new "recipes", both in continuity and sometimes in rupture. Examples are provided. The reputation of the metallurgist with the design departments of his customers sometimes allows him to be co-designer of the mechanism-alloy assembly. In this case, the design involves a back and forth process of the type formalized in the CK method. The same applies to process design.

Les Amis du Vieux Guérigny sont une association déjà bien installée, qui travaille depuis longtemps à valoriser le patrimoine industriel d’un site industriel majeur, fondé au cours du XVIIIe siècle par un personnage emblématique : Babaud de la Chaussade. Pourriez-vous nous dire ce qui a motivé la création de l’association ? La fermeture de l’Établissement des constructions et armes navales (ECAN) de Guérigny (antérieurement Forges Nationales de La Chaussade), le 30 juin 1971, est à l’origine ...

Le recours à la géophysique sur les tracés linéaires n’est pas récent. Les enjeux propres à ce type d’aménagement, notamment lors du diagnostic archéologique, ont conduit, à plusieurs reprises, à expérimenter ce type d’approche non destructive avec plus ou moins de succès. La mise en perspective des expériences ayant eu lieu sur des tracés linéaires et plus particulièrement lors du projet canal Seine-Nord Europe (projet CSNE) permet d’exposer les conditions de mise en œuvre permettant d’obtenir les résultats les plus probants. Elle montre notamment que la place de la géophysique lors du diagnostic doit être considérée avec attention et se limiter à certains cas bien spécifiques. Le questionnement géophysique nécessite en effet des a priori forts sur l’objet recherché, or c’est souvent ce qui fait défaut lors de la phase de diagnostic, rendant ainsi l’étude géophysique souvent peu pertinente en regard du coût engagé. Il en est tout autrement lors de la phase de fouille où les connaissances acquises sur les sols et les entités archéologiques rencontrés permettent d’affiner les questions posées à la géophysique. L’utilisation de cet outil prend dès lors tout son sens et peut, de ce fait, s’intégrer de manière efficiente dans l’étude archéologique. The use of geophysics on linear developments is not recent. The specific challenges of this type of development, particularly during archaeological diagnosis, have led to several experiments with this type of non-destructive approach with varying degrees of success. By putting into perspective the experiments that have taken place on linear developments and more particularly during the Seine-Northern Europe Canal project (CSNE project), it is possible to explain the conditions of implementation that have produced the most convincing results. It shows in particular that the place of geophysics during diagnostics must be considered with attention and limited to certain very specific cases. Geophysical questioning requires strong preconceived ideas about the object of interest, which is often lacking during the diagnostic phase, thus making the geophysical study often irrelevant with regard to the cost involved. It is quite different during the excavation phase where the knowledge acquired on the soils and the archaeological entities encountered allows to refine the questions asked to the geophysics. The use of this tool therefore takes on its full meaning and can be efficiently integrated into the archaeological study. El uso de la geofísica en trazados lineales no es reciente. Los desafíos propios de este tipo de acondicionamientos, especialmente durante el diagnóstico arqueológico, han conducido en numerosas ocasiones a aplicar ese tipo de enfoque no destructivo, con un éxito relativo. La puesta en perspectiva de las pruebas efectuadas en trazados lineales y, más particularmente, durante el proyecto canal Sena-Norte Europa (proyecto CSNE), permitió exponer las condiciones de implementación que permitieron obtener los mejores resultados, así como demostrar que el lugar que ocupa la geofísica durante el diagnóstico debe ser examinado con atención y limitarse a ciertos casos muy específicos. El cuestionamiento geofísico requiere efectivamente de razonamientos a priori respecto al objeto buscado, pero es precisamente allí donde radica a menudo la falla durante la fase de diagnóstico (haciendo que el estudio geofísico resulte con frecuencia poco pertinente, especialmente en relación a los costes invertidos). No obstante, ocurre lo contrario durante la fase de excavación, dado que es entonces cuando los conocimientos adquiridos en los suelos y las entidades arqueológicas halladas permiten perfeccionar las preguntas planteadas a la geofísica. El uso de esta herramienta toma entonces todo su sentido y puede integrarse así de manera eficaz al estudio arqueológico.

Multi-metal additive manufacturing by laser projection offers new opportunities for the creation of high performance components combining metals with different properties. However, several obstacles limit the freedom of manufacturing, such as the existence of incompatibilities between certain metal pairs, like the formation of brittle intermetallic phases or the overheating of less refractory metals. The control of the process is moreover made complex in view of the numerous phenomena involved and the variations of the composition during the manufacturing process. In this work, coatings combining incompatible metals have been produced by laser projection, thanks to the use of intermediate metals chosen with the help of equilibrium phase thermodynamics. The analysis of early fabrications revealed the importance of the remelting ratio of the melt pool with the underlayer, which allows to generate a composition gradient and avoid the occurrence of defects at the interface between two dissimilar metals. A coating of W on Cu, of interest for the realization of heat sinks in extreme environments, has been achieved through the integration of a succession of miscible metals between the two, as well as composition gradients across the layers. These gradients allowed the progressive increase of the melt pool temperatures from Cu to W. Theoretical tools have been developed and used to better understand the impact of parameters and the evolution of key phenomena during these complex multi-material fabrications. In particular, a numerical simulation model at the melt pool scale has been built, taking into account conduction, deformation and dynamics of the liquid, vaporization, as well as mixing of the elements. The experimental and theoretical analyses of the different deposits highlighted the importance of the melt pool temperature and power on the presence of unmelted refractory particles, the influence of the scanning speed on the dissolution of the particles, and the evolution of the vaporization of less refractory elements when mixing dissimilar metals. Overall, this work contributes to the development of a general methodology for the design, implementation and analysis of multi-material additive manufacturing combining dissimilar metals.; La fabrication additive multi-métallique par projection laser offre de nouvelles opportunités pour la création de composants de haute performance combinant des métaux aux propriétés différentes. Des obstacles limitent cependant la liberté de fabrication, comme l'existence d'incompatibilités entre certains couples de métaux, telles que l'apparition de phases intermétalliques fragiles ou encore la surchauffe des métaux moins réfractaires. Le contrôle du procédé est de plus rendu complexe en raison des nombreux phénomènes en jeu et des variations de la composition au cours de la fabrication. Dans ce travail, des revêtements combinant des métaux incompatibles ont été réalisés par projection laser, grâce à l'utilisation de métaux intermédiaires choisis à l'aide de la thermodynamique des phases à l'équilibre. L'analyse de premières fabrications a permis de révéler l'importance du taux de refusion du bain avec la sous-couche, qui permet de générer un gradient de composition et d'éviter l'apparition de défauts à l'interface entre deux métaux dissimilaires. Un revêtement de W sur Cu, d'intérêt pour la réalisation de dissipateurs thermiques en environnement extrême, a finalement pu être obtenu grâce à l'insertion d'une succession de métaux miscibles entre les deux, ainsi que de gradients de composition à travers les couches. Ces gradients ont notamment permis l'augmentation progressive des températures des bains de fusion du Cu jusqu'au W. Des outils théoriques ont été développés et utilisés pour mieux comprendre l'impact des paramètres et l'évolution de phénomènes clés durant ces fabrications multi-matériaux complexes. Un modèle de simulation numérique à l'échelle du bain de fusion a notamment été construit, prenant en compte les phénomènes de conduction, de déformation et de dynamique du liquide, de vaporisation, ainsi que de mélange des éléments. Les analyses expérimentales et théoriques des différents dépôts ont permis de mettre en lumière l'importance de la température de fusion du bain et de la puissance sur la présence de particules réfractaires infondues, l'influence de la vitesse de balayage sur la dissolution des particules, et l'évolution de la vaporisation préférentielle d'éléments peu réfractaires pour des mélanges entre métaux dissimilaires. Ce travail contribue globalement à la construction d'une méthodologie générale pour la conception, la réalisation et l'analyse de fabrication additive multi-matériaux combinant des métaux dissimilaires.

Since the 1990s, endodontic tools used by dentists have evolved from steel to NiTi to exploit the superelastic properties of this shape memory alloy. These very thin tools are quickly damaged and out of order by complex cyclic stresses (tensile/compression fatigue, torsion, wear, etc.). Currently, these tools are manufactured by machining drawn wires (diameter 0.1 to 2 mm) causing a large number of rejects and limiting the freedom on the manufactured geometries. Selective laser melting process (SLM) on a metal powder bed is an advanced process allowing the fabrication of complex geometries with micrometric dimensions and could be suitable to manufacture such tools, by bringing more liberty in their design. This thesis will focus on understanding the relationships between SLM process parameters, microstructure and mechanical properties of as-cast NiTi-SLM sample, in order to identify optimal manufacturing parameters. An "acceptable" melting range, described by volume energy density, was identified using detailed analyses of grain size, microbath depths and porosity rate in the material. An analytical approach considering thermal conduction of heat is used to estimate the depth of these baths and predict the optimal melting parameters. The influence of the manufacturing parameters on the phases, phase transformations and precipitations present in the material is also studied. It reveals 6 main crystallographic structures: NiTiB2, Ni3Ti > Ni4Ti3, NiTiB19’, Ni3TiO5 et NiTi2. The significant peak broadening in XRD and DSC is explained by the presence of oxides associated with these 6 phases, the generation of thermomechanical distortions/stresses during fabrication, and a chemical composition distribution throughout the material. The laser scanning speed has revealed that it generates a strong distortion on the mesh parameters. Finally, the cyclic tensile mechanical properties of the NiTi-SLM samples are found to be much lower than those of the NiTi-drawn samples. Indeed, the NiTi-SLM microstructure generates a low damping rate and a strong plastic damage by micro shear bands through the sample and leading to a mixed brittle-ductile failure.; Depuis les années 90, les outils endodontiques utilisés par les dentistes ont évolué de l’acier vers le NiTi pour exploiter les propriétés superélastiques de cet alliage à mémoire de forme. Ces outils très fins sont rapidement endommagés et mis hors d'usage par des sollicitations cycliques complexes (fatigue en traction/compression, torsion, usure, etc.). Actuellement, ces outils sont fabriqués par usinage de fils tréfilés (diamètre 0.1 à 2 mm) provoquant un grand nombre de rebuts et limitant la liberté sur les géométries fabriquées. Le procédé de fusion laser (SLM) sur lit de poudre métallique est un procédé avancé permettant de réaliser des géométries complexes aux dimensions micrométriques et pourrait convenir à la fabrication de tels outils, en apportant plus de liberté dans leur conception. Cette thèse s’attache à comprendre les relations entre les paramètres du procédé SLM, la microstructure et les propriétés mécaniques du NiTi-SLM à l'état brut de fabrication, afin d’identifier des paramètres de fabrication optimaux. Un intervalle de fusion dit "acceptable", décrit par des termes d'énergies volumiques, a été identifié à l'aide d'analyses détaillées de la taille des grains, des profondeurs des micro-bains de fusion et du taux de porosité dans le matériau. Une approche analytique considérant la conduction thermique de la chaleur a été utilisée pour estimer la profondeur de ces bains et prédire les paramètres optimaux de fusion. L’influence des paramètres de fabrication sur les phases, les transformations de phases et les précipitations présentes dans le matériau a aussi été étudiée. Elle a mis en évidence 6 structures cristallographiques principales : NiTiB2, Ni3Ti > Ni4Ti3, NiTiB19’, Ni3TiO5 et NiTi2. L'élargissement important des pics en DRX et DSC a été expliqué par la présence d'oxydes associés à ces 6 phases, à la génération de distorsions/contraintes thermomécaniques lors de la fabrication et à une distribution de composition chimique sur l'ensemble du matériau. La vitesse de balayage laser a révélé qu'elle génère une forte distorsion sur les paramètres de maille. Enfin, les propriétés mécaniques en traction cyclique des échantillons NiTi-SLM se sont révélées très inférieures à celles des NiTi-tréfilés. En effet, la microstructure NiTi-SLM engendre un faible taux d'amortissement et un fort endommagement plastique par des microbandes de cisaillement à travers l'échantillon et menant à une rupture mixte fragile-ductile.

