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1. Introduction                  Le site de Stavelot          L’abbaye de Stavelot (Belgique, province de          Liège), fondée au milieu du viie siècle par saint Remacle, figure parmi les          premières installations monastiques d’Austrasie. Elle connaît un          développement remarquable, particulièrement entre les xe et xiie siècles, et ne sera          abandonnée qu’à la fin du xviiie siècle, victime de la tempête révolutionnaire.          Depuis 1977, le site fait l’objet de recherches archéologiques qui          ont été entamées par des Stavelotains passionnés, puis reprises par          l’Association pour la Promotion de l’Archéologie de Stavelot et de          sa Région, en collaboration avec l’université de Liège.          Actuellement, les travaux sont financés par le Service Public de          Wallonie qui entreprend la publication des recherches.          Les vestiges de trois églises abbatiales –          mérovingienne (viiie          s.), carolingienne (xe s.) et ottonienne (xie s.) – et de deux          cloîtres – carolingien (xe s.) et ottonien (xie s.) – ont été mis au jour. Selon les sources          écrites, dès son arrivée, Remacle érige un oratoire dédié à saint          Martin. Il y sera enseveli avant d’être transféré en 685 dans          l’abbatiale nouvellement construite. Ces premières constructions          seront détruites par les Vikings, dont le passage à Stavelot est          signalé en 881. Au milieu du xe siècle, l’abbé Odilon restaure et agrandit          l’abbaye, mais ces nouveaux bâtiments n’auront pas une longue          histoire puisqu’au début du xie siècle l’abbé Poppon entreprend la reconstruction          complète de l’abbatiale et des conventuels.          Les vitraux présentés ici appartiennent aux          premiers siècles d’occupation monastique, entre le milieu du viie siècle et le début          du xie siècle. Ils se          répartissent en trois secteurs principaux. Le premier (fig. 1,          secteur 1) et le plus représentatif (65 % des pièces de verre) est          situé à proximité d’un caveau vide attribué à la sépulture primitive          de saint Remacle. Les vitraux étaient ponctuellement rassemblés au          sein d’un niveau riche en charbon de bois qui recouvrait quelques          trous de poteaux et un empierrement, correspondant aux vestiges de          l’oratoire Saint-Martin dont le plan précis ne peut être restitué.          La présence au-dessus de cette couche, de deux niveaux de sol          superposés, attribués respectivement aux xe et xie siècle, permet de          rattacher la couche contenant les vitraux aux travaux de nivellement          consécutifs à l’incendie du monastère par les Vikings en 881. Cet          événement est par ailleurs largement documenté sur le site par la          présence récurrente d’une couche, témoin soit de l’incendie, soit du          nivellement de la démolition de bâtiments incendiés. Ces vitraux          étaient associés à un grand nombre de fragments de plombs          d’assemblage actuellement en cours d’étude par Chantal Fontaine de          l’Institut Royal du Patrimoine Artistique. Le premier examen de          ceux-ci révèle la présence de nombreux déchets de fabrication :          plombs inachevés, plombs défectueux, barbes et copeaux, têtes de          coulées, signalant la proximité d’un atelier de fondeur, mais aussi          de mise en plombs de verrières vu les très nombreux fragments de          vitraux associés. Cette découverte est capitale car elle tend à          situer la fabrication de la majorité des fragments de verre de cette          couche dans un laps de temps assez proche de la destruction de          l’atelier, dans la deuxième moitié du ixe siècle.          Les autres pièces de verre plat mises au jour          constituent des trouvailles plus disséminées sur le site. Néanmoins,          un deuxième secteur se dessine au nord-ouest (fig. 1, secteur 2) où          les vestiges d’un petit bâtiment quadrangulaire ainsi que l’amorce          d’un second édifice au nord-ouest du précédent sont les seules          structures antérieures à l’incendie de 881. La fonction de ces          bâtiments n’est pas connue mais la présence de plusieurs fragments          de creusets de verrier et de nombreux déchets liés à la          fabrication : verres fondus, scories vitrifiées, éventuels fragments          de parois de four, également en cours d’étude par Chantal Fontaine,          indique certainement l’existence d’un atelier de verrier. La          datation de cette activité ainsi que des fragments de vitraux          retrouvés dans ce secteur est plus aléatoire que dans le cas          précédent : les tessons étaient répartis dans la couche de          démolition consécutive aux destructions vikings ainsi que dans les          niveaux directement inférieurs. Ils peuvent donc être datés entre le          milieu du viie siècle          et la fin du ixe          siècle.          Le dernier secteur ayant révélé la présence de          fragments de vitraux (fig. 1, secteur 3) est perturbé par          l’implantation de la grande abbatiale ottonienne du xie siècle qui a          systématiquement fractionné les structures construites antérieures          et fortement bouleversé les niveaux archéologiques. Les verres plats          proviennent de couches archéologiques scellées par les remblais          préalables à la construction du xie siècle et peuvent être attribués à une large phase          chronologique entre le milieu du viie siècle et la fin du xe siècle.          Figure 1 : plan schématique des vestiges des          abbatiales et des conventuels de Stavelot et localisation des trois          secteurs ayant livré des vitraux antérieurs au xie siècle.Figure 1: schematic plan of Stavelot abbey and          conventuals with the three sectors containing window glasses          predating the 11th century.                                    Les vitraux du haut Moyen Âge          Bien que quelques textes démontrent l’existence          de vitraux dès le ve          siècle (Dell’Acaqua, 2003), la genèse de cet art dans le nord-ouest          de l’Europe est encore mystérieuse. Comme le souligne D. Foy et S.          Fontaine (2008), le verre de vitrage a jusqu’ici été négligé par de          nombreux spécialistes car, pouvant être recyclé, les traces qu’il          laisse sont rares et les quelques témoins subsistant sont mis au          jour dans les contextes de destruction complexes à appréhender.          Néanmoins, plusieurs publications récentes attestent l’existence de          vitraux depuis des périodes anciennes.          