Papyrus d’Herculanum : lire un rouleau entier grâce aux rayons X

En juillet 2009, un camion livre à l’Institut de France un scanner industriel prêté par une société belge. Le porche est tout juste assez large. L’appareil mesure l’intérieur de deux rouleaux d’Herculanum encore fermés à une résolution d’environ 25 micromètres. La structure de l’enroulement se dessine parfaitement, les fibres du papyrus aussi. De l’encre, rien. Il faudra descendre dix fois plus bas dans l’échelle des micromètres pour que ces objets se mettent à parler.

Deux cent soixante-dix ans de rouleaux sacrifiés

Les papyrus sortent de terre entre 1752 et 1754, dans une villa fouillée par galeries au bord de l’ancien rivage. L’Officina dei Papiri de Naples en a enregistré 1 826 numéros d’inventaire, correspondant à un millier de volumina environ, le reste étant des morceaux. Presque tous sont grecs, presque tous épicuriens, et la plus grande part porte le nom de Philodème de Gadara, philosophe installé dans la maison au Iᵉʳ siècle avant notre ère.

Ouvrir, c’était détruire. Camillo Paderni tranchait les rouleaux dans la longueur pour en gratter les couches une à une. L’abbé Antonio Piaggio construisit vers 1754 une machine à fils et contrepoids qui déroulait très lentement les meilleurs exemplaires, et que personne n’a surpassée depuis sur le plan mécanique. Le XXᵉ siècle a fait pire. Des six rouleaux offerts en 1802 par Ferdinand IV de Naples au Premier Consul Bonaparte, puis déposés à l’Institut de France, deux ont été ouverts à Naples en 1986 et 1987 selon la « méthode d’Oslo » mise au point par Knut Kleve : ils en sont ressortis en plusieurs centaines de fragments épars. Deux seulement demeurent entiers.

Le rouleau qui vient d’être lu, catalogué PHerc. 1667, porte la trace de trois campagnes successives. Une au XIXᵉ siècle, après laquelle il est reclassé comme midollo, le cœur compact d’un rouleau dont on a ôté les couches externes. Une en novembre 1969, conduite par le restaurateur A. Fackelmann, interrompue faute de voir la moindre écriture. Une dans les années 1980, par la méthode d’Oslo, qui détache dix fragments illisibles. Le diamètre tombe de 4,9 à 2 centimètres, le poids de 14 grammes à 6 environ. Le rouleau reçoit alors une note de lisibilité nulle.

Du calcium, de l’arsenic, et toujours pas d’encre

L’obstacle est physique. L’encre des scribes est au noir de carbone et le support a été carbonisé par le flux pyroclastique : devant un faisceau de rayons X, qui sépare les densités, les deux matières se ressemblent presque parfaitement.

En 2007, Daniel Delattre, papyrologue au CNRS et à l’Institut de recherche et d’histoire des textes, et Brent Seales, informaticien à l’université du Kentucky, obtiennent de l’Académie des Inscriptions et Belles-Lettres le prêt de trois fragments parisiens. Microscopie électronique, méthode PIXE, fluorescence X à l’accélérateur de Stanford : l’encre contient du calcium, des traces de strontium et de plomb, et une raie d’arsenic aperçue une fois, jamais confirmée faute de temps de faisceau. Aucun de ces écarts n’a suffi. Le scannage de juillet 2009 a livré la structure interne complète des deux rouleaux parisiens, entre 110 et 130 spires chacun, soit 11 à 15 mètres de papyrus une fois déroulés. Aucune trace d’écriture.

La percée annoncée est venue d’ailleurs. En décembre 2013, une équipe franco-italienne emmenée par le physicien Vito Mocella emporte du matériel parisien au synchrotron européen de Grenoble et publie en janvier 2015, dans Nature Communications, des lettres grecques obtenues par tomographie à contraste de phase, une variante qui mesure le déphasage du rayonnement plutôt que son absorption. Seales, qui avait fourni les étuis de transport et attendait les données, ne figure pas parmi les signataires. Il a expliqué à la journaliste Jo Marchant, en 2018, sa conviction que le contraste de phase seul ne permettait pas de lire ces rouleaux de façon utile ; Mocella a maintenu que les lettres vues étaient réelles. Le préprint de 2026 arbitre d’une phrase : ces travaux ont signalé des candidats, sans établir de chemin reproductible menant à la lecture d’un rouleau entier.

