Datation en archéologie

Pour sa part, la datation absolue regroupe l'ensemble des méthodes de datation qui proposent des données chiffrées de l'estimation de l'âge réel des objets à dater ou de l'occupation d'un site archéologique.

Le cycle du carbone 14 (avec la permission du Virtual Courseware Project - ScienceCourseware.org).
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L'interdatation est un principe fondamental en dendrochronologie. Elle consiste à mettre en correspondance deux ou plusieurs séries de largeurs de cernes mesurés sur des arbres différents. Le recoupement partiel de séries d'arbres morts à des époques différentes permet la construction de séries chronologiques moyennes (avec la permission du Groupe de recherche en dendrochronologie historique; illustration C. Dagneau)
Anneaux de croissance
(avec la permission du Groupe de recherche en dendrochronologie historique; illustration C. Dagneau)
Stratigraphie site Balzac
(Avec la permission du Thomas Head).
Le cycle du carbone
(avec la permission du Virtual Courseware Project - ScienceCourseware.org)

Datation en archéologie

Pour les chercheurs qui oeuvrent dans le domaine de l'histoire de l'homme, la chronologie des événements demeure un élément majeur de réflexion. À cet effet, les archéologues disposent de diverses techniques pour dater les objets que l'on retrouve sur les sites archéologiques ou les sites eux-mêmes. Il existe deux grandes catégories de méthodes de datation en ARCHÉOLOGIE soit la datation relative ou indirecte et la datation absolue. La datation relative regroupe l'ensemble des méthodes de datation qui se fondent sur l'analyse des données comparatives ou du contexte (géologique, régional ou culturel) dans lequel se retrouve l'objet que l'on veut dater. Cette approche permet d'ordonner chronologiquement des événements les uns par rapport aux autres. Toutefois, les méthodes de datation relative ne proposent aucune précision sur l'âge absolu exprimé en nombre d'années de l'objet à dater. On peut inclure dans cette première catégorie diverses techniques dont les plus employés sont l'analyse de la stratigraphie des sols et la typologie.

Pour sa part, la datation absolue regroupe l'ensemble des méthodes de datation qui proposent des données chiffrées de l'estimation de l'âge réel des objets à dater ou de l'occupation d'un site archéologique. En général, ces méthodes utilisent l'analyse de phénomènes de transformations physico-chimiques dont la vitesse est connue ou peut être estimée dans une fourchette de temps relativement précise. C'est le seul type de technique qui permet de préciser l'âge réel de l'objet à l'étude. Les méthodes de datation absolue comprennent principalement la datation au radiocarbone, la dendrochronologie et la thermoluminescence.

La datation relative

Stratigraphie
Inspirée de la GÉOLOGIE, la stratigraphie utilise les principes de la superposition des strates qui propose que, dans une succession non perturbée de SOLS, les horizons supérieurs sont plus récents que les horizons inférieurs. Généralement, on isole chaque strate en une unité chronologique distincte qui incorpore les artefacts qui se trouvent dans cette couche de sol. Cette méthode a cependant ses limites. Parfois, la réoccupation d'un espace, qui demande une excavation pour implanter une fondation d'un bâtiment par exemple, peut traverser des couches plus anciennes. Même si la fondation de l'ouvrage se retrouve au même niveau stratigraphique que la précédente occupation, les deux événements ne sont pas contemporains.

Toutefois, cette méthode se révèle très fiable lorsqu'il s'agit de dater des objets ou des événements dans des niveaux stratigraphiques non perturbés. Par exemple, les plus anciens restes humains connus à ce jour au Canada, retrouvés à GORE CREEK, ont pu être datés grâce à la stratification des sols. En effet, les ossements reposaient sous une couche de cendre provenant d'une éruption volcanique datant de vers 7000 ans AA (Avant Aujourd'hui, « aujourd'hui » indique l'année c. 1950), ce qui a indiqué aux chercheurs que les ossements étaient très anciens et dataient d'avant cet événement. Par la suite, le recours à une méthode de datation absolue, la méthode au radiocarbone, a permis de dater directement les ossements (8250 AA), démontrant ainsi l'utilité de combiner ces deux formes de datation (relative et absolue).

D'autre part, la datation grâce à la stratigraphie des sites se base parfois sur les objets découverts dans les strates de sols. En effet, certains objets dont on connaît l'âge exact ou approximatif sont appelés « fossiles directeurs ». Des exemples de tels objets incluent certains outils lithiques bien spécifiques, différents styles de poterie ou encore, des objets appartenant clairement à une période précise (p. ex. à la période historique ou au régime français), des pièces de MONNAIE sur lesquelles on retrouve une date de production ou d'autres items portant une MARQUE DE COMMERCE et dont on peut retracer l'histoire dans les registres historiques. Leur présence sur les sites archéologiques permet de dater les couches de sols, les autres artefacts et les événements s'y rattachant et d'ainsi raffiner la chronologie d'un site.

Typologie
La typologie est une méthode permettant de comparer des objets témoins entre eux de façon à les classer selon leur ressemblance ou encore leur dissemblance et les rattacher à un contexte ou à une période donnée. Utilisée fréquemment lorsqu'il n'est pas possible de recourir à des méthodes de datation absolue, cette technique permet généralement de distinguer la période culturelle à laquelle appartiennent un site ou un objet, sans toutefois en préciser la date d'occupation. Cette méthode s'applique principalement pour les pointes de projectiles et les vases céramiques. En effet, plusieurs caractéristiques des pièces servent à les comparer entre eux, par exemple la morphologie et les matières premières dans le cas des outils lithiques ou encore les techniques de décoration et les motifs que l'on retrouve sur la poterie dans le cas des vases céramiques.