Si la découpe de feuilles de verre est confirmée          dès le iiie siècle,          c’est au ive siècle          qu’apparaîtraient des morceaux de verre assemblés en compositions          géométriques (Foy &#38; Fontaine, 2008). En France, les premiers          fragments ont été mis au jour à Saint-Denis dans un contexte du ive siècle          (Rodet-Belarbi, Van Ossel, 2003), puis à Marseille au ve siècle (Moliner, 2006)          et à Tours, dans la seconde moitié du même siècle (Motteau, 1985).          Ces ensembles anciens comptent peu de fragments mais d’autres sites          ont livré des collections plus importantes. Sans vouloir en faire          une liste exhaustive, nous en retiendrons quelques lots ayant fait          l’objet d’analyses archéométriques.          Les sites monastiques de Jarrow et Wearmouth, en          Angleterre, sont parmi les premiers à avoir livré des vitraux de la          fin du viie siècle          (Cramp, 2006). En Italie, le site du monastère de San Vincenzo al          Volturno renfermait de nombreux fragments de verre coloré dans les          niveaux datés du ixe          siècle (Dell’Acqua, 1997). Sous l’abbé Joshua (792-817), un atelier          y est implanté pour la production de vitraux. Il sera détruit en 881          par des mercenaires sarrasins au service du duc de Naples          (Dell’Acqua, 1997). En France, le site épiscopal de Rouen, sans          doute construit vers la fin du viiie siècle et détruit par un raid viking en 841,          renfermait aussi des fragments de vitraux (Le Maho, 2001). En          Suisse, à Sion, les morceaux de verre coloré sont datés entre le ve et le vie siècle (Wolf et al, 2005). Le site allemand de Paderborn          correspond au palais impérial de Charlemagne fondé en 776 et détruit          en 778 lors de la première rébellion saxonne. De nombreux fragments          de verre et un four de verrier y ont été mis au jour (Gai, 2005).          Enfin, à Zalavar, en Hongrie, plusieurs églises bâties au ixe siècle et les restes          d’un atelier de verriers ont été découverts (Szöke et al., 2004).          Toute cette documentation est d’autant plus          importante qu’elle correspond aux prémices d’un bouleversement dans          les traditions de fabrication verrières. En effet, depuis le début          de notre ère, le verre mis au jour en Europe du nord correspond à          celui réalisé à partir d’un mélange de sable et de natron          (Henderson, 1985). Ce matériau n’étant pas disponible sur place, les          verriers du haut Moyen Âge devaient soit continuer à importer leurs          matières premières comme le faisaient leurs prédécesseurs (Foy et al., 2003, Freestone, 2003, Freestone et al., 2000, Freestone et          al., 2002, Wedepohl et al., 2003) soit          recycler le stock de verre disponible. Si aux ve et vie siècles, des          importations méditerranéennes atteignent encore le nord-ouest de          l’Europe (Freestone et al., 2008), les          processus de fabrication et les matériaux sont ensuite moins bien          connus jusqu’à la fin du viiie siècle où apparaissent les premières traces de          verre potassique obtenu à partir d’un mélange de sable et de cendres          de bois (Wedepohl et al., 2011).                          2. Méthodologie          La méthodologie appliquée à l’ensemble de          Stavelot, repose tout d’abord sur des observations à l’œil nu et sur          l’enregistrement des caractéristiques macroscopiques (forme,          couleur, état, surface…) dans une base de données informatisée.          Celle-ci a ensuite permis le tri et le classement des tessons. Des          observations à la loupe binoculaire ont fourni de plus amples          informations sur les techniques de façonnage et sur l’état de          conservation des artefacts.          Les analyses chimiques ont été effectuées en          PIXE-PIGE (respectivement émissions de rayons X et gamma induites          par particules) sur la ligne de faisceau extrait ARCHEO de          l’Institut de Physique Nucléaire, Atomique et de Spectroscopie          (IPNAS) à l’Université de Liège où un cyclotron à énergie variable          peut fournir des faisceaux d’ions légers (H+,          D+, He+) de 3 à 20 MeV. Dans          notre cas, un faisceau de protons de 3 MeV est extrait à travers une          fenêtre de Si3N4 épaisse de          100 nm. Le faisceau de 0,8 mm2 atteint          l’échantillon placé à 6 mm de la fenêtre d’extraction. Dans cet          espace, un flux continu d’hélium réduit la dispersion angulaire des          particules ainsi que celle en énergie.          Les spectres de rayons X sont enregistrés par          deux détecteurs placés à 45° par rapport au faisceau incident. Le          premier, un détecteur SiLi (30 mm2, 132 keV de          résolution) équipé d’une fenêtre polymère ultrafine (AP3.7 de chez          Moxtek®), est dédié à la détection des rayons X de basses énergies          émis par les éléments légers (Na, Mg, Al, Si, Ca…). L’hélium soufflé          entre l’échantillon et la fenêtre du détecteur évite l’absorption          des rayons X de basse énergie par l’air, permettant ainsi de mesurer          les éléments jusqu’au sodium (Kα 1,01 keV). Le second détecteur,          dédié aux rayons X de plus forte énergie (6-35 keV), est un          détecteur germanium (UltraLeGe de chez Camberra®, 50 mm2, 160 keV de résolution) équipé d’une fenêtre de          Béryllium et d’un filtre de 50 µm d’aluminium pour absorber les          rayons X émis par la matrice. Il est utilisé pour la détection des          éléments mineurs et traces (Mathis et al.,          2010). Les principales limites de détection ainsi obtenues sont          résumées dans le tableau 1.          La PIGE permet de s’affranchir des problèmes de          perte de sodium en surface en le détectant en profondeur dans          l’échantillon. Pour les rayons gammas, un détecteur germanium          coaxial (XtRa HPGe de chez Camberra®) muni d’une fenêtre mince en          polymère est placé à 60° par rapport au faisceau. La détection du          sodium est effectuée sur la raie à 440 keV et est quantifiée par          rapport au sodium mesuré sur un standard de verre sodique (SRM 620          du National Institute of Standard and Technology – NIST).          Les spectres sont accumulés pendant environ          7 minutes avec un courant de 5 nA pour une dose totale d’environ          2 µC. Deux spectres minimum sont enregistrés par échantillon, les          concentrations d’oxydes majeurs et mineurs (Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3,          K2O, CaO, TiO2, MnO, Fe2O3, CoO, NiO, Cu2O, ZnO, As2O5, Rb2O, SrO, ZrO2, SnO2, Sb2O5, BaO, PbO) sont obtenues au          moyen du logiciel TRAUPIXE d’AGLAE (Pichon et          al. 2010) utilisant le code GUPIXWIN (Campbell et al., 2010) avec une erreur relative de l’ordre          de 10 % pour les majeurs et pouvant aller jusqu’à 20 % pour les          éléments traces ou mineurs. Les conditions ainsi que les erreurs          expérimentales et de calcul sont vérifiées par l’analyse régulière          de verres standards (SRM620, 610 et 612 de chez NIST et verre ROUX          et MOUSTIER de chez Glaverbel).          