The Onnen sword was found in 1896 while exploiting a peat bog, about 1.5 m deep. It is a so-called “antennae” sword, named after the spirals at the top of the pommel and it dates back to last phase of the Bronze Age (ca. 9th century BC). The Groninger Museum now curates the sword with inventory number 1896/I 4. Although this sword is already mentioned in the archaeological literature, it was never correctly published. Its recent study in the cultural heritage agency of The Netherlands gives us a good opportunity to make a detailed presentation as well as to investigate its production techniques to discuss its possible origins., L’épée d’Onnen fut découverte en 1896 lors de l’extraction de tourbe à environ 1,5 m de profondeur. Il s’agit d’une épée dite « à antennes », d’après les spirales qui forment son pommeau, datée de la fin de l’âge du Bronze (IXe siècle av. J.-C.). Aujourd’hui conservée au Groninger Museum (numéro d’inventaire 1896/I 4), elle n’a jamais fait l’objet d’une réelle étude ni été correctement publiée. Son récent examen à l’agence du patrimoine culturel des Pays-Bas nous donne l’occasion de présenter en détail cette épée et les techniques employées lors de sa production dans l’optique de discuter de son origine.

Thermoelectric materials allow the direct conversion of heat flow into electrical current and vice versa. They allow the development of all-solid state thermoelectric refrigeration or generation applications, compact and reliable. However, increasing the efficiency of thermoelectric modules requires the optimization of three interdependent parameters: optimizing the electronic properties of the material in order to obtain a high Seebeck coefficient and a low electrical resistivity, while minimizing the thermal conductivity. Bismuth telluride (Bi2Te3) is currently the reference material for thermoelectric applications at 300 K. However, the cost, scarcity and toxicity of telluride hinders its use in a mass market. The Fe2VAl alloy could become a substitute for Bi2Te3 for thermoelectric applications at 300 K. Indeed, its elements are abundant and inexpensive and the combination of its Seebeck coefficient (n- or p-type) and its electrical conductivity is better than Bi2Te3. However, its thermal conductivity is unfavorable for thermoelectric applications. Indeed, it is ten times higher than Bi2Te3.To solve this problem, a multi-scale approach is implemented during this thesis. This approach allows the scattering of a large part of the heat transporting phonon spectrum. To intensify the scattering of phonons at an atomic scale, solid solutions are synthesized. Self-substitution as well as substitutions with atoms of higher masses are explored (Ta, Sn), leading to a thermal conductivity of 10 W/(m K) in Fe2V0.96Ta0.07Al0.97 at 300 K. In addition to efficient phonon scattering, the optimization of electronic transport properties is also sought: a thermoelectric power factor of 6.7 mW / (m K2) is thus achieved in the above mentioned composition. At the nanoscale, nanoprecipitates constitute scattering centers for medium energy phonons. For this scale, the Al-Fe-V phase diagram has been explored around the Fe2VAl composition, looking for two-phase domains. Nanoprecipitates a second phase very rich in iron were thus obtained in a matrix of composition Fe2+xAl1-xV1-x. But the Seebeck coefficient of this nanocomposite is too low to combine the effect obtained on the thermal conductivity at this scale with those of the other scales. Finally, at the mesoscopic scale, it is the multiplication of the grain boundaries that efficiently scatters the low energy phonons. To do this, the grain size is reduced by powder metallurgy techniques. At this scale, the addition of nanoinclusions in the fine-grained matrix has also been explored. By combining all these effects, the thermal conductivity is strongly reduced and the thermoelectric performances of Fe2VAl are improved: a thermoelectric figure of merit of 0.3 is obtained at 300 K. All these results open interesting perspectives for the improvement of the thermoelectric properties of Fe2VAl., Les matériaux thermoélectriques permettent de convertir directement un flux de chaleur en courant électrique et vice-versa. Ils permettent le développement d’applications de réfrigération ou de génération thermoélectriques tout-solide, compactes et fiables. L’augmentation du rendement des modules thermoélectriques passe cependant par l'optimisation trois paramètres interdépendants : optimiser les propriétés électroniques du matériau afin d'obtenir un coefficient Seebeck élevé et une résistivité électrique faible, tout en minimisant la conductivité thermique. Le tellurure de bismuth (Bi2Te3) est actuellement le matériau de référence pour des applications thermoélectriques à 300 K. Cependant, le coût, la rareté et la toxicité du tellure empêchent son utilisation dans un marché de masse. L'alliage de composition Fe2VAl pourrait devenir un substitut à Bi2Te3 pour les applications thermoélectriques à 300 K. En effet, ses éléments sont abondants et peu coûteux et la combinaison de son coefficient Seebeck (type n ou p) et de sa conductivité électrique est meilleure que celle de Bi2Te3. Cependant, sa conductivité thermique est défavorable aux applications thermoélectriques. En effet, elle est dix fois plus grande que celle de Bi2Te3.Pour résoudre ce problème, une approche multi-échelles est mise en oeuvre au cours de cette thèse. Cette approche permet la diffusion d'une large part du spectre des phonons qui transportent la chaleur. Pour intensifier la diffusion des phonons à une échelle atomique, des solutions solides sont synthétisées. L'auto-substitution ainsi que des substitutions par des atomes de plus grandes masses sont explorées (Ta, Sn), conduisant à une conductivité thermique de 10 W/(m K) dans Fe2V0,96Ta0,07Al0,97 à 300 K. En plus de la diffusion efficace des phonons, l'optimisation des propriétés de transport électronique est également recherchée : un facteur de puissance thermoélectrique de 6,7 mW / (m K2) est ainsi atteint dans la composition précédemment mentionnée. A l'échelle nanométrique, des nanoprécipités constituent des centres de diffusion des phonons de moyenne énergie. Pour cette échelle, le diagramme de phases Al-Fe-V a été exploré autour de la composition Fe2VAl, à la recherche de domaines diphasés. Des nanoprécipités une seconde phase très riche en fer ont ainsi été obtenus dans une matrice de composition Fe2+xAl1-xV1-x. Mais le coefficient Seebeck de ce nanocomposite est trop faible pour combiner l’effet obtenu sur la conductivité thermique à cette échelle avec ceux des autres échelles. Enfin, à l’échelle mésoscopique, c’est la multiplication des joints de grains qui diffuse efficacement les phonons de basse énergie. Pour ce faire, la taille des grains est réduite par des techniques de métallurgie des poudres. A cette échelle, l'ajout de nanoinclusions dans la matrice à grains fins a été également exploré. En combinant tous ces effets, la conductivité thermique est fortement réduite et les performances thermoélectriques de Fe2VAl sont améliorées : un facteur de mérite thermoélectrique de 0,3 est obtenu à 300 K. L’ensemble de ces résultats ouvre des perspectives intéressantes pour l’amélioration des propriétés thermoélectriques de Fe2VAl.

Several regional syntheses have been published on Bronze Age solid-hilted swords, but none for France and the Benelux countries. This dissertation aims first at filling this gap by listing the swords from this region. By adding data from these pre-existing studies, it is possible to study the distribution of solid-hilted swords on a European scale. The building of an inventory is an essential condition to study the diffusion of these weapons over long distances. This must come along with models to characterise the organisation of the swords production and the ways they spread out. It requires us to question the status of the craftsmen, their organisation and their location. One of the first important points of our study is to think about the origin of the morphological, ornamental and technical characteristics of these weapons. Only the production techniques are the result of choices made by the craftsmen. We do not know whether the shape and decoration of the swords are determined by the users, the producers or both. Therefore, it seems futile to use types based on stylistic characteristics as a way to identify production areas, as spatial concentrations correspond at its best to areas where solid-hilted swords where in use. With the help of imaging techniques, we were able to study certain aspects of sword production, such as the casting of the hilt and the way it is fixed to the blade. Based on these observations, a typo-technology was constructed, allowing the identification of different technical traditions corresponding to different production groups. By studying the few known moulds used to produce these swords as well as the phenomena of imitation and hybridisation, which may indicate local productions, we identified possible production areas and discussed the craftsmen organisation as well as the modes of circulation. This was first done type by type before proposing period by period syntheses. During much of the Middle and Late Bronze Ages, most of the solid-hilted swords were produced in specialised workshops. Probably few of these existed and were centralised, but they worked certainly on commission. In parallel to these production centres, less specialised and more versatile craftsmen must have made a few weapons in a less standardised manner. The situation changes abruptly during Hallstatt B2/3. The last stage of the Bronze Age is indeed marked by major stylistic and technical changes as well as by a reconfiguration of the exchange networks. It probable reflects a renewal among the users of these weapons and a diversification of the production centres., À l’heure actuelle, de nombreuses synthèses régionales ont été publiées sur les épées à poignée métallique de l’âge du Bronze, à l’exception notable de la France et des pays du Benelux. Cette thèse vise ainsi en premier lieu à combler cette lacune en proposant un inventaire des épées de cette région afin de pouvoir appréhender ces armes à l’échelle européenne. Ce travail d’inventaire constitue le préalable indispensable à l’étude des modalités de circulation de ces armes sur de longues distances. Cette réflexion doit impérativement s’accompagner de modèles qui permettent de formuler des hypothèses quant au statut des artisans, leur organisation et leur localisation dans l’espace. Malgré la parution de travaux autour des techniques de production à partir des années 1950, les caractéristiques techniques des épées à poignée métallique ont peu été prises en compte pour aborder ces problématiques. Un des premiers points importants de cette thèse est ainsi de mener une réflexion autour paramètres susceptibles d’intéresser les archéologues dans la définition de groupes de production et l’étude des modalités de circulation des objets. Il en ressort que seules les techniques de production sont à même de donner des informations sur les groupes de producteurs. Grâce à la réalisation d’examens d’imagerie, nous avons été capables d’étudier certains aspects de la production des épées, tels que la fonte de la poignée et la manière dont celle-ci est emmanchée. C’est sur la base de ces observations qu’a été construite une typo-technologie, permettant d’identifier différentes traditions techniques correspondant à différents groupes de producteurs. En étudiant les quelques moules connus impliqués dans la production de ces armes ainsi que les phénomènes d’imitation et d’hybridation, pouvant indiquer des productions locales, nous avons identifié de possibles aires de production et discuté de l’organisation des artisans ainsi que des modalités de circulation des épées. Cela a d’abord été fait type par type avant de proposer des synthèses période par période. Durant une grande partie du Bronze moyen et du Bronze final, la majorité des épées à poignée métallique ont été produites au sein d’ateliers spécialisés, vraisemblablement peu nombreux et centralisés, certainement sur-commande. En parallèle de ces centres de production devaient officier des artisans moins spécialisés et plus polyvalents réalisant des armes de manière plus ponctuelle et moins standardisée. La situation change brutalement au Bronze final IIIb. La dernière étape de l’âge du Bronze est en effet marquée par de profonds changements stylistiques et techniques ainsi que par une reconfiguration des réseaux d’échanges. Ces éléments traduisent probablement un renouvellement parmi les utilisateurs de ces armes et une diversification des centres de production.

