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L’intelligence artificielle pour déchiffrer les papyrus d’Herculanum

Moins connue et moins visitée que Pompéi, la cité romaine d’Herculanum – elle aussi détruite par l’éruption du Vésuve en octobre 79 – abrite pourtant des trésors.

Photo: C. Grandpey

Une découverte majeure a été faite dans la Villa des Papyrus, une maison qui appartenait probablement au beau-père de Jules César.

Photo: C. Grandpey

A l’intérieur, la bibliothèque contenait 1 838 rouleaux de papyrus. Ils furent préservés car les boues brûlantes déferlant du volcan les ont instantanément enrobés.

 

Source : Bibliothèque nationale de Naples

De nombreux papyrus appartiennent au domaine de la philosophie grecque. Ils sont conservés à la Bibliothèque nationale de Naples et sont, bien sûr, inscrits au Patrimoine de l’Humanité. Carbonisés, les rouleaux sont particulièrement fragiles, mais certains ont pu être déroulés, avec des degrés variables de succès.

 

Source : Bibliothèque nationale de Naples

Une machine à dérouler les papyrus a été inventée au 18ème siècle par un spécialiste des miniatures du Vatican. Malheureusement, et encore récemment, divers essais d’écorçage ont fait ressortir des centaines de fragments de ces inestimables trésors, les mutilant ou les détruisant à jamais.

 

Source : Bibliothèque nationale de Naples

En 2015, en utilisant la tomographie par contraste de phase, déjà été utilisée pour examiner des fossiles sans les endommager, une équipe internationale avait réussi à déchiffrer quelques mots sur certains papyrus.

En 2016, les chercheurs ont utilisé la technologie du rayonnement synchrotron à l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble pour faire apparaître une forte concentration de plomb dans l’ancienne encre. Ils ont examiné deux fragments multicouches qui avaient été remis à Napoléon Bonaparte comme cadeau en 1802 et qui appartiennent aujourd’hui à la collection de l’Institut de France.

En 2023, un jeune étudiant en informatique à l’Université Lincoln du Nebraska (Etats-Unis) a réussi à déchiffrer un mot sur les papyrus carbonisés d’Herculanum. L’algorithme mis au point par le chercheur a permis de détecter des lettres grecques sur plusieurs lignes d’un des rouleaux et de lire pour la première fois un mot entier : πορϕυρας (porphyras), qui signifie « pourpre ». Le travail de déchiffrage du papyrus faisait partie du « Vesuvius Challenge » – le défi du Vésuve- une série de prix dont le principal, d’un montant de 700.000 dollars (651 000 euros), récompense la lecture d’au moins quatre passages d’un parchemin roulé.

 

Source : Vesuvius Challenge

J’ai consacré une note au travail de cet étudiant le 21 octobre 2023 : https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2023/10/21/le-dechiffrage-des-papyrus-dherculanum/

Toujours dans le cadre du « Vesuvius Challenge », trois chercheurs ont été récompensés le 5 février 2024 pour avoir réussi à déchiffrer grâce à l’intelligence artificielle une petite partie des rouleaux de papyrus. Ils ont remporté le prix de 700 000 dollars

Les organisateurs du concours avaient réalisé au préalable des scans de quatre rouleaux et offraient une récompense à qui déchiffrerait au moins 85% de quatre passages de 140 caractères. Les gagnants sont un doctorant à Berlin, un stagiaire de SpaceX originaire du Nebraska, et un étudiant suisse en robotique.

Le trio a notamment utilisé l’intelligence artificielle pour distinguer l’encre du papyrus et a déterminé la nature des caractères grecs en détectant les répétitions. Ils ont déchiffré environ 5% d’un rouleau. Selon les organisateurs du concours, l’auteur du papyrus serait « probablement le philosophe épicurien Philodemus » qui a écrit « à propos de nourriture, de musique, et de comment profiter des plaisirs de la vie. »

Sur les 1785 rouleaux de papyrus découverts au cours des fouilles effectuées au 18ème siècle, seuls 585 ont été complètement déroulés en utilisant une méthode mécanique du 18ème siècle, tandis que 209 autres ont été partiellement déroulés. Environ 400 n’ont jamais été déroulés et 450 sont si difficiles à lire que leurs textes restent inconnus.