Tableau 1 : Exemples des limites de détection          en ppm des principaux éléments présents dans le verre analysé STV          05.1439.02.Tableau 1: Detection limits in ppm          for the elements analyzed in the fragment STV 05.1439.02.                    Afin de déterminer le corpus à analyser, les          échantillons altérés ont été triés et seuls ceux présentant le          meilleur état de conservation ont été sélectionnés (fig. 2). Ils ont          été fracturés afin d’accéder au verre sain sur la tranche. Pour les          fragments choisis, l’épaisseur du verre non-altéré varie entre 2 et          3 mm environ (fig. 2 A). Cette zone est donc de taille supérieure au          diamètre du faisceau d’ions. Les morceaux de verre en bon état de          conservation ont été analysés sur leur face (fig. 3). Bien qu’aucune          altération ne soit visible à l’œil nu, pour éviter toute pollution          des résultats, la surface a été abrasée à sec avec une petite meule          sur une zone d’environ 1 cm2, puis rincée à          l’eau déminéralisée. Dans tous les cas, les échantillons ont été          nettoyés à l’éthanol avant analyse. Pour les trente-deux fragments          étudiés, nous sommes donc certains que nos mesures concernent le          verre sain.                      3. Résultats                  Observations macroscopiques          Suite à la fouille et vu leur état d’altération,          les fragments de verre plat avaient été conditionnés dans des bocaux          contenant de l’eau déminéralisée et du savon Cetavlon® afin          d’arrêter le processus de dégradation (Neuray et Lambotte, 2009).          Lors d’un premier inventaire, il a été constaté que, malgré ces          précautions, plusieurs éléments étaient irrémédiablement perdus.          Représentant une dizaine de contenants sur deux cent cinquante, les          éléments en verre complètement dilués, réduits en poudre ou          recouverts d’algues ne pouvaient plus être manipulés et n’ont pas          été retenus pour le comptage.          À Stavelot, trois mille cent trente-six morceaux          de verre plat ont été dénombrés. Ils mesurent entre 0,01 cm2 et 46 cm2 et représentent une          surface totale d’environ 8 845 cm2. Pour          comparaison, à Paderborn, plus de deux mille fragments de verre ont          été retrouvés sur toute la surface du palais dont une grande          majorité en contextes carolingiens (Gai, 2005). Six mille huit cent          soixante-quatorze fragments ont été mis au jour sur le site du          monastère de San Vincenzo al Volturno dans les niveaux datés du ixe siècle (Dell’Acqua,          1997). À Rouen, deux cents tessons ont été recensés (Le Maho, 2001).          Enfin, à Sion, les archéologues mentionnent quatre cent six          fragments de verre coloré datés entre le ve et le vie siècle (Wolf et al., 2005). Deux cent quatre-vingt-dix-huit          pièces ont été comptées à Wearmouth et mille sept cent cinquante-six          à Jarrow (Cramp, 2006). Sur ce site, la surface estimée pour les          vitres du bâtiment A est de 185 cm2 et de celles          du bâtiment D couvriraient environ 2 362 cm2          (Cramp, 1975).          Dans le corpus stavelotain, deux grands types de          fragments peuvent immédiatement être distingués : ceux opaques          altérés (fig. 2) et ceux translucides en bon état de conservation          (fig. 3). Les premiers présentent sur chaque face une couche altérée          d’environ 0,2 à 4 mm d’épaisseur à l’aspect hétérogène, de couleur          blanchâtre à grisâtre. Elle est rendue opaque par l’altération dont          la structure en feuillets peut contenir des phases précipitées.          Cette altération provient d’une interaction entre le matériau et          l’eau de l’environnement de conservation (Biron, 2007). La          pénétration de l’eau à la surface du verre conduit à des          transformations chimiques et structurales importantes dans la couche          hydratée, dont l’épaisseur évolue plus ou moins rapidement selon la          composition du verre et les conditions d’enfouissement. D’après les          analyses, les verres altérés de notre corpus sont des silicates          potassiques – compositions instables chimiquement vis-à-vis de          l’hydratation – alors que ceux en bon état sont des silicates          sodocalciques – compositions plus stables chimiquement.          Figure 2 : vitraux altérés du groupe          1.Figure 2: window glass – group 1.                    A : vue au microscope de la coupe d’un          tesson avec verre sain et périphérie altérée, B : verre incolore,          C : verre rose, D : verre ambre, E : verre vert, F : verre avec          grisaille.A. Microscopic view of a section          with healthy glass and altered rims; B. Colourless glass; C. Pink          glass; D. Amber glass; E. Green glass; F. Glass with stain.          Tableau 2 : composition des échantillons en %          d’oxydes.Tableau 2: Glass fragments          compositions in % of oxides.                    Les fragments altérés (fig. 2) forment un premier          groupe avec trois mille soixante-six tessons et environ 8 645 cm2, soit 96 % de la surface totale et du nombre de          fragments. Ils sont particulièrement concentrés dans le secteur 1          (fig. 1). Leur épaisseur – 4 mm en moyenne – est supérieure à celle          des fragments translucides décrits ci-dessous. Pour les échantillons          les moins altérés de cet ensemble, environ 10 % du corpus, la          couleur d’origine est encore visible. Il est ainsi possible          d’identifier du verre incolore ou verdâtre (couleur naturelle du          verre) (fig. 2 B), du rouge, du rose (fig. 2 C), de l’ambre (fig. 2          D) et du vert foncé (fig. 2 E). Les tessons verdâtres et verts          semblent les plus nombreux.          Les fragments non altérés constituent un second          groupe et ne représentent qu’une petite part du mobilier, soit          environ soixante-dix fragments et 200 cm2 (4 %          de la surface totale). Ils sont répartis à parts plus ou moins          égales entre les secteurs 2 et 3. Ils sont plus fins - en moyenne          2 mm - et transparents. Légèrement bleutés ou verdâtres, 57 % de          l’ensemble peuvent être qualifiés d’incolores (fig. 3 B et C). Les          autres fragments, peu nombreux, sont de couleur turquoise (4) (fig.          3C), bleu dit « cobalt » (4) (fig. 3 D et E), ou ambre (1 et 4          esquilles) (fig. 3A).          