La science au service de l’archéologie

La datation d’échantillons archéologiques permet d’apporter des informations chronologiques objectives pour les matériaux organiques (bois, charbons de bois, ossements, graines, résidus végétaux, tourbes…) par la datation carbone 14 ou radiocarbone, pour les minéraux chauffés (terre cuite, brique, pierre de foyer, silex chauffés…) par la thermoluminescence (TL), et pour les sédiments insolés par la luminescence stimulée optiquement (OSL).

CIRAM travaille depuis des années avec les meilleurs scientifiques afin de garantir une réponse optimale aux problématiques archéologiques. Grâce à notre laboratoire de datation radiocarbone à la pointe de la technologie, nous proposons une expertise précise et adaptée à vos besoins.

CIRAM est spécialiste de la datation et de l’analyse des matériaux archéologiques et du patrimoine.

Les méthodes d’analyse des matériaux archéologiques

L’archéométrie regroupe les différentes techniques d’analyses physico-chimiques utilisées pour la caractérisation de tous les types de matières minérales et organiques mis au jour lors de fouilles archéologiques. On va pouvoir identifier la composition chimique de résidus organiques, déterminer la nature cristallographique d’une terre cuite, définir la provenance d’une matière première, retrouver le régime alimentaire d’un individu et déceler les mouvements de population. L’archéométrie comprend également les techniques de datation par carbone 14, thermoluminescence (TL) et luminescence stimulée optiquement (OSL).

L’archéologie et la découverte des vestiges

L’archéométrie est le partenaire scientifique privilégié de l’archéologie. CIRAM intervient généralement sur des chantiers de fouilles d’archéologie préventive. Mais, nous réalisons également des prestations de datation et d’analyse lors de fouilles archéologiques programmées. CIRAM adaptera ces méthodes analytiques à la typologie des artefacts mis au jour. On peut citer comme exemple la datation carbone 14 ou radiocarbone, la datation par thermoluminescence (TL) et luminescence stimulée optiquement (OSL), l’analyses isotopiques ou encore l’examen des résidus organiques.

La dation carbone 14, la star de l’archéométrie

La datation carbone 14 est la principale prestation archéométrique effectuée par CIRAM. Cette méthode a l’avantage de pouvoir dater tous les matériaux organiques, comme par exemple le bois, le charbon de bois, les ossements, les dents, les graines, la tourbe, les résidus organiques, mais également le mortier ou les coquillages.

La datation carbone 14, appelée aussi datation radiocarbone repose sur la mesure de l’isotope 14 du carbone encore présent dans un matériau. Nos docteurs et ingénieurs mesurent la concentration résiduelle de carbone 14 par AMS (accélérateur de particules couplé à un spectromètre de masse). Le carbone 14 date la mort de l’individu ou de l’organisme.

Parce que chaque artéfact archéologique est différent, nos équipes scientifiques procèdent à un protocole en fonction du type de matériau. Par exemple, les charbons de bois vont subir des pré-traitements chimiques (ABA), afin d’éliminer les polluants potentiels et d’extraire la cellulose. Alors que les ossements ou les dents vont être traités différemment, puisque l’on va extraire le collagène. C’est la partie organique de l’os, le collagène, qui va être daté par carbone 14.

Notre laboratoire de datation carbone 14 propose un délai en 10 jours ouvrés. Nous fournissons les âges bruts, mais également les dates calibrées. Les résultats de la datation sont compilés et commentés dans un rapport d’analyse qui vous est transmis en version électronique. De plus, nous nous engageons à discuter et à expliquer les résultats de la datation avec les archéologues.

Les analyses isotopiques

La datation carbone 14 n’est pas la seule technique en archéométrie. L’analyse des isotopes stables du carbone, de l’azote, du soufre et du strontium permet d’apporter de nombreuses réponses aux problématiques archéologiques. Les isotopes du carbone, de l’azote et du soufre vont renseigner sur les régimes alimentaires des populations. S’agissait-il d’une alimentation carnée ? Les protéines animales étaient-elles d’origine terrestre ou marine ? Les isotopes du strontium renseigneront sur les mouvements de population et l’origine des individus. L’analyse des isotopes stables du carbone, de l’azote, du soufre et du strontium est réalisée sur les ossements et les dents.