This article examines mineral resources on the territory of Armenia, the exploitation of metal (copper) and obsidian sources, and the distribution of raw materials during the Early Bronze Age. Although agricultural conditions were the main factors influencing the formation of settlement patterns, there is a clear confinement of some Kura-Araxes settlements to copper deposits and geographical features (passes, ravines) that provided control over routes through which raw materials could be obtained. This article demonstrates that in some cases the presence of relatively rare resources (such as salt) may have been one of the factors that contributed to the formation of multicultural communities, including various (sub-) Kura-Araxes groups. Cet article examine les ressources minérales attestées sur le territoire de l’Arménie, l’exploitation du métal (cuivre) et des sources d’obsidienne, ainsi que la distribution des matières premières au cours du Bronze ancien. Quoique les conditions agricoles aient été les principaux facteurs ayant influencé la formation des structures de peuplement, il semblerait que certains sites kuro-araxes aient été fondés en fonction de la localisation des dépôts cuprifères et des particularités géographiques (cols, ravins) permettant de contrôler les routes d’accès à ces matières premières. Cet article démontre que, dans certains cas, la présence de certaines ressources relativement rares (comme le sel) a pu contribuer à la formation de communautés multiculturelles comprenant plusieurs (sous-) groupes kuro-araxes.

The potential of different trace elements for provenance studies of gold artefacts from the Lesser Caucasus is discussed in this paper. We provide a geochemical characterization of Bronze Age artefacts and gold from the prehistoric mine of Sakdrisi as well as nearby placer deposits. The mining activities of the Kura-Araxes period took place in the oxidation zone of the Sakdrisi deposit, where gold occurs in boxwork structures of oxidized and dissolved sulfidic minerals of ore in the ancient galleries. Gold from the mine as well as gold from placer deposits in the Sakdrisi-Bolnisi district are characterized by silver in the percentage level (up to 40 wt%) and small amounts of trace elements, which, in general, is typical for natural gold. The Bronze Age gold artefacts from the Lesser Caucasus also contain silver, with a variation within the range of natural gold, as well as a small percentage of copper. The geochemical characterization of the artefacts shows an extensive use of alluvial gold identified by a combination of the trace element tin, originating from primary deposits in acidic rocks, and platinum group elements (PGE), originating from primary deposits in (ultra-) basic rocks. We propose different sources for the gold artefacts based on a large variation in their trace element composition. Owing to the change of the chemical composition during metallurgical operations, resulting in an enrichment of copper and trace elements by co-melting of heavy mineral concentrates and an alteration by metallurgical processing, it is not possible to link gold artefacts to specific gold occurrences. Moreover, the lead isotope ratios measured from the gold artefacts cannot be used to trace back the primary gold sources. If additional silver was added to create some of the artefacts, lead isotopes would trace back to these silver sources. However, if unalloyed alluvial gold was used, lead isotope ratios would reflect a mixture of lead sources potentially deriving from multiple local ore deposits in protoliths whose erosion products were accumulated in the placer deposits and subsequently incorporated during co-melting into the gold artefacts. Thus, only sources in a regional context can be discussed. Cet article traite du potentiel d’analyse des différents éléments traces dans les études de provenance des objets en or du Petit Caucase. Nous avons effectué une caractérisation géochimique des artefacts et de l’or de la mine protohistorique de Sakdrisi, ainsi que des dépôts d’or alluvial se trouvant à proximité. Les activités minières de la période kuro-araxe ont eu lieu dans la zone d’oxydation du dépôt de Sakdrisi, où l’or apparaît dans des structures en nid d’abeille laissées dans les anciennes galeries par des minéraux sulfidiques oxydés et dissous. L’or de la mine, ainsi que l’or des dépôts alluviaux du district de Sakdrisi-Bolnisi se caractérisent par un pourcentage d’argent (jusqu’à 40 % en poids) et une petite quantité d’éléments traces, ce qui est en général caractéristique de l’or naturel. Les artefacts en or du Petit Caucase à l’âge du Bronze contiennent souvent aussi de l’argent, dans une proportion qui est celle de l’or naturel, ainsi qu’un petit pourcentage de cuivre. La caractérisation géochimique des artefacts a révélé un usage extensif de l’or alluvial à travers une combinaison d’éléments traces comme l’étain, provenant des dépôts primaires de roches acides, ainsi que des éléments du groupe du platine (PGE), provenant des dépôts primaires de roches (ultra-) basiques. Étant donné le large éventail d’éléments traces dans la composition de ces artefacts en or, nous proposons différentes origines possibles. En raison des changements se produisant dans la composition chimique pendant les opérations métallurgiques, se traduisant par un enrichissement en cuivre et en éléments traces par co-fusion des minéraux lourds concentrés, ainsi que par une altération résultant du processus métallurgique même, il n’est pas possible de relier ces artefacts à des dépôts aurifères particuliers. Par ailleurs, les ratios isotopiques du plomb mesurés dans ces objets en or ne permettent pas de remonter jusqu’aux sources primaires de l’or. Si de l’argent était ajouté pour fabriquer certains de ces artefacts par exemple, les isotopes du plomb nous renverraient à ces dépôts d’argent. Quoi qu’il en soit, si de l’or alluvial était utilisé sans aucun alliage, les isotopes du plomb refléteraient alors un mélange de dépôts plombifères provenant potentiellement des multiples dépôts de minerais situés dans les protolithes : les dérivés de l’érosion s’accumulant dans les dépôts d’or alluvial, ils auraient été par la suite incorporés dans les artefacts en or à travers la co-fusion. Pour conclure, on ne peut vraiment étudier les dépôts aurifères que dans leur contexte régional.

When the Sakdrisi complex was discovered and its importance fully apprehended more than 15 years ago, no one realised at the time how much valuable information was to be harvested from field and laboratory work as a result. It is a recognised fact that mining, metallurgy, settlement and societal structures are related to each other as contemporary features: this opens up various new approaches towards understanding a gold-mining society of the late 4th millennium BC. The entire production evidence from the Kura-Araxes production chain will be described in an overview, beginning with the mining, the ore-dressing, the ore-milling and the smelting. This valuable evidence has also enabled the research team to understand the importance gold production once had in daily life and how this influenced the ritual habits and the social system. One basic question is whether the production of gold was at this time a permanent or a part-time activity, especially as there is some ambiguity concerning the way of life of the groups involved in gold production at the beginning: were they mobile or sedentary? This question should be approached not only through qualitative but also quantitative aspects: what labour force was necessary to produce one gram of gold from a rich gold-hematite deposit like Sakdrisi? The research team approached this question by a series of experiments and was able to establish a detailed quantitative calculation of the production steps (the “Paravani calculation”, named after an archaeological site where a golden earring was found). These quantitative data will be used to model the different steps of the work carried out at Sakdrisi and Dzedzvebi and to help us understand the societal consequences that it once entailed. Lorsque le complexe de Sakdrisi a été découvert il y a plus de douze ans, et que son importance est apparue, personne ne se rendait compte à l’époque de l’importante moisson d’informations que livrerait son étude, que ce soit sur le terrain ou en laboratoire. On admet désormais que les industries minières, la métallurgie, le site d’habitat et les structures sociales sont des éléments contemporains liés les uns aux autres : ceci ouvre diverses perspectives permettant de mieux saisir la société minière de la fin du IVe millénaire avant notre ère. Cet article se propose de décrire de façon succincte la chaîne de production kuro-araxe dans son entièreté, en commençant par l’extraction et la préparation du minerai, sa mise en poudre et enfin l’opération de réduction. Ces données précieuses nous ont aussi permis de comprendre l’importance revêtue jadis par la production de l’or dans la vie quotidienne et son influence sur les rituels et le système social. Une des questions posées est de savoir si la production d’or était à l’époque une activité permanente ou saisonnière, notamment parce qu’une ambiguïté demeure en ce qui concerne le mode de vie des groupes impliqués dans la production de l’or à l’origine. Ces groupes étaient-il mobiles ou sédentaires ? Cette question doit être approchée de façon quantitative et non seulement qualitative : quelle force de travail était nécessaire pour produire un gramme d’or depuis les riches dépôts aurifères de Sakdrisi ? Notre équipe a abordé cette question à travers une série d’expérimentations qui lui ont permis d’établir un calcul quantitatif détaillé des étapes de la production (le « calcul de Paravani », nommé ainsi d’après un site où l’on a découvert une boucle d’oreille en or). Ces données quantitatives seront utilisées pour modéliser les différentes étapes du travail effectué à Sakdrisi et Dzedzebi et nous aider à comprendre les conséquences qu’elles eurent jadis.

