Nouvelles approches par spectrométrie de masse pour la caractérisation de systèmes archéologiques et biologiques : application à l’étude de cheveux de momies préhispaniques de la côte andine Margaux Fresnais To cite this version: Margaux Fresnais. Nouvelles approches par spectrométrie de masse pour la caractérisation de systèmes archéologiques et biologiques : application à l’étude de cheveux de momies préhispaniques de la côte andine. Chimie analytique. Université de Strasbourg, 2016. Français. NNT : 2016STRAF033. tel-01508533 HAL Id: tel-01508533 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01508533 Submitted on 14 Apr 2017 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. 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UNIVERSITÉ DE STRASBOURG ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHIMIQUES UMR 7140 THÈSE présentée par : Margaux FRESNAIS soutenue le : 21 septembre 2016 pour obtenir le grade de : Docteur de l’Université de Strasbourg Discipline/ Spécialité : Chimie / Chimie Analytique Nouvelles approches par spectrométrie de masse pour la caractérisation de systèmes archéologiques et biologiques Application à l’étude de cheveux de momies préhispaniques de la côte andine THÈSE dirigée par : Dr Armelle CHARRIE-DUHAUT Chargée de recherche, HDR, CNRS RAPPORTEURS : Dr Gérard BOLBACH Rapporteur externe, Université Pierre et Marie Curie Pr Ludovic BELLOT-GURLET Rapporteur externe, Université Pierre et Marie Curie AUTRES MEMBRES DU JURY : Dr Myriam SEEMANN Présidente du jury, CNRS Pr Brice APPENZELLER Examinateur, Luxembourg Institute of Health À mes parents, « Il y a des circonstances où je vois clairement l’alliance possible et désirable de la science et de l’art, et où le chimiste et le physicien peuvent prendre place auprès de vous et vous éclairer » Louis Pasteur Remerciements L’ensemble de ces travaux n’aurait pas été réalisable sans les collègues, les collaborateurs et les proches avec qui j’ai pu interagir, et qui m’ont soutenu durant ces trois années de thèse. Avant tout, je tiens à remercier mes rapporteurs, le Dr Gérard Bolbach et le Pr Ludovic Bellot- Gurlet, ainsi que le Dr Myriam Seemann, Présidente du jury, et le Pr Brice Appenzeller, pour avoir accepté d’évaluer mes travaux de recherche. Je souhaite tout particulièrement remercier ma directrice de thèse, Armelle Charrié-Duhaut, pour m’avoir encadrée durant ces recherches. Je lui exprime toute mon estime et ma gratitude pour la confiance qu’elle a su m’accorder au cours de ces trois années et pour les connaissances qu’elle m’a transmises. Merci pour sa présence et son soutien au quotidien et en toutes circonstances, merci de m’avoir poussée à toujours chercher plus loin, et merci pour sa patience pendant mes périodes de galères et de maladresses. Enfin, je la remercie d’avoir partagé avec moi sa passion et son engagement pour le domaine extraordinaire qu’est l’archéométrie. Je tiens également à exprimer mes plus sincères remerciements à Pascale Richardin, ma co- encadrante au Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France, à Paris, pour m’avoir accompagnée depuis le début de ce projet et pour m’avoir accordé sa confiance. Je la remercie pour sa présence, au quotidien pour commencer, puis à distance mais toujours disponible, et merci pour tous ses conseils. Je souhaite remercier Marcela Sepúlveda, notre collaboratrice chilienne du Laboratoire d’Analyses et de Recherches Archéométriques (Arica, Chili). Je la remercie pour sa confiance, sa disponibilité et ses conseils durant ces trois années. Merci plus particulièrement pour son accueil lors de mon séjour au Chili. Cette opportunité m’a beaucoup apporté dans la compréhension du contexte archéologique du projet. Merci à toutes les trois. Je ne les remercierai jamais assez de m’avoir offert cette incroyable opportunité de réaliser ma thèse à l’interface entre deux domaines qui me tiennent particulièrement à cœur, la chimie analytique et l’archéologie. Merci infiniment pour ces trois années extraordinairement enrichissantes, tant au niveau scientifique, que personnel. Au cours de ces trois années, le LSMIS est devenu ma maison. Je souhaite remercier Emmanuelle Leize-Wagner pour m’avoir accueillie au sein de son laboratoire. Je la remercie pour sa confiance, ses enseignements et ses conseils. 