Figure 3 : verres non altérés du groupe          2.Figure 3: window glass – group 2.                    A : verre ambre avec trace de grisaille, B :          verre incolore bleuté et verdâtre, C : verre turquoise et incolore          bleuté, D : masse de verre fondu bleu cobalt, E : verre bleu          cobalt.A. Amber glass with traces of stain;          B. Colourless glass, slightly bluish or greenish; C. Turquoise and          colourless slightly bluish glass; D. Cobalt blue glass chunk; E.          Cobalt blue glass.          Que ce soit pour les verres dégradés ou pour ceux          en bon état, les couleurs observées correspondent à la gamme          chromatique connue pour le haut Moyen Âge. Fr. Perrot note que dans          la première moitié du IXe siècle, celle-ci est          restreinte à trois ou quatre couleurs et le vert y prédomine          (Perrot, 1996). Cette tendance est confirmée par les publications          plus récentes (Balcon-Berry et al., 2009 ;          Foy, 2005). À San Vincenzo al Volturno, une grande série de verts et          de bleus, de même que du rose pâle et du violet ont été observés,          avec en prime des verts et des bleus striés de rouges (Dell’Acqua,          1997). À Zalavar, des fragments sont verts, bleus, brun-mauve, olive          (Szöke et al., 2004). À Paderborn, la plupart          du verre plat prend une teinte verdâtre (incolore) (Gai, 2005). À          Sion, des verres bleus, bleus marbrés de rouge, verts, olive, ambre          et incolores sont mentionnés (Wolf et al.,          2005).          Lorsqu’elles peuvent être observées, les traces          sur les bords et les bulles allongées montrent que les plaques de          verre retrouvées à Stavelot ont été obtenues par soufflage. C’est          donc bien la technique du soufflage en cylindre ou au manchon qui a          été utilisée, conformément aux pratiques de cette époque décrites          plus tard par Théophile. Afin d’obtenir une feuille, l’artisan          soufflait un cylindre qu’il coupait ensuite aux deux extrémités puis          fendait dans sa longueur pour pouvoir l’ouvrir et le dérouler à plat          (Bontemps, 1876). Comme le note D. Foy (2005) pour la plupart des          verres plats de cette période, la surface est lisse, souvent          brillante sur les deux faces et la matière est beaucoup plus          transparente. L’épaisseur des pièces est deux à quatre fois plus          mince que celle des verres coulés du haut Empire (Foy, 2005).          Vu le taux de fragmentation important dû à          l’altération, les formes du premier ensemble ne peuvent être          restituées. De plus, certains verres sont déformés par la chauffe.          On peut cependant distinguer quelques bords grugés témoignant d’une          mise en forme. Les calibres sont alors taillés en rectangles,          cercles, demi-cercles (fig. 2 E) et triangles. Plusieurs fragments          du second ensemble présentaient également des bords grugés (fig. 3          A). Ces éléments sont malheureusement de petite taille et aucune          forme précise ne peut être déduite. La technique de découpe des          pièces pour être insérées dans des panneaux semble assez ancienne et          est décrite par le moine Théophile au début du xiie siècle. Selon          l’auteur, pour couper le verre, il faut d’abord le faire à chaud, à          l’aide d’un fer. Un « grésoir » peut ensuite être utilisé pour          corriger les irrégularités (Bontemps, 1876).          Sur plusieurs fragments des deux ensembles, des          traces de grisaille ont été repérées. Dans le cas du second groupe,          seul un petit fragment ambre portait en négatif une marque laissée          par la grisaille (fig. 3 A). Dans le premier groupe, des motifs de          feuillage ont été observés sur deux fragments et une inscription sur          un autre (fig. 2 F). Il se peut que cet ensemble ait contenu plus          d’éléments décorés à la grisaille mais leur état actuel empêche la          lecture des motifs.          La grisaille est définie comme une sorte d’émail          à base d’oxydes métalliques fixés par la cuisson (Perrot, 1996). Au          haut Moyen Âge, des traces de grisaille en négatif ont été observées          sur plusieurs sites : Paderborn (Gai, 2001), Luxeuil (Pacta, à          paraître) et Alézia (Wahlen, 2009). Sur ces          petits fragments, le verre est dépoli par endroits et laisse          supposer la présence d’une grisaille qui a aujourd’hui disparu. Le          cas d’Alézia est particulièrement intéressant puisqu’un visage ainsi          qu’un motif végétal peuvent clairement être distingués (Wahlen,          2009). Sur le fragment ambre de Stavelot, aucun motif précis ne peut          être reconnu. En revanche, l’inscription offre des comparaisons,          notamment à Rouen (Le Maho 2001) et Zalavar (Szöke et al., 2004) où, comme à Stavelot, il s’agit          d’une écriture caroline semblable à celle connue dans l’empire          carolingien aux viie-ixe          siècles.                          Analyses chimiques élémentaires du          verre          Les analyses réalisées sur les trente-deux          échantillons issus de contextes datés entre la seconde moitié du viie siècle et le début          du ixe siècle          montrent le caractère exceptionnel du site de Stavelot pour          l’histoire des techniques verrières.          Les résultats permettent de distinguer deux          grands ensembles (fig. 4). Dans le premier, les verres sont des          silicates de type potassique et dans le second des silicates de type          sodique. Étant donné le lien existant entre la composition chimique          et l’état de conservation du verre déjà évoqué précédemment, les          fragments altérés du groupe 1 (fig. 2) appartiennent à l’ensemble          des compositions potassiques et ceux bien conservés du groupe 2          (fig. 3) ont des compositions sodiques. À Stavelot, nous pouvons          donc observer une transition très importante dans l’artisanat          verrier du nord-ouest de l’Europe, celle du changement de fondant,          peu connue jusqu’à présent en dehors de l’Allemagne (Wedephol et al., 1997 et Sanke et          al., 2002). Sur les autres sites, à Rouen (Le Maho, 2001),          Zalavar (Szöke et al., 2004), Sion (Wolf et al., 2005), Jarrow (Cramp, 2006), San Vincenzo          (Dell’Acqua, 1997), les fragments analysés ont des compositions          homogènes et sodiques.          