Source : presse internationale.

Le Vésuve à Limoges le 5 décembre !

J’aurai le plaisir de présenter à LIMOGES (Haute Vienne) – dans le cadre de l’Université de Tous Ages – une conférence intitulée « Champs Phlégréens, Vésuve, Herculanum et Pompéi  »  le mardi 5 décembre 2023 à 15h00 dans l’auditorium Clancier de la Bibliothèque Francophone Multimédia.

Au départ de Pouzzoles, je conduirai le spectateur à travers la Campanie avec une première étape dans la Solfatara, une cocotte-minute prête à exploser. Puis, nous escaladerons les pentes du Vésuve dont la prochaine éruption pourrait être dévastatrice. Nous déambulerons ensuite dans les rues de Herculanum et Pompéi, détruites par le volcan en l’an 79.

Mon exposé se poursuivra avec un diaporama d’une vingtaine de minutes, en fondu-enchaîné sonorisé, intitulé « La Java des Volcans». Il fait voyager à travers l’île indonésienne de Java qui héberge plusieurs volcans aussi explosifs que le Vésuve.

A l’issue de la conférence, le public pourra se procurer le dernier livre « Histoires de Volcans » que j’ai écrit avec Dominique Decobecq.

Attention! l’auditorium comporte quelque 110 places et priorité sera donnée aux adhérents de l’UTA qui organise cette conférence. Merci de me laisser un message si vous comptez venir. grandpeyc@club-internet.fr

Photos: C. Grandpey

Le déchiffrage des papyrus d’Herculanum // Deciphering the Herculaneum Papyri

En octobre 79 de notre ère, l’éruption du Vésuve a détruit plusieurs villes du monde romain comme Stabies, Opiontis, Herculanum et Pompéi. Pour beaucoup de gens, la visite de Herculanum est moins intéressante que celle de Pompéi car on y rencontre moins de maisons décorées de fresques, en sachant que beaucoup se trouvent à l’intérieur du très intéressant Musée archéologique national de Naples.

Mieux préservée que Pompéi , Herculanum offre un témoignage inestimable sur l’architecture d’une cité romaine, et le comportement de la population au moment de sa fuite devant l’éruption du Vésuve.

 

Photo: C. Grandpey

Une découverte majeure à Herculanum a été faite dans la Villa des Papyrus qui appartenait à Calpurnius Pison Caesoninus, le beau-père de Jules César.

 

Photo : C. Grandpey

La bibliothèque contient 1838 rouleaux de papyrus qui furent préservés car les boues brûlantes déferlant du volcan les ont instantanément enrobés. Cuits par la chaleur des coulées destructrices à plus de 320°C, ces rouleaux végétaux n’ont pas été calcinés car ils n’ont jamais été au contact des flammes.De nombreux papyrus appartiennent probablement à la philosophie grecque.

 

Source : Bibliothèque nationale de Naples

Les rouleaux sont conservés à la Bibliothèque nationale de Naples et sont inscrits au Patrimoine de l’humanité. Carbonisés, ils sont particulièrement fragiles, mais certains ont pu être déroulés, avec plus ou moins de succès.

 

Source : Bibliothèque nationale de Naples

De multiples tentatives de lecture ont eu lieu. Une machine à dérouler les papyrus avait même été inventée au 18ème siècle par un spécialiste des miniatures du Vatican. Malheureusement, et encore récemment, divers essais d’écorçage ont fait ressortir des centaines de fragments de ces inestimables trésors, les mutilant ou les détruisant à jamais.

 

Source : Bibliothèque nationale de Naples

Ces dernières années les chercheurs ont utilisé la dernière technologie d’imagerie. En particulier, un jeune étudiant en informatique à l’Université Lincoln du Nebraska (Etats-Unis) vient de déchiffrer un mot sur les papyrus carbonisés d’Herculanum. L’algorithme mis au point par le chercheur a permis de détecter des lettres grecques sur plusieurs lignes d’un des rouleaux et de lire pour la première fois un mot entier : πορϕυρας (porphyras), qui signifie « pourpre ». C’est un premier pas qui pourrait permettre d’accéder aux centaines de textes de la seule bibliothèque intacte de l’Antiquité gréco-romaine parvenue jusqu’à nous.

