Description du sujet de thèse

Cette thèse porte sur l’étude de verres de l’époque romaine.
Le verre à l’antiquité est produit dans des ateliers primaires localisés à l’est de la Méditerranée et transformé dans les ateliers secondaires disséminés dans le reste de l’Empire. Les verres antiques décolorés se divisent en quatre groupes : les verres décolorés naturellement, les verres décolorés par ajout d’antimoine, par ajout de manganèse, ou par un mélange d’antimoine et de manganèse [1]. Ces derniers sont considérés comme provenant du recyclage de verres. Toutefois, les observations faites sur les nombreux corpus découverts lors des fouilles préventives tendent à brouiller cette séparation stricte, et se pose la question du remaniement de la matière par les verriers eux-mêmes.
Depuis 2021, nous avons développé au LSI une nouvelle méthode pour identifier à quelle catégorie appartient le verre incolore romain. Celle-ci est basée sur la détection par photoluminescence (PL) résolue en temps des ions Sb3+ (420 nm) et Mn2+ (520 nm) sous une excitation laser UV pulsée.

Les objectifs de ce projet de thèse sont d’utiliser la photoluminescence résolue en temps pour aider à la compréhension de la production du verre incolore à l’antiquité et du recyclage de celui-ci en se concentrant en particulier sur le site de Reims (Matériel étudié par Aurore Louis). En effet, sur la période antique, Reims est la Capitale de la province de Gaule Belgique. Ce secteur fouillé depuis les années 1990 a livré une grande quantité d’objets en verre et a révélé récemment deux importants ateliers de verriers datés du IIIe s. ap. J.-C comprenant trois fours de fabrication et deux fours de production/recyclage de la matière. Il s’avère que les verres provenant des sites de consommation de la ville (maisons, entrepôts, tombes) sont principalement de verres incolores. La question d’une fabrication locale dans lesdits ateliers est alors posée.

Le projet sera découpé en 3 parties
1) Travail d’optimisation de la méthode de tri basée sur la PL résolue en temps
Il nous reste notamment à comprendre l’origine de la composante à 380 nm. Pour ce faire nous élaborerons de nouveaux verres modèles et réaliserons des mesures de PL et d’excitation à 300 et 10 K. Nous travaillerons également sur l’émission dans l’infrarouge des verres. Il reste également à finaliser le traitement numérique et automatique des spectres et le programme élaboré en langage python.
2) Etude du corpus de verres de Reims et d’autres sites funéraires environnants (Velaines, Argonne….) pour répondre aux questions suivantes :
- le verre décoloré à l’antimoine est-il produit dans des ateliers primaires ou décoloré sur place ?
- S’agit-il de recyclage de produits finis ou d’une filière de production locale au sein même des ateliers secondaires ?
- Les objets produits dans les ateliers de Reims sont-ils vendus sur place ou exportés ?
Pour ce faire, il convient de démontrer la corrélation entre les résidus de verre et les produits finis à partir de leur composition, et notamment de leur teneur en agents décolorants (Mn et Sb). Le travail de thèse devra être conduit en collaboration avec l’archéologue pour que les résultats des analyses avancent en parallèle des résultats archéologiques.
3) Travail sur le recyclage du verre
Le recyclage du verre est un pan de l’économie romaine avéré [2]. Des paniers remplis de fragments de verre de couleur ou incolores ont été mis au jour dans la cargaison de l’épave des Embiez en Méditerranée ou de la Julia Felix en Adriatique [3]. Certes, le verre est recyclé pour une seconde vie, mais il est difficile d’affirmer que tout le verre en circulation à cette période est recyclé, d’autant que les multiples refontes entraînent une déperdition de la qualité finale du verre. Nous voulons en particulier comprendre l’impact des cycles de refonte sur le redox du fer et du manganèse, sur la structure du verre (Spectroscopie Raman) ainsi que sur la coloration du verre. Sur ce sujet, nous mettrons en place un plan d'expérimentation avec des artisans-verriers spécialisés dans les techniques anciennes. Nous procéderons à des refontes de verres au LSI à partir de verres de synthèses ou de verres archéologiques. Les refontes seront faites à la fois dans un four à gaz et dans un four à bois pour comparer l’impact des fours.

[1] Gliozzo E. et al. Archaeol Anthropol Sci 9 (2017) 455–483
[2] Chinni, T.; Silvestri, A.; Fiorentino, S.; Vandini, M. Once upon a Glass–Cycles, Recycles and Reuses
of a Never-Ending Material. Heritage 2023, 6, 662–671.
[3] Silvestri, A.; Molin, G.; Salviulo, G. The Colourless Glass of Iulia Felix. J. Archaeol. Sci. 2008, 35, 331–341

Contexte de travail

Le/La doctorant.e fera sa thèse au Laboratoire des Solides Irradiés UMR 7642 basée à l’Ecole polytechnique. L’école doctorale est celle de IP Paris. Ce travail se fera principalement au LSI en étroite collaboration avec l’archéologue Aurore Louis basée à Reims (INRAP). D’autres collaborations auront lieu avec notamment des artisans verriers et d’autres laboratoires

Contraintes et risques

Les déplacements seront liés à la participation à des conférences ou aux différentes collaborations principalement en France.