La datation carbone 14 – Utilisations multiples

La datation carbone 14 est la méthode de datation la plus connue du grand public. Elle s’applique à tous les matériaux organiques comme le bois, le charbon, les os, les dents ou encore le papier, les textiles, l’ivoire et les macro-restes végétaux. 

Découvrez son champ d’action et les méthodes utilisées en fonction des besoins.

L’importance du carbone 14 dans l’analyse des matériaux
 

L’analyse au radiocarbone a été développée dans les années 1940 et elle est basée sur les propriétés physiques de l’isotope 14 du carbone. Cet isotope est radioactif, c’est-à-dire qu’il est instable dans le temps. Il va disparaître et se transformer en azote. Tous les 5730 ans, la concentration de carbone 14 sera divisée par deux, pour disparaître complètement après 60.000 ans d’existence. La quantité de carbone est stable pour les êtres vivants, car d’un côté le carbone 14 se désintègre, mais d’un autre côté il est réintégré par la respiration ou la photosynthèse. C’est pourquoi la datation C14 va dater la mort de l’individu (ou du végétal), c’est-à-dire le moment de la rupture de l’équilibre disparition/intégration.

Des technologies de pointe pour analyser le carbone 14
 

Pour la mesure du radiocarbone, nous utilisons des technologies de pointe comme l’analyse élémentaire (EA), la spectrométrie de masse à rapport isotopique (IRMS), la graphitisation automatique et la spectrométrie de masse couplée à un accélérateur de particules (AMS). La méthode par AMS ne nécessite que très peu de matière (1 mg de carbone contre 1g auparavant) pour un résultat plus précis que la technique par scintillation liquide.

Une analyse indispensable pour les fouilles archéologiques
 

Les charbons de bois et les os sont de très bons repères chronologiques dans une fouille archéologique, car ils sont étroitement liés à la stratigraphie dans laquelle ils se trouvent. C’est pourquoi la datation carbone 14 est la technique scientifique la plus utilisée en appui des fouilles archéologiques. En fonction des périodes, la précision de la datation sera d’une quarantaine d’années à plusieurs siècles.

L’authentification des œuvres d’art grâce à l’analyse au radiocarbone
 

Le carbone 14 sera également utilisé pour l’authentification des objets d’art, comme les sculptures en bois ou en ivoire, ou encore les supports de tableaux, textile et papier par exemple. 

Attention, il est important de noter que les organismes ayant vécu après 1950 présentent une concentration en 14C très élevée, dépassant largement la concentration « classique » de l’isotope 14 du carbone par rapport aux deux autres isotopes. Ceci est principalement dû aux essais nucléaires atmosphériques qui ont entraîné une production massive de radiocarbone. C’est pourquoi il existe une réelle frontière d’un point de vue datation en 1950. Cette frontière est idéale pour identifier de manière formelle les faux récents. Par ailleurs, les datations portant sur des matériaux postérieurs à 1950 sont d’une exceptionnelle précision.

L’analyse du C14 dans les secteurs de l’agroalimentaire et de l’industrie
 

L’analyse au radiocarbone est également utilisée dans l’industrie pour qualifier les produits biosourcés et quantifier la part biogénique et la part pétrosourcée. Comme nous l’avons précisé plus haut, après 60.000 ans le carbone 14 a complètement disparu. Comme le pétrole provient de la décomposition de matière organique sur des millions d’années, il ne contient donc plus de 14C. À l’inverse, la biomasse (c’est-à-dire les organismes vivants) est « pleine » de carbone 14. Grâce à l’analyse du radiocarbone, on distingue la part de carbone biosourcé/biogénique (moderne) et de carbone fossile (ancien) présent dans tous les types de matériaux, qu’ils soient solides, liquides ou gazeux. Nous mesurons le rapport des isotopes 14C, 13C et 12C dans un échantillon. Bien que la proportion du 14C soit très faible (1 atome de 14C pour 1012 atomes de 12C), il est tout même présent dans toutes les molécules contenant du carbone moderne ».