The ceramic potsherds found at the Sakdrisi mining site belong for two thirds to the Kura-Araxes period and provide dating material for the undisturbed mining layers belonging to that exploitation period. Other occupation periods are also attested through the presence of potsherds from the Late Bronze and Early Iron Ages, as well as from the late antique and early medieval period, which are also present on a number of settlements in the surroundings. These settlements were not all connected with mining activities. The Kura-Araxes ceramic assemblage is characterized by its high fragmentation and vessel selection, which marks a sharp contrast with that of the mining settlement of Dzedzvebi nearby. The Kura-Araxes ceramic assemblage presented in this article is analysed in accordance with those brought to light on the settlements: it shows that particularly large vessel containers and handled goblets were selected to be used on the mining site. Their ornamentation and clay composition have been compared to those from other Transcaucasian sites: they show that decorative motifs such as spiral ornaments were widely distributed throughout the Transcaucasus. Specific stylistic groups such as Kirovakan ceramics are also present: they probably spread to Kvemo Kartli via the Tbilisi gorge. This diversity of the Kura-Araxes ceramic assemblage found at Sakdrisi is also illustrated by the chemical composition of the ceramics: some of them are close to the Dzedzvebi repertoire, while other groups seem to have come from elsewhere. This shows that the ceramic found at Sakdrisi came from different regions. A second interesting point concerns the function of this pottery: some of the potsherds display traces of secondary use, as shown by use-wear analysis and taphonomic observations. Some of the handles and body sherds were obviously used as ad hoc tools, perhaps on fur, in order to gather ore-grains that fell down during the crushing and milling processes. Other usages are also possible: their damaged and soft surfaces produce a reddish powder that might have been used for marking surfaces or as a body paint. However, it is clear that most of the ceramic vessels were originally used near the entrances to the mine (e.g. as a water drinking set), but once broken, were later reused for various other ad hoc purposes. Les tessons de céramique collectés sur le site de Sakdrisi datent pour la plupart de la période kuro-araxe (deux tiers d’entre eux) ; ils permettent ainsi de dater les niveaux de la mine non perturbés du Bronze ancien. Les céramiques datant de l’Antiquité sont présentes dans les mêmes proportions que celles des autres périodes mises en évidence sur le site (Bronze récent/Fer ancien et période médiévale), lesquelles sont aussi attestées sur certains sites des environs. Ces sites n’étaient pas tous liés à l’exploitation minière. En ce qui concerne la période kuro-araxe, la forte fragmentation et la sélection des types de vase perceptibles dans la céramique de Sakdrisi sont surprenantes au vu du vaste répertoire de céramiques en usage sur le site de mineurs de Dzedzvebi, situé à proximité. Cet article passe en revue les assemblages céramiques collectés sur les deux sites, en se concentrant sur les vases de particulièrement grande taille et les pots à anse. Leur ornementation et la composition des pâtes est comparée aux répertoires de certains autres sites transcaucasiens. Cette étude montre que les décors en spirale, par exemple, étaient largement distribués à travers la Transcaucasie. Certains styles céramiques, comme le groupe de Kirovakan, ont atteint le Kvemo Kartli via la gorge de Tbilisi. La diversité d’origine des céramiques kuro-araxes de Sakdrisi est perceptible à travers leur composition chimique : si certaines d’entre elles sont similaires à celles de Dzedzvebi, les autres viennent d’ailleurs. Ceci démontre que les céramiques de Sakdrisi n’étaient pas toutes des productions locales. Un autre point intéressant concerne les usages secondaires de certaines céramiques (ré-emploi). Ce point est abordé à partir d’observations tracéologiques et taphonomiques : des anses et d’autres types de tessons ont visiblement été utilisés de façon opportuniste, peut-être sur du cuir afin de gratter les restes de minerai pilé et moulu. D’autres usages sont envisageables : étant donné que ces tessons laissent des traces rougeâtres et poudreuses, ils ont pu être utilisés pour marquer des surfaces ou comme poudre. Cela dit, il est certain que la plupart de ces céramiques ont tout d’abord été utilisées aux entrées de la mine (p. ex. comme vases à eau) pour être ensuite réutilisées une fois cassées à divers usages ad hoc.

An international conference focused on the beginnings of mining and metallurgy in the Caucasus was organised in Tbilisi in June 16th-19th 2016 under the auspices of the National Museum of Georgia. This conference, which was funded by the Agence nationale de la recherche (France) and the Deutsche Forschungsgemeinschaft (Germany), aimed at discussing the intricate relationships between the emergence of mining and metallurgy, and the shaping of late prehistoric societies in south-western Asia. The Caucasus is renowned in Near Eastern archaeology for its wealth in natural resources, in particular in metal ores: for decades, scholars have surmised a specific causal relationships between the rise of complex, hierarchical societies in the Near‑East and the development of extractive metallurgy. Metallurgy, however, is only the most visible part of the story that accounts for the dramatic changes perceptible in south‑western Asia in the course of the 5th millennium BCE. Early mining, which is not restricted to metal-ore mining, certainly also had an impact in terms of economic networks, social dynamics, settlement patterns and regional integration, not only across the Caucasus, but also in the ancient Near and Middle East. Drawing on these fundamental questions, this book explores the socio-economic, technological and environmental background that favoured the rise of systematic mining and extractive metallurgy in the Caucasus at the end of the Chalcolithic. How far was early mining linked to the spread of specific subsistence strategies such as pastoral herding? Were mined resources mainly intended for local consumption or distributed throughout the Near East, towards Anatolia, Iran or Mesopotamia? Here are some of the issues that are discussed in the present volume, which contains 21 articles written by some of the most eminent specialists in Caucasian archaeology. Un colloque international axé sur les origines de l’extraction minière et de la métallurgie dans le Caucase s’est déroulé à Tbilisi du 16 au 19 juin 2016, sous les auspices du Musée national de Géorgie. Ce colloque, financé par l’Agence nationale de la recherche (France) et la Deutsche Forschungsgemeinschaft (Allemagne), avait pour objectif d’aborder les relations entre la naissance des mines et de la métallurgie, et l’évolution des sociétés protohistoriques en Asie du Sud-Ouest. Le Caucase est connu en archéologie orientale pour sa richesse en matières premières, en particulier pour ses ressources métallifères ; pendant des décennies, les chercheurs ont présupposé l’existence d’un lien de causalité particulier entre l’émergence de sociétés complexes hiérarchisées au Proche et Moyen-Orient et le développement de la métallurgie extractive. Pourtant, la métallurgie n’est que la partie émergée d’une histoire marquée par des changements spectaculaires tout au long du V e millénaire avant notre ère. L’extraction minière, par exemple, qui ne se réduit d’ailleurs pas à l’exploitation des minerais métallifères, a certainement eu aussi un impact sur les dynamiques sociales, les structures de peuplement, l’organisation des réseaux économiques et les processus d’intégration régionale, en Orient comme dans le Caucase. Partant de ces questions fondamentales, cet ouvrage explore le contexte socioéconomique, technologique et environnemental dans lequel se sont développées la métallurgie et l’extraction minière à la fin du Chalcolithique dans le Caucase. Ainsi, dans quelle mesure les premières exploitations minières sont-elles liées à des stratégies de subsistance spécifiques, tel le pastoralisme ? Les ressources exploitées étaient-elles destinées à la seule consommation locale ? Ou bien étaient-elles aussi distribuées à travers le Proche-Orient, l’Anatolie, l’Iran ou la Mésopotamie ? Tels sont les thèmes abordés dans ce volume, qui contient 21 articles rédigés par quelques-uns des plus éminents spécialistes de l’archéologie du Caucase.

The settlement of Godedzor is located at 1,800 m asl in the region of Syunik (south-eastern Armenia). Previous studies have highlighted the strategic position of the site in connection to both east to west and north to south routes of communication and in relation to the proximity to the main obsidian outcrops of the region. Excavations at Godedzor started in 2005 and revealed three main levels of occupation consisting of wooden and stone architecture. A substantial set of radiocarbon datings proves that the occupation at Godedzor can be dated to the mid 4th millennium and highlights that the site is one of the latest Chalcolithic occupations discovered so far in the southern Caucasus. In this paper, the most recent research on the architectural, ceramic, archeozoological and archeobotanical evidence from Godedzor is analysed and combined so as to build a comprehensive picture on the strategies of the pastoral groups that occupied Godedzor, on their origins and finally on the role that these groups played in the circulation of the obsidian in north-western Iran and in the introduction of farming practices in the highlands of southern Armenia. L’établissement de Godedzor est situé à 1 800 m d’altitude dans la région du Syunik (sud-est de l’Arménie). Les études précédentes avaient souligné l’implantation stratégique de ce site au cœur d’un réseau de voies de communication est-ouest et nord-sud, à proximité des principaux gisements d’obsidienne de la région. Les fouilles de Godedzor, entreprises en 2005, ont révélé trois niveaux d’occupation avec une architecture de bois et de pierre. Un important corpus de datations au radiocarbone montre que l’occupation de Godedzor remonte au milieu du IVe millénaire et met en évidence que, parmi les occupations chalcolithiques découvertes à ce jour dans le sud du Caucase, il s’agit d’une des plus tardives. Dans cet article, les recherches récentes sur les vestiges architecturaux, la production céramique, les données archéozoologiques et archéobotaniques de Godedzor sont analysées et synthétisées dans le but d’obtenir une vue d’ensemble des stratégies des groupes pastoraux qui ont occupé ce site, de leur provenance, ainsi que de leur rôle dans la circulation de l’obsidienne vers le nord-ouest de l’Iran et dans l’introduction des pratiques agricoles sur les hautes terres du sud de l’Arménie.

The practice of herd mobility by Chalcolithic and Kura-Araxes populations in the Caucasus has often been postulated. However, this assumption was only based on the presence of certain artefacts and the architectural evidence, as well as on analogies with modern mobile groups living in the region and adjacent areas. Direct evidence is given here through zooarchaeological and isotopic analyses, which testify to the existence of seasonal vertical mobility for animal herds in the South Caucasus as early as the second half of the 5th millennium BC: this is demonstrated by the absence of the herds, which included sheep, goats and cattle, in the vicinity of lowland settlements in the spring and summer seasons as they were moved to moist areas located in high elevation. Moreover, according to the strontium isotopic analyses, these summer pastures were located in areas that were geologically distinct from winter lowland pastures. The demonstration that the seasonal vertical mobility of the herds was practiced by Chalcolithic communities makes it possible to discuss the contribution of this particular form of herd management to the concomitant rise of the exploitation of mineral resources. On a longtemps supposé que les groupes chalcolithiques et kuro-araxes établis au Caucase étaient des pasteurs mobiles. Mais ce postulat ne reposait que sur des preuves indirectes, comme la présence d’artefacts particuliers et un certain type d’architecture, ainsi que sur des analogies avec les groupes nomades actuels du Proche et Moyen-Orient. En nous fondant sur une étude archéozoologique et l’analyse des isotopes stables de l’oxygène, du carbone et du strontium, nous apportons ici des éléments démontrant l’existence d’une mobilité verticale saisonnière des troupeaux dans le sud du Caucase dès la fin du Ve millénaire av. J.‑C. Les moutons, chèvres et bovins des établissements situés en plaine étaient largement absents des enregistrements archéologiques de printemps et d’été, car les troupeaux étaient déplacés vers des pâturages d’altitude. Ces alpages étaient par ailleurs situés dans des zones géologiquement distinctes des pâturages d’hivers situés en plaine. Après avoir démontré l’existence de transhumances verticales au Chalcolithique, nous examinons le rôle que cette forme spécialisée d’élevage a pu avoir dans l’essor de l’exploitation des ressources minérales et dans leur distribution à la même époque.

Introduction The Caucasus is renowned in near-eastern archaeology for its wealth in natural resources, in particular in metal ores (fig. 1): scholars, for decades, have surmised causal relationships between the rise of complex, hierarchical societies in the Near East and the development of extractive metallurgy (e.g. Childe 1930; Childe 1944; Wailes 1996; Frangipane 2017). Metallurgy, however, is only the most visible part of the story that accounts for the dramatic changes that shaped south-...

