PHOENIX : Faire renaître les sciences du patrimoine à l’UNamur

Les sciences du patrimoine sont en train de connaître un nouveau souffle à l’UNamur. Ce domaine de recherche – qui consiste à mobiliser les techniques et expertises issues des sciences exactes (physique, chimie, biologie) pour étudier des objets patrimoniaux anciens – se réinvente grâce au projet PHOENIX, porté par sept chercheurs issus des Facultés des sciences (Département de physique) et de philosophie et lettres (Départements d’histoire et de langues et littératures classiques). 

« PHOENIX est né de la rencontre entre plusieurs chercheurs d’horizons différents, mais animés par la même envie d’étudier la matérialité d’objets patrimoniaux. On peut notamment citer Julien Colaux, dont l’un des prédécesseurs avait mené au Laboratoire d'Analyse par Réactions Nucléaires (LARN) de l’UNamur les premiers projets en sciences du patrimoine. C’est une sorte de retour aux sources », se souvient Nicolas Ruffini-Ronzani, chercheur au Département d’histoire, président de l’institut PaTHs et l’un des porteurs du projet. 

Avec PHOENIX, les chercheurs souhaitent faire parler deux types d’objets : des pièces de monnaie antiques et des parchemins médiévaux (voir encart). Plus précisément, trois objectifs guident leurs recherches :

• Comprendre la composition des artefacts étudiés. Pour les parchemins, identifier l’espèce animale (mouton, chèvre ou veau) et, pour la monnaie, caractériser l’alliage métallique.
• Mieux appréhender la chaîne opératoire de production et de traitement. Par exemple, déterminer quelles parties de l’animal ont été utilisées dans la confection d’un parchemin.
• Proposer une datation la plus précise possible. 

C’est dans ce dernier objectif que réside le principal enjeu. « On ne va pas pouvoir dater ces objets à l'année près », avertit Olivier Deparis, professeur au Département de physique et membre de l’institut de recherche NISM. « L’idée est de donner une fourchette temporelle qui soit aussi fine, si pas meilleure, que celle déjà fournie par la paléographie (l’étude des écritures anciennes) ou l’analyse des textes. Si on atteint le quart de siècle, ce sera déjà une belle avancée. »

Pour y parvenir, l’équipe de PHOENIX utilise différentes techniques non-invasives, en particulier les spectroscopies infrarouges et Raman, la spectrométrie de masse d’ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS) et les analyses par faisceau d’ions (IBA). Ces approches – qui mobilisent les outils de pointe de l’UNamur comme l’accélérateur de particules ALTAÏS (voir Omalius #36) – fournissent des renseignements détaillés sur la composition physico-chimique des matériaux, comme l’origine animale et les formulations d’encres pour les parchemins ou le type d’alliage métallique pour les monnaies. « Le recours aux sciences exactes va permettre d’enrichir nos études et donc de mieux comprendre comment étaient produits ces objets par le passé », précise Nicolas Ruffini-Ronzani. « Contrairement à ce que l’on pourrait penser, la collaboration entre sciences humaines et sciences exactes a une longue histoire derrière elle, qui remonte au 19^e siècle, voire bien avant pour les monnaies. »

Ces outils vont permettre de scruter les parchemins et les monnaies jusque dans les moindres détails, à l’échelle du pixel. Ces analyses poussées génèrent donc un volume colossal de données brutes à traiter. C’est là que l’intelligence artificielle entre en scène pour accélérer leur traitement et révéler les informations « cachées » dans les données, en dégageant les grandes tendances invisibles à l’œil nu. 

Surtout, elle donnera un coup de pouce pour relever le défi de la datation des objets étudiés. Des documents datés, comme des chartes, vont ainsi être utilisés comme références pour tester la robustesse du modèle, en comparant les résultats obtenus aux dates déjà connues. « Si les résultats sont convaincants, la technique pourra être appliquée à des documents non datés », se réjouit Nicolas Ruffini-Ronzani. Il s’agirait là d’une avancée non négligeable dans la recherche historique.

« L’usage des méthodes d’apprentissage automatique n’est pas la panacée », nuance cependant Olivier Deparis. « On a voulu l’exploiter comme une question ouverte, pour évaluer son bénéfice. »

PHOENIX pourrait ainsi incarner une nouvelle ère pour les sciences du patrimoine, où l’intelligence artificielle, à l’image du phénix dont le projet porte le nom, ouvre de nouvelles façons d’analyser et de comprendre les matériaux du passé.

• Francesca Cecchet (Département de physique – Instituts NISM et NARILIS)
• Lucas Baseil (Département de physique - Institut NISM)
• Julien Colaux (Département de physique – Instituts NISM et PaTHs)
• Olivier Deparis (Département de physique – Instituts NISM, naXys et PaTHs)
• Christophe Flament (Département de langues et littératures classiques – Institut PaTHs)
• Louise Fauchier (Département de langues et littératures classiques – Institut PaTHs)
• Laurent Houssiau (Département de physique – Institut NISM)
• Alexandre Mayer (Département de physique – Instituts NISM et naXys)
• Giulia Morabito (Département de physique - Instituts NISM et PaTHs)
• Nicolas Ruffini-Ronzani (Département d’histoire – Instituts PaTHs)
• Nicolas Gros (Département de Physique – Instituts NISM et PaTHs)
• Manon Bart (Département de Physique – Instituts NISM et naXys)

Le projet PHOENIX bénéficie d’un financement du programme d’action de recherche concertée (ARC) de septembre 2024 à août 2029. Il constitue la suite du projet interdisciplinaire Pergamenum21, impulsé en 2014 par la Bibliothèque universitaire Moretus Plantin (BUMP) sous la houlette du professeur Olivier Deparis et consacré à l’étude scientifique du parchemin en vue d’améliorer les pratiques de restauration.

Des jeunes rochefortois ont mis à l’honneur le projet PHOENIX lors du concours international First Lego League, une compétition de robotique ouverte aux jeunes de 10 à 16 ans. Pour coller au thème annuel consacré aux nouvelles technologies dans le domaine de l’archéologie, cette équipe du Centre des Jeunes et de la Culture de Rochefort s’est inspirée de la technique IBA pour élaborer un jeu de recherche permettant d’identifier l’origine de pièces de monnaies de la Grèce Antique modélisées à l’aide d’une imprimante 3D. Leur projet a tapé dans l’œil du jury et leur a permis de se qualifier pour la finale nationale qui a eu lieu en mars dernier. Au-delà du concours, ce jeu original sera présenté lors de la journée des familles de l’Archéoparc de la Malagne (Rochefort).