Remerciements

Nous souhaitons tout d'abord remercier les éditeurs de ce volume de nous avoir donné l'opportunité de participer à ce travail. Cette recherche a pu être menée grâce à la disponibilité de cette collection et à l'hospitalité du Professeur Sibeli A. Viana, et de nos collègues du Museu Antropológico da Universidade Federal de Goiás (MA-UFG) lors de notre séjour d'analyse de la collection. Nous tenons à remercier le soutien du Projet Émergence de l'Université de la Sorbonne : TROPEMIN (« La tropicalité, un mode d’émergence et d’innovations culturelles »). Nous exprimons une reconnaissance spéciale au projet CORISCO (Taphonomy, Technology, and Traceology of Pleistocene Lithic Collections in the Americas) mené par Marcellus d’Almeida de Almeida, à Antonio Pérez-Balarezo et à la FUNDHAM pour l’accès au matériel lithique de BPF. Enfin, nous tenons à remercier Gadi Herzlinger et Paula García-Medrano pour leur aide dans le processus d'analyse morphométrique géométrique 3D. Ce travail fait partie de la recherche doctorale de M. González-Varas, qui a reçu une bourse de l'école doctorale « Sciences de la nature et de l'Homme : évolution et écologie » (ED227 MNHN-SU) et une « Aide à mobilité » de l’Institut Français des Études Andines (IFEA). Les résultats de l'analyse de la collection des sites GO-NI font partie du projet financé par une « Aide à mobilité » du REFEB (Réseau Français d'Études Brésiliennes) par l'Ambassade de France au Brésil. Nous tenons finalement à remercier les deux relecteurs anonymes qui ont considérablement amélioré la qualité du manuscrit original.

Introduction

1La dispersion d'Homo sapiens vers et dans les Amériques, ainsi que les mécanismes de peuplement, sont largement débattus (Posth et al., 2018 ; Becerra-Valdivia L. et T. Higham, 2020 ; Gomez-Coutouly Y. 2021 ; Lourdeau, A., 2021 ; Pérez-Balarezo A. et M. Ramos, 2021 ; Strauss 2022 ; Pansani T. et al., 2023 ; Pérez-Balarezo A. et al., 2023 ; Pigati J. et al., 2023).

2Les premières traces humaines dans les tropiques américains datent d'environ 15 000 cal BP (Bueno L., 2010 ; Scerri E. et al, 2022), mais les voies de dispersion et les technologies utilisées restent mal comprises, notamment en Amérique centrale, première région tropicale rencontrée par notre espèce. Malgré des décennies de recherche interdisciplinaire entre les tropiques (voir, par exemple, Guidon N. et G. Delibrias, 1986 ; Acosta-Ochoa, G., 2010 ; Dillehay T. et al., 2017 ; Pearson G., 2017 ; Lohse J. et al., 2021 ; Ranere A. J. et R. G. Cooke, 2021 ; Bush et al., 2022 ; Iriarte J. et al., 2022 ; Maezumi S. et al., 2022 ; Nascimento M. et al., 2022 ; Sales et al., 2022 ; Aceituno et al., 2024 ; Rostain S. et al., 2024), peu d'études ont intégré de manière comparative la technologie lithique à cette échelle. La séparation géographique entre les registres archéologiques du nord, du centre et du sud de l'Amérique complique cette approche. Néanmoins, des études récentes commencent à explorer ces aspects, mettant en lumière des innovations techno-culturelles très diverses dès la fin du Pléistocène, remettant en question l'idée d'une homogénéité des technologies lithiques (par exemple, Tabarev A. et Y. Kanomata, 2015 ; Lourdeau A., 2017 ; Riris P. et al., 2018 ; Chauchat C., 2022 ; González-Varas M. et al., 2023 ; López C. et M. Cano, 2023 ; Loponte D. et al., 2023 ; Rodet M. J. et al., 2023 ; d'Almeida de Almeida et al., 2023). Cette étude vise à examiner cette diversité, en se concentrant sur la transition Pléistocène-Holocène (~14000-9000 cal BP) et le début de l'Holocène (~11 700–8200 cal BP) en Amérique du Sud, à travers une approche technologique comparée.

3En Amérique du Sud, les études typo-technologiques disponibles révèlent une grande diversité d'outils, concepts et techniques dès la fin du Pléistocène, défiant l'idée d'outillages uniformes. Cette variété se manifeste à travers plusieurs traditions techniques importantes (Correal G. et al., 1969 ; Correal G. et T. Van der Hammen, 1977 ; Hurt W., 1977 ; López C. et al., 2021), de la tradition El Jobo (Bryan A. L. et al., 1978) aux outils produits par façonnage unifacial (Lourdeau, 2010) et aux diverses formes de pointes de projectiles (Nami H., 2021 ; Chauchat C., 2022), reflétant l'adaptation à des environnements tropicaux divers. Cela met en évidence la richesse des biomes tropicaux sud-américains (Jaramillo C., 2023) et la complexité de l'adaptation humaine à ces environnements, suggérant à la fois des différences et des similitudes dans les technologies employées à travers ces régions.

