Archéologie
Le laboratoire CESAAR propose la datation et la caractérisation de vos artefacts archéologiques.
Datation Carbone 14
La datation au carbone 14 permet de dater les matières organiques : bois, papier, fibres végétales, ivoires …
La technique AMS mise en œuvre (spectrométrie de masse par accélérateur de particules) nécessite seulement quelques milligrammes de matières, pour des résultats d’une grande précision.
La méthode repose sur la courbe de décroissance radioactive du carbone 14. Durant la vie d'un organisme, la proportion de radiocarbone qu'il renferme par rapport au carbone total est en équilibre avec les proportions dans l'atmosphère. Après sa mort, les échanges cessent et le carbone 14 commence à se désintégrer à un taux constant. En mesurant la quantité de carbone 14 résiduel, il est possible d’obtenir l'âge de la mort de l’organisme, généralement dans un intervalle de plus ou moins 150 ans.
Méthode du pic de la bombe : La datation carbone 14 permet de remonter jusqu'à 45 000 ans avant notre ère. A partir du 17ème siècle, la calibration des dates radiocarbone induit des intervalles de datation souvent très importants.
Pour les périodes récentes, à partir du 20ème siècle, il est néanmoins possible de déterminer si la mort de l'organisme a eu lieu avant ou après les essais nucléaires des années 50 et 60. Cette méthode dite du "pic de la bombe" permet d'apporter un certificat d'ancienneté dans le cas des espèces protégées par exemple.
Courbe de calibration 14C d’un prélèvement de bois provenant d’une sculpture égyptienne datée de la Basse Époque : 40.4% de probabilité que la date d’abatage du bois soit située entre 390 et 352 av. J.-C. et 55.1% de probabilité entre 290 et 209 av. J.-C.
La thermoluminescence
La thermoluminescence repose sur un principe ingénieux : les cristaux contenus dans les terres cuites (quartz, feldspaths) ont la capacité d'accumuler de l'énergie au fil du temps. Lorsqu'ils sont chauffés, ces cristaux libèrent cette énergie sous forme de lumière, un phénomène connu sous le nom de thermoluminescence. Cette émission lumineuse est directement liée au temps écoulé depuis la dernière cuisson de l'objet.
Courbes de thermoluminescence d’une terre-cuite de la culture Ban Chiang. L’âge moyen de la dernière cuisson se situe entre 1800 et 2400 ans.
Accumulation de l'Énergie Lumineuse : Les cristaux de quartz et de feldspath, présents dans les terres cuites et les céramiques, ont la capacité d'emmagasiner de l'énergie. Cette énergie provient des rayonnements ionisants naturels environnants, tels que les rayons cosmiques et les éléments radioactifs présents dans le sol.
Émission de Lumière lors du Chauffage : Lorsque l'objet est soumis à une source de chaleur, par exemple lors de sa cuisson initiale, les électrons piégés dans ces cristaux sont libérés de leurs "pièges à électrons". Cette libération d'électrons s'accompagne de l'émission de lumière, un phénomène appelé thermoluminescence.
Réinitialisation des "Pièges à Électrons" : Après cette première cuisson, les "pièges à électrons" dans les cristaux sont réinitialisés et commencent à piéger à nouveau les électrons en raison de l'exposition continue aux rayonnements naturels environnants.
Mesure de la Luminescence : Pour dater l'objet, un échantillon de ces cristaux est chauffé de manière contrôlée en laboratoire. Au cours de ce processus, les électrons piégés sont libérés, émettant de la lumière. La quantité de lumière émise est directement proportionnelle au temps écoulé depuis la dernière cuisson de l'objet. En mesurant l'intensité de cette luminescence, il est possible de dater la dernière chauffe de l’objet.
Bois et charbons
L’étude du bois : la xylologie
A partir de prélèvements centimétriques, ou par observations de surface directe de l’objet, l’examen des structures microscopiques permet d’identifier les essences de bois.
Les détails anatomiques sont révélés au scalpel, au rasoir et au papier de verre, puis observés sous loupe binoculaire et microscopie optique.
Plan transversal d’un prélèvement de l’espèce excelsa (Iroko) provenant d’un siège Royal Bamoun du Cameroun.
L’étude des charbons : anthracologie
L'anthracologie est l'étude scientifique des charbons de bois archéologiques. Cette science apporte des informations cruciales sur les paysages et forêts du passé, les pratiques agricoles, l'environnement et l’évolution du climat.
Lors de la transformation du bois en charbon, une partie de la structure et de la composition du bois d'origine est préservée. Les échantillons de charbon de bois peuvent être analysés pour déterminer les essences, et leurs proportions dans les foyers ou les sols d’occupation.
L’origine du bois utilisé est également identifiée : petites ou grosses branches, centre ou extérieur du tronc, arbre jeune ou vieux.
Les charbons de bois peuvent être datés en utilisant la méthode de datation au radiocarbone, offrant une estimation de l'âge de l'échantillon et, par extension, du site ou du contexte archéologique associé.