3 J’aimerais aussi remercier Noëlle et Nathalie, pour leur accueil et l’aide qu’elles m’ont apporté lorsque j’en avais besoin. Merci à Hélène pour sa gentillesse, ses conseils et son soutien, et merci à Mélanie, toujours prête à m’aider, pour sa bonne humeur. Je souhaite plus particulièrement remercier Yannis, pour sa bonne humeur, ses blagues pourries, et l’option « jukebox » pour les journées au labo. Nos discussions aux pauses café, les débats enflammés sur Game of Thrones et autres sujets plus ou moins sérieux, et ses moqueries sur l’option « coiffure et tatouages » de ma thèse vont me manquer. Merci à Stéphanie, pour sa gentillesse, son sourire et son oreille attentive. Sa présence pendant cette dernière année aura été d’un grand soutien. Un grand merci à toute la bande de lâcheurs qui ont déserté les uns après les autres : Cécile pour nos longues discussions par-dessus l’écran du PC et nos craquages, Marianne pour ses gâteaux et ses chansons, NhaThi pour son dynamisme, Rabah pour les pauses café qui s’éternisent (alors c’est qui le bavard ?) et Michaël, Mr Keratin Free, pour ne pas m’avoir abandonné comme les autres pour ma première semaine et pour tes bonnes idées. Merci pour votre bonne bonne humeur, nos délires et discussions, pour tous ces supers moments partagés, et pour votre soutien et vos conseils. Enfin merci à Nassur, malgré tout, tu m’auras fait beaucoup rire. Merci à Jérémie, ça aurait été un plaisir de terminer ma thèse avec toi comme co-thésard, je te souhaite beaucoup de réussite pour les trois années à venir. Merci aussi à Aurélien, pour avoir subi mes taquineries sans broncher et merci pour ton aide. Enfin merci à Clothilde et Alice, et aux autres stagiaires qui sont venus au laboratoire depuis le début de ma thèse. J’ai eu la chance d’avoir une deuxième maison pour ces trois années de thèse, le C2RMF. Je tiens à remercier Michel Menu de m’avoir accueillie au sein du département Recherche. Je suis extrèmement reconnaissante envers toutes les personnes qui m’ont apporté leur aide au C2RMF. Merci à Thomas Calligaro pour son aide avec la XRF et le PIXE et pour ses précieux conseils, merci à Eric Laval pour sa formation et son assistance pour le SEM et la XRF. Enfin, merci à l’équipe d’AGLAE+ pour la conduite des analyses PIXE, leurs précieux conseils, leur disponibilité et leur gentillesse : Claire Pacheco, Laurent Pichon, Quentin Lemasson et Brice Moignard. Je pense aussi aux thésards du C2RMF, Karim, mon co-stagiaire, Victor, Manon, Anita et Anaïs, merci à vous pour ces quelques moments passés ensemble et pour votre accueil à chacun de mes passages. Je tiens aussi à remercier les membres de l’Université de Tarapacá au Chili et toutes les personnes qui ont rendu ce projet possible en autorisant les prélèvements de cheveux sur les momies des collections du musée universitaire San Miguel de Azapa. Merci à Ivan Muñoz, son directeur, merci à Vivien Standen, chargée des collections d’anthropologie physique, et merci à leurs équipes. 4 Je remercie Sebastián, pour m’avoir accompagnée sur les sites et pour ses conversations en anglais, et José pour la visite du laboratoire. Merci à Veronica pour son aide et pour les prélèvements de cheveux, et merci à toutes les personnes que j’ai rencontrées à Arica pour leur accueil chaleureux et leur gentillesse malgré la barrière de la langue. J’aimerais également remercier Philippe Hammann, Lauriane Kuhn et Johanna Chicher de la plateforme de protéomique de l’IBMC. Merci pour toutes ces analyses et pour vos précieux conseils, et toutes vos réponses à mes questions, merci pour votre dispnibilité et votre gentillesse. Je tiens particulièrement à remercier Myriam Maumy-Bertrand de l’lRMA pour avoir accepté de nous aider et de nous accompagner pour la conduite des techniques statistiques. Merci à elle pour ses conseils, sa gentillesse et pour sa disponibilité. Merci également à Laura Bom, pour son soutien aussi bien technique que moral au cours de ces trois années de thèse. Merci de m’avoir supportée et d’avoir toujours répondu présente à mes appels à l’aide. Je remercie également Valérie Berl du laboratoire de dermatochimie de l’Université de Strasbourg, pour son aide et pour avoir accepté de nous prêter ses locaux au cours de ces travaux. Merci aux laboratoires de Petra Hellwig et Burkhard Bechinger pour nous avoir donné l’accès à leurs lyophilisateurs. Enfin, je tiens à remercier l’Association des Membres de l’Ordre des Palmes Académiques du Bas Rhin de m’avoir fait l’honneur de m’accorder un prix d’encouragement qui a permi l’organisation de ma mission au Chili, pour effectuer de nouveaux prélèvements de cheveux. Merci également au réseau CAI-RN de nous avoir accordé une subvention dans le cadre de l’Incitation au Transfert de Compétences Je n’oublie pas mes amis, thésards et non thésards qui m’ont soutenue au cours de ces trois ans. Merci à Léa (BANANA !), Marie (ça y est ta fille est arrivée au bout !), Blandine, Juliette, Eloyse, Julie, Chloé, Anne-Laure, Sophie, Doriane, Maïwenn, Marie et Franck et tous les autres.