Un an après Mocella, Emmanuel Brun et ses collègues ont montré par fluorescence X que l’encre de deux fragments contenait du plomb, jusqu’à 84 microgrammes par centimètre carré, concentration qu’ils jugent trop forte pour venir de l’eau des aqueducs ou d’un encrier. L’hypothèse est celle d’un ajout volontaire au moment de la fabrication. Le résultat porte sur deux fragments, et les auteurs le disent.

Un mot grec pour pourpre, en octobre 2023

Le Vesuvius Challenge est lancé le 15 mars 2023 par Nat Friedman, Daniel Gross et Brent Seales. Les rouleaux de l’Institut de France sont scannés au synchrotron britannique Diamond Light Source, près d’Oxford, et les volumes sont mis en ligne. À l’été, Casey Handmer remarque sur les surfaces mises à plat un craquelé qui dessine des formes de lettres. Luke Farritor, étudiant de vingt et un ans, entraîne un modèle sur ces formes et lit en octobre le premier mot entier jamais sorti d’un rouleau fermé : ΠΟΡΦΥΡΑϹ, pourpre. Youssef Nader, doctorant à Berlin, transpose au rouleau les modèles entraînés sur des fragments déjà ouverts. Julian Schilliger, à Zurich, automatise le suivi des spires dans le volume.

Les trois s’associent. Le 5 février 2024, le grand prix de 700 000 dollars leur est attribué pour quinze colonnes, plus de deux mille caractères, environ 5 % du rouleau PHerc. Paris 4. Le texte discute du plaisir, de la nourriture et de la musique, et mentionne un certain Xénophante. Richard Janko, helléniste à l’université du Michigan, a commenté ce résultat en trois degrés de certitude distincts : très probable que l’auteur soit Philodème, possible que le texte appartienne à son traité sur la musique, indécidable pour l’heure de savoir quel Xénophante est visé.

Un titre au cœur du rouleau

En juillet 2024, un rouleau conservé aux Bodleian Libraries d’Oxford, PHerc. 172, passe à son tour à Diamond. Son encre se distingue sur les images, cas resté isolé dans la collection. Les chercheurs supposent la présence d’un contaminant dense, peut-être du plomb, sans avoir identifié la recette. Marcel Roth et Micha Nowak, étudiants à l’université de Wurtzbourg, et Sean Johnson, du Vesuvius Challenge, y lisent séparément le titre porté à la fin du volumen : Φιλοδήμου Περὶ κακιῶν Α, Philodème, Sur les vices, livre 1. Premier titre jamais récupéré dans un rouleau resté fermé, annoncé le 5 mai 2025 et récompensé par 60 000 dollars.

Le numéro du livre est précisément le point faible. Les Bodleian Libraries écrivent que le signe se lit plausiblement alpha, sans exclure un delta. Et si c’est bien le livre 1, une difficulté apparaît : on tenait jusqu’ici Sur la flatterie pour le premier livre de la série, et le contenu de PHerc. 172 n’y correspond pas. Michael McOsker, papyrologue à University College London et coéditeur du rouleau, le formule sans détour.

L’opération a été répétée en 2026 sur PHerc. 139, et donne Φιλοδήμου περὶ θεῶν Η, Philodème, Sur les dieux, livre 8. De cet ouvrage, seul le livre 1 était connu. La méthode restitue donc aussi des métadonnées de bibliothèque, auteur, titre et numéro de livre, avant même que le corps du texte soit lisible.

Vingt-deux colonnes, un stoïcien chez les épicuriens

Le 25 juin 2026, l’équipe annonce la lecture intégrale de PHerc. 1667. Les scans ont été réalisés sur la ligne BM18 du synchrotron européen, à 2,4 micromètres de côté par voxel et 78 kiloélectronvolts d’énergie moyenne, avec la Bibliothèque nationale de Naples. La surface d’écriture conservée, environ 860 centimètres carrés, porte vingt-deux colonnes ou équivalents de colonnes sur une bande d’à peu près 1,40 mètre. Le déroulement virtuel a couvert 31 spires et 1 231 centimètres carrés.