4Toutefois, les approches typologiques traditionnelles, axées sur la morphologie et la fonction des outils, tendent à simplifier cette diversité, privilégiant les pièces bifaciales et négligeant d'autres types d'outils potentiellement significatifs (Bueno L., 2010). Parallèlement, l’approche technologique de la chaîne opératoire offre une perspective plus nuancée mais reste limitée à des contextes locaux sans réelle intégration interrégionale (voir, par exemple, Lavallée D., 1985 ; Schidlowsky V., 1999 ; Fogaça E. et A. Lourdeau, 2008 ; Lodeho L., 2012 ; Lavallée D. et M. Julien. 2012 ; Lourdeau A., 2014 ; Morello F., 2016 ; Moreno de Sousa J. C., 2016, 2019 ; Moreno de Sousa J.C. et Astolfo Gomes de Mello Araujo, 2018). Pour contribuer à repenser ces limitations, cet article couple l'analyse morphométrique géométrique 3D semi-automatique à l’analyse techno-structurelle 3D (Pérez-Balarezo A. et M. González-Varas, à paraître), pour une analyse plus précise et objective des objets lithiques préhistoriques. Cette méthode mixte permet d'examiner la forme, le volume, la densité, la taille et la géométrie d’une structure particulière d’objet, afin de mieux comprendre leur structuration volumétrique et de détecter des similarités ou disparités à l’échelle inter- et intra-assemblage.

5Fondée sur un échantillon de 73 pièces unifaciales, cette étude explore la variabilité de ces outils et leur potentiel pour nous renseigner sur la variabilité, les interactions et le transfert de savoir-faire technique à l'échelle interrégionale. Le corpus inclut des artefacts provenant de différents sites au Brésil (GO-NI-01, GO-NI-08, GO-JA-01, Toca do Boqueirão da Pedra Furada), offrant une perspective sur les caractéristiques conceptuelles et les spécificités régionales. Une analyse plus détaillée des 67 outils relatifs aux sites du Brésil central, GO-NI-01 et GO-NI-08, a fait l'objet d'un autre article (González-Varas M. et al., soumis). Notre hypothèse de travail est que ces régions, le Brésil central et le nord-est du Brésil, présentent des caractéristiques conceptuelles homogènes (des volumes et des formes, des schémas de façonnage unifacial et une quantité des tranchants similaires) mais avec certaines spécificités microrégionales. Une réflexion est finalement menée sur les potentiels et les limitations de la méthodologie utilisée pour saisir adéquatement ces spécificités.

La documentation et l’analyse traditionnelle des industries tropicales sud-américaines

6Dès 14 000 cal BP, l'occupation humaine des régions tropicales centrales et nord-est du Brésil est indiscutable (Bueno L. et al., 2013 ; Moreno de Sousa J. C., 2015 ; Bueno L. et A. Isnardis, 2018 ; Lourdeau A. et L. Bueno, 2022). À partir de cette période, les niveaux archéologiques révèlent une transformation rapide et profonde des industries lithiques : d’une phase antérieure caractérisée par une variété d’outils sur des supports en galets, éclats et plaquettes, on passe à de nombreux outils partageant un support spécifique avec des caractéristiques uniformes et une normalisation typologique, ainsi que des outils sur éclats relativement normalisés (Fogaça E. et A. Lourdeau, 2008). Ces objets, longs et robustes, sont travaillés uniquement sur leur face supérieure et sont couramment désignés sous le nom de « lesmas » (limace en portugais). Ce phénomène, à l'échelle macro-régionale au Brésil, est identifié comme la Tradition ou le Technocomplexe Itaparica. « Tradition » se réfère à une approche typologique où la limace sert de fossile directeur (Correal G. et al., 1969 ; Calderon V., 1972), tandis que « technocomplexe » adopte une perspective technologique, cherchant à intégrer la limace dans son contexte technologique (Lourdeau A., 2010). Ces termes sont traditionnellement liés à une économie de chasseurs-cueilleurs généralistes exploitant divers écosystèmes tels que le cerrado, la caatinga ou la savane, les zones semi-désertiques, le cerrado dense et la forêt (Schmitz P. I., 1987).

7La classification des limaces au Brésil, basée sur leur typologie morphologique, repose sur leur silhouette et leur taille :

« Outil sur bloc (ou éclat) de forme allongée, rappelant une limace. Typiquement, elle comporte deux pointes et deux bords actifs longitudinaux, la retouche affectant toute la périphérie de l’outil. La face inférieure est plane […] [et] sont le plus fréquemment retrouvées usée ou très usée, ou alors sous la forme de fragments qui correspondent à la moitié de l'outil. Par leurs dimensions, les limaces forment un ensemble intermédiaire entre les rabots et les grattoirs ». (Laming-Emperaire A., 1967, p. 75‑76, notre traduction).

8D’après la méthodologie proposée par Laming-Emperaire (1967), l'analyse des limaces débute par l'identification de caractéristiques telles que la matière, la fabrication, la forme, l’utilisation, et l’état de surface (Laming-Emperaire A., 1967). Pour la représentation graphique, elles sont orientées selon le plus grand axe vertical, la partie la plus plate en face inférieure et la plus convexe en face supérieure, (Figure 1A). Chaque limace est dessinée de face et en deux sections (longitudinale et transversale ; Figure 1B), ensuite analysée dans une grille pour localiser ses parties. La distinction des bords actifs et de préhension se fait par l'angle formé entre les deux faces, avec les bords actifs présentant un angle plus fermé.

