Localiser des fondations d’un passé pas si lointain

Enquête archéologique

Lorsque nous pensons à l'archéologie, nous pensons généralement à la recherche d'artefacts provenant d'anciennes civilisations situées dans des pays lointains, mais la réalité est que de nombreux projets archéologiques impliquent la recherche d'objets proches d'un passé pas si lointain. L'étude de cas Noggin® suivante du Dr Jarrod Burks de l'Ohio Valley Archaeology, Inc. est un excellent exemple de redécouverte de l'histoire locale récente. Des étudiants d'un collège local ont effectué une étude au radar à pénétration de sol (GPR) pour localiser les fondations enterrées d'une entreprise de briques abandonnée.

Défis

Nelsonville, Ohio est une petite communauté des Appalaches du sud-est de l'Ohio, sur la rivière Hocking. La région est connue pour ses belles collines et ses creux boisés et ses épaisses couches d'argile enfouies déposées à la fin de la dernière période glaciaire. À la fin des années 1800, c'était l'un des centres de fabrication de briques les plus célèbres de la région, et la Nelsonville Brick Company produisait des millions de briques par an à l'aide de dizaines de grands fours circulaires.

En 1937, la Nelsonville Brick Company ferma ses portes et le site fut finalement abandonné. Aujourd'hui, quelques fours circulaires en briques et cheminées carrées sont encore debout dans un parc en bordure de route (Figure 1), mais la plupart des fours ont été démolis et leur emplacement exact n'est plus évident à la surface.

Figure 1 Étudiants du Hocking College avec le système Noggin® 500 GPR sur le site de Nelsonville Brick Company. Certains fours à briques et cheminées sont encore debout, mais la plupart ont été démolis.

Nelsonville abrite également le Hocking College, qui proposait un programme de formation de technicien en archéologie - c'était l'un des rares aux États-Unis. À deux reprises, le Dr Jarrod Burks a donné un bref cours sur l'utilisation de la géophysique en archéologie aux étudiants de Hocking.

Au cours de l'un de ces cours de courte durée, la classe a visité le parc en bordure de route de la Nelsonville Brick Company et les étudiants ont mené une enquête GPR dans trois zones à proximité des fours survivants. Avant l'enquête, l'emplacement des fours supplémentaires n'était pas connu.

Solution

Les étudiants ont placé des grilles d'enquête GPR dans les zones les plus ouvertes et les plus facilement accessibles.

Par une fraîche journée de fin d'hiver avec une couche de neige au sol, les étudiants ont collecté trois grilles GPR à l'aide d'un Sensors & Software Noggin® 500 SmartCart®. La grille 1 est la plus grande, 37 × 20 mètres, tandis que les grilles 2 et 3 mesurent chacune environ 20 × 20 mètres. Toutes les grilles ont été collectées avec des lignes dans la direction Y, espacées de 0,5 mètre. Des échantillons GPR, appelés traces, ont été collectés tous les 2,5 centimètres le long de chaque ligne de levé (41 par mètre). Ainsi, avec une distance totale de ligne d'environ 3 000 mètres pour les 3 grilles, plus de 110 000 traces individuelles ont été collectées dans la zone.

L'enquête n'a pas duré longtemps et les étudiants n'ont eu aucune difficulté à faire fonctionner l'unité GPR (à l'exception de quelques lignes manquantes dans la grille 3 : les étudiants sont des étudiants !). Au cours de l'enquête, il ressort clairement des images que nous avons vues sur l'enregistreur vidéo numérique (DVL) que la profondeur de pénétration était supérieure à 2 mètres et qu'il y avait des caractéristiques et des couches très réfléchissantes sous la surface sur le site de Nelsonville Brick Company (Figure 2)..

La figure 2 de la ligne GPR Y2a de la grille 1 montre une pénétration plus profonde et des réflexions plus fortes depuis les positions 8 à 16 mètres. Cette zone s'avère être un four démoli qui apparaît comme un élément circulaire dans les tranches de profondeur GPR.

Résultats

Après l'enquête, de retour dans le laboratoire informatique, la classe a utilisé le module SliceView du Logiciel EKKO_Project™ pour traiter rapidement les données et créer une série de tranches d'amplitude à différentes profondeurs. À la grande surprise de tous, les données GPR contenaient les fondations de fours aplatis !

En regardant les tranches de profondeur des trois grilles, il était clair que nous avions localisé un certain nombre de groupes de fours circulaires différents. Dans la grille 1 (figure 3), une cheminée semble être reliée à plusieurs fours par un tunnel souterrain. Dans la grille 2, la classe a localisé des parties de trois fours et dans la grille 3, qui avait récemment été dégradée pour améliorer le drainage en bordure de route, le groupe était toujours en mesure de détecter de grandes caractéristiques circulaires en profondeur (Figure 4).

La tranche de profondeur de la figure 3 de la grille 1 à 1,2 mètre de profondeur montre des éléments circulaires interprétés comme les fondations des fours. Les fours semblent être reliés, probablement à une seule cheminée.

En collectant la position GPS à un coin de chaque grille, les positions globales des grilles ont été ajoutées en post-traitement ; cela a permis d'afficher les tranches de profondeur des trois grilles dans leurs positions correctes sur Google Earth™ (Figure 4).

Figure 4 : Tranches de profondeur des grilles 1, 2 et 3 affichées sur Google Earth™. Les latitudes et longitudes des coins des grilles ont été mesurées à l'aide du GPS et ajoutées aux grilles en post-traitement à l'aide du logiciel EKKO_Project™.

Étant donné que les levés GPR sont des ensembles de données tridimensionnelles, il est difficile d'apprécier toutes les caractéristiques que nous avons rencontrées dans les données en examinant une seule tranche de profondeur, comme dans la figure 3. L'examen d'une séquence de tranches montre plus clairement qu'il existe différentes tranches de profondeur. types de caractéristiques présentes à différentes profondeurs (Figure 5). Par exemple, les fondations du four ne deviennent apparentes qu’à environ 50 à 80 cmbs (cm sous la surface). Certaines des caractéristiques les moins profondes comprennent ce qui sont probablement des allées et des passerelles en brique (voir la tranche de 31 à 32 cmbs dans la grille 1 (Figure 5), par exemple).

Il va sans dire que le site de la Nelsonville Brick Company était un cadre idéal pour démontrer aux étudiants l'utilité des instruments de levé géophysiques pour identifier les vestiges structurels souterrains. Sans cartes précises liées aux points connus à la surface, il est impossible de savoir ce qui se trouve sous la surface de ce site sans mener des fouilles destructrices et coûteuses. Les anciens sites industriels sont parmi les meilleurs endroits pour utiliser le GPR car il y a de nombreuses cibles difficiles à détecter. De plus, étant donné que le GPR produit des ensembles de données 3D qui peuvent être examinés à différentes profondeurs, il permet à la classe, dans une certaine mesure, de démêler les séquences souvent complexes de construction et de démolition avant même qu'un seul bêcher de terre ne soit retourné.

Figure 5 Neuf tranches de profondeur GPR de la grille 1 montrant différentes caractéristiques à différentes profondeurs. (cmbs = cm sous la surface)