Le feu est une force très destructrice, capable de grands dégâts. Les restes humains brûlés peuvent être trouvés dans une gamme de situations, des urnes funéraires archéologiques aux accidents d’avion, aux éruptions volcaniques, aux crémations modernes. Malgré cette gamme de contextes, l’impact réel sur le corps et les os (que nous appelons « changements induits par la chaleur ») est le même. En fait, à bien des égards, les changements que nous voyons dus au feu sont les mêmes que la diagenèse normale au fil du temps – juste beaucoup plus rapidement. Il est important de noter que le squelette ne « se transforme pas en cendres » lorsqu’il brûle. Même dans les crématoires modernes, qui brûlent efficacement et à des températures élevées, le squelette survivra. Les restes squelettiques sont ensuite retirés du crémateur et placés dans une machine appelée crémulateur, qui broie les os en cendres. C’est parce que les gens ne veulent pas disperser des fragments humains reconnaissables de leurs proches.
Corps pendant la combustion
Le corps humain est composé de tissus mous et durs, et le feu aura un effet dramatique sur les deux. Le feu peut être mortel de différentes manières, mais les plus courants sont dus à la chaleur ou à l’étouffement de la fumée produite. La fumée peut limiter le flux d’oxygène dans le corps et contenir des poisons qui peuvent être mortels. La chaleur du feu causera des dommages importants au corps.
Le feu provoque la contraction des tissus mous, ce qui provoque la déchirure de la peau et le rétrécissement de la graisse et des muscles. Les organes internes vont également rétrécir. Les muscles se contractent en raison de la brûlure, ce qui provoque la flexion des articulations. En conséquence, les corps brûlés sont souvent déformés dans ce qu’on appelle une posture pugilistique ou de boxeur. Cela se voit le plus clairement dans les corps fléchis récupérés dans l’ancienne ville de Pompéi (79 après JC) lorsque beaucoup sont morts de la chaleur extrême de l’écoulement pyroclastique du volcan Vésuve.
Os brûlés
La chaleur provoquera également des modifications importantes de l’os. Le squelette ne brûle pas de manière uniforme. Certains os brûleront à une intensité plus élevée que d’autres en raison de facteurs tels que la distribution de la graisse corporelle, la proximité de la source de chaleur, etc. Par exemple, les humeri ci-dessous proviennent du même individu, mais le plus sombre de gauche a été brûlé à une intensité inférieure à celui de droite, qui est devenu complètement calciné.
Humeri (os des bras) d’un seul individu. Notez les différences de couleur (copyright Joy Szigeti)
Bien souvent, les os périphériques des mains et des pieds ne seront pas brûlés à une intensité aussi élevée que ceux du centre du corps, où se trouve la plupart des graisses. La graisse corporelle agit comme une source de carburant et les personnes ayant plus de graisse brûleront à une intensité plus élevée que les personnes très minces.
L’os passe par quatre étapes de transformation lorsqu’il est brûlé.
1) Déshydratation
Élimination de l’eau de l’os due à l’évaporation de l’humidité en réponse à la chaleur. Cela se produit à une température comprise entre 100 et 500 ° C.
Un fragment d’os animal non brûlé à gauche et un fragment d’os animal partiellement déshydraté qui a été brûlé à basse température à droite
2) Décomposition
Le composant organique de l’os (le collagène) est perdu.
Fragments d’os d’animaux déshydratés en raison d’une brûlure à gauche et fragments qui se sont décomposés en raison d’une combustion plus intense à droite
3) Inversion
Modifie la partie minérale inorganique de l’os, les carbonates. Cela se produit à une température comprise entre 500 et 1100 ° C.
Fragments décomposés sur l’os d’animal à gauche et fragments montrant une inversion à droite due à une combustion d’intensité plus élevée
4)Fusion
Les cristaux qui forment le minéral osseux commencent à fondre et à fusionner ensemble. Cela se produit à une plage de température de ° C 700-1200
Les fragments à droite montrent des traces de fusions dues à une combustion d’intensité plus élevée
Ces quatre étapes ne sont pas des phases discrètes – un os donné pourrait connaître les quatre étapes dans différentes parties en même temps.
Que signifient ces changements ?