9Comme exemple d'analyse technologique des limaces, nous pouvons citer le travail de Fogaça (1995). Contrairement à l'approche typologique, une lecture diacritique de l'objet est réalisée suivant les principes de l'école française de technologie lithique préhistorique (Figure 1C). Cette lecture diacritique repose sur l'observation des stigmates de taille pour identifier l’organisation et la chronologie de gestes techniques employées dans la production d’un objet (Dauvois M., 1976). Depuis lors, cette méthode a offert une compréhension plus approfondie des processus de production des limaces, en allant au-delà de la perspective morphologique de l'approche typologique, qui se focalise sur l'outil en tant que produit final.

10Entre les années 2000 et 2010, les limaces ont fait l'objet d'une analyse dite « techno-fonctionnelle » (sensu Boëda, E. 2013 ; Lepot M., 1993). Cette approche a été adaptée par Lourdeau (2010) à des collections du centre (GO-JA-01) et du nord-est (Boqueirão da Pedra Furada, Toca do Pica-Pau) du Brésil. L'analyse de Lourdeau (2010, 2015) intègre les intentions fonctionnelles et les objectifs fondamentaux des actions de taille, avec l'analyse technologique de la production et de la confection des éclats. Elle implique une étude macroscopique basée sur la lecture des négatifs d’enlèvements sur l'ensemble de l'assemblage et une approche structurale des outils produits. Dans ce type d’approche, un outil est structuré par trois composants, appelés unités techno-fonctionnelles (UTF ; Boëda E., 1997). Premièrement, l'UTF transformative (UTFt) est la partie entrant en contact avec le matériau travaillé pendant l'action. Elle correspond à l'élément appelé « partie active » : un angle dièdre avec un bord tranchant, et un profil en deux surfaces et en section. Deuxièmement, l'UTF préhensive (UTFp) est la partie de l'outil tenue par l'utilisateur. Troisièmement, l'UTF réceptive (UTFr) est la partie recevant l'énergie émise par l'utilisateur et transmise à l'UTFt. Contrairement aux analyses tracéologiques, Lourdeau (2010) rappelle qu’une analyse techno-fonctionnelle ne fournit pas d'arguments pour reconstruire les fonctions ou usages spécifiques des outils lithiques, mais qu’elle permet de définir des « groupes techno-fonctionnels ». Les artefacts d'un même groupe techno-fonctionnel partagent des structures volumétriques similaires et des « potentiels fonctionnels » (Bonilauri S. et A. Lourdeau, 2023). Ainsi, en opposition aux « types » trouvés dans une typologie, ces groupes sont définis, d’après Lourdeau (2010), par des critères techniques et « fonctionnels » en prenant en compte les outils dans leur entièreté). L'analyse structurelle des outils consiste donc en une approche intégrative du volume des artefacts, de la localisation et de l'extension des UTF sur ces artefacts, des délinéations de ces UTF, et, en particulier, des bords (résultant de l’intersection de surfaces formants à la fois un angle, un fil, et une délinéation précisément délimitée), d’une part, et des schémas diacritiques de fabrication des outils, d’autre part. L'identification d'une UTFt dépend de trois ou quatre critères : une matière première, un bord formé par deux surfaces formant un angle, un fil et une délinéation), un angle adapté aux activités de coupe, raclage, sciage, etc., et, lorsque l'UTFt est obtenue par retouche, un schéma de confection récurrent au sein de l’outillage. En raison de tous ces critères qui définissent la structuration fonctionnelle d'un outil, nous utiliserons désormais le terme « analyse techno-structurale » (sensu Bonilauri S. et A. Lourdeau, 2023) pour nous référer à cette approche.

11Dans toutes ces analyses, de la typologie morphologique à l'analyse techno-structurale, en passant par la lecture diacritique de l'analyse technologique à la française, il existe des problèmes importants pour la description, la mesure et l'interprétation des limaces. Même si de nombreuses limaces sont symétriques par définition (voir Bordes F., 1961 pour une définition de ces artefacts dans le contexte du Paléolithique moyen de l'Ancien Monde), il n'existe pas de manière non ambiguë de positionner correctement leurs manifestations à la fois symétriques et asymétriques. Cette ambiguïté affecte toutes les mesures rapportées pour différents assemblages, introduisant ainsi une variabilité et une incertitude entièrement attribuables à la décision subjective de l'analyste qui les effectue. Les mesures manuelles incluent également des erreurs de mesure. Grosman et al. (2008) ont démontré cela pour le cas des bifaces du Vieux Monde. De plus, la définition des schémas et de leur cohérence à travers différentes pièces est davantage soumise au regard particulier de chaque analyste. Ici, nous touchons donc à un problème de subjectivité et de reproductibilité de l'analyse.

La documentation et l'analyse numérique en 3D

12L’analyse de morphométrie géométrique de modèles 3D d’outils façonnés unifacialement permet de mesurer avec précision la structuration géométrique de ces pièces, élément crucial pour comprendre leur potentiel fonctionnel. Cette analyse inclut des comparaisons entre différents outils pour comprendre la variabilité de leurs profils et sections transversales, aidant à saisir leur adaptation à diverses fonctions techniques. Une telle approche permet une corrélation précise entre la conception des outils, leurs silhouettes, leur volumétrie et les aspects technologiques et ergonomiques associés.

