Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir – La Recherche n°913, daté mars 2023.
“J’ai des vertèbres ! Directement en connexion ou du moins très proches l’une de l’autre. Possible qu’il y ait de la bestiole en quantité par ici !” Émergeant du trou que vient de creuser la pelle mécanique dans le terrain argileux de Durfort-et-Saint-Martin-de-Sossenac, dans le Gard, le paléogénéticien Régis Debruyne, du Muséum national d’histoire naturelle (MNHN), à Paris, a le sourire en brandissant sa trouvaille. Ses deux collègues lèvent la tête des gravats excavés qu’ils étaient en train de scruter avec attention.
Un peu plus tôt, Vincent Pernègre, chargé de collection au MNHN, y a repéré une incisive d’hippopotame. Dario de Franceschi, paléobotaniste au MNHN, une pomme de pin fossilisée. Alors qu’ils avaient prévu de creuser jusqu’à quatre mètres, les chercheurs ont aussitôt stoppé la machine pour inspecter les couches d’argiles dégagées à seulement deux mètres de profondeur. Frédéric Grande est descendu de la cabine de la pelleteuse pour s’accroupir au bord de la fosse et voir les vertèbres fossiles.
À Durfort, le chantier rouvert par les chercheurs du Muséum : Vincent Pernègre surveille le travail de la pelleteuse qui agrandit le trou dans les couches d’argile. Photo : Clarisse Rebotier
Ce natif de la commune gardoise se réjouit de l’ouverture de cette fouille : “Je ne sais pas pourquoi je ne creuse pas plus de trous à Durfort, moi ! – Mais si tu creuses ailleurs ça ne marchera pas, lui répond Régis Debruyne, il faut que tu creuses ici ! ” “Ici “, c’est à quelques dizaines de mètres du lieu où Paul Cazalis de Fondouce et Jules Ollier de Marichard ont découvert en 1869 le squelette fossile d’un mammouth.
Aujourd’hui, il reste une petite cuvette au milieu des arbres, à l’endroit où les ossements ont été sortis. “La position du squelette – pattes arrière vers le bas, mais tête, trompe et pattes de devant projetées vers le haut – ressemble à une tentative pour s’extraire d’un trou marécageux dans lequel il serait tombé, il y a environ un million d’années “, expose Régis Debruyne. Impossible cependant pour son équipe de rouvrir l’ancien site de fouilles : les propriétaires du terrain s’y opposent.
L’équipe s’est donc installée de l’autre côté de la départementale, nommée route du Mammouth. Un panneau y rappelle la découverte qui a marqué à tout jamais le village du Gard. Depuis 1876 et la fin des fouilles par les deux découvreurs, aucun paléontologue n’avait rouvert un chantier à Durfort. Il a fallu que le MNHN lance le projet de restauration de ce spécimen, à l’automne 2020, pour que des chercheurs décident d’y retourner. Régis Debruyne et ses collègues n’espèrent pas mettre au jour un autre fossile de mammouth méridional. S’ils creusent, c’est d’abord pour retrouver le bon “filon” fossilifère et en savoir plus sur le squelette qui est exposé au Muséum depuis 125 ans.
Régis Debruyne montre la dent d’hippopotame mise au jour sur le site. Photo : Clarisse Rebotier
D’autres fossiles retrouvés sur place vont aider à l’analyse
Avec ses 7 mètres de long, ses 4,5 mètres de hauteur au sommet du crâne et ses deux immenses défenses, le squelette du mammouth de Durfort domine ses voisins au cœur de la galerie de Paléontologie et d’Anatomie comparée du MNHN. Il est l’un des rares spécimens complets connus de l’espèce Mammuthus meridionalis, avec celui du musée des Abruzzes en Italie. Exposé au public depuis l’ouverture de la galerie en 1898, ce squelette exceptionnel n’a depuis fait l’objet d’aucune rénovation. “Il a souffert des changements de température et d’humidité qui l’ont fragilisé, il s’est encrassé, et son état nécessitait une intervention urgente “, résume Cécile Colin-Fromont, responsable de la galerie de Paléontologie.