 

Source : Vesuvius Challenge

Le travail de déchiffrage du papyrus fait partie du Vesuvius Challenge – le défi du Vésuve- une série de prix dont le principal, d’un montant de 700.000 dollars, récompense la lecture d’au moins quatre passages d’un parchemin roulé.

Pour comprendre comment le jeune informaticien a procédé, il faut d’abord revenir sur l’énorme travail accompli par un autre chercheur au cours de ces deux dernières décennies. Le chercheur et son équipe ont passé des années à mettre au point des méthodes permettant de « dérouler virtuellement » les couches extrêmement fines des rouleaux. En 2016, ils sont parvenus à lire l’un des rouleaux carbonisés d’Ein Gedi – dont il est fait référence dans la Bible – grâce à la tomodensitométrie à rayons X. L’encre du rouleau d’Ein-Gedi présente un avantage sur celle des rouleaux d’Herculanum. Elle contient du métal et brille donc fortement sur les tomodensitogrammes, là où celle d’Herculanum est quasi invisible. À base de charbon de bois et d’eau, elle ne crée aucune différence de luminosité avec le papyrus sur lequel elle repose.

Le chercheur et son équipe se sont rendu compte que même sans ce contraste, les tomodensitogrammes peuvent capturer de minuscules différences de texture permettant de distinguer les zones de papyrus enduites d’encre. Mais le travail à accomplir restant colossal, ils décidèrent de lancer le Vesuvius Challenge dans l’espoir d’accélérer les choses.

En juin 2023, un scan est publié par l’équipe scientifique, sur lequel les différences de textures sont plus prononcées qu’ailleurs, au point d’être visibles à l’œil nu. Lorsqu’il découvre l’image, le jeune étudiant de l’Université Lincoln, déjà lancé dans le Vesuvius Challenge, la soumet depuis son smartphone à l’algorithme qu’il a développé. À peine une heure plus tard, il voit s’afficher cinq lettres à l’écran. Il ne lui faudra ensuite que quelques jours pour identifier les dix lettres requises dans le cadre du challenge.

Source : presse internationale et scientifique, dont Science et Avenir.

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In October 79 CE, the eruption of Mount Vesuvius destroyed several cities in the Roman world such as Stabiae, Opiontis, Herculaneum and Pompeii. For many people, the visit to Herculaneum is less interesting than that of Pompeii because there are fewer houses decorated with frescoes. However, many are inside the very interesting National Archaeological Museum of Naples.
Better preserved than Pompeii, Herculaneum offers an invaluable testimony to the architecture of a Roman city, and the behaviour of the population at the time of their flight from the Vesuvius eruption.
A major discovery in Herculaneum was made in the Villa of the Papyri which belonged to Calpurnius Pison Caesoninus, Julius Caesar’s father-in-law.
The library contains 1838 papyrus scrolls which were preserved because the burning mud surging from the volcano instantly coated them. Cooked by the heat of destructive flows at more than 320°C, these scrolls have not been calcined because they have never been in contact with flames. Many papyri probably belong to Greek philosophy.
The scrolls are kept at the National Library of Naples and are listed as World Heritage. Because they are carbonized, they are very fragile, but some could be unrolled, with more or less success.
Multiple reading attempts took place. A machine for rolling out papyrus was even invented in the 18th century by a specialist in Vatican miniatures. Unfortunately, various deciphering attempts have brought out hundreds of fragments of these priceless treasures, mutilating or destroying them forever.
In recent years researchers have used the latest imaging technology. In particular, a young computer science student at Lincoln University in Nebraska has just deciphered a word on the carbonized papyri of Herculaneum. The algorithm developed by the researcher made it possible to detect Greek letters on several lines of one of the scrolls and to read for the first time an entire word: πορϕυρας (porphyras), which means “purple”. This first step could provide access to the hundreds of texts in the only intact library from Greco-Roman Antiquity that has reached us.
The work of deciphering the papyrus is part of the Vesuvius Challenge, a series of prizes, the highest of which, in the amount of 700,000 dollars, rewards the reading of at least four passages from a rolled parchment.

