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À la recherche du temps perdu. Méthodes de datations en art préhistorique : l’exemple des sites aurignaciens

Georges Sauvet
Traduction(s) :
In Search of Lost Time. Dating Methods for Prehistoric Art: the Example of Aurignacian Sites [en]

Résumé

La nécessité de disposer d’un référentiel chronologique précis est particulièrement importante pour les phases les plus anciennes du Paléolithique supérieur, correspondant aux premières œuvres d’art attribuées aux Aurignaciens. À côté du carbone-14, seule méthode qui permet de dater directement des pigments organiques, des méthodes indirectes datant les dépôts formés postérieurement sur les peintures ont été proposées (thermoluminescence, OSL, Uranium/thorium, etc.). Toutes ces méthodes reposent sur des hypothèses et présentent des difficultés d’interprétation qui sont discutées dans cet article.

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Texte intégral

Introduction

1La précision de la méthode de datation par le radiocarbone diminue au fur et à mesure que l’âge augmente. Plus l’âge est ancien, plus de petites causes d’erreur entraînent une incertitude grandissante. De plus, les âges obtenus par le carbone-14 ne correspondent pas à des années calendaires exactes et nécessitent une correction dont l’effet devient très important et imprécis au delà de 30 ka. C’est pourquoi la période correspondant à l’arrivée de l’homme anatomiquement moderne (Homo sapiens sapiens) en Europe et la transition homme de Néandertal-homme moderne demeure relativement mal calée dans une échelle de temps absolu, ce qui ouvre la voie à toutes sortes de spéculations et de polémiques. Nos raisonnements demeureront hypothétiques tant qu’ils reposeront sur des dates connues seulement à un ou deux milliers d’années près et qui fluctuent au gré des courbes de calibration et des progrès techniques réalisés par les laboratoires. Dans un contexte aussi mouvant, il est illusoire de situer dans le temps, les unes par rapport aux autres, les plus anciennes manifestations artistiques pariétales et mobilières du Jura souabe, du Sud-Ouest de la France, de la vallée du Rhône, de Roumanie ou de Vénétie.

2Dans cet article consacré aux méthodes de datation absolues, nous nous contenterons de rappeler brièvement les principes scientifiques sur lesquels reposent les différentes méthodes, afin d’accorder la plus grande place aux causes d’erreur qui brouillent notre vision d’ensemble, mais aussi aux progrès technologiques récents qui permettent d’envisager l’avenir de notre discipline de manière optimiste. Nous ferons la plus grande part au carbone-14, car c’est la seule méthode de datation directe applicable à l’art pariétal (bien qu’elle soit réservée aux seuls dessins réalisés au charbon de bois).

3Pour dater les peintures rouges et les gravures, nous sommes contraints de recourir à des méthodes indirectes permettant d’estimer l’âge des dépôts qui se sont accumulés sur les œuvres après leur réalisation. Les techniques qui ont été expérimentées dans ce but sont la thermoluminescence (TL) et la série uranium/thorium, applicables à des dépôts de calcite en grotte, la datation de croûtes d’oxalates de calcium et des patines de silice amorphe qui se forment sur les roches exposées à la lumière du jour et enfin la luminescence stimulée optiquement (OSL) qui permet de dater des sédiments en relation avec des œuvres pariétales. Dans la plupart des cas, ces méthodes fournissent un âge minimal, un terminus ante quem qui peut être très éloigné de la réalité, car les dépôts peuvent s’être formés tardivement et de façon intermittente. Mais d’autres causes d’erreur viennent encore augmenter l’incertitude, certaines pouvant même contribuer à donner des âges anormalement élevés.