Bien avant que le squelette soit démonté, une foule de questions a émergé, relate Régis Debruyne. À commencer par l’âge précis de l’animal. “On sait que les mammouths méridionaux ont existé dans cette partie de la France entre -2,5 millions d’années et -800.000 ans. Dans les années 1870, aucune information stratigraphique précise n’a été relevée ; nous ne sommes pas certains de la couche sédimentaire dans laquelle il se trouvait. Il nous manque une datation précise. ” C’est ainsi que ce spécialiste des éléphantidés s’est retrouvé à gratter des argiles au scalpel, en quête de grosses dents, de l’eau boueuse jusqu’aux genoux après de bonnes averses cévenoles.
L’objectif est de découvrir une dent de mammifère de belle taille pour fournir la quantité d’émail nécessaire à Jean-Jacques Bahain, spécialiste de radiodatation au MNHN. Après une première tentative infructueuse, un second séjour à Durfort a permis aux chercheurs de trouver une dent d’hippopotame et une mâchoire de cervidé. Une fois réalisée l’indispensable mesure de radioactivité in situ dans les argiles, Jean-Jacques Bahain a plusieurs mois de travail en laboratoire pour analyser le rapport uranium/thorium de l’émail : connaissant la vitesse à laquelle l’uranium se désintègre en thorium, le rapport entre les deux radioéléments donne une mesure du temps écoulé.
“Aujourd’hui, notamment d’après la comparaison avec la forme de dents de mammouths méridionaux trouvées ailleurs et datées précisément, on estime que celui de Durfort a vécu entre -800.000 et -1,2 million d’années “, détaille Régis Debruyne. Une fenêtre temporelle encore large qu’il espère resserrer avec une marge d’erreur de moins de 30.000 ans grâce à la datation uranium/thorium. En parallèle, la sédimentologue Cécile Chapon-Sao a prélevé une centaine de petits cubes sur toute la hauteur de la coupe, tous les 5 centimètres, afin d’analyser en laboratoire leur composition et surtout déterminer leur magnétisme. “On peut mesurer l’orientation du champ magnétique qui a été enregistrée pendant la sédimentation “, explique la chercheuse. Sachant que le champ magnétique s’est inversé à plusieurs reprises au cours de l’histoire de la Terre – la dernière fois il y a 780.000 ans – cela permet de situer les sédiments dans le temps.
“Toutes ces approches sont complémentaires “, précise le paléobotaniste Dario De Franceshi. De retour au laboratoire avec ses échantillons de bois et de pommes de pin, il a identifié les espèces présentes. Un pin, semblable au pin d’Alep, et du chêne méditerranéen. Cette flore indique “un climat méditerranéen humide et chaud, dans un milieu forestier, où il y a quand même de l’eau et de la lumière, liée à la présence d’une petite falaise “, analyse-t-il. Et ces essences correspondent aux empreintes fossiles de végétation trouvées dans les années 1870 à Durfort. Un constat qui conforte celui de Vincent Pernègre, fin connaisseur des collections du MNHN : la couleur jaune ocre des os fossiles d’hippopotame et de cervidé qu’ils ont déterrés à Durfort est la même que celle des ossements du mammouth extraits au 19e siècle. Ils creusent bien dans le même niveau fossilifère.
Cette couleur jaune, ocre clair, les visiteurs de la galerie de Paléontologie à Paris pourront la découvrir grâce au travail de restauration du squelette, qui va lui redonner sa teinte d’origine. Une fois le mammouth démonté, ce sont près de 200 pièces qui ont été transportées dans un vaste atelier du Muséum, réaménagé pour l’occasion. De grandes caisses contiennent tibias, humérus, ou encore fémur – qui mesure à lui seul un mètre et demi. Sur une table, des vertèbres alignées dessinent la queue de l’éléphantidé.
