La recherche de la connaissance d'une oeuvre passe bien évidement par la datation de celle-ci. En effet, connaître son âge permet d'en vérifier la véracité, la composition, l'origine des matériaux la composant, et fourni une donnée essentielle à la compréhension globale de celle-ci, à sa restauration et sa conservation future. Il existe deux techniques distinctes de datation.
I.Datation par thermoluminescence (TL)
La thermoluminescence réalise une datation des objets minéraux préalablement chauffés (céramiques, poteries, pierres…). Cette méthode est très utile pour l'authentification des œuvres, et est utilisée au laboratoire depuis longtemps: en effet, certains produits émettent de la lumière s'ils sont chauffés après avoir été exposés des années à une irradiation naturelle. Ainsi, en quantifiant la lumière émise par l'objet, on peut en déduire le nombre d'année durant lesquelles il a perçu des irradiation naturelles, il est donc possible de le dater. La TL trouve sa plus grande utilisation en archéologie puisqu'elle peut dater des éléments comme terres cuites ( poteries, éléments architecturaux, sculptures, etc...), des bronzes, des pierres brûlées en foyer, des outils en silex, etc. Son champs de datation reste large: entre 100 ans et 1 million d'années, avec des moyennes d'erreurs comprises entre 5 et 15%.
Principe de la thermoluminescence: la courbe (a) représente la TL naturelle,
la bourbe (b) représente les émissions thermiques et la courbe (c) présente
la TL artificielle.
Ici nous pouvons voir la TL en fonction des années: La " TL géologique " correspond
aux irradiations reçues par la matière composant l'objet, " Chauffe à haute température "
correspond à la fabrication de l'objet minérale, et " Irradiation naturelle " correspond aux
irradiations reçues par l'objet depuis sa fabrication dans son environnement.
Principe de TL sur des pierres de fluorite: on remarque ici que la pierre de gauche
possèdent dans la seconde partie de l'image, une plus grand luminescence.
Nous pouvons donc en déduire qu'elle est soumise depuis plus longtemps
aux irradiations naturelles, et donc que cette pierre est plus
ancienne que celle située à sa droite.
Cette technique a cependant ses limites: en effet, si l'objet a reçu des irradiations imprévues depuis sa création (incendies, restauration à l'aide d'une source chauffante ), sa datation est faussée.
II. Datation par mesure du Carbone-14
Qu'est ce que le carbone 14?
La mesure de la teneur en isotope 14 du carbone permet de dater des échantillons organiques. Deux approches existent : la mesure des résidus de carbone 14 radioactif, et la mesure directe par spectrométrie de masse.
Qu'est ce que le carbone 14?
La molécule de carbone est composée de 98,89% d'atomes de carbone, 12, 1,108% d'atomes de carbone 13 qui sont tous deux des isotopes dits stables. Elle se compose également de 1,0.10-10 % d'atomes de carbone 14, qui est un isotope radioactif dit radiocarbone. Celui-ci se trouve dans l'atmosphère, résultant de la réaction rayons cosmiques-azote 14. Lors de l'oxydation de la molécule de carbone se forme du CO2 . L'isotope radioactif est, par les lois biologiques, absorbé soit par les masses océaniques, soit par les végétaux se retrouvant donc dans la chaîne alimentaire.
L'ensemble des êtres vivants ont une quantité semblable de radiocarbone. Cette quantité étant elle-même semblable que celle de l'atmosphère. Lors de la mort de ceux-ci, les échanges avec les milieux ambiants cessent : le carbone 14 étant radioactif (durant 5 millénaires environ), il va disparaître et des particules bâta vont être émises. On peut ainsi dater la mort de ces élément organiques (os, parchemin, laine, charbon, bois, etc...) en évaluant la quantité de carbone 14 qu'ils contiennent à présent.
Le principe de la spectrométrie de masse par accélérateur (SMA)
La quantité de carbone 14 se détermine en dénombrant soit les particules bêta (radio-isotope) soit les atomes radioactifs, elle ne s'applique donc qu'aux matériaux organiques. Cette méthode se fait grâce à la spectrométrie de masse par accélérateur qui modifie les atomes de carbone en faisceau d'ions que l'on peut quantifier par des techniques se rapportant à la physique nucléaire.