La datation absolue

Datation radiocarbone
La méthode de datation au radiocarbone ou datation au carbone 14 constitue la technique la plus employée en archéologie. Cette technique s'appuie sur un phénomène naturel qui est à la base même de la vie sur terre. En effet, le carbone 14 (14C) se forme à partir de la réaction provoquée par les rayons cosmiques qui transforment l'azote en carbone 14 puis en dioxyde de carbone en se combinant avec le carbone 12 (12C) et le carbone 13 (13C) qui sont des isotopes stables du carbone. Après la mort d'un organisme, tout échange cesse et le carbone 14 qui est radioactif, donc instable, commence à se désintégrer lentement à un rythme connu (demie-vie de 5730 ans, c.-à-d. qu'au bout de cette période, il ne reste que la moitié du carbone 14 par rapport au total au moment de la mort). La quantité de carbone 14 restant dans la matière à dater, comparée à un étalon de référence (rapport 14C/carbone total, 12C et 13C) sert à calculer le temps écoulé depuis l'événement à dater. Un échantillon, qui demande de 10 à 20 grammes de matière, est généralement constitué de matériel organique carbonisé, principalement de charbon de bois, mais on peut aussi dater l'os (voirZOOARCHÉLOGIE) et les COQUILLAGES grâce à cette technique. Une première lecture date le spécimen qui est calibré par la suite en tenant compte de la date établie à l'aide de la méthode et de sa correspondance avec le niveau de carbone 14 mesurable emmagasiné au fil des ans dans les anneaux de croissance de certaines espèces d'arbres, dont le séquoia et le pin bristol. Les résultats d'une datation radiocarbone s'expriment en année et comporte une fourchette de temps (par ex : 630± 60 AA). Par la suite, la calibration de cette date donne un intervalle de temps où l'événement ou l'objet à dater pourrait se situer (par ex. 1275-1425 de notre ère). Toutefois, la méthode ne peut être utile que pour dater les objets qui sont âgés de moins de 50 000 ans.

Dendrochronologie
La dendrochronologie est une méthode qui étudie les cernes des troncs d'ARBRES afin de définir des séquences caractéristiques en analysant la morphologie des anneaux de croissance (cernes) pour une essence donnée. La méthode s'appuie sur le principe que la variation de croissance d'un arbre d'une année à l'autre, influencée par le degré de précipitation, l'ensoleillement, la température, la nature du sol et toutes les conditions ambiantes, permet de distinguer des patrons diagnostiques. La mise en correspondance de plusieurs séries de cernes provenant d'arbres différents permet de construire une séquence moyenne. Par la suite, le recoupement de séries de séquences moyennes provenant d'arbres morts à des époques différentes et issues de diverses sources (c. à d. les bois provenant de bâtiments historiques et les bois archéologiques et fossiles) permet de construire une séquence chronologique couvrant plusieurs centaines d'années et sert d'étalon référentiel. Finalement, la datation absolue par synchronisation des séquences moyennes avec des séries d'arbres vivants (donc datables) permet d'ancrer la chronologie dans le temps.

On utilise principalement les résineux, qui constituent des espèces sensibles aux variations des conditions de croissance, tandis que les feuillus génèrent plutôt des anneaux de croissance de largeur peu variable. La dendrochronologie permet des datations très précises, parfois à l'année près. Cette technique est utilisée notamment pour dresser des courbes de calibration pour corriger les datations au carbone 14 dont la technique demeure peu précise en raison de la fluctuation de la concentration de carbone 14 dans l'atmosphère au cours des siècles.

Thermoluminescence
La thermoluminescence utilise le phénomène des radiations ionisantes qui sont présentes naturellement dans l'atmosphère. Cette technique s'appuie sur une particularité physico-chimique de certains MINÉRAUX, en particulier le quartz et le FELDSPATH qui, en raison de leur structure imparfaite, retiennent les éléments radioactifs présents dans le milieu naturel. Par exemple, lorsque ces minéraux sont chauffés lors de la cuisson d'une poterie pendant l'occupation d'un site archéologique, les pièges formant la structure des cristaux se vident et l'horloge est remise à zéro. Par la suite, on calcule le débit total d'irradiation (paléodose) depuis la remise à zéro en chauffant de nouveau le spécimen à dater. Finalement, on compare ce résultat à l'apport annuel enregistré par un dosimètre installé sur le site archéologique d'où provient l'objet à dater. Le calcul (âge du spécimen = paléodose / dose annuelle) permettra de situer chronologiquement la cuisson du vase céramique et de dater, par ce fait même, l'occupation du site archéologique.

La technique de thermoluminescence demande une manipulation complexe. Pour dater un seul échantillon de poterie, il faut effectuer un fractionnement en laboratoire du minéral présent dans l'argile qui a servi à la fabrication de la poterie et constituer près de 75 sous-échantillons dont certains seront chauffés pour dégager le niveau de thermoluminescence tandis que d'autres recevront une dose de radiation pour mesurer leur sensibilité à la radiation. La thermoluminescence peut prendre la relève de la datation au radiocarbone pour des datations d'événements postérieurs à 50 000 ans et est utilisée notamment pour dater les pierres de foyers, la céramique et les traces d'incendies.


Lecture supplémentaire

  • R. E. Taylor and M. J. Aitken (editors), Chronometric Dating in Archaeology (1997); W. Y. Adams and E. W. Adams, Archaeological Typology and Practical Reality: A Dialectical Approach to Artifact Classification and Sorting (1991); E. C. Harris, Principles of Archaeological Stratigraphy (1989).