13L'analyse techno-structurelle considère les outils comme des structures composées des unités techno-fonctionnelles (UTF) : les unités préhensives, réceptives et transformatives (Bonilauri S. et A. Lourdeau, 2023). Cette perspective considère le cycle de vie intégral d'un outil, depuis la planification et l'acquisition des matières premières jusqu'à son utilisation et son rejet, en essayant de comprendre comment les caractéristiques formelles de l'outil influencent les processus de transformation de la matière d’œuvre et leur efficacité (Key A., 2016). Contrairement aux approches classiques, notre étude s'abstient d'interpréter le potentiel fonctionnel des bords, considérant les UTF comme des Unités Structurelles (US) plutôt que fonctionnelles (Bonilauri S. et A. Lourdeau, 2023 ; Capdevielle J. et D. Colonge, 2023). Ces US (Unités Structurelles) se définissent par des zones des pièces qui présentent une certaine récurrence d'éléments morpho-techniques tels que des angles similaires, des délinéations de bords similaires, des sections similaires, entre autres. Les outils sont ainsi catégorisés en groupes techno-structurels sans attribuer a priori des interprétations fonctionnelles spécifiques. Cette méthodologie vise à identifier les critères technologiques (p.e. les modalités de façonnage unifacial) et morphologiques (p.e. les types de sections transversales) récurrentes, les intégrant en groupes techno-structurels (p.e. un groupe défini par des pièces avec des sections transversales triangulaires, produites par une modalité de façonnage unifacial qui couvre la totalité d'une des faces des pièces). Ce regroupement est facilité par une approche systémique qui structure et relie ces divers éléments, reflétant un niveau d'organisation permettant d'étudier les aspects structurels, technologiques et ergonomiques généraux des outils (Delpiano D. et U. Uthmeier, 2020).

14Dans le cadre du présent article, les données pour l'analyse des attributs et morphométriques ont été collectées à travers des scans 3D et des enregistrements manuels, le protocole d'acquisition et de prétraitement de données 3D développé par Pérez-Balarezo A. et M. González-Varas (à paraitre), appelé « 3D MODAL ». Une fois les modèles 3D produits, nous procédons à une analyse manuelle de ceux-ci qui inclut la prise de mesure de la largeur maximale, la longueur, l'épaisseur, le pourcentage de cortex, le poids, et la définition du type de support, la forme générale et diverses autres critères morpho-technologiques, comme les types de sections transversales et les modalités de façonnage unifacial (González-Varas M. et al., 2023).

15Le protocole « 3D MODAL » a facilité l'identification et l'analyse des US basées sur ces critères. L'US, similaire à l'Unité Techno-Fonctionnelle, englobe un ensemble de critères techniques comparables mais sans faire d'hypothèses initiales sur les fonctions techniques de l'artefact (qu'elles soient transformatives ou préhensives). Son objectif est de diminuer la subjectivité dans l'interprétation de l'objet technique en systématisant les critères techniques utilisés dans son analyse. L'interprétation de ces fonctions sera conduite par la suite, a posteriori, lors de la synthèse des US à travers tous les groupes d'outils identifiés. À ce stade, les US seront définies comme transformatives ou préhensives selon leur interaction avec la géométrie 3D correspondant. Ce protocole intègre des étapes telles que l'acquisition de données, le maillage, le post-traitement et l'analyse manuelle. Il utilise un scanner 3D Shining – EinScan SP V2, assurant une précision la mesure en un point de 0,05mm. Le protocole couvre diverses analyses, y compris états de surfaces, taphonomiques, de relief, de sections transversales et de détermination du centre de masse. L'accent est mis sur des mesures morphométriques précises, et les modèles sont traités pour une analyse morphométrique et statistique informatisée. Les modèles 3D permettent de disséquer les outils en parties et d'examiner les relations spatiales entre les points sélectionnés. Les modèles numériques 3D sont alignés le long de l'axe d’allongement principal pour des mesures et analyses. Des sections obtenues tous les 10 mm, à la fois transversales et longitudinales, permettent une visualisation détaillée des aspects de l'outil, comme l'angle des tranchants et la relation entre les potentielles parties transformatives et préhensives (Viallet C., 2019).

16D'autre part, une analyse morphométrique géométrique automatisée a été appliquée aux modèles 3D, utilisant le logiciel AGMT-3D (Herzlinger G. et L. Grosman, 2018) pour l'analyse statistique des formes. Cette approche a été de plus en plus utilisée dans l'analyse des pièces bifaciales (Archer W. et al., 2018 ; Herzlinger G. et al., 2017 ; Weiss M. et al., 2018). Le logiciel AGMT-3D acquiert automatiquement des données, à partir d'une grille composée de 50 méridiens et 50 parallèles, totalisant 2 500 semi-repères (semi-landmarks), repères sur chaque surface (Figure 2). Après une orientation semi-automatique des pièces, l'analyse implique une Analyse de Procrustes Généralisée (APG) pour normaliser les variables de localisation, d'orientation et d'échelle, suivie d'une Analyse en Composantes Principales (ACP). Les résultats de l'ACP, en particulier les deux premières composantes principales, sont représentés visuellement dans un nuage de points bidimensionnel, accompagné d'un rapport détaillé sur la variabilité absolue et relative de toutes les composantes. Une caractéristique significative du logiciel AGMT-3D est le warp tool, qui illustre les différences de forme indiquées par chaque composante principale jusqu'à une forme médiane hypothétique. Le logiciel catégorise les objets en groupes selon deux attributs, facilitant la comparaison de leur variabilité et des différences de formes moyennes entre catégories. Les objets sont colorés par attribut dans un nuage de points, avec ellipses de confiance et centroïdes pour chaque groupe, ou avec des enveloppes convexes (convex hulls). Le panneau de variabilité d'assemblage inclut des outils comme le calculateur de distance moyenne et la comparaison de forme moyenne pour l'analyse statistique.