Figure 4 : Variation des teneurs en oxydes de          magnésium, potassium et sodium pour l’ensemble des verres          analysés.Figure 4: Concentrations of          magnesium, potassium and sodium oxides in the analyzed glass          fragments.                    Les analyses en PIXE-PIGE montrent également que          ces deux grands ensembles de composition sont hétérogènes (fig. 5).          Diverses recettes ont été employées et témoignent vraisemblablement          de phases de fabrication différentes.          Figure 5 : Variation des teneurs en oxydes de          sodium, aluminium et calcium pour l’ensemble des verres          analysés.Figure 5: Concentrations of          aluminum, calcium and sodium oxides in the analyzed glass          fragments.                                Fabrication des verres potassiques            Onze échantillons peuvent être rattachés à cet            ensemble. Ces verres sont obtenus à partir d’un mélange de sable            et de cendres végétales (Henderson, 1985), en particulier de bois            (Wedephol et al., 2011), auquel s’ajoute            éventuellement un agent colorant. Une même source de sable a été            employée pour tous ces verres, comme en témoignent les            corrélations existant entre les teneurs en aluminium (1,08 –            1,84 %), en titane (0,11 – 0,18 %) et en fer (0,38 – 0,80 %). En            revanche, les sources potassiques se révèlent hétérogènes en            proportion et probablement en nature (diverses sortes de bois            et/ou modes de préparation), ce que montrent les grandes            variations de composition des éléments apportés par ces cendres.            Les taux de potassium varient entre 9,20 et 20,21 % (en masse            d’oxydes), ceux de magnésium de 3,99 à 6,43 %, ceux de calcium de            21,36 à 13,84 % et ceux de phosphore se situent aux alentours de            4 %. Les concentrations de barium (0,08 – 0,6 %) et de rubidium            (0,014 – 0,032 %) sont aussi plus élevées dans ces verres aux            cendres de bois que dans ceux utilisant d’autres sources alcalines            (Wedephol et al., 2011).            Selon H. Wedephol, la production de verre aux            cendres de bois dans le Nord-Ouest de l’Europe pourrait être            subdivisée en trois grandes périodes : 780-1000, 1030-1300 et            1300-1500. Pour la première de ces phases, le taux de potassium            est relativement bas, aux alentours de 9,3 % et le taux de sodium            avoisine 2,5 %. De 1030 à 1300, la concentration de potassium            augmente de 10 % et lors de la dernière de ces phases, il diminue            à nouveau. À Stavelot, tous les fragments de verre visuellement            altérés et analysés proviennent du secteur 1 (fig. 1) et peuvent            être datés sans ambiguïté avant 881. Ils se rattacheraient donc à            la première phase de production de verre aux cendres de bois. Or,            ces fragments se différencient des verres contemporains allemands            par deux aspects. Tout d’abord, les verres de Stavelot présentent            des concentrations de potassium très variables (de 9 à 20 %). Dès            lors, ces taux ne peuvent plus être uniquement caractéristiques            pour une seule période. Ensuite, pour les fragments dont le            potassium est le plus bas, le pourcentage de sodium reste            inférieur à 2,5 %, ce qui les distingue des verres étudiés par H.            Wedephol pour la période 780-1000.                                Coloration des verres potassiques            La composition chimique des verres permet            d’identifier les éléments colorants (fig. 6). Les fragments rose            et ambre contiennent moins d’oxydes métalliques que les autres            couleurs. Le verre ambre est coloré par la combinaison du fer            (0,34 %) et du soufre (0,2 %). Le processus de coloration            peut-être expliqué par un transfert de charge entre le ligand            sulphide S2- et le cation Fe3+            (Biron et Chopinet, 2013). Le rose est vraisemblablement            coloré par de faibles teneurs en oxydes de manganèse (0,48 %).            Le tesson rouge présente un taux de cuivre plus            élevé que celui les éléments incolores, ambre et rose (fig. 6).            Pour un fragment du xiie siècle découvert sur le site monastique de            Brunshausen, H. Wedephol déduit que du cuivre sous forme            métallique a été ajouté au verre cuit en atmosphère réductrice            (Wedephol et al., 2011). Lors de la            fabrication des verres sodiques, c’est généralement cet élément            qui est utilisé pour obtenir un rouge opaque (Nakai et al., 1999 ; Angelini et            al., 2004 ; Santagostino Barbone et            al., 2008 ; Van Der Werf et al., 2009,            Gliozzo et al., 2012). Dans le cas présent,            en prime du cuivre, vu leurs taux élevés, le fer, l’étain et            l’antimoine pourraient avoir servi d’agents réducteurs pour            maintenir le cuivre sous forme métallique. La présence de zinc            tendrait à prouver que le cuivre a été introduit dans le verre            sous forme de laiton (fig. 6).            Figure 6 : Variation des teneurs en oxydes            de zinc, d’étain et de cuivre pour les verres potassiques            analysés.Figure 6: Concentrations of zinc,            tin and copper oxides in the analyzed glass fragments.                        La couleur verte résulte également d’une            addition de cuivre, supérieure à celle observée dans le fragment            rouge (fig. 6). À nouveau, ce type de procédé est bien connu pour            le verre sodique (Gliozzo et al., 2012 ;            Heck &#38; Hoffmann, 2000). Dans cet ensemble contemporain, la            recette (nature du cuivre) varie selon les échantillons            (fig. 6).                                Fabrication des verres sodiques            Les vingt échantillons rattachés à cet ensemble            présentent des compositions hétérogènes. Trois sous-ensembles            peuvent être identifiés, d’après la nature des sources alcalines            employées.            Le premier est constitué de treize fragments            (un ambre, un bleu, trois turquoises et huit incolores ou            verdâtres). Les recettes de fabrication du verre de base            proviennent d’un mélange de sable et de natron (Henderson, 1985).            Ces verres sont caractérisés par de faibles teneurs en magnésium            (&#60; 1 %), en potassium (&#60; 1,5 %) et en phosphore (&#60; 0,30            %). Les variations des teneurs en aluminium (2,76 – 6,35 %), en            calcium (6,7 – 9,37 %) et en titane (0,09 – 0,25 %) pourraient            attester de l’usage de diverses sources de sable. Leurs            compositions se distinguent de celles des verres romains au natron            par des concentrations en calcium sensiblement plus élevées            (verres romains &#60; 7 %), ce qui témoignerait de l’utilisation de            sources de sables différentes.            