Analyse des résidus organiques

De nombreux artéfacts archéologiques contiennent des restes d’aliments ou de boisson, des restes de cuisson, des produits cosmétiques. Ces résidus organiques sont plus ou moins bien conservés dans des amphores, des pots en terre cuite, des contenants métalliques. L’analyse des résidus organiques archéologiques permettra d’identifier les régimes alimentaires, les habitudes de cuisson, les échanges de matières premières, les productions locales. L’analyse des résidus organiques est réalisée par spectrométrie infrarouge a transformé de Fourrier (FTIR – ATR) ou par pyrolyse couplé à une chromatographie en phase gazeuse et un spectromètre de masse (Py – GC – MS). Ces techniques permettent d’identifier les molécules organiques présentes et de remonter à la nature de l’aliment, de la boisson ou du produit cosmétique par exemple.

Imagerie de rayons X – Tomographie 3D

Nos spécialistes examinent également les artéfacts archéologiques avec des méthodes non-destructives (radiographie de rayons et scanner 3D). Ces techniques d’imagerie scientifique révèlent l’état de conservation des artéfacts métalliques, révèlent la présence d’éléments métallique à l’intérieur d’une gangue, ou encore de réaliser une fouille virtuelle d’une urne funéraire avec le CT scanner 3D. CIRAM dispose d’une radiographie de rayons X numérique et portable, qui permet l’intervention sur site et l’obtention d’imageries X en temps réel.

L’analyse instantanée des radiographies de rayons X offre la possibilité d’adapter en temps réel la procédure analytique et d’acquérir des clichés sous les angles de vue les plus pertinents, avec les paramètres expérimentaux les plus appropriés. Elle permet ainsi une interactivité optimale avec les archéologues qui peuvent orienter l’étude à leur gré. La tomographie ou CT scanner 3D permettra de visualiser en trois dimensions l’homogénéité d’un objet, son état de conservation ou d’identifier des techniques de fabrication, et d’effectuer, le cas échéant, une fouille virtuelle.

Anthracologie et xylologie

Notre expertise ne se limite pas à la datation carbone 14 et nous ne nous contentons pas d’utiliser des machines ultramodernes. L’analyse du bois, la xylologie, et des charbons de bois, l’anthracologie, font également partie du large éventail d’analyses scientifiques que propose CIRAM. Du grec xylos (bois) et logos (discours), la xylologie étudie les propriétés physiques et chimiques du bois, afin d’identifier leurs essences ou espèces. En permettant de connaître les arbres dont disposaient les artisans et les choix qu’ils effectuaient pour la réalisation de leurs ouvrages, la xylologie permet de rapprocher une hypothèse d’origine géographique avec la carte d’implantation de l’espèce.

Les objectifs d’une étude anthracologique sont d’identifier les essences de bois et de caractériser les charbons, afin de reconstituer l’environnement botanique de l’époque et de mieux comprendre les usages de la matière par les sociétés humaines. L’anthracologie est également essentielle pour déterminer l’origine des prélèvements (bois de cœur, branche/brindille), afin d’éviter l’effet « vieux bois » pour la datation carbone 14. Après rafraîchissement des surfaces à la lame de rasoir, l’analyse anatomique des charbons de bois se fait suivant les trois axes ; transversale, tangentiel et radial. L’observation des éléments anatomiques sur ces trois axes permettra de déterminer la famille et le genre, ainsi que l’espèce dans le meilleur des cas. 

CIRAM, leader mondial de la datation

Grâce à ses laboratoires et ses équipes de scientifques, CIRAM est leader mondial de la datation des artéfacts archéologiques organiques et minéraux, spécialisé dans la datation carbone 14 (C14), thermoluminescence e (TL) et luminescence stimulée optiquement (OSL).

Avec pas moins de douze collaborateurs spécialisés dans l’archéométrie, l’archéologie, l’analyse des matériaux et la datation, nous sommes équipés d’appareils de nouvelle génération pour étudier les artéfacts archéologiques et les objets du patrimoine.