Céramiques Kura-Araxe : apprentissage automatique et intelligence artificielle pour la reconstitution et modélisation des dynamiques d’interaction socio-culturelle entre Caucase et Proche Orient (3500-2500 BCE).

Direction : Marco Corneli et Giulio Palumbi

Contact : marco.corneli@univ-cotedazur.fr, giulio.palumbi@cepam.cnrs.fr

Sujet de M1 PPA pour l’année 2022-2023 et de M2 pour l’année 2023-2024

Mots clés : graphe, analyse de réseaux, clustering, IA, Caucase, Proche Orient, culture Kura-Araxe, céramique, typologie.

À partir de la deuxième moitié du IVème millénaire une nouvelle tradition céramique se développe dans les régions de montagnes et des hauts plateaux du Sud Caucase. Cette nouvelle tradition qui se distingue par des techniques de manufacture, des répertoires morpho-fonctionnels et décoratifs complétement différents des traditions chalcolithiques locales représente un trait culturel marquant et largement partagé par les communautés sud-caucasiennes de cette période. Au fait, ces dernières partagent, à travers des technologies et des savoir-faire innovants, non seulement des nouvelles traditions céramiques mais, plus en générale, une culture matérielle tout à fait originale qui exprime des pratiques sociales, culturelles et symboliques jusqu’alors inconnues. La ainsi-dite culture « Kura-Araxe », qui tire son nom des deux principaux fleuves du sud Caucase, a représenté pendant environ un millénaire (3500-2500 BCE) l’expression matérielle des communautés villageoises sud-caucasiennes.

Céramiques Kura-Araxe du site d’Arslantepe (Turquie Orientale).

Dès la fin du 4ème millénaire, un ensemble de traits caractérisant la culture Kura-Araxe, et premièrement les traits liés aux traditions céramiques (techniques et répertoires morphologiques, voir Figure 1) se répand dans une large partie du Proche Orient comprenant l’Anatolie, l’Iran, la Syrie du Nord et le Levant. Les temps, les modalités et les dynamique de cette diffusion / circulation de traits culturels à très longue distance (aussi connue comme expansion Kura-Araxe) sont encore très mal compris.

L’objectif de cette recherche de Master est celui de reconstituer les dynamiques de l’expansion Kura-Araxe par le biais de méthodes quantitatives qui vont de l’analyse de réseaux jusqu’à l’intelligence artificielle.

L’objet mathématique dont on va se servir est un réseau ou graphe. Un graphe est un ensemble de nœuds connectés par des arcs. Un exemple est montré dans la Figure 2. Dans notre recherche un nœud représente un site archéologique (localisé dans le Caucase ou au Proche Orient) et on tire un lien (ou connexion, ou arc) entre deux nœuds/sites si un même type d’artéfact reconductible en termes morpho-typologiques à la culture Kura-Araxe a été découvert sur les deux sites. Les amis d’un nœud sont tous les nœuds avec qui il est connecté et le degré d’un nœud est le nombre de ses amis. En Figure 2, par exemple, la taille d’un nœud est proportionnelle à son degré.

Les arcs peuvent ensuite être des arc pesés pour prendre en compte le nombre d’artefacts Kura-Araxe en commun entre deux sites. Ou encore, on peut « déplier » le graphe en réseau bipartite de sorte à étudier la présence dans chaque site de différentes catégories de matériels Kura-Araxe (céramiques, métaux, foyers… ) ou de différentes typologies dans le cadre de la même catégorie de matériel. Une fois le graphe construit on pourra attaquer avec une analyse du réseau avec le but de :

  1. Étudier le degré de centralité de chaque nœud/site et plus en général étudier la distribution des degrés. À savoir : les matériels Kura-Araxe sont présentes de manière uniforme sur l’ensemble des sites ? Ou alors une multitude de sites ne documentent que quelques types d’artefacts Kura-Araxe alors que très peu de sites en documentent beaucoup ?
  2. Vérifier la présence/absence de propriétés connues des graphes réels, par exemple l’attachement préférentiel : étant donné un site A, est-ce que A est connecté aux amis de ses amis en priorité ?
  3. Faire du clustering de sites archéologiques, à savoir détecter des groupes de sites qui sont similaires en termes de type/quantité d’artefacts « Kura-Araxe » retrouvés.
  4. Visualiser le graphe aussi bien que les clusters des sites archéologiques sur une carte géographique. Est-ce que les sites similaires (i.e. faisant partie d’un même cluster) sont géographiquement plus proches ou pas ?

Dans un deuxième temps on pourrait aborder l’objectif plus ambitieux de construire plusieurs graphes, chacun correspondant à un sous intervalle chronologique (un ou deux siècles) sur l’ensemble de la durée de la culture Kura-Araxe (3500-2500 BCE). Dans ce cas, un arc serait tiré entre deux nœuds d’un graphe en présence d’un « marqueur » Kura-Araxe commun daté à la même période chronologique. Cette série temporelle de graphes serait étudiée et pour tracer la diffusion des types d’artefacts et pour détecter des ruptures éventuelles dans le processus à l’origine de cette diffusion (par exemple, un cluster de sites où la typologie d’artéfacts Kura-Araxe change soudainement). 

Prérequis souhaitables :

  • Un « gout » pour les approches quantitatifs l’analyse et la visualisation
  • Envie d’apprendre ou de s’améliorer en langage R
  • Être intéressés à l’étude de la culture matérielle (céramique, métaux…) par le biais des approches techniques et morpho-typologiques