1 - Le carbone-14

A - Principe

4Dans la haute atmosphère, les rayons cosmiques de haute énergie transforment les atomes d’azote (14N) en 14C, un élément radioactif qui se désintègre à nouveau en 14N avec une cinétique du premier ordre caractérisée par une période de demi-vie de 5568 ans (temps requis pour que la moitié du 14C initial disparaisse). Il s’établit donc un état quasi-stationnaire de la concentration en 14C dans l’atmosphère et les océans sous forme de gaz carbonique. Ce 14CO2 passe dans le cycle métabolique des animaux et des plantes, de sorte que la proportion de 14C est constante dans tous les êtres vivants et commence à décroître à partir de leur mort, lorsqu’il n’y a plus d’échange avec l’extérieur. Libby (1949) en a déduit une possibilité de déterminer la date de la mort de l’organisme en mesurant la proportion de 14C résiduel.

B - Technique

5Pendant de nombreuses années, la proportion de 14C résiduel a été mesurée en comptant le nombre de désintégrations après avoir transformé le carbone en gaz (gas proportional counter) ou en liquide (liquid scintillation counter), ce qui nécessitait d’importantes quantités de matières organiques (10 g de charbon de bois par exemple). Plus récemment, la technique de spectrométrie de masse avec accélérateur (AMS) a permis de mesurer directement le rapport 14C/12C sur des prélèvements de l’ordre de quelques milligrammes, ce qui a rendu possible la datation directe de dessins au charbon de bois.

C - Causes d’erreur

6Elles sont nombreuses, mais d’importance inégale.

  1. La période de demi-vie utilisée par Libby (et conservée depuis par convention) s’est révélée fausse. Elle vaut 5730 ans (et non 5568 ans), ce qui représente une sous-estimation des âges d’environ 3 %. Les courbes de calibration corrigent cette erreur (voir ci-dessous calibration).

    • 1 Plusieurs mesures réalisées sur un même objet ont parfois un faible écart-type, mais les moyennes p (...)

    Les mesures de concentration en 14C sont entachées d’une certaine erreur statistique et l’âge s’exprime par une valeur moyenne m et un écart-type σ. Il y a 68 % de chances que la date soit comprise dans l’intervalle [m-σ, m+σ] et 95 % de chances qu’elle se trouve dans l’intervalle [m-2σ, m+2σ]. Au fil des années, les techniques se sont affinées et les écarts-type se sont réduits, mais il faut se garder de confondre la précision des mesures exprimée par σ avec l’incertitude sur l’âge réel de l’objet daté1.

  2. La principale cause d’erreur n’est pas dans la mesure, mais dans la purification des échantillons. Un prétraitement physico-chimique en laboratoire est nécessaire pour éliminer d’éventuels contaminants organiques. Or, les laboratoires utilisent des procédures différentes et celles-ci ont évolué au fil du temps. Nous devons donc nous pencher sur ces procédures qui peuvent conduire à des résultats sensiblement différents, surtout dans le cas d’échantillons d’âge supérieur à 30 ka. Mais nous devons d’abord discerner deux types d’impuretés, celles qui provoquent un vieillissement des âges et celles qui provoquent leur rajeunissement (figure 1).

Figure 1 - Influence des impuretés sur les datations par le radiocarbone.

Figure 1 - Influence des impuretés sur les datations par le radiocarbone.

A : Vieillissement par du "carbone mort" (ne contenant plus de 14C) ; B : Rajeunissement par du carbone récent en fonction du pourcentage d’impureté.

7Si l’échantillon daté contient une impureté d’âge infiniment ancien (ne contenant plus de 14C, ce que l’on appelle du "carbone mort", par exemple du carbonate d’origine géologique), il s’ensuit un vieillissement, mais celui-ci est indépendant de l’âge de l’échantillon et l’effet reste limité (moins de 900 ans pour 10 % de carbone mort ; figure 1A).

8Au contraire, les impuretés apportant du carbone récent sont une source d’erreur particulièrement grave, car leur effet est d’autant plus grand que l’échantillon est plus vieux. Ainsi, un échantillon dont l’âge réel serait de 40000 ans, contenant seulement 1 % de carbone récent, aurait un âge apparent de 32800 ans, soit un rajeunissement de 7200 ans ! (figure 1B).