Étude de cas

17Considérant les critères méthodologiques précédemment mentionnés, nous présentons dans cette section une étude de cas centrée sur la comparaison de pièces façonnées unifaciales provenant de sites situés au centre et au nord-est du Brésil (Figure 3). La grande majorité des pièces proviennent du site en plein air GO-NI-01 (n=66 ; 90 %). Les 10 % restants proviennent d’un site en plein air (GO-NI-08) et de deux sites sous abri rocheux (GO-JA-01 et Boqueirão da Pedra Furada). Ces pièces ont été fabriquées à partir de différentes matières premières et sur des éclats de différentes géométries (Figure 4).

18Soixante-six pièces proviennent de la surface du site en plein air GO-NI-01 soit 2 % du total étudié. Toutes ces pièces sont entières et correspondent à la totalité des pièces unifaciales de la population étudiée dans ce site. Une pièce du site en plein air GO-NI-08 soit 3 % du total, 3 de l’abri sous roche GO-JA-01 soit à 0,002 % du total, et 3 de la phase Serra Talhada I de l’abri de Boqueirão da Pedra Furada soit 0,1 % du total (Tableau 1). Plus de détails sur la composition de cet échantillon dans González-Varas et al., soumis. Comme nous pouvons le constater, le façonnage unifacial est un phénomène qui ne dépasse pas les 3 % des assemblages étudiés, ce qui nous incite à la prudence dans nos interprétations. Cependant, étant donné le caractère méthodologique de la présente étude, le déséquilibre dans les effectifs étudiés de chaque site a été recherché afin de tester les capacités et les limites de la méthode utilisée.

Tableau 1. Composition de l’échantillon étudié par site, avec couches de provenance et datations

	Couche/Niveau	Dates 14C des couches	Nombre total de pièces dans la couche	Nombre de pièces étudiées dans le présent travail
GO-NI-01	Surface	-	3879 (100%)	66 (2%)
GO-NI-08	Trincheira 2	10605 ± 125 AP. (SI-8416)	34 (100%)	1 (3%)
GO-JA-01	Niveau 16, 17 et 18, Phase Paranaíba	10580 ± 115 AP. (SI-3699)	39443 (100%)	3 (0,002 %)
Boqueirão da Pedra Furada	Couche 5, Phase Serra Talhada I	10400 à 8050 BP	956 (100 %)	3 (0,1%)

Tableau réalisé à partir de Lourdeau (2010), Betarello (2022). Crédits : Marina González-Varas.

19Dans le présent cas d'étude, nous avons utilisé les attributs morphologiques et technologiques suivants pour la caractérisation des pièces façonnées unifacialement :

• Type d’éclat-support (Figure 6E) : quatre types d’éclats-supports défini par Lourdeau (2010). Le type I.A. présente des négatifs restant de la phase de débitage qui créent une surface plane centrale parallèle à la face inférieure. Le type I.B. se caractérise par les négatifs de débitage qui créent une surface centrale plane oblique par rapport à la face inférieure. Le type II correspond aux négatifs de débitage formant deux surfaces inclinées en relation avec la face inférieure, dont l’intersection forme une crête longitudinale au milieu de l’éclat. Enfin, le type indéterminé ne compte pas d’éléments permettant de déterminer sa nature.

• Axe technologique (Figure 7A) : se réfère à la direction du débitage de l’éclat-support. Il est défini à partir de l’axe morphologique de la pièce.

• Ligne de torsion (Figure 6C) : présence/absence et localisation (par rapport à l’axe morphologique de la pièce) d’une ligne imaginaire ou réelle sur une pièce lithique où il y a une rotation ou un changement dans l'orientation de la surface de la pièce.

• Ligne de flexion (Figure 6D) : présence ou absence d’une ligne d'inflexion se réfère à une ligne sur une pièce lithique où il y a une courbure ou un changement de direction dans le profil de la surface.

• Mode de façonnage unifacial (Figure 6G) : Quatre modes de façonnage se distinguent dans cette comparaison. Le Mode 1 implique des retouches localisées le long du bord et du biseau de l'artéfact. Le Mode 2 renvoie à une série de façonnage présentant une structure en "candélabre" réalisée sur les deux sections opposées l'une à l'autre. Cet investissement technique vise à lisser les surfaces en minimisant les crêtes divisant deux telles extractions. L'impact de ce processus de façonnage est crucial, engendre de profonds changements, voire une transformation complète de la surface supérieure du matériau initial. Dans le Mode 3, des retouches sont effectuées sur un côté, tandis que l'autre côté reçoit un traitement semblable à celui des artéfacts du Mode 2, avec des séquences consécutives d'extractions couvrantes en investissement « candélabre ». Le Mode 4 se caractérise par des extractions latérales substantielles sans basculer vers une configuration en « candélabre » observée dans les Modes 2 et 3, n'entraînant ainsi pas une transformation marquée de la surface supérieure du support.