La SMA utiliser des échantillons dont la grandeur est 1000 fois inférieure à celle utilisée pour la technique dite bêta. De plus, son temps de réaction et de réalisation est très court (30 minutes). Le choix des échantillons de l’événement que l'on cherche a dater peut ainsi être plus grand, ainsi le nombre de statistique obtenue pour un même matériaux et plus grand : on peut réaliser une chronologie de l'objet très détaillée. La quantité nécessaire à l'analyse se situe entre 5 mg à 2 g ( en fonction du matériau et de son état global).
Découverte d'une méthode et calibration.
La méthode de datation par carbone 14 a été découverte par Willard Frank Libby dans les années 50 (prix Nobel de chimie en 1960: "Méthode d'utilisation du carbone 14 pour la détermination de l'âge en archéologie, géologie, géophysique et dans d'autres disciplines "). Libby a appliqué sa technique sur des échantillons de tombeaux égyptiens entre 2000 et 5000 av J-C. Cependant, des mesures réalisées par la suite ont dater ces échantillons avec plus de précision: ceux-ci étant apparemment plus récent que ce que Libby avait déterminé. La calibration est alors apparue comme une étape essentielle de cette méthode: la fluctuation de la quantité de carbone radioactif dans l'atmosphère en fonction du temps est étudiée par la dendrochronologie (période recouvrant les 11 800 dernières années). Seuls les coraux permettent de connaître alors ces fluctuations antérieures à la période étudiée par la dendrochronologie, pouvant aller jusqu'à 20 000 ans. Il est également indispensable de ne pas négliger dans cette technique les changements biologiques (absorption différentes des isotopes de carbone en fonction des différentes plantes - différence de contenance de quantité de carbone 14 par les matériaux marins ).  Willard Franck Libby (1908-1980)  Courbe d'étalonnage de la concentration en carbone 14 dans les matières organiques en fonction du temps depuis leur mort. On remarque que celle-ci est bien sur décroissante. |
Importance du choix des échantillons. La réussite d'une datation par radiocarbone dépend bien sur de la selection d'un échantillon représentatif de l’évènement à dater; il est également indispensable de vérifier qu'aucune contamination par carbone plus récent pouvant fausser les résultats n'a eu lieu. La surface de l'échantillon est constamment éliminée, car elle est la plus contaminée par le milieu ambiant, puis l'échantillon est soumis à un traitement chimique (variant d'un matériau à l'autre). Par la suite, celui-ci est entièrement convertit en dioxyde de carbone et azote. Ces gaz sont transformé en une pastille (graphite) afin de mesurer leur teneur à l'accélérateur ( voir technique d'analyses structurales ) et ainsi dater l'échantillon. Exemple d'application: le Saint Suaire de Turin. La datation par carbone 14 est une méthode très souvent utilisée par les archéologues, ainsi elle fut appliquée à un nombre important d'oeuvres. Une des ces applications les plus célèbres, mais surement aussi les plus conservées, est celle qui a eu lieu sur le Suaire de Turin qui est le linceul d'un homme ayant porté des traces de crucifixion, et dont les traits du visage correspondraient à ceux de celui du Christ. Véritable relique, la véracité de l'objet est remise en cause dès le XIVème siècle, devenant ainsi " l’artéfact le plus étudié de l'histoire ". Une datation est commandée par l'Eglise catholique en 1988 à divers laboratoire. La petitesse des échantillons posent encore aujourd'hui le problème de résultats approximatifs, voir entièrement faussés. En effet, le linceuil a été dâtée d'une période comprises entre 1260 et 1390, faisant de celui-ci une "habile création médiévale". Cependant, l'entourage mystique de l'objet est le véritable acteur de la polémique, la datation, aussi véridique soit-elle, trouvant toujours des opposants. Ceux-ci remettent de nos jours encore en cause la datation de 1988, voyant sur le linceul d'autres témoins permettant peut être de prouver sa véracité (sang, images de pièces, inscriptions, etc...)  Saint Suaire, Turin On peut remarquer l'image supposée du corps du Christ (en bas). |