Tableau périodique

Carbone-14 (C-14)

Le carbone 14 est l'isotope radioactif qui permet de dater les matières organiques jusqu'à environ 50 000 ans. Sa période de 5 700 ans le rend inutile au-delà, et toute date obtenue doit être étalonnée sur les cernes d'arbres, car la teneur atmosphérique n'a jamais été constante.

Le pari de Libby

Willard Libby propose la datation au radiocarbone en 1949 sur une hypothèse qu’il ne peut pas vérifier : que la teneur de l’atmosphère en carbone 14 est restée la même sur toute la période qu’il veut mesurer.

Le raisonnement est solide. Les rayons cosmiques frappent l’azote de la haute atmosphère et produisent du carbone 14 à un rythme constant ; les êtres vivants l’absorbent et maintiennent la proportion atmosphérique ; à la mort l’échange cesse et l’horloge démarre. Si la teneur était stable, ce qui reste donne le temps écoulé.

Libby éprouve la méthode sur des objets d’âge connu — du bois d’une tombe égyptienne, un fragment des manuscrits de la mer Morte — et les résultats tombent assez juste pour convaincre. Il reçoit le prix Nobel de chimie en 1960.

⚠️ L’hypothèse était fausse, et il a fallu vingt ans pour mesurer de combien. Les âges radiocarbone s’écartent des dates calendaires de plusieurs siècles à certaines époques.

Les cernes d’arbres

La correction est venue d’une direction inattendue : compter des anneaux.

Un arbre dépose un cerne par an, et chaque cerne fige la teneur en carbone 14 de l’année où il a poussé. Un échantillon de bois dont on compte les cernes donne donc une lecture directe de l’atmosphère à une date connue. En superposant les séquences d’arbres vivants, de troncs morts et de chênes de tourbière, on remonte au-delà de 12 000 ans.

Confronter les mesures radiocarbone à ces cernes produit la courbe d’étalonnage. La version actuelle, IntCal20, combine cernes, coraux, sédiments lacustres et archives marines.

Trois causes expliquent la variation : l’activité solaire module le flux de rayons cosmiques, le champ magnétique terrestre le dévie, et les océans échangent du carbone avec l’air avec un retard de plusieurs siècles.

⚠️ C’est pourquoi un résultat radiocarbone s’écrit correctement sous forme d’intervalle. « 1260-1390 » est honnête ; « 1325 » ne l’est pas.

Le faussaire et le tribunal

Han van Meegeren a vendu un Vermeer à Hermann Göring pendant l’occupation des Pays-Bas. À la Libération il est poursuivi pour collaboration — avoir vendu un bien national à l’ennemi, un crime capital.

Sa défense fut que le tableau était son propre faux. Il l’a prouvé en en peignant un autre en détention.

Le carbone 14 n’intervient pas dans ce procès, mais il a tranché la question plus tard. L’analyse scientifique de ses autres Vermeer supposés, datation de la toile comprise, a confirmé des matériaux du vingtième siècle.

La technique est devenue courante en authentification. Une toile tissée à partir de lin récolté en 1935 ne peut pas porter une peinture du dix-septième siècle, si convaincante que soit la facture.

Lascaux, et la limite de la méthode

Les premiers charbons prélevés à Lascaux, datés dans les années 1950, donnent environ 17 000 ans. Le chiffre a circulé partout et figure encore dans les manuels.

⚠️ Il pose pourtant un problème que l’art pariétal ne sait pas contourner : on date le charbon, pas la peinture.

Un charbon trouvé au sol peut provenir d’un foyer allumé des siècles avant ou après que quelqu’un ait peint la paroi. Les datations directes de pigment sont possibles quand le pigment est du charbon de bois, mais elles consomment de la matière et restent rares sur les œuvres majeures.

À Chauvet, où les datations directes ont été plus nombreuses, les résultats ont repoussé les peintures à plus de 30 000 ans — et ont été âprement contestés pendant des années, précisément parce que la méthode ne date pas le geste mais la matière.

Le pic des essais nucléaires

Les essais atmosphériques des années 1950 et du début des années 1960 ont presque doublé le carbone 14 de l’atmosphère. Le sommet se situe en 1963, et la teneur redescend depuis le traité d’interdiction partielle.

Cela a ruiné la méthode pour toute matière formée après 1955 — et en a créé une bien plus précise.

Parce que la courbe monte et redescend brutalement, un échantillon de cette période se date à un ou deux ans près, au lieu d’un siècle. Les médecins légistes s’en servent pour établir une année de naissance à partir de l’émail dentaire, et les experts en art pour démasquer les faux peints après-guerre.

⚠️ Le pic s’efface. À mesure que l’excès de carbone 14 gagne les océans et la biosphère, la teneur atmosphérique rejoint sa valeur d’avant-guerre, et la technique expirera avec elle — vers 2030.

Identité

Protons
6
Neutrons
8
Nombre de masse
14
Masse
14.0032 ± 0.0040 u
Excès de masse
3.020 MeV
Spin
0+

Stabilité

Demi-vie: 5700 ans

Présence naturelle

Absent de la nature

Se désintègre en

FAQ

Pourquoi la datation au carbone 14 s'arrête-t-elle vers 50 000 ans ?
Après dix périodes il ne reste qu'environ un millième du carbone 14 initial, ce qui approche la limite de ce qu'un laboratoire distingue du bruit de fond. Cinquante mille ans représentent environ neuf périodes : c'est là que la mesure cesse d'être fiable, non que l'isotope cesse de se désintégrer. La spectrométrie de masse par accélérateur repousse un peu cette limite, pas beaucoup.
Pourquoi faut-il étalonner les dates radiocarbone ?
Parce que la méthode suppose une teneur atmosphérique constante en carbone 14, ce qui n'a jamais été le cas. L'activité solaire, le champ magnétique terrestre et la circulation océanique l'ont tous modifiée. Les courbes construites sur des cernes d'arbres d'âge connu, IntCal20 étant l'actuelle, convertissent un âge radiocarbone brut en date calendaire. L'écart atteint plusieurs siècles à certaines époques.
Peut-on dater la pierre, le métal ou la céramique ?
Pas directement. La méthode mesure du carbone qui a été vivant et échangeait avec l'atmosphère : elle date le bois, l'os, le tissu, le charbon de bois et les graines. Un outil de pierre ne se date que par ce qu'on trouve avec lui. La céramique se date parfois par des résidus organiques piégés dans l'argile, jamais par l'argile elle-même.
Que valent les dates de Lascaux ?
Les premiers charbons de la grotte, datés dans les années 1950, ont donné environ 17 000 ans. Les mesures ultérieures ont élargi la fourchette, et l'on sait aujourd'hui que le charbon daté n'est pas forcément contemporain des peintures : il peut provenir d'un foyer antérieur ou postérieur. La difficulté est générale en art pariétal — on date ce qu'on peut prélever, pas ce qu'on veut dater.

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