To understand how the young computer scientist proceeded, one must first look back at the enormous work accomplished by another researcher over the last two decades. The researcher and his team spent years developing methods to “virtually unroll” the extremely thin layers from the rolls. In 2016, they were able to read one of the charred scrolls of Ein Gedi – which is referenced in the Bible – using X-ray CT scanning. The ink from the Ein-Gedi scroll has an advantage over that of the scrolls of Herculaneum. It contains metal and therefore shines brightly on CT scans, whereas that of Herculaneum is almost invisible. Based on charcoal and water, it creates no difference in luminosity with the papyrus on which it rests.
The researcher and his team realized that even without this contrast, CT scans can capture tiny differences in texture to distinguish areas of papyrus coated with ink. Because the work to be done remained colossal, they decided to launch the Vesuvius Challenge in the hope of speeding things up.
In June 2023, a scan was published by the scientific team, on which the differences in textures were more pronounced than elsewhere, to the point of being visible to the naked eye. When he discovered the image, the young student from Lincoln University, already involved in the Vesuvius Challenge, submitted it from his smartphone to the algorithm he had developed. Barely an hour later, he saw five letters appear on the screen. It then only took him a few days to identify the ten letters required as part of the challenge.
Source: international and scientific press, including Science et Avenir.

Vitrification de cerveau à Herculanum // Brain vitrification at Herculanum

Dans une note publiée le 26 janvier 2020, j’expliquais que mois après mois, les anciennes villes d’Herculanum, Stabies et Pompéi, détruites par une éruption majeure du Vésuve en 79 après J.-C., ne cessent de révéler leurs secrets. Une étude publiée en 2018 a révélé que lorsque le Vésuve est entré en éruption, l’explosion a provoqué une chaleur si intense que les crânes des victimes ont explosé, leur sang a bouilli et leurs muscles, leur chair et leur cerveau ont été remplacés par des cendres.
Une étude, publiée dans le New England Journal of Medicine, a révélé qu’une victime de l’éruption du Vésuve avait été découverte dans les années 1960 au Collegium Augustalium à Herculanum. Le corps a été retrouvé « gisant sur un lit en bois, enseveli sous des cendres volcaniques. » Ce n’est que des années plus tard, lorsque le crâne de la victime a été examiné, que les chercheurs ont découvert que les restes du cerveau étaient vitrifiés plutôt que saponifiés.
Dans une nouvelle étude publiée en 2023 dans la revue Scientific Reports, les scientifiques donnent de nouveaux détails sur la façon dont l’éruption du Vésuve a transformé le cerveau d’un Romain en verre.
La vitrification est le processus par lequel une substance chauffée à très haute température se liquéfie puis refroidit rapidement, ce qui la transforme en verre. Les scientifiques pensent qu’immédiatement après le début de l’éruption du Vésuve, un nuage de cendres et de gaz atteignant des températures d’au moins 550 degrés Celsius a déferlé sur Herculanum. Cette coulée pyroclastique a probablement tué tous ceux qui se trouvaient sur son passage. Le nuage de cendres s’est ensuite rapidement refroidi au contact des eaux froides de la baie de Naples. C’est ce refroidissement rapide qui a provoqué la vitrification du tissu cérébral.
Les chercheurs ont découvert que la transformation du tissu cérébral mou en verre était rendue possible par deux facteurs. D’une part, la première émission de cendres volcaniques incandescentes a été de courte durée, ce qui signifie que les tissus n’ont pas été vaporisés. D’autre part, elle a été suivie d’une phase de « refroidissement très rapide » qui a abouti à la vitrification. On peut lire dans l’étude : « Les effets de la chaleur subis par les victimes, notamment l’explosion et la carbonisation de leurs crânes, la vaporisation des cerveaux, la fracturation et la carbonisation des os, la fissuration des dents, la contraction des membres et la dégradation thermique des hémoprotéines sanguines indiquent la survenue d’un événement thermique précoce à une température extrêmement élevée supérieure à celle estimée précédemment à environ 500 degrés Celsius. » Les scientifiques de l’Université Roma Tre à Rome et de l’Université Federico II de Naples ont basé leurs conclusions sur l’étude du bois carbonisé provenant d’arbres, d’arbustes, de bâtiments et de meubles brûlés lors de l’éruption.
Comme je l’ai indiqué dans plusieurs notes, les archéologues continuent de faire de nouvelles découvertes à Pompéi et à Herculanum, 2 000 ans après l’éruption du Vésuve. En décembre 2021, ils ont retrouvé le squelette d’un homme qui avait tenté de fuir l’éruption. Il tenait toujours contre lui les restes d’un coffre en bois contenant ses biens les plus précieux. En analysant des morceaux de bois trouvés près de son corps, les archéologues ont pu déterminer que sa chair avait été vaporisée par des températures de plus de 500 degrés Celsius. Les scientifiques expliquent que le squelette est resté intact car pour désintégrer les os, il faut des températures atteignant environ 1 000 degrés Celsius.
Source : The Telegraph, Yahoo Actualités.

