3.3.2. Les méthodes géophysiques utilisées dans la plaine de Persépolis

3.3.2.1. La prospection magnétique

3.3.2.1.1. Principe de la méthode magnétique

Au cours d’une prospection magnétique, l’opérateur mesure les variations du champ magnétique terrestre en utilisant un magnétomètre368. Le champ magnétique terrestre se crée au centre de la Terre, au sein du noyau, et il est présent sur l’ensemble de la surface terrestre. Si les mesures sont suffisamment précises, il est possible de détecter de très faibles variations d’amplitude produites par des variations géologiques à proximité de la surface. La présence de vestiges archéologiques dans le proche sous-sol provoque donc des petites variations locales du champ magnétique. Leur amplitude n’est que de quelques nT (soit 0,000000001 Tesla, l’unité de mesure du champ magnétique), pour une valeur moyenne du champ magnétique en Iran située aux alentours de 34700 nT.

L’amplitude de l’anomalie magnétique produite par la présence de vestiges archéologiques dépend essentiellement de la différence de leur teneur en minéraux ferromagnétiques par rapport à leur encaissant. Par exemple, une arase de mur en moellon de calcaire est moins magnétique que son encaissant argileux composée d’une part assez importante de minéraux magnétiques. Le mur crée alors une anomalie négative (Fig. 3-1). La forme du signal produit par cet aménagement associe une réponse négative à une positive, de plus faible amplitude. Une anomalie, quelques soit le signe de sa valeur, sera toujours associée à une autre de signe opposé. Sur les cartes magnétiques, éditées en niveau de gris, cela se traduira par l’association, pour une même anomalie, de formes de couleur blanche et noire imbriquées. La valeur de la variation du champ provoquée par un vestige étant en général très faible, elle ne pourra être mesurée que si ce dernier se trouve suffisamment proche de la surface. Il est ainsi difficilement envisageable de pouvoir repérer des structures enfouies à plus de 2m de profondeur.

Figure 3‑1 : Principe de la prospection magnétique
Figure 3‑1 : Principe de la prospection magnétique

Deux types de matériaux produisent de très fortes anomalies. La sensibilité de la prospection magnétique à la présence de minéraux ferromagnétiques implique que la présence de métaux ferreux crée de très fortes anomalies qui peuvent aller jusqu’à perturber fortement les mesures du magnétisme. C’est le principal désavantage de la prospection magnétique car les perturbations métalliques rendent l’utilisation de la méthode impossible en milieu urbain, où le métal est omniprésent. En milieu ouvert, la présence de réseaux électriques ou d’une route très passante peut également gêner la mise en œuvre de la prospection magnétique. Parmi les matériaux créant de fortes anomalies, la terre argileuse, lorsqu’elle est cuite, contient des oxydes de fer particulièrement magnétiques. La prospection magnétique est donc souvent utilisée pour détecter les vestiges d’anciens fours. De ce fait, elle est aussi très efficace pour détecter des constructions en brique cuite.

Notes
368.

Pour une présentation complète des principes physiques sous-jacents à la prospection magnétique cf. Scollar et al. 1990 : 422-513 et Aspinall et al. 2008