  • 2 Ce double constat peut être appliqué au cas bien connu, mais toujours irrésolu, des ponctuations no (...)

9On voit que la principale cause d’erreur dans les datations par le radiocarbone est la présence de carbone récent qui rajeunit les dates. Comparativement, le vieillissement par la présence de "carbone mort" est presque négligeable2. À noter que, dans le cas des peintures à l’air libre, il faut également tenir compte d’une contamination par des matières organiques d’âge indéterminé. En effet, des dépôts d’oxalates de calcium risquent de se mélanger au pigment et de fausser les résultats, car leur âge peut prendre n’importe quelle valeur comprise entre l’âge des peintures et aujourd’hui (voir ci-dessous le paragraphe consacré aux oxalates). Il faut donc s’assurer que les oxalates ont bien été éliminés (Bonneau et al., 2011).

10L’importance de ces contaminations explique pourquoi toutes les recherches actuelles visent à améliorer les procédures de prétraitement. Pour être brefs, disons seulement que la méthode classique de préparation des charbons dite ABA (trois étapes consistant en un traitement acide, puis basique, puis de nouveau acide) est aujourd’hui avantageusement remplacée par une variante dite ABOx-SC (à un traitement acide et basique, on ajoute désormais une étape d’oxydation et une combustion par paliers, step combustion). La procédure ABOx-SC permet d’obtenir, dans presque tous les cas, des dates de 3000 à 5000 ans plus anciennes que la procédure ABA, ce qui montre que les impuretés contenant du carbone récent sont beaucoup mieux éliminées (tableau 1).

Tableau 1 - Datation 14C de charbons de gisements proto-aurignaciens. Comparaison des protocoles de prétraitement par la méthode ABA et ABOx-SC.

Tableau 1 - Datation 14C de charbons de gisements proto-aurignaciens. Comparaison des protocoles de prétraitement par la méthode ABA et ABOx-SC.

11Pour la datation des os, une nouvelle méthode d’extraction et de purification du collagène a également été mise au point. Une technique d’ultrafiltration permet d’isoler les macromolécules de collagène, ce qui conduit très souvent à des dates plus anciennes (Higham et al., 2006 ; tableau 2).

12Si les échantillons sont "propres", les différentes méthodes donnent des résultats similaires, mais s’ils sont fortement pollués, la purification par ultrafiltration peut conduire à des âges plus anciens de plusieurs milliers d’années, qui remettent en cause certaines hypothèses archéologiques comme par exemple la notion de "refuge" des Néandertals au sud de l’Èbre (Wood et al., 2013 ; Higham et al., 2014). Plus récemment, une méthode de datation d’un aminoacide extrait du collagène (l’hydroxyproline) a vieilli les sépultures de Sungir de près de 5000 ans, les portant à environ 30000 BP (Marom et al., 2012 ; Nalawade-Chavan et al., 2014). À noter que les nouvelles dates obtenues pour la phase initiale de l’Aurignacien sont désormais plus cohérentes et que la transition Neandertal-Homo sapiens se trouve reportée au delà de 40000 BP en années calendaires (voir ci-dessous calibration).

Tableau 2 - Datations 14C d’ossements du gisement Aurignacien ancien de Geissenklösterle et du gisement moustérien d’Arrillor. Comparaison des protocoles de purification du collagène sur résine échangeuse d’ions et par ultrafiltration.

Tableau 2 - Datations 14C d’ossements du gisement Aurignacien ancien de Geissenklösterle et du gisement moustérien d’Arrillor. Comparaison des protocoles de purification du collagène sur résine échangeuse d’ions et par ultrafiltration.

13Un autre point sur lequel les laboratoires ont également fait de gros progrès concerne l’âge maximal mesurable qui a reculé de plus de 10000 ans. On peut aujourd’hui dater des échantillons de 50000 ans avec une précision encore acceptable (Higham et al., 2006 ; Cottereau et al., 2007).

