La datation pour dater quoi ?

Le carbone 14 permet de dater un nombre considérable d'éléments et d'objets emmanant d'époques très diverses. Mais, nous le verrons par la suite, ces méthodes ont leurs limites, et tout objet n'est pas forcément datable de manière fiable et efficace.

Quel type d'objets peut-on dater ?   

En théorie, tout être vivant (ou l'ayant été pendant un temps) est constitué d'atomes de carbone, en quantité variable selon l'espèce. Nous avons vu précédemment que, dans cette masse, il existait un certain nombre d'atomes de carbone 14. Ce nombre augmente toute la vie durant, par l'ingérement de nourriture organique (et par conséquent chargé en carbone 14) et cet accroissement n'est stoppé que lorsque survient la mort. La quantité de carbone cesse alors d'être renouvelée et entre alors dans une phase décroissante selon une proportion bien précise : au bout d'une période de désintégration, la teneur en carbone 14 a diminué de moitié ; deux périodes plus tard, cette quantité a encore été divisée par deux et ainsi de suite (je rappelle que dans le cas de l'istope 14 du carbone, la période de désintégration dure 5730 ans).

C'est sur cette constatation que le physicien Willard Libby initia en 1948 des recherches afin de rendre possible une datation à travers l'étude de la proportion de l'isotope 14 au sein des atomes de carbone.

Dent de Otodus obliquus (=Lamna obliqua) provenant de Khouribga (Maroc) et datant de l'éocène (Hauteur: 5 cm - Collection Eric Walravens - Image originale Eric Walravens).

Quels en sont les contraintes ?   

Sachant que cette technique de datation repose sur l'étude du carbone 14, présent chez tous les êtres vivants animaux comme végétaux, en théorie, on peut donc dater tout objet constitué de matériaux organiques à travers un échantillon de taille variable. Ainsi, il est possible de dater des ossements, des objets de bois, mais aussi des argiles et des poteries, objets à priori minéraux, mais dont la composition recèle souvent des traces de matériaux végétaux (souvent désagrégés).

Il existe d'autre part une contrainte à laquelle les scientifiques et archéologues sont obligés de se plier : la taille de l'échantillon. Celui-ci doit en effet être de taille suffisante afin que l'expérience puisse être réalisable et offre des résultats probants. Parfois, notamment lors de la datation de pigments provenant de peintures rupestres, ou encore, comme ce fut le cas lors de la datation du Saint Suaire, l'échantillon mis à la disposition des scientifiques est très mince. On est alors contraint de faire appel à des techniques plus pointilleuses, dont la plus performante est le spectromètre de masse. Ce procédé permet ainsi de réaliser les expériences avec une masse d'échantillon divisée parfois par dix, tout en gardant, bien entendu, une fiabilité aussi importante.

Rameau de Thuites inclus dans de l'ambre de la Baltique (Leg. Kulik, Musée de la Terre, Varsovie).

Un second facteur qui influe logiquement beaucoup dans la réalisation d'une datation : le temps. En effet, sorti d'une fourchette d'âge, le comptage des isotopes est rendu très difficile. Si l'objet est par exemple très vieux, de l'ordre de 45 000 années, le nombre de désintégrations est alors extrêmement faible, et par conséquent, leur bruit s'en trouve quasiment inaudible aux appareils de mesure traditionnels (compteurs Geiger et Müller). A l'inverse, lors de la datation d'un objet récent (moins de 1 000 ans), le bruit des désintégrations est alors trop faible pour être significatif. Heureusement, dans ce cas, grâce à l'emploi d'appareils récents, tels que le spectromètre de masse à accélérateur, les mesures demeurent tout de même fiables.

Cône, pomme de pin fossile datant du pléistocène (entre 80000 à 120000 ans) provenant de Zemst, Belgique (Hauteur: 3 cm - Collection Michèle Loneux - Image originale Eric Walravens).

En conclusion   

De manière générale, la datation par carbone 14 nécessite souvent une analyse complémentaire, réalisée, soit par une méthode similaire mais en employant un autre élément, soit par l'intermédiaire d'une autre méthode telle que la thermoluminescence. Grâce au carbone et à son isotope 14, on estime fiable la datation d'un objet datant de l'an Mil jusqu'à celle d'un objet contemporain à la grotte Chauvet-Pont d'Arc, ou plus généralement jusqu'à -50000 ans. En deça ou au delà de cette période, l'expérience est toujours réalisable, mais les conditions de celle-ci risquent d'être excécrables et le résultat n'aura sans doute aucune valeur du point de vue scientifique. On peut néanmoins avoir recours à d'autres isotopes qui ont une période de désintégration plus ou moins importante (selon le cas). Ainsi, grâce à cette alternative, il est possible de dater des objets de toutes époques, et même extrêmement récents (certains éléments ont en effet une période de désintégration de l'ordre de quelques secondes...).