Le deuxième sous-ensemble est formé de trois            verres bleus (STV99-1278, STV99-1371 verre plat et STV99-1371            morceau fondu) et d’un verre incolore (STV96-9). Ils proviennent            aussi d’un mélange de sable et de natron mais cette fois des            teneurs en potassium (1,70 – 2,83 %) et en phosphore (0,25 –            0,62 %) sont plus élevées que dans le premier sous-groupe.            Celles-ci pourraient résulter de l’introduction, volontaire ou            non, de cendres végétales dans la matrice vitreuse. Les teneurs en            magnésium restent cependant faibles (&#60; 1 %) et celles en            aluminium varient beaucoup plus que dans le groupe précédent (2,96            – 9,25 %).            Enfin, les 3 derniers verres incolores            (STV05-425-035, STV05-462-01, STV05-471-02) sont plus difficiles à            classer. Leurs compositions diffèrent de celles des verres romains            au natron par des teneurs en phosphore plus élevées et            habituellement observées dans les verres aux cendres de plantes            (0,51-1,05 %)1. Pour le fragment            STV05-462-01, la concentration en aluminium est aussi très forte            (10,73 %).                                Les verres sodiques incolores            La plupart proviennent du secteur 2 et peuvent            être datés avant 881. Trois fragments issus du secteur 3 peuvent            être situés avant le xie siècle. Les douze verres qualifiés d’incolores            sont verdâtres ou bleuâtres. Ils sont légèrement teintés non pas            par une action délibérée de la part des verriers mais par la            présence d’impuretés comme le fer dans les sables (fig. 3 B et            C).            Pour obtenir ce type de verre après la chute de            l’Empire romain, plusieurs scénarios sont actuellement            envisagés :            – la continuité des importations : les            recherches prouvent qu’au début du haut Moyen Âge (environ            450-550), du verre était encore importé dans le nord-ouest de            l’Europe. Des analyses réalisées en Allemagne (Wedepohl et al., 1997), en France (Velde, 1990), en            Angleterre (Freestone et al., 2008) et en            Belgique (Van Wersch, 2011) montrent pour un large territoire des            compositions chimiques assez homogènes. Ces verres pourraient donc            être dérivés d’une même matière première correspondant à une seule            source de sable provenant sans doute d’une région entre le Nil et            le sud d’Israël (Freestone et al.,            2008) ;            – le recyclage de verre antérieur : dans l’état            actuel de nos connaissances et bien que sujets à certaines            discussions, à la fin de l’Antiquité, deux groupes principaux de            verres incolores sont attestés dans le nord-ouest de l’Europe            (Foster et Jackson, 2009). le groupe dit « HIMT », caractérisé par            sa teneur élevée en titane (≥ 0,1 %), fer (≥0,7 %) et manganèse (±            1–2 %), a sans doute été fabriqué au Proche-Orient, voire en            Égypte, et diffusé en Europe (Freestone et            al., 2005 ; Leslie et al., 2006 ; Foy            et al., 2003 ; Aerts et            al., 2003 ; Silvestri et al., 2005 ;            Foster et Jackson, 2009). Le groupe dit « Levantine I » contient            moins de sodium (± 15 %) et de fer (± 0,4 %) et plus de calcium (±            9 %) et d’aluminium (± 3 %). Il aurait été produit à partir des            sables de la côte syro-palestinienne (Freestone et al., 2000 ; Foy et            al., 2003). En dehors de ces deux            grands groupes, le verre « blue-green », très répandu sur les            sites romains, est aussi disponible et aurait pu être recyclé par            les verriers du haut Moyen Âge ;            – de nouvelles productions : on peut aussi            supposer qu’un nouveau type de matière première avec des            caractéristiques chimiques propres ait été utilisé.            Les verres incolores de Stavelot comparés aux            grands groupes de verres connus pour l’Antiquité tardive ne            correspondent globalement ni au HIMT ni aux Levantine I. À            l’exception de quelques-uns, ils se rapprochent des verres datés            entre 450 et 550 ou des verres blue-green. La fabrication des            verres incolores de Stavelot pourrait donc représenter une            poursuite de la tradition mérovingienne avec l’importation des            mêmes matières premières ou bien provenir en partie du recyclage            de verres mérovingiens et de verres blue-green. Dans ces derniers,            tout comme dans ceux de Stavelot, le manganèse n’est pas ajouté            volontairement par les verriers puisque celui-ci doit être présent            en quantité supérieure à 0,5 % pour agir comme décolorant            (Jackson, 2005).            D’autre part, le recyclage a bien été pratiqué            pour une partie des verres de Stavelot car la présence de cobalt            et d’antimoine témoigne de l’usage de calcin au natron bleu, de            même que la présence de plomb et d’étain. Pour les verres de            Stavelot, des mélanges de matières premières conduisent à des            compositions marginales, comme le montre également I. Freestone            dans son étude sur les verres anglo-saxons (Freestone et al., 2008). Nous retrouvons ainsi diverses            associations de sables, de natron et de cendres végétales            potassiques, accidentelles ou non.            Outre les diverses sources de sables attestées            par les variations des teneurs en aluminium pour l’ensemble des            fragments, deux verres (STV05-462-01 et STV96-9) se distinguent            par de fortes concentrations : Al2O3 = 8.26 et 10.73 %. Des verres contenant beaucoup            d’aluminium ont été identifiés en Inde, en Asie mineure, notamment            à Pergame et Sardis, en Jordanie ainsi qu’en Afrique (Schibille,            2011). À l’heure actuelle, aucun centre de production ne peut être            clairement identifié et plusieurs ont dû exister vu la variabilité            des recettes et l’étendue de l’aire géographique. Il n’y a sans            doute aucun lien entre ceux-ci et les vitraux de Stavelot mais il            est intéressant de noter que les exemplaires de Pergame datés aux            alentours du viiie siècle (Schibille, 2011), comme ceux dont il est            ici question apparaissent dans une phase de transition pour            l’artisanat verrier entre le verre au natron et celui aux cendres            végétales.                                