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In a post published on January 26th, 2020, I explained that month after month, the ancient cities of Herculanum, Stabies and Pompeii, destroyed by a major eruption of Mt Vesuvius in 79 A.D., keep revealing their secrets. A study published in 2018 revealed that when Mount Vesuvius erupted, the explosion caused such extreme heat that victims’ skulls exploded, their blood boiled and their muscles, flesh and brains were replaced with ash.

A research, published in the New England Journal of Medicine, noted that a victim from the Vesuvius explosion was discovered in the 1960s at the Collegium Augustalium in Herculaneum. The body was found « lying on a wooden bed, buried by volcanic ash. » It was years later, when the victim’s skull was examined, that researchers discovered the brain remains were vitrified, rather than saponified.

In a new research published in 2023 in the journal Scientific Reports, scientists reveal new details of how the eruption of Mount Vesuvius turned the brain of an ancient Roman into glass.

Vitrification is the process by which a substance is heated at very high temperatures until it liquifies and then cools rapidly, turning it into glass. The scientists believe that, immediately after the eruption of Vesuvius, Herculaneum was struck by a cloud of ash and gases that reached temperatures of at least 550 degrees Celsius. This early pyroclastic flow probably killed everyone in its path. The ash cloud then cooled as it swept over the cold water of the Bay of Naples.This rapid cooling caused the vitrification of the brain tissue.

The researchers found that the transformation of soft brain tissue into glass was enabled by two factors. Firstly, the fact that the initial blast of red-hot volcanic ash was short-lived, which meant the tissue was not vaporised. And secondly, the fact that it was followed by a phase of “very rapid cooling” that resulted in the vitrification. One can read in the study : “The heat-induced effects suffered by the victims, notably the explosion and charring of skulls, vaporisation of brains, cracked and charred bones, cracked teeth, contraction of limbs and thermal degradation of blood haemoproteins indicate the occurrence of an early extremely high thermal event higher than the previously estimated temperature of about 500 degrees Celsius.” The experts, from Roma Tre University in Rome and the Federico II University of Naples, based their findings on the study of carbonised wood from trees, shrubs, buildings and furniture that were burnt in the eruption.

Archaeologists continue to make new discoveries at Pompeii and Herculaneum, 2,000 years after the towns were devastated by the eruption of Vesuvius. In December 2021, they found the skeleton of a Roman man who had tried to flee the eruption. He was still clutching the remains of a wooden chest holding his most treasured possessions. By analysing pieces of timber that were found near his body, archaeologists were able to work out that his flesh had been vaporised by temperatures of more than 500 degrees Celsius. The scientists explain that the skeleton remained because to disintegrate bone you need to reach temperatures of around 1,000 degrees Celsius.

Sources : The Telegraph, Yahoo News.

Moins populaire que Pompéi, le site d’Herculanum est pourtant très intéressant et émouvant. Le cône du Vésuve se dresse tout près, à l’arrière-plan, prêt à ensevelir la ville nouvelle construite à son pied.

Photos: C. Grandpey