Lire à travers des papyrus fossiles

Archéologie Des chercheurs ont déchiffré l’intérieur de rouleaux de papyrus carbonisés issus des vestiges d’Herculanum

Les détails de cette prouesse technique

Imaginez un livre écrit en noir sur fond noir, qu’il s’agirait de lire sans pouvoir y toucher. C’est ce que vient de tenter un groupe de chercheurs français et italiens, grâce à un faisceau de rayons X produit par le Synchrotron européen de Grenoble (ESRF). Un résultat fructueux publié dans Nature Communications cette semaine, qui laisse penser que les rouleaux de papyrus d’Herculanum, carbonisés par l’éruption du Vésuve en l’an 79, pourraient livrer une partie de leurs secrets.

Au XVIIIe siècle, des archéologues avaient percé une épaisse couche de lave pour retrouver les vestiges d’Herculanum, détruite en même temps que Pompéi. Dans une villa qui aurait été bâtie par Pison, le beau-père de Jules César, ils avaient découvert, dans une bibliothèque, 1800 rouleaux de papyrus, contenant majoritairement des textes épicuriens rédigés en grec. Des rouleaux hélas carbonisés. Par chance, la disparition rapide de l’oxygène dans la pièce quand la lave a recouvert la ville a empêché qu’ils ne brûlent: ils ont simplement «cuit» à plus de trois cents degrés. Les rouleaux de la villa des papyrus se sont transformés en masses informes de carbone noir, qui ont résisté à l’épreuve du temps, mais dont la fragilité empêche qu’on les déroule pour tenter de lire leur contenu.

Certains sont exposés au musée de Naples. «Je les avais vus lors d’une visite scolaire quand j’étais enfant, raconte le napolitain Vito Mocella, qui est à l’origine de l’expérience conduite à l’ESRF, où il avait fait sa thèse il y a quelques années. J’ai toujours rêvé d’être capable de voir à travers pour découvrir leur contenu.» En 2013, lors d’une visite au synchrotron, les rouleaux lui sont revenus en mémoire. «Nous avons décidé d’en étudier un par une technique d’imagerie à rayons X très performante, le contraste de phase.»

Restait à se procurer un rouleau. «Je me suis rapproché de l’historien français Daniel Delattre, qui avait déjà pu étudier des rouleaux conservés à l’Institut de France.» Six ont en effet été offerts à Napoléon en 1802 par le roi Ferdinand IV de Naples. Le physicien et l’historien décident d’agir vite, pour prouver que leur idée a du sens. En moins de trois mois, ils obtiennent le feu vert de l’Institut de France, qui leur confie le rouleau «Paris N° 1», et décrochent un court temps d’expérience sur un des faisceaux du synchrotron ESRF généreusement offert par un chercheur: il faut d’ordinaire de nombreux mois pour disposer d’un temps officiel sur l’instrument, très demandé.

«La source de rayons X que nous avons utilisée ressemble à un laser, explique Emmanuel Brun, de l’ESRF, cosignataire de l’étude. On analyse les images formées par les rayons qui ont changé de direction dans l’échantillon.» Des images dont le traitement réclame une longue analyse, pour localiser l’emplacement de ce que l’on voit sur le papyrus: «Les manuscrits faisaient une dizaine de mètres de long. Ils sont enroulés sur eux-mêmes et il y a plus d’une centaine de spires dans un diamètre de quelques centimètres», confirme Daniel Delattre, directeur de recherche au Centre national français de la recherche scientifique (CNRS), qui a consacré une grande partie de sa carrière aux papyrus d’Herculanum.

L’expérience est un succès: «Nous avons pu déchiffrer assez de lettres pour reconstituer 22 des 24 lettres de l’alphabet grec. Il ne manque que le Ψ (psi) et le ξ (ksi), qui sont les plus rares. Et nous avons aussi pu lire deux mots.» Après comparaison de l’écriture avec celle d’un fragment d’un autre papyrus carbonisé attribué au philosophe Philodème, un disciple d’Epicure, il semble que ce rouleau remonte au milieu du Ier siècle av. J.-C., une époque contemporaine du philosophe, décédé en 40 av. J.-C. Il pourrait donc être de sa main.

Le plus extraordinaire dans cette expérience est que les chercheurs ne peuvent pas encore expliquer les interactions entre les rayons X et leur échantillon. «Peut-être voyons-nous des différences d’épaisseur liées à la présence de l’encre, s’interroge Emmanuel Brun. Ou bien est-ce en raison d’une molécule non identifiée dans sa composition.» Pour le savoir, le groupe a réalisé de nouvelles expériences, dont les résultats ne sont pas encore publiés. Et surtout, il devrait disposer d’ici au moins de juin d’un long temps d’expérience sur le synchrotron. «Mais nous avons un sacré défi en matière d’analyse de données, prévient Vito Mocella. Ce n’est pas tout de lire des lettres et des mots, encore faut-il savoir précisément à quel endroit ils se trouvent, ce qui est d’autant plus difficile que les rouleaux sont froissés.»

Les rouleaux se sont transformés en masses informes dont la fragilité empêche qu’on les déroule