The highlands of Iran, with their rich mineral resources, are known as one of the hotspots of early metallurgy. Following a long gap in archaeological research after 1979, the work carried out since 2000 has made possible to gain a more detailed understanding of the early steps of metal exploitation and usage in Iran. The new investigations enable us to trace a technological development that begins with hammering and annealing of copper in the Neolithic period, proceeds with small-scale smelting and casting during the 5th millennium BCE, and from the early 4th millennium on evolves into an advanced copper and silver metallurgy whose products circulate widely and supply consumers in the lowlands of Khuzestan and probably Mesopotamia. The foundation of the first urban sites in the late 4th millennium BCE correlates with a quantum leap in metallurgical technology that became possible through the introduction of updraft furnaces. From that moment onwards, we can also observe experimentation in the production of various alloys such as arsenic copper. Surprisingly, tin bronze is introduced to highland Iran only in the 2nd millennium BCE. Raw materials for the metal industry were in the beginning native metals. The mining areas, which are widely known in Iran, can rarely be dated, therefore to establish the beginning of opencast and underground mine exploitation remains a problem; however, at the latest from the Bronze Age onwards, underground shafts were used to obtain the desired materials. New research has provided robust data that afford a more precise chronological but also geographical distinction between the various strands of development, which differ according to regional “schools”. Long-distance exchanges of knowledge and objects only occur from the late 4th millennium BCE onwards with the inclusion of the Iranian highlands into a network of urban sites. Both the early development of metallurgy in Iran and its subsequent developments have to be understood in their particular historical setting of political alliances and avoidances. Until the Iron Age, shifting political constellations determine the accessibility and distribution of raw materials and products in Iran and beyond. Les hautes terres d’Iran, avec leurs riches ressources minérales, sont connues pour être l’un des hauts lieux de la métallurgie. Après une longue interruption de la recherche archéologique après 1979, les travaux effectués depuis 2000 ont permis de mieux comprendre les premières étapes de l’exploitation du métal en Iran. Ces nouvelles recherches nous permettent de retracer un développement technologique qui commence avec le martellement et la chauffe du cuivre au Néolithique, se poursuit avec la réduction du minerai et le coulage du métal à petite échelle au Ve millénaire et, à partir du IVe millénaire, par une métallurgie sophistiquée du cuivre et de l’argent, dont les produits circulent à grande échelle et alimentent les consommateurs des basses terres du Khuzestan et probablement de Mésopotamie. La fondation des premiers sites urbains de la fin du IVe millénaire est corollaire d’un bond en avant de la technologie métallurgique, rendu possible grâce à l’introduction de fourneaux à cheminée verticale. C’est à partir de ce moment que l’on peut observer la production de différents types d’alliages comme le cuivre arsénié. Curieusement, le bronze (alliage cuivre-étain) n’est introduit dans les hautes terres d’Iran qu’au IIe millénaire av. J.‑C. Les matières premières utilisées en métallurgie n’étaient au départ que des métaux natifs. Les zones minières, bien répertoriées en Iran, sont rarement datables ; il est donc difficile d’établir le début des exploitations à ciel ouvert ou en milieu souterrain. Cependant, des puits souterrains ont été utilisés au plus tard à l’âge du Bronze pour obtenir les matériaux recherchés. De nouveaux travaux ont fourni des données très solides permettant d’établir des distinctions chronologiques mais aussi géographiques entre les différents courants de développement de la métallurgie, lesquels se répartissent en « écoles » régionales. Les échanges de savoir-faire et d’objets à longue distance ne commencent qu’à partir du IVe millénaire av. J.‑C. avec l’inclusion des hautes terres iraniennes à un réseau de sites urbains. Les plus anciens développements de la métallurgie doivent être replacés, comme par la suite, dans leur contexte historique particulier d’alliances et de barrières régionales. Jusqu’à l’âge du Fer, ce sont des constellations politiques mouvantes qui déterminent l’accès et la distribution des matières premières et des productions métalliques en Iran et aux alentours.

The paper reviews recent work on the manipulation of rock salt in Prehistoric Europe (referring also to work in West Asia). While investigations in the famous mines of Hallstatt and Dürrnberg are the best known, and continue to the present, production using the so-called trough technique in eastern Europe also depended on the extraction of rock salt and its subsequent manipulation in order to produce crystalline salt through evaporation. A crucial, but poorly understood, aspect is what happened to rock salt after it was extracted; for instance, was it ground into manageable lumps? The evidence from ethnoarchaeology and from those sites where grinders have been found is ambiguous, while experimental work in Romania suggests that the troughs were used to help break up the hard rock by letting water drip onto the rock surface. The relationship of humans to the salt rock is considered, in particular the intimate nature of cutting into the substance that was to be consumed. This suggests that salt miners had a very specific attitude to the salt they were working. Cet article passe en revue les travaux récents effectués sur la manipulation du sel gemme en Europe protohistorique tout en faisant référence à la recherche conduite en Asie occidentale. Alors que les travaux menés sur les fameuses mines de Hallstatt et Dürrnberg, toujours en cours, demeurent les plus connus, la production de sel dite de « l’abreuvoir » en Europe de l’Est paraît aussi liée à l’extraction de sel gemme et aux manipulations successives permettant de produire un sel cristallin par évaporation. Une question importante, mais peu étudiée, concerne le devenir du sel après extraction : était-il réduit, par exemple, en morceaux facilement manipulables ? Les exemples fournis par l’ethnoarchéologie et les sites sur lesquels des meules ont été découvertes restent ambigus, tandis que les recherches expérimentales menées en Roumanie suggèrent que des troncs creux (les « abreuvoirs ») étaient utilisés pour aider à la fragmentation des dépôts de sel en faisant tomber de l’eau en goutte-à-goutte sur la surface des dépôts. La réflexion se poursuit en abordant la question des relations entretenues par les êtres humains avec le sel gemme, en particulier la nature intime de l’acte qui consiste à couper dans une substance destinée à être ensuite consommée. Il est ainsi probable que les mineurs avaient un rapport très particulier avec le sel qu’ils exploitaient.

The Caucasus is famous for its physical-geographic and geological characteristics, which ensured favourable conditions for exploiting metal ore and producing metal in ancient times. The wealth of the Caucasus in metalliferous ores has certainly contributed to the early beginning of ore exploitation in the South Caucasus, including Georgia. The prehistoric mining sites of Georgia may be found in two main districts: Aphkhazia, Svaneti and Racha in the Greater Caucasus, and Bolnisi-Dmanisi and Adchara-Guria in the Lesser Caucasus mountain range. Mining stone tools have been discovered on most of these sites. Research on the history of mining in Georgia is a fairly new field. This field had raised some interest in the 19th century, but no real archaeological excavations had been carried out on mining sites in Georgia until the Sakdrisi project. Investigations had so far been limited to surveys, which had only described the mines and recorded some material. And in most cases, the recorded and collected artefacts only consisted of well-preserved and modified mining tools. This paper will discuss the mining tools that are kept in archaeological funds or exhibited at the Georgian National Museum. These collections are not so very rich and varied, but they offer a good overview of common mining tool types. The stone and bone mining tools discovered at the Sakdrisi gold-mining complex will also be studied, especially as regards their use-wear. The gold mine of Sakdrisi is considered as the earliest gold-mining complex (the mine together with the mining settlement – that is the whole metal-producing system) so far known in human history. This complex has yielded a very interesting stone tool collection. They display very different shapes, use-wear traces, hafting systems, which suggest a wide range of functions. It should be noted that the use-wear investigations carried out on some of the obsidian implements and bone tools discovered at Sakdrisi also gave very interesting and fruitful results. Le Caucase est connu pour ses particularités géographiques et géologiques, lesquelles ont fourni un cadre favorable à l’exploitation du minerai métallifère et à la production métallurgique dès les époques anciennes. La richesse du Caucase en minerais métallifères a certainement contribué à l’exploitation précoce des minerais du sud du Caucase, dont la Géorgie. Les sites miniers protohistoriques de Géorgie sont localisés dans deux zones : l’Abkhazie, la Svaneti et Racha pour le Grand Caucase, les régions de Bolnisi-Dmanisi et d’Adchara-Guria pour le Petit Caucase. On a découvert des outils en pierre destinés à l’exploitation minière sur la plupart de ces sites. La recherche sur l’histoire minière de la Géorgie est un domaine assez nouveau. Ce domaine avait suscité un certain intérêt au xixe siècle, mais aucune fouille n’avait été effectuée sur des sites miniers de Géorgie jusqu’aux travaux menés à Sakdrisi. Les recherches s’étaient limitées jusque là à des prospections archéologiques, qui s’étaient contentées de décrire les mines et d’enregistrer un peu de matériel minier. Dans la plupart des cas, il ne s’agissait que d’outils bien conservés et modifiés. Cet article se propose d’étudier les outils miniers conservés dans les fonds archéologiques ou exposés au Musée national de Géorgie. Ces collections ne sont ni riches ni variées, mais elles offrent un bon panorama des outils miniers les plus répandus. Les outils en pierre et en os découverts dans le complexe minier aurifère de Sakdrisi seront également examinés, en particulier sous l’angle de leurs traces d’utilisation. La mine d’or de Sakdrisi est considérée comme le plus ancien complexe minier aurifère connu au monde actuellement. Ce complexe (à savoir la mine et son camp de mineurs, c’est-à-dire l’ensemble de la chaîne de production) a livré une très intéressante collection d’outils en pierre. Ces outils présentent des formes, des traces d’utilisation et des systèmes d’emmanchement très variés, dénotant un vaste répertoire de fonctions. Notons enfin que les études tracéologiques menées sur certains outils en obsidienne ou en os ont également donné des résultats très intéressants et fructueux.

