Le logiciel SPARTAAS, collaboration interdisciplinaire entre archéologie et mathématiques

SPARTAAS met à disposition de la communauté des archéologues  des outils archéo-statistiques performants pour analyser et dater des contextes archéologiques (niveaux d’occupation , dépotoirs …) à partir de données mobilières (céramique, verre, objets, …). Explications avec l'équipe de pilotage.

L'appel à projet Open (programme de valorisation dédié aux logiciels libres) est un programme de financement et d’accompagnement du CNRS pour valoriser les logiciels libres, opéré par CNRS Innovation.

Qui constitue l'équipe derrière le logiciel ?

Ce projet repose sur une collaboration interdisciplinaire entre archéologues, statisticiennes et statisticiens, réunissant des chercheuses et chercheurs du CNRS et d’Universités dans les domaines des Sciences Humaines & Sociales1  et des Mathématiques2 . L’atout principal de cette équipe réside dans la mobilisation de compétences variées et complémentaires au service d’un projet commun. Composée de chercheuses, chercheurs, ingénieures et ingénieurs depuis plusieurs années, elle bénéficie d’une synergie et d’une expertise unique.

L’équipe de pilotage dans la construction du logiciel SPARTAAS : 

• Lise Bellanger : professeure des universités en statistique appliquée, Université Bretagne Sud (UMR Lab-STICC – CNRS/UBS).
• Arthur Coulon : ingénieur d’étude en informatique, Université de Tours (UMR Citeres - CNRS/Université de Tours, Laboratoire Archéologie et Territoires)
• Philippe Husi: ingénieur de recherche CNRS-HDR en archéologie (UMR Citeres - CNRS/Université de Tours, Laboratoire Archéologie et Territoires).

Pouvez-vous nous présenter brièvement le logiciel ? Quelles sont ses spécificités scientifiques et techniques ?

Le logiciel vise à mettre des outils archéo-statistiques à disposition de la communauté des archéologues. Il est développé depuis plusieurs années dans le cadre d’une collaboration entre archéologues, statisticiennes et statisticiens. Il se présente sous la forme d’un package libre SPARTAAS développé en R qui regroupe un ensemble de fonctions et de jeux de données documentés ainsi que d’applications web (R shiny), au travers d’un site internet, plus accessible à la communauté scientifique des archéologues pas toujours familiarisée avec les logiciels de statistique. 

Apport du financement Open (projet ARCTOOLS)

Le projet ARCTOOLS, financé par le programme OPEN du CNRS pour soutenir le développement du logiciel SPARTAAS, vise à finaliser la brique chronologique du logiciel, tout en sachant que d’autres développements à venir autour des approches spatiales et fonctionnelles sont prévues. Ce volet chronologique, structuré autour de trois objectifs, constitue une étape essentielle en archéologie, un préalable à tout discours historique. Il s’agit d’enrichir des fonctions R déjà existantes ou d’en développer de nouvelles afin de parachever le volet chronologique de SPARTAAS. 

Le premier objectif consiste à développer un outil, le stratifiant, (développement initial par B. Desachy sous open office) dans une version en accès libre, permettant la construction automatique de diagrammes stratigraphiques, une étape indispensable de structuration des données avant toute analyse chronologique. 

Le second consiste à étendre la fonction (hclustcompro3 ) de SPARTAAS d’aide à l’établissement de la chronologie et de la périodisation des sites et des contextes archéologiques. La méthode de classification ascendante hiérarchique (CAH) par compromis, déjà implémentée dans cette fonction, permet de déterminer une partition compromis entre deux sources d’information (par exemple : céramique et stratigraphique). Cependant, cette approche, actuellement limitée à deux sources d’information, reste trop restrictive face à la réalité archéologique et à la diversité des données mobilisables. D’où l’importance de la généraliser.

Le troisième objectif est de concevoir une nouvelle fonction permettant d’enrichir la chronologie générale sans remettre systématiquement en cause les modèles chronologiques établis avec l’outil hclustcompro. Cette fonction permettra d’intégrer des données supplémentaires grâce à la mise en œuvre de méthodes de machine learning. 

• 1 UMR 7324 CITERES, CNRS, Université de Tours
• 2 LMJL, UMR 6629 CNRS, Nantes Université ; Lab-STICC, UMR 6285 CNRS, Université Bretagne Sud
• 3Bellanger, Coulon, Husi 2021a et 2021b

Pourquoi opter pour l'open source, et quels sont les avantages ?

L’open source en science favorise une recherche plus ouverte, collaborative, et efficace, tout en garantissant une plus grande transparence et une meilleure reproductibilité des résultats.

Transparence et Réplicabilité

• Permet à d'autres chercheurs/chercheurs ou développeuses/développeurs de vérifier, reproduire et valider les résultats ou codes scientifiques.
• Réduit les erreurs et renforce la confiance.

Collaboration et Innovation 

• Favorise le partage des connaissances entre chercheurs du monde entier.
• Encourage des avancées plus rapides grâce aux contributions de la communauté.

Sécurité et Fiabilité

• Le code ouvert permet de détecter plus rapidement les failles et de les corriger.
• Réduit la dépendance aux fournisseurs privés qui pourraient arrêter le support d’un logiciel.

Pérennité et Interopérabilité

• Facilite l'intégration et la compatibilité entre différents outils et formats.
• Assure que les données et logiciels restent disponibles sur le long terme.

Quel est l’accueil de ce logiciel dans la communauté scientifique ? Le périmètre de sa communauté de contributrices/teurs et d'utilisatrices/teurs ?

Le package SPARTAAS est actuellement utilisé à l’échelle nationale par la communauté des archéologues, ainsi qu’au Cambodge dans le cadre d’une collaboration avec l’EFEO (Ecole Française d’Extrême Orient) et l’Autorité nationale APSARA (Gestion du site d’Angkor, Ministère de la Culture cambodgien). Cette collaboration a donné lieu au projet ANR Modathom (2018-2023). SPARTAAS est utilisé aussi bien dans le monde académique que par les acteurs de l’archéologie préventive publique (INRAP ; services archéologiques des collectivités) ou privées (opérateurs EVEHA, Archeodunum). Cependant, sa communauté d’utilisatrices et d’utilisateurs dépasse le seul cadre de l’archéologie. En effet, la fonction hclustcompro a également été mise en œuvre avec succès dans le domaine de la santé, notamment dans un projet visant à développer de nouveaux outils de diagnostic de la sclérose en plaques (LMJL et Entreprise UmanIT) (Drouin et al. 2022).