Coloration des verres sodiques                          Ambre              Un seul tesson ambre non altéré est connu sur              tout le site de Stavelot. Il porte en négatif les traces d’une              grisaille ayant disparu (fig. 3 A). Ce fragment de verre sodique              ne se distingue des tessons incolores que par un taux de              manganèse plus bas et de zirconium plus élevé. Sa couleur est              produite par la combinaison du fer et du soufre, recette              identique au verre ambre potassique.                                      Turquoise              Parmi les quatre fragments turquoise mis jour              (fig. 3 C), trois d’entre eux ont été analysés (un daté avant              881 et deux avant le xie siècle). Par rapport aux verres « incolores »,              les tessons turquoise contiennent plus de cuivre, d’étain,              d’antimoine et de plomb. Ces tessons sont colorés au cuivre              (1,36 – 1,70 %), ajouté dans le verre sous forme de bronze. La              proportion d’étain est plus importante dans STV94-1260 que dans              les deux autres. Bien que proche, la composition de l’alliage              varie donc d’un échantillon à l’autre et ce sans rapport avec la              chronologie.              À notre connaissance, dans les recettes de              coloration turquoise, le cuivre provient toujours de bronze. Il              doit être présent à un taux entre 0,5 et 1,5 % pour donner un              bleu profond (Brill, 2006). R. Brill (2006) a remarqué que dans              de nombreux cas, le matériau colorant dérive d’un alliage de              bronze ou de laiton car le cuivre est accompagné d’étain, de              zinc, et de plomb. À Wearmouth et Jarrow, le cuivre a été              introduit dans le verre sous forme d’un alliage binaire de              bronze ayant une composition de 89,3 % de cuivre et 10,7 %              d’étain ou, plus probablement, sous forme d’un alliage tertiaire              de cuivre, étain et plomb (Brill, 2006). En prime des sites              anglais, ce type de recette a aussi été repéré dans des              contextes du haut Moyen Âge pour des verres turquoise mis au              jour à Tongres (Van Wersch et Cosyns, à paraître) et Luxeuil              (Pacta, à paraître).                                      Bleu              Ces verres regroupent trois fragments de              verre plat (fig. 3 E) et une masse de verre informe fondue              (fig. 3 D). Les tessons plats STV99-1278 et 1371, ainsi que le              verre fondu STV99-1371 proviennent des mêmes unités              stratigraphiques que les verres potassiques altérés et              contrastent par leur très bon état de conservation. Les              fragments STV99-1278 et 1371 sont datés d’avant 881 alors que le              verre plat STV93.874 est situé avant le xie siècle.              Il apparaît clairement que le cobalt est              responsable de la teinte bleue (0,06 – 0,07 %). Celui-ci possède              un pouvoir colorant élevé, même avec une concentration très              faible (Mirti et al., 2002 ; Brill,              2006). Pour la production de verre bleu, plusieurs sources de              cobalt ont été identifiées et caractérisées (Gratuze, 2013). La              fabrication des vitraux de cette couleur pourrait également              reposer sur le recyclage d’objets antérieurs car, à cette fin,              Théophile mentionne la récupération de vaisselle et de tesselles              bleues romaines mélangées à du verre incolore (Theophili, 1876).              L’existence de ces recettes est prouvée à San Vincenzo              (Schibille et Freestone, 2013). C’est également la piste              envisagée pour les verres bleus de Chartres, Notre-Dame en Vaux,              Mont Saint-Michel, Pavie, York et Glastonbury (xe-xiie siècle) dans              lesquels Br. Velde voit un mélange de verre de type « antique »              et de verre « à cendres de bois » (Velde, 2009).              Parmi les fragments de Stavelot, dans le              verre plat STV93-874 et le verre fondu STV99-1371, bien que le              second contienne plus de potassium que le premier, on observe la              même corrélation linéaire entre le cobalt, l’antimoine, le              plomb, l’étain et le zinc (par ordre de concentration              décroissant). Ils pourraient donc être issus d’une source de              cobalt commune impliquant l’exploitation d’un même circuit              d’approvisionnement ou le recyclage de mêmes objets. Le type de              composition identifiée à Stavelot diffère de l’association              cobalt-arsenic-nickel-fer (les teneurs en arsenic et nickel              étant de plus très faibles), que l’on retrouve avec l’antimoine,              le plomb, l’étain et le zinc dans des sources de cobalt              probablement originaires d’Iran et associée aux derniers verres              islamiques au natron, datés de la fin du viie au début du viiie siècle              (Gratuze, 2013). Cette origine peut donc être écartée. La              composition semble aussi différente des sources de cobalt              employées pour les tesselles de mosaïques romaines (de type              cobalt-fer-nickel-cuivre) (Biron, analyses en cours de              publication). Cependant, si le cuivre n’est pas corrélé aux              autres traces, il est présent et plusieurs éléments comme              l’antimoine pourraient être liés à la réutilisation de tesselles              opaques. La composition identifiée à Stavelot ne trouve donc pas              vraiment de comparaison mais, à partir de ces deux exemples, les              données sont malheureusement insuffisantes pour trancher entre              recyclage et nouvelle source de cobalt.              Pour les deux autres fragments bleus              (STV99-1371 et 99-1278). Les pourcentages de cobalt, antimoine,              plomb et zinc sont très proches, mais la concentration de              l’étain est plus faible que dans les deux verres précédents.              Aucune corrélation claire n’apparaît entre ces divers éléments.              Il semblerait donc que l’origine du cobalt soit différente et,              dans le cas du verre 99-1278, le recyclage de verre antique              pourrait être envisagé.              