J.-P. Poirot’s research while affiliated with French National Centre for Scientific Research and other places

Dans le cadre d'un programme de recherche innovant, mené au Centre de Recherche et de Restauration des musées de France (C2RMF) avec des méthodes particulièrement performantes (analyse chimique par méthode PIXE avec l'accélérateur de particules AGLAE, micro-spectrométrie RAMAN et micro-faisceau en mode PIXE), 1290 grenats ornant 131 objets mérovingiens découverts en France ont été analysés. Grâce à cette base de données, la plus importante à ce jour, des résultats particulièrement significatifs ont été obtenus, qui confirment, précisent et complètent les analyses antérieures, menées jusqu'ici avec des méthodes moins performantes. Il est ainsi acquis que les orfèvres mérovin-giens ont utilisés cinq types de grenats. On a pu déterminer, par référence à des grenats d'origine géo-logique connue, que les types I et II (almandins) pro-venaient d'Inde et ceux du type III (pyraldins) de Ceylan. Utilisés aux V e et VI e siècles, ces grenats sont alors remplacés au VII e siècle dans l'Occident mérovingien, pour des raisons historico-économiques qui restent à déterminer, par les exemplaires des types IV et V (pyropes) Les premiers sont pour l'instant de provenance inconnue, mais sans doute européenne dans la mesure où ils sont toujours associés aux seconds, originaires de Bohême. Ces deux derniers types de grenats, du fait de leur nature, ne se prêtaient pas à un débitage en lamelles de taille suffisante pour satisfaire aux exigences techniques du cloisonné couvrant. On s'explique donc que ce style ait progressivement disparu au cours des premières décennies du VII du VIIe siècle, au profit du style à verroteries montées en bâte. Les analyses ont également confirmé la rareté du verre rouge, jusqu’au seuil de l’époque carolingienne, et le fait qu’il n’avait servi de substitution à des grenats qu’exceptionnellement. Mots-clés : Mérovingien – Grenats – Style cloisonné – Orfèvrerie – Verre rouge – Mode PIXE – Mode RAMAN.

Ayant repris en 1957 les fouilles d'Edouard Salin dans le sous-sol de la basilique de Saint-Denis, Michel Fleury mit au jour en 1959 un sarcophage (N° 49) contenant une inhumation féminine exceptionnelle par la qualité de son mobilier funéraire et la conservation des restes organiques correspondant à ses vêtements. Grâce à une bague en or portant le nom ARNEGVNDIS et un monogramme central lu comme REGINE, la défunte fut identifiée à la reine Arégonde, mentionnée par Grégoire de Tours comme l'une des épouses de Clotaire I er (511-561) et la mère de Chilpéric Ier . Compte tenu de la date de naissance de ce dernier, placée en 539 (en réalité en 534), et d'une estimation anthropologique vers 45 ans de l'âge de décès de la défunte, sa mort fut fixée vers 565/570. Cette datation ne s'accordant pas à celle du mobilier funéraire, sensiblement plus récent, plusieurs chercheurs doutèrent que la défunte ait bien été le personnage historique cité par Grégoire de Tours. La redécouverte récente du squelette de la défunte de la tombe 49 ainsi que des restes organiques végétaux et animaux qui l'accompagnaient, disparus depuis une trentaine d'années, a permis de rouvrir ce dossier. Ainsi, il est désormais acquis que la défunte, âgée de 61 ans (plus ou moins trois ans) est morte vers 580, ce qui correspond mieux à la datation archéologique du mobilier funéraire et donc à l’identification historique de la défunte. Pour sa part, le réexamen des restes organiques met largement en cause la reconstitution du costume d’Arégonde par Michel Fleury et Albert France-Lanord. Enfin, les analyses menées au Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France (C2RMF) sur les objets métalliques en or et en argent de la tombe d’Arégonde, ainsi que sur les grenats pouvant les orner, ont considérablement modifié les acquis antérieurs, qu’il s’agisse des alliages utilisés ou de la provenance des grenats.

Red garnets were the dominant gemstones used for jewels in Europe during the Early Middle Ages. We have studied over 350 garnets set on 12 jewels unearthed in the royal necropolis of the Saint-Denis Basilica, close to Paris. This famous collection of “cloisonné” style artefacts dates from the Merovingian period (late fifth century AD to early seventh century AD). The archaeological issue addressed is the identification of the geographical origin of these garnets, in view to establish the gem trading routes during the Dark Ages. External beam PIXE was used to determine the major constituents (Mg, Al, Si, Ca, Mn, Fe), specifying the garnet type (composition in various mineralogical end-members, e.g. almandine, pyrope, spessartite, …), and the trace element content (Cr, Y). Three sorts of garnets were identified. Ten jewels are adorned with almandine garnets (Fe-rich). One jewel has intermediate almandine-pyrope garnets (“rhodolite”). The last and most recent jewel is inlaid with pyrope (Mg-rich) garnets. Trace element content and slight differences in major composition allowed to distinguish five different sources: two sources for pyrope garnets (with and without chromium), and two sources for almandine garnets (distinctive calcium, magnesium and yttrium contents). A preliminary comparison with literature data suggested that almandine garnets may have been mined from India while the “rhodolite” garnets may have been imported from Sri Lanka. The sources of pyrope garnets could be the Bohemian deposits (Czech republic). In addition, μ-Raman spectrometry was used to identify most of the mineral inclusions (apatite, zircon, ilmenite, monazite, calcite, quartz) present in almandine garnets. Even if two specific types of inclusions were not identified, due to the lack of corresponding reference spectra in our database, the Raman spectra collected provided an interesting inclusion fingerprint.

A large collection of emeralds of various occurrences has been analysed by PIXE/PIGE in view to establish a compositional database. Major elements (Be, Si, Al) and trace elements (Li, F, Na, Mg, Ca, Rb, Cs and transition metals) are determined using an external 3 MeV proton micro-beam. Elemental micro-mapping permits to select the useful provenance tracers. This database was applied to infer the origin of several ancient emeralds set on historical jewels.

External beam PIXE analysis allows the non-destructive in situ characterisation of gemstones mounted on jewellery pieces. This technique was used for the determination of the geographical origin of 64 rubies set on a high-valued necklace. The trace element content of these gemstones was measured and compared to that of a set of rubies of known sources. Multivariate statistical processing of the results allowed us to infer the provenance of rubies : one comes from Thailand/Cambodia deposit while the remaining are attributed to Burma. This highlights the complementary capabilities of PIXE and conventional gemological observations.