Salt is a highly valuable commodity in ritual practices and in exchange networks, as demonstrated in several ethnographic and prehistoric contexts. Recent research conducted on the salt mine of Duzdağı (Nakhchivan) has revealed that salt has been exploited since at least the 5th millennium BC in the southern Caucasus. The archaeological finds from the site include hundreds of macro-lithic stone tools. The technological and use-wear analysis of the different types of hammers and grinding tools in the assemblage make it possible to propose a number of functional hypotheses concerning their use within the salt-exploitation process, from extraction to transformation. Extraction tools can be related to different stages of salt exploitation, whereas querns and pestles clearly attest to salt transformation that took place on the mining complex itself. The study of the tools found in test trenches in 2011-2014 clearly demonstrates that specific macro-lithic tool sets were related to different techniques of salt exploitation through time. By comparing the assemblage from Duzdağı with the mining tools found at Kültepe I, a specific category of tools with pointed tips, and made from alkali basalt, seems to be related to the Kura-Araxian exploitation system. These hammers clearly show intensive patterns of use and a number of shared characteristics: the particular hardness of the selected raw material, a high rate of recycling and reshaping, and a long duration of use. Such characteristics suggest that these tools had a particular status, not only in terms of the exploitation techniques employed but also for the miners themselves. These characteristics question the status of the salt miners in the Kura-Araxian community, as well as the importance of mining in the economy of Early Bronze Age populations in the Caucasus. Le sel est une denrée à haute valeur ajoutée dans les pratiques rituelles et les réseaux d’échange comme le démontrent de nombreux exemples ethnographiques et préhistoriques. De récents travaux menés sur la mine de sel de Duzdağı (Nakhchivan) ont mis au jour une exploitation de sel gemme datée du Ve millénaire avant notre ère dans le sud du Caucase. Les vestiges archéologiques comprennent des centaines d’outils macrolithiques. L’analyse technologique et fonctionnelle des différents types de marteaux et outils de broyage issus des prospections nous conduit à proposer plusieurs hypothèses relatives à leur utilisation pour l’exploitation du sel, depuis son extraction jusqu’à sa transformation. Les outils d’extraction en particulier ont été utilisés à différentes étapes de la chaîne opératoire d’extraction, tandis que les meules et pilons attestent clairement de la transformation du sel sur le complexe minier lui-même. L’étude des outils retrouvés dans les sondages réalisés entre 2011 et 2014 démontre un lien entre les types d’outils et les morphologies d’extraction propres à chaque période d’exploitation (âge du Bronze ancien et âge du Fer). En comparant les outils de Duzdağı avec les outils retrouvés sur le tell de Kültepe I, il a été possible de mettre en évidence un type de marteaux propres aux mineurs kuro-araxes. Il s’agit d’outils appointés réalisés sur une roche particulièrement résistante, un basalte alcalin, qui présentent un degré d’utilisation particulièrement poussé, un haut degré de recyclage et des durées d’utilisation importantes. Ces caractéristiques suggèrent que ces outils avaient un statut particulier, non seulement en matière de techniques d’exploitation, mais également pour les mineurs eux-mêmes. Ils interrogent le statut des mineurs de sel dans les sociétés kuro-araxes, et plus largement l’importance du phénomène minier dans les économies des populations de l’âge du Bronze caucasien.

The recent investigations carried out at Nakhchivan Tepe, a flat site located on the right bank of the Nakhchivançay river close to the modern city of Nakhchivan, have brought to light the remains of a settlement dating back to the early 5th millennium BCE, which clearly belong to the Dalma cultural horizon: buff ware decorated with coarse finger impressions is attested together with stamp-decorated and painted ware, all of which were so far known only from the Urmiah basin and the Zagros mountains in Iran. The discovery of copper ore in the occupation layers, together with the predominance of obsidian from Syunik in the lithic industry, suggest that these groups would go through Nakhchivan to obtain the raw materials essential to their living from the Zangezur mountain ranges. Les travaux récents menés sur le site de Nakhchivan Tepe, site plat situé sur la rive droite de la rivière Nakhchivançay près de la ville actuelle de Nakhchivan, ont mis au jour les restes d’un établissement datant du début du Ve millénaire av. J.‑C., appartenant clairement à l’horizon culturel de Dalma : de la céramique chamois décorée avec des impressions digitales est attestée à côté de céramique à décor imprimé et de céramique peinte. Ces productions n’étaient connues jusqu’à présent que dans le bassin du lac d’Urmiah ou dans les montagnes du Zagros en Iran. La découverte de minerai de cuivre, associée à la prédominance de l’obsidienne de Syunik dans l’assemblage lithique, suggère que ces groupes traversaient le Nakhchivan pour obtenir les matières premières nécessaires à leurs besoins dans les barrières montagneuses du Zanguezour.

This paper presents an overview of the Late Prehistoric mining systems and strategies that were brought to light at Duzdağı during the 2011-2016 excavations. The earliest evidence for salt extraction was found on the south-western slope of the dome, where a fairly soft layer of salt (Salt Level 2) was reached in area M1 under a thick layer of colluvium: Kura-Araxes mining cells, possibly related to a small-scale salt procurement system, were brought to light in that area together with a number of potsherds; these cells were dated through the pottery evidence and two 14C readings to the 3000-2600 BCE time span, but a number of sherds collected from other areas of the dome may be dated to the second quarter of the fourth millennium through comparisons with the Kura-Araxes pottery found on the Late Chalcolithic mobile camp of Şorsu. In spite of the presence of Late Chalcolithic potsherds (Ovçular Tepesi type) over the slopes of the dome, no related mining infrastructures were found, which suggests that salt exploitation during the second half of the 5th millennium was opportunistic and occasional. Later evidence of salt mining is, on the other hand, attested in area M1, where the traces of large salt slabs, probably hewn by professional miners, were visible to the east of the Kura-Araxes mining cells. This mining system was dated through the pottery and a series of 14C readings to the Late Bronze/Early Iron Age (ca 1200-900 BC cal.). After the abandonment of this area, some form of salt exploitation went on, as suggested by the remains of animal dung found on top of the colluvium deposits, but no related mining infrastructure could be brought to light. Lastly, a third system of salt extraction could be evidenced in area M9, where mining activities were carried out in the earliest geological salt deposit (Salt Layer 1), which is characterized by its hardness. A few ceramic potsherds and tool remains were embedded in the debris of these mining works, which could be dated through four 14C dates to the Late Iron Age (ca 400-30 BC cal.). The imprints left by tool marks over the walls of the mine suggest that ca 32x22 cm salt blocks were extracted with metal picks, within a fairly sophisticated infrastructure that required propping the overhang that resulted from mining with wooden posts and beams. Cet article passe en revue les systèmes miniers protohistoriques mis au jour par les fouilles de Duzdağı entre 2011 et 2016. Les premières traces d’extraction du sel ont été mises en évidence sur les pentes sud-ouest du dôme, où un niveau de sel assez tendre (niveau de sel 2) a été atteint dans le chantier M1 sous une épaisse couche de colluvions : des cellules minières kuro-araxes, peut-être reliées à un système d’exploitation à petite échelle, ont été découvertes, avec quelques céramiques : ces cellules ont pu être datées grâce à la céramique et deux datations radiocarbones de la période 3000-2600 av. J.‑C. ; mais certains tessons provenant d’autres zones du site ont pu être attribués au deuxième quart du IVe millénaire par analogie avec la céramique kuro-araxe du camp mobile de Şorsu, datée du Chalcolithique récent. Malgré la présence de céramique de type Ovçular Tepesi sur les pentes du dôme, aucune infrastructure minière datant de la deuxième moitié du Ve millénaire n’a pu être retrouvée, ce qui signifierait que l’exploitation du sel à cette époque était occasionnelle et opportuniste. Des infrastructures plus tardives, en revanche, sont attestées en M1, où les fantômes de grandes dalles de sel, probablement extraites par des mineurs professionnels, sont visibles à l’est des cellules kuro-araxes. Ce système d’extraction a été daté, grâce à la poterie et à une série de datations radiocarbones, de la période du Bronze récent/Fer ancien (ca 1200‑900 av. J.‑C.). Après l’abandon de cette zone d’extraction, une forme d’exploitation du sel s’est poursuivie, comme le suggère la présence de déjections animales retrouvées au-dessus des couches de colluvions, mais aucune infrastructure minière n’a été mise au jour. Enfin, un troisième système d’extraction est illustré dans le chantier M9, où une activité minière est attestée dans le niveau de sel géologique le plus ancien (niveau de sel 1), caractérisé par sa dureté. Quelques tessons de céramique et des restes d’outils étaient imbriqués dans les débris miniers, datés par quatre datations radiocarbones du Fer récent (ca 400‑30 av. J.‑C.). Les traces laissées par les outils miniers sur le front de taille suggèrent que des blocs d’une taille de 32 x 22 cm environ étaient extraits avec des outils en métal, à l’intérieur d’une infrastructure assez sophistiquée nécessitant l’étayage de l’encavement au moyen de piliers et de poutres en bois.

This article gives the results of the analyses made by several specialists on some of the raw materials (metal, obsidian and semi-precious stones) found at Mentesh Tepe (Middle Kura Valley, Azerbaijan) during the Late Chalcolithic and Early Bronze Age periods. They show that the procurement zone extends between 30 to 300 km away from the site. The copper and arsenic sources used during the Late Chalcolithic period are confined to the volcanogenic massif sulfide deposits (VMS) in the Lesser Caucasus to the south of Mentesh Tepe. Questions are still raised on their origins during the Early Bronze Age, with gold and tin during the same period yet of unknown provenance. Obsidian analyses show that various sources were used, some being very far (actual Turkey). Gegham, in Armenia, was by far the most important one during the Late Chalcolithic period, while Chikiani, in Georgia, has possibly played this role during the EBA. Finally, the raw material used for the beads come from ophiolitic series and volcanic contexts in the Lesser Caucasus, at a short distance from Mentesh Tepe. Cet article présente les résultats d’analyses faites par plusieurs spécialistes sur une partie des matières premières (métal, obsidienne et pierres semi-précieuses) trouvées à Mentesh Tepe (moyenne vallée de la Kura, Azerbaïdjan) et datant des périodes du Chalcolithique récent et du début de l’âge du Bronze. Ils montrent que la zone d’approvisionnement se situe à une distance de 30 à 300 km du site. Les sources de cuivre et d’arsenic utilisées pendant le Chalcolithique récent se trouvent dans les « gisements de sulfures massifs volcanogènes » (VMS) qui s’étirent au sud du site dans le Petit Caucase. La question de leur origine pendant le début de l’âge du Bronze reste posée, de même que celle de l’or et de l’étain à la même époque. Les analyses de provenance de l’obsidienne montrent que plusieurs sources ont été utilisées, dont certaines, situées en Turquie actuelle, étaient très éloignées. Gegham, en Arménie, a été de loin la zone d’approvisionnement la plus importante au Chalcolithique récent, tandis qu’il est possible que Chikiani, en Géorgie, ait joué ce rôle au début de l’âge du Bronze. Enfin, les matières premières utilisées pour les perles viennent de couches ophiolitiques et de contextes volcaniques du Petit Caucase situés non loin de Mentesh Tepe.