• Talon (Figure 7C) : présence ou absence de la surface située à l’extrémité proximale de l’éclat, là où le coup a été porté pour détacher l’éclat du nucléus.

• Relief de la surface inférieure (Figure 7B) : différents types de reliefs de la face inférieure de l’éclat-support.

• Réaménagement (Figure 6H) : présence ou absence d’une partie réaménagée de la pièce, déterminé par plusieurs critères (rupture morphologique de la pièce, la présence de patines, etc.).

• Types sensu Bordes (1961) (Figure 7D) : comparaison avec les types d’outils du Paléolithique Moyen européen à partir de critères définis par François Bordes (1961).

• Unité(s) Structurelle(s) (US) (Figure 7E) : nombre et localisation des US, voir définition développée dans la partie 3 de l’article.

• Groupe techno-structuraux (Figure 7F) : groupe d’outils créés préalablement à partir de l’analyse manuelle et semi-automatique en combinant trois critères technologiques sur chaque pièce notamment le type de vue frontale (rectangulaire, teardrop, triangulaire, ovoïde…) de profil (symétrique ou asymétrique) et de section transversale (trapézoïdale, triangulaire ou semi-circulaire).

20Ces attributs, ainsi définis, ont été ensuite utilisés dans une analyse de morphométrie géométrique 3D. Cette dernière a été réalisée à l'aide du logiciel AGMT3-D sur les 73 modèles 3D de notre échantillon. L'Analyse en Composantes Principales (ACP) a révélé des critères morphologiques avec un niveau intermédiaire de discrimination : les deux premiers CP ont expliqué 46 % de la variabilité globale de forme, avec les seize premiers exprimant 90 % de la variabilité cumulée. Le principal axe de variation correspond à une déformation des bords latéraux (CP1), et à une déformation de la base (CP2), principalement en vue frontale, et à une expansion/amincissement de la base en vue de profil (CP1 et CP2 ; Figure 5).

21La comparaison des différents attributs morpho-techno-structuraux par rapport à l'espace tridimensionnel révélé par l’ACP montre que, globalement, aucun attribut ne se distingue de manière significative des autres (Figure 6). Néanmoins, il est possible de relever certaines spécificités volumétriques en 3D associées à certains attributs, individuellement ou en groupe. En analysant la variabilité morphologique et géométrique de la collection d'artefacts étudiée selon la région du Brésil, nous observons que les artefacts provenant du centre et du nord-est du Brésil affichent des caractéristiques partiellement superposées (Figure 6A). Toutefois, les artefacts du nord-est du Brésil occupent un espace plus restreint dans le cadre tridimensionnel. Cette même observation s'applique en considérant le type de site, indiquant qu'aucune différence significative n'est évidente entre les artefacts provenant d'abris sous roche et de sites de plein air, malgré l'existence d’un espace tridimensionnel spécifique pour les premiers (Figure 6B). Concernant la présence ou l'absence de torsion linéaire dans les artefacts examinés, ceux présentant une ligne de torsion en position oblique distale et mésiale partagent davantage de caractéristiques que ceux avec une torsion oblique proximale ou sans ligne de torsion (Figure 6C). Pour ce qui est du type de support d'éclat, les artefacts sur éclat de type 1B se distinguent des autres types de supports en raison de leur structure plus symétrique en vue frontale et en vue de profil, une épaisseur maximale dans la partie mésiale et des bords distaux convergents. (Figure 6E). En ce qui concerne la matière première, l'arénite silicifiée occupe un espace tridimensionnel très restreint (Figure 6F). Quant aux types de modes de façonnage, une différence statistiquement significative est observée entre les modes 2 et 3 (Figure 6G). La nature de cette différence réside dans le degré de variabilité véhiculé par les deux modes de façonnage. Le mode 2 regroupe une grande variabilité géométrique, tandis que les pièces façonnées par le mode 3 présentent une variabilité géométrique moindre et correspondent aux pièces avec un degré plus élevé d’allongement. En ce qui concerne l'axe technologique, nous notons que cet attribut influence considérablement les géométries 3D étudiés (Figure 7A). À l'inverse, cela ne semble pas être le cas pour le relief de la surface inférieure de l’éclat-support (Figure 7B), la présence d'un talon (Figure 7C) et, partiellement, pour la classification typo-morphologique selon Bordes (Figure 7D), qui ne semblent pas être des attributs influents sur la variabilité tridimensionnelle des artefacts. La nette influence évidente de la direction du débitage des éclats-supports sur la forme et la taille des pièces façonnées unifacialement nous informe tant sur le système de débitage employé que sur les critères utilisés pour la confection et la localisation d'un ou plusieurs tranchants, c'est-à-dire la structuration fonctionnelle des pièces. Dans notre cas, la direction du débitage parallèle à l'axe morphologique de l'outil, qu'elle soit proximale ou distale, regroupe néanmoins une grande variabilité géométrique, ce qui indique probablement une relative homogénéité conceptuelle pour le débitage de certains techno-types. Finalement, en examinant les attributs techno-fonctionnels/ergonomiques tels que le nombre et l'emplacement des US, ainsi que les groupes techno-structuraux définis précédemment dans l'analyse techno-structurale manuelle, nous constatons que la localisation des US influence significativement la variabilité tridimensionnelle des artefacts (Figure 7E). Il en va différemment pour les groupes techno-structuraux, bien que certains d'entre eux présentent également des spécificités volumétriques notables (Figure 7F). L'influence de la localisation des US sur la géométrie des pièces indique probablement l'existence de conformations géométriques associées à des structurations fonctionnelles spécifiques. Cela, ajouté à la constatation de la faible influence des autres attributs précédemment signalés, nous pousse à proposer l'existence d'un éventail de conceptions fonctionnelles potentielles comme le principal facteur de variabilité tridimensionnelle dans l'ensemble étudié (González-Varas M. et al., soumis).

