Contexte historique

Les rouleaux de papyrus découverts à Herculanum proviennent d’une villa du IIᵉ siècle av. J.-C., ensevelie sous les coulées pyroclastiques de l’éruption du Vésuve en 79 AD. Plus de 600 rouleaux restent enroulés, carbonisés et trop fragiles pour être manipulés physiquement. Les tentatives de « déroulement virtuel » ont permis d’identifier quelques fragments, mais la faible différence d’absorption entre l’encre à base de carbone et le papyrus a limité la lisibilité.

Mise en place du modèle carbonisé

Pour valider une méthode de sélection, l’équipe dirigée par Douglas Seiler a acheté du papyrus égyptien moderne, dont la fabrication ressemble à celle de l’Antiquité, et y a appliqué de l’encre à base de lampblack enrichie de nitrate de plomb à plusieurs concentrations. Des lycéens ont inscrit des citations variées à l’aide d’un calame trempé dans ces encres. Les parchemins ont ensuite été carbonisés dans un four à haute température afin de reproduire les conditions de combustion subies par les originaux. Les modèles ainsi obtenus ont été scannés par tomodensitométrie (CT) au Centre de Recherche sur les Neutrons du NIST, Maryland, afin de produire des volumes 3D exploitables.

Détection de l’encre à plomb et analyse numérique

Les scans CT ont révélé que les zones contenant du plomb absorbaient davantage les rayons X, créant un contraste comparable à un « sapin de Noël ». Ce contraste a permis d’entraîner un réseau de neurones artificiel, développé initialement pour différencier les structures internes des batteries lithium‑ion, à identifier les lettres dans les volumes 3D. La même équipe a démontré que même un analyseur XRF portable pouvait mesurer la concentration de plomb dans les encres, offrant ainsi un critère de sélection rapide sur le terrain.

Implications pour le Vesuvius Challenge

Le Vesuvius Challenge, lancé en 2022, récompense les projets capables de rendre lisibles les rouleaux d’Herculanum. En 2023, le premier prix a été décerné pour la lecture de quelques lettres; le grand prix de 700 000 $ a été attribué à l’équipe qui a produit la première lecture complète. La méthode de dépistage du plomb présentée dans l’étude PLoS ONE 2026 permet de prioriser les rouleaux les plus prometteurs, réduisant le nombre de scans CT coûteux et limitant l’exposition des fragments à des traitements inutiles. Cette approche combine donc chimie analytique (XRF), imagerie volumétrique (CT) et apprentissage automatique, créant un pipeline reproductible pour d’autres collections de manuscrits carbonisés.