The ongoing archaeological investigations carried out in Nakhchivan (with the excavations at Ovçular Tepesi and Kültepe I and regional survey) and in eastern Georgia (with the excavations at Sakdrisi and Dzedzvebi) within the joint research project “On salt, copper and gold: the origins of early mining in the Caucasus”, have provided new and important information on the Chalcolithic and Early Bronze Age Kura-Araxes cultural sequences. One major question of this joint research program is how the social structure behind technological transfers and the developments towards specialization in production and raw material exploitation during the 5th to early 3rd millennium BC can be described. Hence, these investigations do not only examine mining and the production of metal or salt, or changes in pottery manufacture (where indeed a striking difference between Late Chalcolithic and Kura-Araxes ceramic productions is to be emphasized), but also the obsidian and flint tool industries in terms of their sociotechnological role. Thus, the following paper focuses on the lithic collections from the sites under investigation, which date to the Late Chalcolithic and Kura-Araxes periods, between the 5th to early 3rd millennium BCE. Since the regions under study are located near the major obsidian sources of the South Caucasus (Lake Sevan), the lithic collections are self-evidently predominated by a local obsidian industry, for which distinctive artefact categories and technological tool types can be defined. Additionally, the existence of other “traditional obsidian networks”, which started to develop during the PPN, can be demonstrated. Some of these networks have very distinct specificities and seem to have lasted until the Early Bronze Age. This is the case for example with the large blade technology or the bifacial arrowheads that link the South Caucasus with North Mesopotamia. Les travaux archéologiques en cours au Nakhchivan (fouilles d’Ovçular Tepesi, de Kültepe I et prospection régionale) et en Géorgie orientale (fouilles de Sakdrisi et Dzedzvebi), menés dans le cadre du programme de recherche intitulé « Du sel, du cuivre et de l’or : origines et développement des industries minières au Caucase », ont fourni des données nouvelles et importantes sur les séquences culturelles du Chalcolithique et du Bronze ancien kuro-araxes. Une des questions fondamentales abordées par ces recherches conjointes concerne la structure sociale sous-jacente aux phénomènes de transferts technologiques et de spécialisation, qu’il s’agisse de l’exploitation des matières premières ou de la production, observés entre le Ve et le IIIe millénaires av. J.‑C. De ce fait, ces travaux ne s’intéressent pas seulement aux industries minières et à la production de métal ou de sel, ou aux évolutions dans la fabrication des céramiques (où il faut certainement souligner les différences frappantes entre les céramiques du Chalcolithique récent et kuro-araxes), mais portent aussi sur l’étude des outils en obsidienne et en silex, afin de comprendre leur rôle socio-technologique. Cet article se concentre donc sur les collections lithiques des sites susmentionnés, lesquelles datent des périodes chalcolithique et kuro-araxe entre le Ve et le IIIe millénaires avant notre ère. Étant donné que ces régions sont situées à proximité des principaux lits d’obsidienne du sud du Caucase (lac Sevan), les collections lithiques sont bien sûr dominées par une industrie en obsidienne locale, dans laquelle des catégories d’artefacts et des types d’outils bien spécifiques peuvent être définis. Par ailleurs, la persistance de « réseaux d’obsidienne traditionnels », en place depuis le PPN, peut aussi être démontrée. Certains de ces réseaux ont des spécificités bien distinctes qui semblent avoir duré jusqu’au Bronze ancien. C’est le cas par exemple de la technologie des grandes lames ou des pointes de flèches bifaces, qui permettent de relier le sud du Caucase à la Mésopotamie du Nord.

The Caucasus has long been considered as one of the famous ore mountains of the ancient world. As a central fold mountain of the TEMB (Tethyan Eurasian Metallogenic Belt) it is considerably rich in mineral resources. This is a basic precondition that has influenced how societies approached this region in (pre)history and even in modern times. This article will follow some research approaches that positioned the raw material acquisition in the Caucasus between the Eurasian steppes in the north and the oriental cultures in the south. Such partly historical concepts approached the topic from an outsiders’ view but ignored the access-strategies of Caucasian dwellers themselves. Human approaches to raw materials within a practice-theoretical methodological frame make it possible to adopt a Caucasian perspective: access to raw materials as well as the daily social and economic practices were important elements to how prehistoric societies were entangled with landscapes. The article will more especially turn to the Transcaucasian regions to discuss some important aspects on the basis of modern research data. How did pastoralism, especially in lower grazing areas, influence the approach to sources like obsidian, copper, salt or pigments? Do we have to envisage phases of knowledge diffusion, which might have triggered the development of large-scale metallurgy and mining? How did the arrival of knowledgeable people impact the local communities? The rise of powerful elites in the 3rd millennium certainly was a complex process that had started at the end of the 4th millennium. The impressive upturn of metal production in the later Kura-Araxes communities did certainly also change the role of individuals within the production and consumption of precious goods: some of these questions will be discussed on basis of the archaeological and archaeometric evidence of the Kura-Araxes phenomenon. Le Caucase a longtemps été considéré comme l’une des fameuses montagnes de minerais de l’ancien monde. Pli principal du TEMB (Tethyan Eurasian Metallogenic Belt), cette zone montagneuse est extrêmement riche en ressources minérales. Ces conditions sont à la base de la façon dont les sociétés ont abordé cette région durant la (pré) histoire, et c’est encore le cas aujourd’hui. Cet article retrace certaines approches scientifiques selon lesquelles le Caucase représente un simple maillon entre les steppes eurasiennes au nord et les cultures orientales du sud dans la quête de matières premières. Ces perspectives, partiellement empruntées à l’Histoire, abordent la question de l’exploitation des matières premières d’un point de vue extérieur qui ignore les stratégies d’acquisition des populations caucasiennes elles-mêmes. Des approches considérant cette question à partir d’un cadre méthodologique de pratique théorique peuvent permettre d’adopter un point de vue plus proche des réalités caucasiennes : l’accès aux matières premières et les pratiques sociales et économiques quotidiennes sont des éléments importants dans la façon dont les sociétés protohistoriques et les paysages sont imbriqués l’un dans l’autre. Cet article s’intéressera tout particulièrement aux régions de Transcaucasie (Caucase du Sud) pour discuter certaines de ces questions en intégrant les données de la recherche moderne. Comment le pastoralisme, particulièrement dans les pâturages des piémonts, a-t-il influencé les stratégies d’approche des ressources naturelles comme l’obsidienne, le cuivre, le sel et les pigments ? Doit-on envisager une phase de diffusion du savoir qui serait à l’origine du développement des exploitations minières et de la métallurgie à grande échelle ? Comment l’arrivée de populations ou d’individus porteurs de savoir a-t-elle transformé les communautés locales ? La montée d’élites puissantes au cours du IIIe millénaire a sans doute été un processus complexe qui a commencé dès la fin du IVe millénaire. L’impressionnante reprise de la production métallique dans la période tardive kuro-araxe a certainement aussi changé le rôle des individus dans la production et la consommation de biens précieux. Certaines de ces questions seront abordées à partir de données archéologiques et archéométriques sur le phénomène kuro-araxe.

The Kura-Araxes cultural complex has often been described as having had an economy based on transhumant pastoralism. Mobile pastoralism has been used as a mechanism to explain the expansion of the Kura-Araxes horizon across the Near East. Yet the extent of pastoral mobility within the Kura-Araxes economy has been questioned, both through archaeozoological analyses and reassessments of the portability of the Kura-Araxes material culture. This paper will discuss different types of pastoral and agricultural strategies and, using ethnographic examples, will provide a framework for distinguishing between mobile pastoralism and sedentary mixed farming. These criteria will then be utilised to identify the subsistence economy at Sos Höyük, a Kura-Araxes site in north-eastern Turkey, using archaeobotanical evidence from the site. At Sos Höyük crops appear to have been cultivated locally and the seasonality of cultivation practices, the wild seed flora and dung fuel making activities indicate year-round occupation of the site. Sos Höyük therefore appears to have been a sedentary mixed agro-pastoral village. The identification of Sos Höyük as a permanently occupied agricultural settlement has ramifications for understanding the Kura-Araxes economy and the spread of the Kura-Araxes horizon. L’économie du complexe culturel kuro-araxe a souvent été décrite comme fondée sur un pastoralisme transhumant. Le pastoralisme nomade était présenté comme un mécanisme expliquant l’expansion kuro-araxe au Proche-Orient. Pourtant, l’importance de la mobilité pastorale dans l’économie kuro-araxe a souvent été remise en question, à la fois par des analyses archéozoologiques et par une nouvelle évaluation de la transportabilité de leur culture matérielle. Cet article présente tout d’abord différents types de stratégies pastorales et agricoles, avec des exemples ethnographiques ; puis il propose un cadre d’analyse permettant de distinguer pastoralisme nomade et agriculture mixte sédentaire. Ces critères sont ensuite appliqués pour identifier, grâce à des données archéobotaniques, l’économie de subsistance de Sos Höyük, site kuro-araxe du nord-est de la Turquie. À Sos Höyük, les cultures semblent avoir été exploitées localement ; quant à la saisonnalité, tant la flore sauvage que la fabrication de combustible à base de bouse suggèrent que le site était occupé toute l’année. Sos Höyük aurait donc été un village sédentaire mixte, agro-pastoral. L’identification de Sos Höyük comme site agricole permanent a des implications sur notre compréhension de l’économie kuro-araxe et de la diffusion de cette culture.

The Arisman ancient metallurgical site is located in western Central Iran. This site hosts huge metallurgical remains from the late 4th to early 3rd millennium BCE, which attest to an extensive production of arsenical copper and silver at the same time. Despite the archaeometallurgical investigations that have so far been carried out at Arisman, some questions about the provenance of the ore, the technological procedures utilized and the possible connection between copper and silver production are still open. Thus, the authors have reviewed the previously published data and investigated and/or re-examined some of the metallurgical remains of the site including ore and slag pieces, as well as litharge fragments, through the use of ICP-MS, XRD, SEM, and optical microscopy. The results demonstrate a sharper picture for the metallurgical processes and a clearer provenance for the ore. It seems that the ore was provided from two polymetallic ore deposits of Baqoroq and Komjan in Central Iran. The polymetallic ore contained copper, arsenic, lead, and silver and was processed in two interconnected steps of smelting and cupellation, which produced arsenical copper and silver. L’ancien site métallurgique d’Arisman est situé au centre-ouest de l’Iran. Ce site comporte d’énormes restes métallurgiques datant de la fin du IVe et du début du IIIe millénaires avant notre ère, attestant de l’existence d’une importante production de cuivre arsénié et d’argent. Malgré les investigations archéométallurgiques menées jusqu’à présent à Arisman, certaines questions concernant la provenance des minerais, les procédures techniques utilisées et les possibles liens entre production de cuivre et production d’argent restent ouvertes. De ce fait, les auteurs ont passé en revue les données précédemment publiées et ont étudié ou réétudié certains restes métallurgiques, comme du minerai, des scories ainsi que de la litharge au moyen d’une microscopie optique et d’analyses ICP‑MS, XRD et SEM. Les résultats permettent d’obtenir une image plus nette des processus métallurgiques et de la provenance du minerai. Il semblerait que ce minerai provienne des deux dépôts polymétallifères de Baqoroq et Komjan au centre de l’Iran. Le minerai polymétallique contenait du cuivre, de l’arsenic, du plomb et de l’argent ; il était traité en deux étapes interconnectées de réduction et de coupellation qui ont produit à la fois du cuivre arsénié et de l’argent.

