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En 1960, Daniel Jalmain découvre par prospection aérienne le site néolithique de Noyen-sur-Seine, un village implanté dans un méandre de la Seine et protégé par des fortifications. Il découvre ainsi la première enceinte à fossé interrompu de la fin du 5ème millénaire avant J.-C. connue dans le Bassin parisien.
Une méthode novatrice et extensive a été mise au point pour décaper la terre arable et dégager précisément tous les vestiges mobiliers du niveau archéologique. Elle combinait l’utilisation contrôlée d’engins mécaniques et l’intervention manuelle de plus en plus fine, avec un outillage diversifié.
On distingue sur ce site deux phases d’occupation qui constituent un système complexe entièrement dégagé et étudié. Une série de palissades a successivement barré, sur 350 mètres, le méandre de la Seine où se trouve l'habitat, isolant ainsi une aire de 7 à 8 hectares pouvant correspondre à l'emplacement du village. Par la suite, les hommes ont édifié une enceinte à fossé interrompu, plus petite, cernant une surface de 2,5 hectares. Les vestiges découverts comprennent des structures de retranchement, entièrement arasée et comblées (fossés, tranchées de palissades...) et des restes d'habitats attestés par les objets abandonnés sur place, formant une couche archéologique juste sous la terre arable : vases en céramique, outils et éclats de silex, déchets osseux de cuisine...
Contrairement aux habitations de type « Danubienne » du Néolithique ancien (caractérisées par de grandes maisons de bois et de torchis, reconnaissable à leurs cinq rangées trous de poteaux), l’habitat de Noyen-sur-Seine n’a laissé que quelques cuvettes, certaines empierrées, pouvant correspondre à des foyers. Ces espaces d’habitat dépourvus de structure posent alors la question de la nature des constructions. Cependant, la bonne préservation du niveau d’occupation, fouillé sur 10 000 m², a permis une analyse de la dispersion des vestiges et une restitution de l’organisation de l’habitat.
On observe des unités de 10 à 20 m², comprenant meules et vases de stockage, et d’autres, établies sur des chapes empierrées, n’ayant conservé aucun vestige domestique. Des vases à provisions écrasés sur place, des meules éclatées en petits blocs, sans doute sous l’effet de chocs thermiques, soulèvent l’hypothèse de l’abandon du village.
Certains fossés ont été le siège de "dépôts" intentionnels paraissant relever de pratiques cultuelles : crâne humain, vases en céramique entiers ou cassés sur place, parties de squelettes d'animaux domestiques...
De rares sépultures, celles de deux enfants et d'un adulte, en relation avec les retranchements, sont contemporaines de ces occupations. Les deux enfants sont âgés d’environ huit ans : ils se trouvent l’un dans une fosse allongée, l’autre dans une fosse arrondie ; tous deux sont accompagnés de céramiques et, pour le second, d’une hache en silex. L’adulte, une femme âgée de plus de cinquante ans, a été inhumée à l’emplacement d’une tranchée de palissade, au sommet du remplissage. Elle est également accompagnée de céramiques qui évoquent la fin du Néolithique moyen. On note également la présence d’os humains erratiques dans le fossé du premier retranchement ainsi qu’au sein du niveau d’occupation.
Parmi les nombreux vestiges, des fragments de figurines féminines en plaquettes de céramique, dispersées depuis les lieux d'habitat jusqu'aux aires de "dépôts" (voire dépotoirs), évoquent l'existence d'un culte domestique connu dans tous les sites du Néolithique moyen (5ème- 4ème millénaire avant J.-C.).
Dans ce même secteur de la vallée de la Seine, comme dans toutes celles du Bassin parisien, d'autres enceintes sont connues et suggèrent le partage et le contrôle des territoires entre les différentes communautés néolithiques. Mais des habitats ouverts, dépourvus de retranchement, sont également attestés.
Le très abondant mobilier recueilli, céramique et lithique, a permis de définir un faciès culturel original : le groupe de Noyen-sur-Seine, qui rassemble des caractères composites. Certains, issus du fond de Cerny, s’expriment notamment dans une partie de l’industrie sur éclats ; d’autres, matérialisant des influences nord-orientales d’une part, et méridionales d’autre part, portent sur la céramique.
Ce groupe fait donc la synthèse des évolutions culturelles qui marquent le sud-est du Bassin parisien à la fin du 5ème millénaire, où se rencontrent les courants méridionaux et orientaux.