22Dans ce contexte, lorsque nous examinons le niveau de signification statistique des différences volumétriques entre les différents attributs mentionnés, nous pouvons indiquer que les tests de somme des rangs de Wilcoxon sur les distances inter points entre les moyennes des groupes révèlent une différence significative entre les volumes 3D associés aux modes de façonnage 2 et 3 (Figure 8A), ainsi qu'entre les pièces en silexite et en arénite silicifiée (Figure 8B) ; et enfin entre les pièces provenant de Pedra Furada et de GO-JA-01 (Figure 8C). En revanche, ce même test indique, à une échelle plus large, que les conformations moyennes des artefacts du Brésil central et du nord-est ne diffèrent pas de manière significative (Figure 8D). Cependant, ces différences, bien que statistiquement significatives, doivent être prises avec prudence en raison du faible nombre d'effectifs, surtout pour les pièces provenant de GO-JA-01 et Pedra Furada. Cela étant toujours en considération, nous pouvons noter, en premier lieu, qu'une différence significative entre les géométries associées à différents modes de façonnage unifacial nous informe sur le degré de complémentarité entre les conformations géométriques résultant de la phase de débitage des éclats-supports et celles qui résultent de la phase de façonnage de ces mêmes éclats-supports. Comme indiqué précédemment, la modalité 2 de façonnage unifacial est la plus invasive, tandis que la modalité 3 ne modifie qu'un secteur de la pièce. Par conséquent, avec cette dernière modalité, les pièces débitées possèdent déjà des critères techniques adéquats et ne nécessitent pas de transformation ultérieure majeure, y compris la géométrie de la section transversale. En second lieu, la même observation peut être faite concernant l'influence des matières premières. Notre analyse montre qu'il existe des géométries spécifiques pour la silexite et pour l'arénite silicifiée : des pièces plus fines et plus symétriques (vue de face et de profil) sont fabriquées en silexite. Enfin, GO-JA-01 présente des pièces plus convergentes et asymétriques (vue de face) que celles de Pedra Furada, mais cela nécessite encore confirmation par une étude incluant plus de pièces de sites du nord-est du Brésil. Tous ces éléments nous éclairent sur les différentes modalités de séquencement des chaînes opératoires de façonnage unifacial dans différents assemblages et leur influence sur les géométries résultantes, offrant des informations substantielles pour repenser la valeur techno-culturelle de ces pièces unifaciales.

Comparaison entre la documentation et l'analyse traditionnelle et numérique 3D : limites et potentialités

23Nous avons aussi procédé à une documentation technologique sans recourir à la 3D sur le même corpus analysé. Même si nous ne détaillons pas ici les mesures et autres critères morpho-technologiques effectués manuellement, il est possible de souligner certains points. D'abord, il est à noter que les différences entre les mesures réalisées directement sur les objets et celles obtenues par 3D sont marquantes. Les mesures manuelles, non seulement s'avèrent incohérentes, mais aussi divergent significativement des analyses 3D. Naturellement, les écarts les plus conséquents ont été observés sur des paramètres plus difficiles à évaluer manuellement. À titre d'exemple, déterminer l'emplacement de la largeur maximale requiert de l'analyste qu'il mesure cette largeur et indique son point sur l'axe longitudinal, tout en mesurant la distance jusqu'à ce point. Bien que l'écart des mesures ne soit pas uniforme, cette variabilité met en évidence le besoin d'une méthode fiable, reproductible et standardisée pour l'analyse des limaces.

24Ensuite, certains critères morpho-structuraux, comme la détermination du type de symétrie en vue de face et de profil, ou encore les types de sections transversales et longitudinales, présentent une forte subjectivité dans l'analyse traditionnelle, qu'elle soit typologique ou technologique. Cette détermination peut varier d'un analyste à l'autre et même pour un seul analyste à différents moments. L'analyse manuelle 3D facilite cette tâche mais reste largement dépendante de l'interprète. À l'inverse, l'analyse semi-automatique 3D assure une fiabilité, une reproductibilité et une standardisation élevées de cette détermination. Néanmoins, cette analyse semi-automatique ne permet pas de prendre des mesures sur un paramètre défini techniquement, par exemple au milieu de la zone retouchée. Il est donc nécessaire de nuancer également l'efficacité de la prise de mesures semi-automatique.

