Dans les grottes préhistoriques, le secret des couleurs des peintures rupestres

Les couleurs des peintures rupestres sont précieuses, car elles permettent d’obtenir des informations sur la matière et les techniques utilisées. Les étudier présente surtout l’avantage de limiter le nombre de prélèvements sur des œuvres paléolithiques qui ont traversé des millénaires. À IMT Mines Alès, les recherches de Dominique Lafon-Pham en colorimétrie permettent de mieux décrire les couleurs des peintures de nos ancêtres.

Si les mammouths, lions des cavernes et rhinocéros laineux sont éteints depuis quelques milliers d’années déjà, ils n’ont pas disparus des grottes paléolithiques pour autant. Les représentations rupestres de ces animaux subsistent encore sur les parois des grottes habitées ou visitées par nos ancêtres. Pour les archéologues, pariétalistes et paléoanthropologues, ces peintures constituent une source d’information précieuse. Parce qu’elles s’observent dans des sites régionaux différents, et parce que leur datation s’étale sur plusieurs dizaines de milliers d’années, les œuvres pariétales reflètent la répartition et l’évolution de la faune préhistorique. L’analyse des scènes complexes qu’elles décrivent parfois — comme la chasse — ainsi que l’étude des techniques artistiques, sont également des témoignages inestimables de pratiques sociales paléolithiques. Elles sont aussi une expression de l’univers symbolique de nos ancêtres.

C’est donc avec une extrême minutie que ces réalisations sont scrutées et manipulées par les scientifiques. « Les prélèvements de matière sur les œuvres peintes sont autorisées à l’issu d’un processus rigoureux d’analyse des demandes argumentées, et demeurent exceptionnels. Le milieu souterrain orné est un environnement de travail parfois très riche en informations mais extrêmement contraignant de par la fragilité même de ces informations » témoigne Dominique Lafon-Pham. Chercheuse en matériaux à IMT Mines Alès, elle met au point des méthodes de mesure sans contact de la couleur contribuant à  la caractérisation des peintures rupestres. Elle poursuit ce travail depuis plusieurs années en étroite collaboration avec le Centre National de Préhistoire (CNP). En binôme avec Stéphane Konik, geo-archéologue du CNP rattaché au laboratoire PACEA^[1], elle alterne travaux de terrain et expérimentations en laboratoire.

« L’analyse colorimétrique ne remplace pas les méthodes d’analyse chimique et minéralogiques » prend soin de préciser Dominique Lafon-Pham, mais elle permet dans certains cas d’apporter des premières informations quant à la nature de la matière colorante. Si la seule couleur n’est pas suffisante pour remonter aux constituants des mélanges, elle n’en constitue pas moins une signature. Dès lors, la comparaison des couleurs de différentes œuvres est un moyen d’éviter de prélever de la matière picturale sur la paroi des grottes préhistoriques. Les travaux de la chercheuse contribuent à l’enquête  « policière » menée par les archéologues sur une scène vieille de plusieurs dizaines de milliers d’années dans laquelle le moindre indice mérite d’être examiné.

La couleur, et plus généralement l’aspect des traits que les équipes de scientifiques peuvent observer dans des grottes comme Chauvet ou Cussac, racontent une partie de l’histoire de la matière colorante choisie, préparée, appliquée puis exposée aux outrages du temps. C’est une façon d’entrer dans l’œuvre par le biais d’une analyse de la matière travaillée et vieillie. Les éléments issus de cette analyse peuvent permettre aux archéologues pariétalistes d’aborder l’œuvre sous l’angle de sa réalisation et pourquoi pas de son intentionnalité, alors que les spécialistes de la conservation s’intéresseront à son évolution dans le temps.

Nos capacités visuelles ne nous permettent pas d’opérer des comparaisons fines entre couleurs non placées en inter visibilité. Nous n’avons pas la mémoire absolue de la couleur. De plus, la sensation que provoque une zone colorée est  influencée par l’environnement chromatique de cette zone. « Lorsque nous arrivons à mesurer la couleur d’un tracé en nous affranchissant des problèmes d’altération liés au vieillissement, nous pouvons établir des similarités avec les  œuvres  partageant cette couleur, qu’elles soient ou non sur la même paroi rocheuse» pointe la chercheuse d’IMT Mines Alès.

Objectiver la perception des couleurs

La méthode comparative peut paraître simple, mais ce serait sous-estimer la complexité du terrain. Les éclairages — très souvent artificiels — faussent la perception de l’œil humain. La même surface colorée éclairée de deux manières différentes ne sera pas perçue de la même façon. L’altération de la roche a également une incidence. La calcite qui se forme dans les grottes recouvre parfois les peintures, et change ainsi le comportement optique de la matière, atténuant et modifiant la couleur des représentations. À cela, il faut ajouter des conditions d’humidité qui varient en fonction des saisons et des zones sur un même site, conduisant à une variation réversible de la couleur perçue et mesurée. Toutes ces incidences sur la couleur impliquent de mettre en place des protocoles afin de déterminer de la manière la plus objective possible la couleur résultant d’une interaction entre lumière et matière.