Pour l’équipe des restaurateurs de la société Aïnu, la tâche est vaste et délicate. “La majorité des pièces est très composite, explique Catherine Crocq, en charge du chantier. Au 19e siècle, les parties manquantes ont été comblées avec du plâtre, du mastic cireux. Les os ont été consolidés avec des colles à base de protéines animales, et quand ils ne pouvaient pas coller, les restaurateurs utilisaient des goujons de bois – sorte de grosses chevilles – et posaient des toiles de renfort sur certaines fissures. L’ensemble est très fragile. ” Grattant le plâtre au scalpel sur une omoplate, elle s’applique à retrouver l’os fossile et à le dégager. Chaque pièce demande un à trois jours de travail en moyenne, et ce sont au total plusieurs mois de chantier pour un budget de 375.000 euros.
Rectifier certaines anomalies d’assemblage du squelette
L’équipe d’Aïnu a aussi collaboré avec les scientifiques du Muséum pour concevoir le remontage du mammouth. C’était l’occasion de rectifier certaines anomalies. “Le squelette a été monté avec un dos très à plat alors que la silhouette des mammouths se caractérise par une ligne en pente régulière depuis le haut du front jusqu’à la queue, puisque les membres avant sont plus grands que les membres postérieurs “, indique Régis Debruyne. Avec la restauration, le squelette a récupéré sa courbe naturelle et son cou la bonne longueur, après avoir été débarrassé de disques qui avaient été ajoutés entre les vertèbres cervicales pour stabiliser l’ensemble.
Dans l’atelier de restauration installé au Muséum, Régis Debruyne travaille avec les restaurateurs pour corriger la courbure du dos du squelette. Photo : Clarisse Rebotier
La position des pattes est également modifiée, avec une légère pliure de la patte avant droite, pour correspondre à la démarche du mammouth qui, comme les éléphants ou les chameaux, se déplaçait en levant simultanément les deux pattes d’un même côté. Enfin, le fossile retrouve ses pieds et mains d’origine : dans les années 1970, à la suite de vols, ces os avaient été remplacés par des moulages, posés sur de grosses semelles que tout le monde s’accorde à trouver “très laides “. Un nouveau socle métallique a été créé sur mesure pour exposer les vrais os, au nombre de 21 pour chaque pied.
Les anciens moulages des pieds seront remplacés par les vrais ossements et leurs “semelles” (en noir) par un nouveau socle. Photo : Clarisse Rebotier
Une pièce importante gardera cependant sa part de bizarrerie : la tête. “Je me suis toujours dit qu’il avait davantage un crâne d’éléphant d’Asie que de mammouth “, commente Régis Debruyne. “Le premier a un front large et plat, avec deux bosses latérales, alors que le second a un front concave, avec un creux au-dessus de la fosse nasale “. Sa forme a-t-elle été recomposée à partir d’un crâne incomplet en s’inspirant du crâne des éléphants, parmi lesquels on classait ce mammifère à l’époque ?
Le démontage a offert une opportunité unique : passer sa tête aux rayons X. Le crâne est ainsi parti au laboratoire de mesures nucléaires du CEA à Cadarache (Bouches-du-Rhône), le seul à posséder un appareil capable d’accueillir ce crâne de plus d’un mètre de large et pesant 380 kg. Grâce à la tomographie aux rayons X à hautes énergies, plus habituée à analyser des colis de déchets nucléaires, une vue 3D du crâne a été obtenue, indiquant la répartition des matériaux à 0,5 millimètre près. Et là… l’intuition du spécialiste s’est confirmée : “L’os fossile représente à peine 5 % du total, on a surtout du plâtre, du bois, du métal “, détaille Régis Debruyne. Sur les images se distinguent nettement une armature métallique, des planchettes de bois clouées et un important volume de plâtre. “C’est un peu décevant mais ce n’est pas vraiment une surprise. “
Pas de nouvelle reconstitution pour la tête sans modèle d’origine
Alors faut-il modifier la forme du crâne, ou le refaire ? “Il est difficile de refaire un crâne alors que nous n’avons pas le modèle d’origine, explique Régis Debruyne. Les dessins de Jules Ollier de Marichard qui ont été retrouvés sont insuffisants pour avoir un modèle en trois dimensions. On pourrait s’appuyer sur le squelette du mammouth méridional des Abruzzes, mais cela resterait hypothétique. “
“Nous ne pourrions pas inclure les parties d’os restantes et les mâchoires dans une nouvelle reconstitution, ni les défenses, ce serait dommage, ” ajoute Cécile Colin-Fromont. Le choix a donc été fait de restaurer le crâne tel qu’il est, répondant aux exigences de conservation du patrimoine auxquelles cette restauration est soumise.
