Comment fait-on une datation au ¹⁴C ?

Qu’est-ce que le ¹⁴C ?

Il existe 7 isotopes du carbone : deux sont stables, ¹²C et ¹³C qui constituent, respectivement, environ 99% et 1% du carbone présent dans la nature. Les autres isotopes, présents en traces, sont radioactifs : ils se désintègrent au cours du temps.

Le ¹⁴C, radioactif, est produit à partir de l’azote de la haute atmosphère, sous l’impact du rayonnement cosmique. Entre production et désintégration, s’établit un équilibre qui détermine la concentration en ¹⁴C dans l’atmosphère.

Les êtres vivants absorbent du carbone dans leurs échanges avec l'environnement; leur teneur en ¹⁴C est identique à celle de l’atmosphère. Par contre, lorsqu’ils meurent, la désintégration naturelle du ¹⁴C n’est plus compensée par de nouveaux apports : la teneur en ¹⁴C décroît de façon exponentielle, avec une demi-vie de 5726 ans. Ainsi, une plante morte il y a 5726 ans ne contient plus que 50% de sa concentration initiale en ¹⁴C; et après une autre période de 5726 ans, la moitié de 50% soit le quart, etc..

Principe de la méthode de datation

Si on considère que la concentration en ¹⁴C est constante dans le temps et dans l’espace, alors les matières organiques fossilisées peuvent livrer la date de leur mort et donc, de leur dépôt, grâce au dosage du ¹⁴C résiduel. Cette technique permet d’attribuer un âge, exprimé en années ¹⁴C, jusqu’à 50000 ans. Elle peut s’appliquer à des échantillons de bois, de tourbe, de charbons de bois, de papier, de cheveux, d’os, etc...

La date ¹⁴C

Le résultat d’un dosage, effectué par un laboratoire spécialisé, s’exprime ainsi :

date ± σ BP (exemple : 2530 ± 50 BP)

où BP = before present, le temps "présent" étant fixé conventionnellement au 01.01.1950
σ = écart-type.

Une datation indique toujours un intervalle de confiance, à cause de l’incertitude sur cette date; la probabilité est de :

• 68% que l’âge radiocarbone se situe entre date-σ et date+σ ;
• 95% qu’il se situe entre date-2σ et date+2σ ;
• 99% qu’il se situe entre date-3σ et date+3σ .

La date calibrée

En réalité, la concentration en ¹⁴C au cours du temps n’est pas constante (variations dans l’activité solaire, intensité variable des échanges entre l’atmosphère et les grands réservoirs de carbone comme les océans,...).

Variation de la concentration de ¹⁴C dans l'atmosphère au cours des 11000 dernières années :

L’âge ¹⁴C obtenu par la simple exponentielle décroissante doit donc être corrigé, car il ne correspond pas aux années-calendrier. En se basant sur des corrélations avec d’autres techniques de datation, on peut établir des courbes de calibration, qui font correspondre un âge réel (en années solaires) à une date ¹⁴C.
Les dates ainsi calibrées comportent la mention ‘cal.’ Exemple : 2530 cal. BP

Les dates calibrées sont, le plus souvent, exprimées par rapport à l’an 0 :
cal. BC = before Christus = avant J.C.
cal. AD = Anno Domini = après J.C.

En outre, l’intervalle de confiance est, lui aussi, recalculé en années solaires.

Exemple :

2200 ± 70 BP >>>> de cal BP 2350 à BP 2000 (intervalle de confiance à 95%)
2200 ± 70 BP >>>> ou de cal BC 400 à BC 50 (intervalle de confiance à 95%) insérer exemple_cal.jpg en réduction