Mesurer la couleur d’une peinture rupestre n’est pas chose facile. Les chercheurs utilisent la spectroradiométrie, et tout un protocole associé pour garder un éclairage constant sur chaque mesure, comme ici à la grotte Chauvet.

Les chercheurs utilisent un spectroradiomètre, un instrument mesurant  dans la gamme des longueurs d’onde visibles la luminance énergétique de rayonnements lumineux — une grandeur physique, et non directement corrélée à la couleur perçue par l’œil. « L’avantage du travail en site souterrain est qu’il nous est possible de maitriser l’éclairage des  peintures rupestres » explique Dominique Lafon-Pham. « Nous essayons de toujours les éclairer de la même façon. » Cas plus complexe : les scientifiques sont parfois amenés à travailler en extérieur. « Nous réalisons en ce moment des mesures à l’abri Cro-magnon » raconte la chercheuse d’Alès. Le site inscrit sur la liste du patrimoine mondial de l’UNESCO est situé en Dordogne. Il a abrité des Hommes de Cro-magnon il y a environ 30 000 ans. « L’analyse de parois rocheuses potentiellement ornées et placées à ciel ouvert se révèle plus complexe : la lumière du jour est changeante. Dans ces conditions, chercher à distinguer par la mesure des couleurs très proches est un chalenge. »

Vers des grottes virtuelles ?

Les technologies de réalité mixte — de la réalité augmentée à la réalité virtuelle — sont de plus en plus prisées par les sites culturels. Elles ouvrent de nouvelles possibilités de transmission des connaissances, telles que la mise en place de visites guidées à distance dans un environnement 100 % récréé virtuellement. La qualité de la médiation culturelle dépend alors du réalisme et de la précision des éléments de l’univers virtuel. Réaliser des mesures objectivées permet de normaliser les pratiques de collecte d’information sur les caractéristiques optiques des œuvres pariétales dans les sites paléolithiques. Les données ainsi récoltées sont utilisables via les outils de modélisation et de simulation réaliste. Elles constituent l’une des informations nécessaires à la construction de facsimilés virtuels.

Ces dispositifs capitalisant sur les nouvelles technologies média sont également regardés de près par la communauté scientifique. Des répliques virtuelles extrêmement précises des sites préhistoriques constitueraient une opportunité de recherche considérable, en ouvrant l’accès de ces sites aux chercheurs, quelle que soit les conditions d’accessibilité des sites naturels. Pour des raisons de conservation mais aussi de sécurité — comme la présence de CO2 en grande quantité dans l’air  durant certaines périodes de l’année — il n’est possible d’accéder aux sites souterrains que pour des périodes très courtes et selon des modalités de circulation très contraintes. Si Dominique Lafon-Pham reconnaît que ces perspectives sont particulièrement intéressantes, elle tempère toutefois les attentes : « Pour l’instant, les moteurs de rendus que nous avons expérimentés sont loin de pouvoir prendre en compte la finesse des variations de lumière et de couleur que nous observons dans la réalité. »

Il faudra encore un peu de temps avant de pouvoir recréer virtuellement et à l’identique les grottes paléolithiques et leurs œuvres  avec un degré de réalisme permettant une médiation culturelle et scientifique de haute qualité. Cela n’empêche pas pour autant les chercheurs d’Alès de s’interroger toujours plus sur les couleurs des peintures rupestres, et en particulier sur leur apparence au temps de nos ancêtres. Il y a 30 000 ans, nos prédécesseurs peignaient et contemplaient leurs œuvres à la lumière du feu, qui aujourd’hui a été remplacée dans les grottes par des éclairages électriques bien différents. « L’éclairage d’une flamme est mouvant : qu’est-ce que cela implique dans la manière de  concevoir et de percevoir l’œuvre peinte ou gravée ? » se questionne Dominique Lafon-Pham. Autre interrogation : grâce aux systèmes de mesure, les chercheurs arrivent aujourd’hui à détecter de nombreuses nuances de rouge sur un même dessin. Ces différences de teinte étaient-elles effectivement perçues par nos ancêtres Sapiens ? Et si oui, étaient-elles subies, voulues, voire exploitées par l’artiste ?

^[1] Laboratoire « De la Préhistoire à l’Actuel : Culture, Environnement et Anthropologie » (PACEA). Unité mixte de recherche CNRS/Université de Bordeaux/ministère de la Culture et de la Communication.