Le mot « complet » est défini dans le préprint, et la définition mérite d’être lue. La surface revendiquée est celle que représente un maillage approuvé, dont chaque point renvoie à des coordonnées vérifiables dans le volume tomographique. La transcription se limite au texte conservé que l’image soutient, avec crochets droits pour les restitutions et point souscrit pour les lettres douteuses. Trente-trois centimètres carrés, dans les trois premières colonnes, restent non transcrits. Huit papyrologues ont relu colonne par colonne, une lecture n’étant retenue que si la forme des lettres restait stable d’un rendu à l’autre.

Le texte est un traité d’éthique. Il parle d’impulsions, de nature humaine, de ce qui est complet et de ce qui manque, avec un passage, lacunaire, où les vies ne progressent en rien, n’ayant besoin ni du plaisir ni de la peine. La dernière colonne conservée porte un nom propre, Aristocréon, neveu et disciple de Chrysippe, ce qui place le rouleau en contexte stoïcien et le date du IIᵉ siècle avant notre ère, sans exclure la toute fin du IIIᵉ. Un ouvrage stoïcien dans une bibliothèque épicurienne. Le titre, lui, manque : dans un livre antique il figure aussi à la fin du rouleau, et la partie haute de celui-ci a disparu lors des ouvertures ratées. Ni l’auteur ni le titre du traité ne sont établis.

Ce qui bloque encore, en microns et en heures

Deux acquis solides méritent d’être posés avant les réserves. Sur PHerc. Paris 4, le nouveau scan montre l’encre directement dans le volume : segmentée en trois dimensions puis reprojetée sur la page mise à plat, elle recouvre exactement la zone lue en 2023. La lecture primée se trouve donc confirmée point par point par une donnée indépendante et meilleure. Second acquis, les modèles de détection d’encre ne sont entraînés ni sur des lettres, ni sur des mots, ni sur des transcriptions. Ils travaillent sur des fenêtres d’environ 614 micromètres, plus petites que les lettres elles-mêmes. Volumes, code et poids des réseaux sont publics.

Reste ce qui ne fonctionne pas. En juillet 2025, l’équipe écrivait avoir scanné plus de trente rouleaux sous des réglages variés sans voir l’encre dans une seule des nouvelles données. Les deux réussites tiennent à des rouleaux où le signal correspond soit à des craquelures du support, soit à des points plus brillants, donc plus riches en métal. Ailleurs, rien ne se généralise. Une piste morphologique est explorée : sur des écorces déjà ouvertes, un profilomètre optique mesurant le relief à 0,34 micromètre permet à un modèle de séparer l’encre du papyrus avec un score de recouvrement d’environ 0,89, mais la performance s’effondre au-delà d’un micromètre de résolution. Les rouleaux entiers, eux, sont scannés à 2,4.

Le compte de ce qui reste dépend de ce qu’on compte, et les chiffres publiés divergent : plus de 800 numéros d’inventaire encore roulés selon le préprint de 2026, rouleaux entiers et portions confondus, environ 300 rouleaux à scanner selon le programme du Vesuvius Challenge, plus de 600 non ouverts dans la presse de juin 2026. Trente et une spires pour PHerc. 1667, environ vingt-cinq heures d’annotation humaine par spire avec les meilleurs outils semi-automatiques disponibles : le calcul du reste à faire n’est pas encore un calcul rassurant.

Pour aller plus loin

Le dossier croise l’épicurisme romain, dont Philodème de Gadara est le témoin le mieux conservé et le seul dont on possède la bibliothèque de travail. Il rejoint le rouleau d’Ein Gedi, manuscrit hébreu carbonisé lu en 2016 par la même équipe américaine, premier succès du déroulement virtuel. Il touche enfin à l’éruption de 79, dont Herculanum offre une archive de bois, de papyrus et de tissus que Pompéi n’a pas conservée.