Les verres bleus de Stavelot sont donc              remarquables à plus d’un titre. En effet, pour des exemplaires              chronologiquement proches (antérieurs à 881 et au xie siècle), trois              fragments contiennent une forte proportion de potassium et de              phosphore impliquant l’addition de cendres potassiques,              volontaire ou non, alors que le dernier tesson a une composition              classique de verre au natron. On retrouve donc deux types de              fondant alcalin différents mais aussi des sources de cobalt              distinctes pour l’obtention du bleu, qu’il s’agisse de recyclage              ou non. Les verres bleus ont vraisemblablement été produits avec              des matériaux différents et pourraient avoir des origines              distinctes. Quoi qu’il en soit, ce type de verre bleu réclame de              plus amples investigations car, pour le début du Moyen Âge, il              pourrait mettre en lumière les procédés de recyclage et/ou de              nouvelles importations ainsi que les réseaux d’échange.                                            4. Production de verre à Stavelot ?        Concernant la réalisation des vitraux, des sources        écrites rapportent que lors de la construction de l’abbaye de        Wearmouth en 674, des verriers gaulois ont été appelés sur le site par        l’abbé pour réaliser les vitraux (Cramp, 2006). Les textes indiquent        que les verriers ne restent que peu de temps sur un site ; ils font        leur travail et puis s’en vont (Cramp, 2006). D’autre part, R. Cramp        (2000) mentionne un manuscrit qui relate l’importation de vitres        « prêtes à l’emploi » par des évêques de Northumbrie au viiie siècle à Whithorn.        Deux cas de figure semblent donc possibles, la fabrication du verre        sur place ou l’importation de verre plat à découper et/ou à        assembler.        Sur plusieurs sites du haut Moyen Âge, des ateliers        de verriers sont attestés et témoigneraient, de la fabrication de        vitres sur place à San Vincenzo al Volturno (Dell’Acqua, 1997),        Paderborn (Gai, 2005), Lorsch (Sanke et al.,        2002), Zalavar (Szöke et al., 2004). Des restes        de fours, des fragments de creusets et des déchets de production        constituent les vestiges attestant l’activité des verriers. À San        Vincenzo, des tesselles ont été mises au jour dans les niveaux        associés à l’atelier, certaines partiellement fondues dans le fond des        creusets utilisés pour le verre (Dell’Acqua, 1997). Une tesselle bleue        romaine a aussi été trouvée à Zalavar (Szöke et        al., 2004). Ceci témoignerait de la réutilisation de tesselles        pour la fabrication ou la coloration du verre à vitre.        À Stavelot, des fragments de creusets ont été mis        au jour dans les niveaux antérieurs à 881. Des mosaïques ont aussi été        retrouvées mais sans connexion directe avec les creusets. De plus,        nous sommes en présence de verre fondu et de types de verres        différents dont certains ont pu être fabriqués sur le site. Tout        laisse donc à penser que des artisans verriers se sont installés à        Stavelot. À ce sujet, l’étude des traces de verre sur les creusets        ainsi que celle des déchets de fabrication doit être réalisée à l’IRPA        et nous apportera certainement des éléments de réponse.              5. Conclusions        Stavelot est un site de première importance pour        l’histoire de l’artisanat verrier. Le corpus des vitraux        alto-médiévaux est important tant du point de vue qualitatif que        quantitatif. De plus, il est issu de contextes bien datés entre le        milieu du viie siècle        et le début du xie        siècle. Nous pouvons ainsi approcher une période encore peu connue de        l’artisanat verrier et de la production de verre sur un site        monastique.        Les observations macroscopiques nous ont permis de        distinguer deux grands groupes à partir de l’état de conservation, les        éléments très altérés étant dominant tant en nombre qu’en surface. Le        verre plat de Stavelot a été obtenu par soufflage au manchon puis        découpé à chaud et au grugeoir afin d’obtenir diverses formes. La        gamme chromatique est celle connue à l’époque avec une dominance de        vert. Sur certaines pièces, des traces de grisaille témoignent de        l’existence de cette technique décorative dès le haut Moyen Âge.        Les résultats des analyses chimiques sont        primordiaux car ils illustrent, sur le même site, le passage entre le        verre sodique et le verre potassique pour un même type d’objet, soit        du vitrail. La production verrière de Stavelot apporte donc un        éclairage sur la fabrication du verre monumental entre le viie à la fin du ixe siècle. Les verres de        Stavelot témoignent à la fois d’une probable poursuite des traditions        verrières mérovingiennes, du recyclage de verres mérovingiens et/ou        blue-green romains et de la production de verres d’un nouveau genre.        Elle reflète en effet l’émergence de compositions sodiques, avec des        mélanges de verres au natron et cendres végétales, fortuites ou non,        celles-ci ayant peut-être conduit au verre aux cendres de bois. Elle        révèle également la variété des compositions dans ces ensembles, tant        sodiques que potassiques, prouvant qu’au haut Moyen Âge, cet artisanat        a connu une période de tâtonnement dans la mise au point de nouvelles        recettes et ce dans un laps de temps relativement court.        Si le fondant varie, une partie des procédés de        coloration semblent subsister. En effet, le cuivre est utilisé comme        élément colorant dans les verres sodiques tout comme dans ceux        potassiques. L’ambre est également obtenu par des procédés comparables        dans les deux types de verre. Le rouge n’est connu que pour le verre        potassique. Enfin, les fragments bleus se démarquent du reste du        corpus. Ces tessons, seuls éléments sodiques retrouvés dans un        ensemble de verres potassiques, sont colorés au cobalt. La provenance        de cet élément colorant semble varier mais reste incertaine vu le peu        d’exemplaires.        Le lieu de production de tous ces verres ainsi que        la présence d’un atelier sur le site doivent encore être discutés et        seront certainement éclairés par les autres travaux réalisés sur le        reste des artefacts en verre. De même, nous espérons apporter plus de        précisions sur le passage entre verre sodique et verre potassique        grâce aux études réalisées sur d’autres sites dans le Nord-Ouest de        l’Europe, notamment dans le Nord de la France ou au Pays-Bas. Enfin,        des collaborations accrues avec les historiens pourraient nous        permettre de définir la place des artisans ainsi que l’identité et le        rôle exact de leurs commanditaires dans la circulation des objets,        matériaux et recettes à travers l’Europe du haut Moyen Âge.