Un nécessaire arbitrage entre science et patrimoine, par Cécile Colin-Fromont*
“La galerie de Paléontologie du Muséum et tout ce qu’elle contient est classée au titre des monuments historiques. L’architecte en cheffe nous a indiqué dès le départ qu’elle désirait conserver le mammouth dans son intégralité avec son soclage. Or, les scientifiques souhaitaient lui donner une position anatomique plus correcte, ce qui impliquait de modifier la structure métallique qui va du cou jusqu’à l’extrémité de la queue.
On a mis tout le monde autour de la table et chacun a fait des concessions. Les scientifiques ont obtenu de changer la posture des pattes, l’architecte de conserver le soclage de la cage thoracique, des côtes, de la colonne. Au départ, il nous semblait que cette contrainte patrimoniale allait compliquer la tâche des restaurateurs, mais finalement cela l’a simplifiée, parce qu’on partait d’un travail très bien fait à l’origine et de plus innovant. À l’époque, pour monter un squelette, on perçait les os pour mettre des tiges métalliques à l’intérieur. Le mammouth de Durfort est l’un des premiers spécimens qui a été monté avec des cerclages pour ne pas endommager les os fossiles et préserver au maximum la matière fossile.”
*Responsable de la Galerie de paléontologie et d’anatomie comparée au Muséum national d’Histoire naturelle, Paris
La quête scientifique est loin d’être achevée. À Durfort, on espère la reprise des fouilles, les argiles n’ayant pas tout livré. En attendant, le mammouth s’apprête à remonter sur son podium parisien. Initialement prévue pour février, l’inauguration du squelette a été repoussée de plusieurs semaines, en raison d’un problème avec l’alliage métallique des mâts porteurs d’origine.
Un mammouth à poil ras moins connu que son cousin laineux
Si le squelette du mammouth de Durfort est une “star” de la galerie de Paléontologie du Muséum national d’histoire naturelle, son espèce est très peu connue. Le mammouth méridional, Mammuthus meridionalis, est pourtant parmi les plus massifs de ces éléphantidés disparus, cousins des actuels éléphants. Cette espèce est issue de la colonisation de l’Eurasie, il y a plus de 3 millions d’années, par les premiers mammouths venus d’Afrique. Elle est ainsi présente dans toute l’Europe au début du quaternaire, il y a 2,5 millions d’années, des Carpates à la côte Atlantique, de l’Angleterre à la péninsule Ibérique. Le climat y est alors chaud, voire tropical, et ce mammouth au poil ras vit dans un environnement forestier.
Le refroidissement du climat va progressivement favoriser la steppe au détriment des forêts. Une lignée s’adapte, se nourrissant d’herbes plutôt que de feuilles d’arbres : c’est le mammouth des steppes (M. trogontherii). Le mammouth méridional va, lui, se retrancher vers le sud de l’Europe, jusqu’à disparaître il y a 700.000 ans. Au même moment, une autre branche évolue plus à l’est, en Sibérie, adaptée au climat glaciaire : le fameux mammouth laineux (M. Primigenius). Leur morphologie est très similaire : une trompe, deux défenses, qui sont le développement d’une paire d’incisives de la mâchoire supérieure, et des molaires à lamelles. Le mammouth laineux n’égalera jamais en taille son lointain cousin, mais c’est lui que les humains préhistoriques ont côtoyé et immortalisé par leurs dessins sur les parois des grottes.
Infographie : Bruno Bourgois