25Toutefois, l'analyse 3D ne saurait tout résoudre. La majeure partie des critères et schémas technologiques dépend toujours de l'analyse humaine, tels que le type d'éclat-support, la présence ou non d'un bulbe de percussion, ou encore les opérations de réaménagement et d'affûtage. De plus, les critères définissant une Unité Structurale (US) nécessitent encore une combinaison d'observation directe et de dessin technique manuel pour une compréhension globale de l'objet et de ses régularités volumétriques, associés à l'ACP et de l’analyse des procrustes pour une objectivation des résultats. Le véritable potentiel de cette analyse mixte, combinant aspects techno-structuraux et morphométrie géométrique 3D, réside dans notre capacité à systématiser et quantifier les choix de modules préférentiels et la structure tridimensionnelle de l'outil. Quelle meilleure approche pour une analyse visant à appréhender les intentions fonctionnelles et ergonomiques sous-jacentes aux choix structurels et volumétriques des outils lourds, robustes et trapus qu'une méthode tridimensionnelle systématique et standardisée ? Cette méthode permet de considérer les mesures globales et la configuration géométrique des objets. Elle facilite ainsi la comparaison statistique de divers attributs à plusieurs échelles.

26Comme l'ont souligné Capdevielle et Colonge (2023), l'analyse morphométrique géométrique 3D ne permet pas toujours d'établir un lien entre les propriétés technico morphométriques des outils et les intentions de production. Dans le cas des limaces du Brésil, bien que cette limite soit partiellement observée, elle ne peut être entièrement résolue que par l'analyse techno-structurale manuelle. Néanmoins, pour ces outils nécessitant différentes phases de façonnage et de retouche pour répondre aux critères techno-structuraux recherchés, établir le lien entre les intentions de production et les propriétés technico morphométriques s'avère moins complexe. La présence de façonnage et de retouche, bien que constante, ne définit pas la quantité de phases ni la différence d'extension 3D entre elles, ce que seul l'analyste peut déterminer. Une solution envisagée a été l'analyse combinée des types d’éclat-support, les méthodes de façonnage, le nombre et la localisation des US, et l'espace tridimensionnel apporté par l'ACP, qui nous a permis, a posteriori, d’établir une fonction technique potentielle (i.e. préhensive, transformative) spécifique à chaque US.

27Une autre limite des analyses traditionnelles concerne les différences d'échantillonnage et leur impact sur l'interprétation techno-culturelle. Notre analyse 3D nous a permis de comparer statistiquement les limaces du centre et du nord-est du Brésil. Nous avons constaté que certaines différences dans les attributs techno-structuraux ne sont pas statistiquement significatives, en raison de la variance dans la taille des échantillons pour chaque groupe de pièces. Cela souligne l'importance de l'analyse morphométrique géométrique 3D qui, accompagnée par une démarche statistique, nous prévient contre des interprétations hâtives et potentiellement biaisées basées sur des échantillons non représentatifs. Cela renforce ainsi la nécessité d'interprétations techno-culturelles plus précises et fondées.

28Toutefois, il est essentiel de continuer à tester cette approche à différentes échelles, d’une échelle micro concernant la délinéation et l’étendue du fil d'un outil spécifique à une échelle plus large comme la prise en compte de toute la chaîne opératoire lithique. Évaluer la consistance et la valeur de l'analyse dans des artefacts moins diagnostiques comme par exemple des outils sur éclat associés aux limaces brésiliennes, reste aussi un projet pour la recherche à venir.

Considérations finales

29Les avancées dans les techniques de numérisation 3D ont ouvert de nouvelles voies pour l'analyse des artefacts lithiques en Amérique du Sud tropicale, en offrant des moyens plus précis et objectifs pour étudier leur morphologie, technologie, structure et fonction. Le présent travail, à travers une analyse morphométrique géométrique 3D de pièces façonnées unifacialement, souvent appelées limaces au Brésil, souligne l'importance des régions tropicales pour la compréhension des comportements techniques associés aux premiers peuplements du continent américain. En effet, il révèle une diversité importante dans les processus de production associés à la structuration géométrique et fonctionnelle de ces pièces, souvent reléguées par les approches typo-technologiques traditionnelles au statut de fossiles directeurs. La numérisation 3D se révèle particulièrement prometteuse pour une analyse plus systématique, statistique et reproductible des objets techniques, permettant une meilleure compréhension du séquençage spatial des chaînes opératoires des outils recherchés. Toutefois, la méthodologie comporte des limites, notamment en ce qui concerne l'échantillonnage et la standardisation des protocoles, qui nécessitent des ajustements pour une application intra et inter assemblages. Les études de cas brésiliens présentés démontrent le potentiel de ces techniques pour explorer la variabilité et les spécificités régionales au sein des systèmes techniques et environnements tropicaux à très grande échelle macro régionale. En confrontant les analyses traditionnelles et numériques, cette recherche met également en lumière les possibilités et les défis méthodologiques des techniques 3D pour améliorer notre compréhension de la préhistoire tropicale en Amérique du Sud, ainsi que d'autres préhistoires. Elle souligne la nécessité d'une complémentarité entre les deux approches.