On lit partout que l’intelligence artificielle a lu la bibliothèque d’Herculanum. La réalité est plus étroite, et plus intéressante. Une petite ville romaine du golfe de Naples a été ensevelie par une éruption du Vésuve au premier siècle. Une villa du bord de mer y a livré des centaines de livres antiques transformés en cylindres de charbon. Depuis leur découverte, au milieu du XVIIIᵉ siècle, les ouvrir revenait à les casser.

Des livres qu’on cassait pour les lire

Les rouleaux carbonisés sont des masses noires et cassantes. Les premiers savants napolitains les tranchaient dans la longueur pour en gratter les couches. Un abbé a construit une machine à fils et à contrepoids qui déroulait très lentement les meilleurs exemplaires. Beaucoup de rouleaux y ont laissé leur texte, et certains ont fini en miettes.

Ces miettes ont pourtant servi. Sur les morceaux ouverts, l’écriture est visible, et elle fournit des exemples sûrs de ce à quoi ressemble de l’encre posée sur du papyrus brûlé. Des modèles informatiques ont appris là-dessus avant d’être lâchés à l’intérieur des rouleaux restés fermés.

Voir dedans sans ouvrir

Le principe tient en une phrase. On envoie des rayons X à travers l’objet fermé, on reconstruit son intérieur en volume, on suit la feuille enroulée couche par couche, on la met à plat sur l’écran, et on cherche les traces d’encre. C’est ce qu’on appelle le déroulement virtuel.

L’obstacle a longtemps paru infranchissable. L’encre antique est faite de noir de carbone, et le papyrus lui-même a été carbonisé par la chaleur. Aux rayons X, qui séparent les matières par leur densité, les deux se ressemblent trop. Les premiers essais ont montré les spires enroulées, les fibres du support, l’axe de bois brisé au centre, et pas une lettre.

Il a fallu deux choses. Une source de rayons X beaucoup plus fine, celle d’un très grand accélérateur, capable de distinguer des détails de quelques millièmes de millimètre. Et des modèles entraînés à repérer un signal très faible, parfois une simple craquelure du support à l’endroit du trait.

Ce qu’on a lu

Le premier mot entier sorti d’un rouleau fermé date de 2023. C’était l’adjectif grec pour « pourpre ». Quelques mois plus tard, plusieurs colonnes du même rouleau devenaient lisibles. Le texte y discute du plaisir, de la nourriture et de la musique, dans la manière des philosophes épicuriens dont la villa était pleine.

Puis les titres sont venus. Dans les livres antiques, le titre se trouve aussi à la fin du rouleau, donc au cœur du cylindre, à l’endroit le plus difficile à atteindre. Deux ont été récupérés sans ouverture, tous deux au nom de Philodème, le philosophe qui vivait dans cette maison. L’un d’eux apprend qu’un de ses traités comptait au moins huit livres, alors que seul le premier était connu.

En juin 2026, un rouleau a été lu de bout en bout. Vingt-deux colonnes, un traité de morale, des passages sur la nature humaine et sur ce qui nous pousse à agir. La dernière colonne conservée nomme Aristocréon, neveu du grand philosophe stoïcien Chrysippe. Un texte stoïcien dans une bibliothèque épicurienne : personne ne s’y attendait.

Ce qui manque encore

Le titre de ce rouleau, lui, n’a pas été retrouvé. Il se trouvait dans la partie haute, celle que les tentatives d’ouverture anciennes ont arrachée. On ignore donc qui l’a écrit.

Le reste de la bibliothèque résiste aussi. Une trentaine de rouleaux sont passés sous le faisceau avec des réglages variés, et l’encre n’est apparue dans aucun. Les succès obtenus reposent sur des encres un peu métalliques ou sur des craquelures, des traits qui ne se retrouvent pas partout. Les spécialistes cherchent maintenant un autre signal, le relief microscopique laissé par le trait à la surface de la feuille.

Le rythme, enfin, reste lent. Suivre une seule spire dans le volume demande environ vingt-cinq heures de correction humaine. Le rouleau lu en compte trente et une.

Ce rouleau tient aujourd’hui dans une main. Ce qui en reste pèse à peu près six grammes.

La version complète donne le mot grec lu en 2023, le désaccord de 2015 entre deux équipes sur des lettres vues au synchrotron, et le détail de ce que le traité stoïcien dit du plaisir et de la peine.