Ces étapes entraînent un certain nombre d’altérations de la structure et de l’apparence osseuses. Cela peut rendre plus difficile pour les anthropologues qui essaient d’utiliser ces restes brûlés pour produire un ostéoprofile.
Les étapes de déshydratation et de décomposition provoquent une augmentation de la porosité (petits trous) dans l’os, ce qui entraîne une augmentation de la fracturation, de la fragmentation et de la rupture. C’est pourquoi les restes brûlés sont souvent très fragmentés.
La perte de la matière organique entraîne également un changement de couleur important. Pendant de nombreuses décennies, les anthropologues et les archéologues ont essayé d’utiliser le changement de couleur des os brûlés comme moyen de prédire la température atteinte lors de la combustion. Ils utilisent ensuite ces informations pour faire des déductions concernant l’événement de combustion. Au fur et à mesure que l’os brûle, sa couleur passe d’un brun crémeux naturel au gris foncé en passant par le noir et le gris clair, puis le blanc pur. Le problème avec l’utilisation de la couleur de cette manière est que ce n’est pas seulement la température qui influence le changement de couleur, mais aussi la durée de combustion, les niveaux d’oxygène, la quantité de tissus mous, etc.
Les étapes d’inversion et de fusion entraînent une réorganisation de la structure minérale de l’os, ce qui entraîne un rétrécissement, une porosité réduite, une cristallinité accrue et une conversion en un matériau plus céramique. En fait, lorsque l’os est très bien brûlé, il devient calciné et il peut alors ressentir et sonner un peu comme de la céramique. Ainsi, les os brûlés à haute intensité peuvent en fait conserver beaucoup mieux dans le sol que les os brûlés à faible intensité en raison de ce changement vers une structure cristalline de type céramique.
Voici une série d’images d’os brûlés à des intensités différentes lorsqu’ils sont vus au microscope électronique à balayage. Vous pouvez voir qu’à faible intensité, l’os a des trous et des fractures à la surface et ceux-ci grossissent sous une brûlure d’intensité moyenne. Ces caractéristiques signifient que l’os est plus fragile et peut ne pas survivre aussi bien dans le sol. Ensuite, sous une combustion plus intense, les trous deviennent plus petits et les fissures disparaissent. C’est le point où l’os devient un peu comme de la céramique et il se conservera alors mieux dans le sol.
Fractures Caractéristiques de la combustion
Lorsque l’os frais est brûlé (c’est-à-dire un corps charnu), une fracturation caractéristique en forme de u sera visible. Ces fractures en forme de u peuvent encore survenir quelque temps après la mort, mais une fois que les tissus mous se sont décomposés, l’os ne se fracture plus de cette manière.
Fractures en forme de U sur un os long (Copyright Joy Szigeti)
Si le corps est brûlé après la décomposition des tissus mous, un motif de fracture en forme de grille est produit (voir ci-dessous).
* Motifs de fracture en forme de grille sur un os néolithique de Guernesey (Cataroche et Gowland 2015).
Parfois, un corps est brûlé après s’être complètement décomposé. Cela pourrait être pour un certain nombre de raisons, telles que le bâtiment où se trouve le corps qui prend feu, ou parce que les auteurs tentent de confondre l’enquête médico-légale. Dans ces cas, il est possible de dire si une décomposition significative s’était produite avant la combustion en examinant les modifications subtiles de la surface osseuse et de la microstructure que le feu provoque.
Analyse anthropologique
Un âge approximatif au décès et le sexe peuvent encore être déterminés à partir de restes humains incinérés. Des preuves pathologiques peuvent également être observées dans les restes brûlés, y compris les maladies articulaires ou les marques de coupure. Ceci est utile pour les contextes médico-légaux car les auteurs pensent souvent que brûler un corps éliminera les preuves de traumatisme (telles que les blessures au couteau ou le démembrement), mais ce n’est pas toujours le cas.
L’ADN peut survivre dans l’os mais il est souvent dégradé. Des preuves isotopiques stables du strontium peuvent également être extraites des restes brûlés et des expériences sont en cours à l’Université de Durham concernant la température à laquelle le collagène pour l’analyse du carbone et de l’azote survivra encore. D’autres exemples d’expériences récentes visant à faire progresser les enquêtes médico-légales sur les restes humains brûlés sont présentés à l’étape suivante.