The data recently collected from the Late Chalcolithic and Early Bronze Age settlements of Ovçular Tepesi, Uçan Ağıl, Zirinçlik and Kültepe I in Nakhchivan have cast new light on the beginnings of extractive metallurgy in the South Caucasus. This technological innovation, combined with the spread of vertical pastoralism, prompted new dynamics through the circulation of objects and raw materials, which in turn modified social and human-environmental interactions. Artefacts, copper-ore fragments, or metallurgical tools were retrieved from these sites, but the evidence from Ovçular Tepesi is of special importance since it extends the record of known complex crafting methods in the Caucasus to the last quarter of the 5th millennium. Copper casting, specific copper-oxide selection and possibly co-smelting practices have been brought to light, while the geochemical and lead isotopic analysis of the finds, some of which are large copper tools, show that these artefacts were made locally from the copper ores collected from the nearby deposits of the Zangezur mountain. This is the first “invisible movement” from the mountains and its wealth in copper-ores deposits, towards the plains where permanent or semi-permanent settlements such as Kültepe I and Ovçular Tepesi are located. Among the copper tools from Ovçular Tepesi, one axe-adze and one axe-hammer display close parallels with contemporary artefacts from south-eastern Europe (e.g. Vidra-type axes) and Iran (Tepe Ghabristan), suggesting possible connections both with the Circumpontic Metallurgical Province (CMP) and the Iranian Plateau: indeed, long-distance exchanges also number among these “invisible movements”. Altogether, the evidence from Nakhchivan shows that an advanced stage of extractive metallurgy had been reached in the South Caucasus by the late 5th millennium, possibly in relationship with the exploitation of mountain territories, the development of pastoralism and long-exchange networks. Les données récemment obtenues sur les sites de Ovçular Tepesi, Uçan Ağıl, Zirinçlik and Kültepe I au Nakhchivan ont apporté un nouvel éclairage sur les débuts de la métallurgie extractive au sud du Caucase. Cette innovation technologique, combinée au développement du pastoralisme vertical, a entraîné de nouvelles dynamiques à travers la circulation des objets et des matières premières, lesquelles ont conduit au développement de nouvelles interactions entre sociétés humaines et leur environnement. Des artefacts, des fragments de minerais et des outils métallurgiques ont été découverts sur ces sites, mais les données d’Ovçular Tepesi revêtent une importance particulière puisqu’elles remontent la date des pratiques métallurgiques attestées au Caucase au dernier quart du Ve millénaire avant notre ère. Le coulage du cuivre, la sélection d’oxides spécifiques, voire la pratique de la co-réduction, ont été mis en évidence, tandis que les analyses géochimiques et isotopiques du plomb de certains artefacts, dont quelques gros objets en cuivre, ont montré que ces artefacts avaient été fabriqués localement à partir de minerai de cuivre provenant des proches montagnes du Zanguezour. Il s’agit du premier des « mouvements invisibles » de la métallurgie, où le minerai de cuivre descend des montagnes riches en dépôts cuprifères vers les plaines où sont localisés les sites sédentaires ou semi-sédentaires de Kültepe I et Ovçular Tepesi. Parmi les outils en cuivre d’Ovçular Tepesi, une hache-herminette et une hache-marteau offrent d’étroits parallèles avec des artefacts contemporains d’Europe du Sud-Est (p. ex. les haches de type Vidra) et d’Iran (Tepe Ghabristan), ce qui dénote des liens possibles à la fois avec la province métallurgique circopontique (CMP) et le plateau iranien : ainsi, les échanges à longue distance font aussi partie de ces « mouvements invisibles ». Les données du Nakhchivan montrent en somme qu’un stade avancé de métallurgie extractive avait été atteint au sud du Caucase dès la fin du Ve millénaire av. J.‑C., probablement en relation avec l’exploitation des territoires de montagne, le développement du pastoralisme et la constitution de réseaux d’échange à longue distance.

The Zinc level in many 6000 Al alloys (Al-Mg-Si-type) was set to a maximum of 0.03 wt% as common industrial practice. Concentrations above 0.03 wt% can modify the alkaline etching mechanism causing the surface to go from a desired smooth look associated with a grain boundary attack (GBA), into an undesired speckled appearance due to preferential grain etching (PGE), visible after anodizing. This significantly limits the ambition of reducing the carbon footprint of Aluminum by increasing the amount of recycled material in the production process. Because Cu has been reported to counteract this negative effect of Zn, the present study is dedicated to contribute to the understanding of this interaction and is focused on Zn and Cu in peak aged AlMgSi alloys. The chemical composition of the various precipitates formed in two Al6063 alloys was studied by means of TEM and EDX, whereby Zn was found in the Q phase (AlMgSiCu) grain boundary precipitates. Two alloys, with different content of Cu and Zn were studied. The Zn/Cu ratio in the bulk was similar for both alloys, but the level of Zn in the Cu containing Q particles in the grain boundaries was different. The increased Zn concentration in Q phase precipitates is believed to decrease the potential of the precipitates with respect to the surrounding matrix. Thus, the Cu/Zn ratio in these alloys is extremely important as it defines the potential differences that in turn cause either GBA or PGE., SCOPUS: ar.j, info:eu-repo/semantics/published

Silicon is an essential alloying element added in quenching and partitioning (Q&P) steels to delay and/or suppress carbide precipitation. However, there is a strong industrial interest to reduce the silicon content as it has detrimental effects on the metallurgical route. This work investigates by means of in situ high-energy XRD (HEXRD) the effect of silicon on the microstructural evolution during quenching and partitioning of a commercial 0.2C-2.3Mn grade. The results of this study highlight the role of the bainite transformation during the reheating and partitioning steps for effective austenite retention. Silicon influences the kinetics of austenite decomposition into bainite and finally promotes the stabilization of austenite. This is explained by the ability of silicon to suppress carbide precipitation (i) at the interface between bainite and austenite and (ii) in the martensite matrix. Carbide precipitation at the bainite/austenite interface decreases the amount of carbon that diffuses from bainite to austenite, subsequently accelerating the bainite transformation kinetics and preventing austenite stabilization. Carbide precipitation in martensite reduces the amount of carbon available for partitioning in austenite, further preventing its stabilization. Additions of elements such as Cr or Mo could be therefore considered in order to reduce the austenite decomposition in low-silicon steel grades., SCOPUS: ar.j, info:eu-repo/semantics/published

This thesis work focuses on the interdisciplinary and diachronic study of metallurgical activities on the scale of a large western part of France, with the aim of studying the evolution of metallurgical activities from the Iron Ages to the Middle Ages.This research is largely based on the interdisciplinary study of these production wastes as privileged documents, in order to understand and reconstruct the different techniques implemented throughout the operating chains of the different eras, schematically: from mine to ore, from ore to metal, from metal to object. It is a question of "reading the material", of making a structural and analytical characterisation of it, making it possible to determine the technical gestures carried out by the craftsman and to deduce his skill, his competences, his specialities. It is also a question of trying to perceive the economic and social organisation underlying this activity, by identifying the locations of primary production (extraction and smelting) and metal processing (smithing), as well as their level of specialisation, while specifying the destination of the metal (local or non-local smithing, and exchange systems) and its recycling methods.A diachronic inventory was first carried out of the metallurgical sites discovered during preventive and sometimes programmed excavations carried out in the western regions. The description of the structures and their layout on the sites allows a better understanding of the organisation of the workshops and a closer look at how they function. Through the macroscopic study, the metallurgical furnishings were initially identified. Then archaeometric studies, by means of optical microscope analyses, were also carried out on these iron and steel remains allowing the internal characterisation of a representative sample by phase, context and period, coming from these different occupations.; Ce travail de thèse, centré sur l’étude interdisciplinaire et diachronique des activités paléométallurgiques à l’échelle du grand ouest de la France, a pour objectif d'y étudier l’évolution des activités métallurgiques des âges du fer au Moyen-âge.Cette recherche repose en grande partie sur l’étude interdisciplinaire de ces déchets de production en tant que documents privilégiés, afin de comprendre et de restituer les différentes techniques mises en œuvre tout au long des chaînes opératoires aux différentes époques, schématiquement : de la mine au minerai, du minerai au métal, du métal à l'objet. Il s'agit de « lire la matière », d'en faire une caractérisation structurale et analytique, permettant de déterminer les gestes techniques réalisés par l'artisan et en déduire son habileté, ses compétences, ses spécialités. Il s'agit aussi d'essayer de percevoir l'organisation économique et sociale qui sous-tend cette activité, en identifiant les lieux d’implantation de la production primaire (extraction et réduction) et de la transformation du métal (forge), ainsi que leur niveau de spécialisation, tout en précisant la destination du métal (forge locale ou non, et systèmes d'échange) et ses modalités de recyclage.Pour ce faire, il a tout d'abord été procédé à un inventaire diachronique des sites métallurgiques découverts dans le cadre des fouilles préventives et parfois programmées réalisées dans les régions de l'Ouest. La reprise de la description des structures et de leur agencement sur les sites permet de mieux comprendre l'organisation des ateliers et d'en approcher le fonctionnement. Par l'étude macroscopique, les mobiliers métallurgiques ont dans un premier temps été identifiés. Puis des études archéométriques, par le biais d'analyses au microscope optique, ont aussi été menées sur ces vestiges sidérurgiques, permettant la caractérisation interne d’un échantillonnage représentatif par phase, contexte et période, provenant de ces différentes occupations.

International audience; Imiter, the silver mine of the Moroccan Anti-Atlas still in operation today, displays archaeological evidence of ancient mining and metallurgical works. Written sources and the study of artefacts has already allowed to suggest that the site of Imiter was the ancient Todgha, a locality mentioned during the medieval period (El Ajlaoui 1994). Between 2011 and 2014, a multidisciplinary team (historian, metallogenic geologist, geochemist, archaeologists) undertook surface and underground prospection, the excavation of three ore enrichment tanks as well as the mineralogical and geochemical characterization of ancient ores and metallurgical wastes. The radiocarbon dates obtained on the tanks place their final use between the 2nd century cal BC and the 5th century cal AD, i.e. before the Islamic period. This article reports on results of this research, which documents for the first time an ancient silver mining site in the southern regions of Morocco, which continued in medieval times.; Imiter, mine d’argent de l’Anti-Atlas marocain encore en activité, possède des vestiges archéologiques de travaux miniers et métallurgiques. L’étude de textes anciens et d’artefacts a permis de la rapprocher de la mine d’argent de Todgha connue à l’époque médiévale (El Ajlaoui 1994). Entre 2011 et 2014, une équipe pluridisciplinaire (historien, géologue métallogéniste, géochimiste, archéologues) a entrepris des prospections en surface et en souterrain, la fouille de trois cuves de traitement du minerai ainsi que la caractérisation minéralogique et géochimique de minerais et déchets métallurgiques anciens. Les résultats des datations des cuves placent le dépôt après utilisation entre le IIe siècle cal BC et le Ve siècle cal AD, soit avant la période islamique. Cet article fait état des résultats de ces recherches, qui documentent pour la première fois une exploitation antique de l’argent dans les régions méridionales du Maroc, exploitation qui s’est poursuivie à l’époque médiévale.