D - Calibration

14L’hypothèse de Libby selon laquelle la vitesse de formation du 14C dans la haute atmosphère a toujours été constante s’est révélée fausse, car les variations du champ magnétique terrestre et de l’activité solaire entraînent des variations de la concentration de 14C. À certaines périodes, celle-ci a été très différente de la valeur actuelle, d’où une première cause d’erreur. Une seconde cause d’erreur est due à ce que l’on appelle l’effet réservoir des océans. Le CO2 dissous dans les océans tend à se concentrer dans les profondeurs où il y a très peu d’échange avec le CO2 atmosphérique. En conséquence, la proportion de 14CO2 tend à diminuer avec la profondeur, ce qui entraîne une diminution du taux de 14C dans les organismes vivants et amène à surestimer leur âge (effet de plateau).

15La calibration des âges radiocarbone est réalisée par corrélation avec d’autres méthodes donnant des âges calendaires comme la dendrochronologie (jusqu’à 10000 BP), les varves marines ou lacustres ou la datation par les séries de l’uranium de coraux ou de spéléothèmes. Les courbes de calibration varient en fonction de l’avancement des recherches et sont périodiquement révisées (CalPal-2007, IntCal09, Intcal13 ; figure 2). Il est donc impératif de toujours indiquer l’âge 14C avec son écart-type σ, les fourchettes des âges calibrés avec une probabilité de 95 % (2 σ) en précisant la courbe de calibration utilisée, car celles-ci présentent des différences non négligeables. Exemple :

1636000±500 14C BP= [39660-42380] (calPal-2007-HULU) 95%
[40150-42040] (Intcal-09) 95%
[39610-41640] (Intcal-13) 95%

Figure 2 - Courbes de calibration Intcal 13 (hémisphère nord) et Intcal 09 entre 15 et 50 ka cal BP.

Figure 2 - Courbes de calibration Intcal 13 (hémisphère nord) et Intcal 09 entre 15 et 50 ka cal BP.

d’après Reimer et al., 2013

E - Comparaison Interlab

17Certains opposants irréductibles à l’ancienneté de la grotte Chauvet ont mis en cause le fait que les dates avaient été obtenues par un seul laboratoire (Pettitt, Bahn, 2003), bien que les six dates directes du pigment des représentations soient remarquablement concordantes et compatibles avec une fréquentation unique vers une date moyenne de 30890±250 BP (probabilité >95 %). Pour répondre à cette objection, trois gros morceaux de charbon de bois récupérés dans la galerie des Mégacéros ont été découpés et envoyés à quatre laboratoires différents (LSCE-Gif sur-Yvette, Oxford, Gröningen et Poznan). Les résultats furent parfaitement cohérents entre eux et par rapport à l’âge des dessins noirs (Cuzange et al., 2007).

18Charbon 1 : 32151±83 BP (moyenne de 8 mesures)
Charbon 2 : 31857±79 BP (moyenne de 9 mesures)
Charbon 3 : 31755±105 BP (moyenne de 7 mesures)

19Malheureusement, cette expérience ne fit pas taire les réfractaires qui, pris de court, se tournèrent vers d’invraisemblables hypothèses pour continuer à nier l’âge des peintures de la grotte Chauvet (Combier, Jouve, 2012).

2 - Thermoluminescence (TL)

A - Principe

20Lorsqu’un matériau solide comme le silex ou la calcite est bombardé par le rayonnement cosmique, des électrons se trouvent piégés dans des niveaux énergétiques élevés. Lorsque ce matériau est chauffé à 275°C, les électrons piégés retombent à leur niveau fondamental en émettant une radiation (pic de luminescence). La technique consiste à soumettre l’échantillon à des doses d’irradiation supplémentaires connues, afin de déduire la paléodose (c’est-à-dire l’irradiation que l’échantillon a subi au cours du temps écoulé depuis la dernière chauffe (cas du silex) ou depuis sa formation (cas de la calcite). La principale difficulté consiste à mesurer, dans l’environnement qu’a connu le matériau, la dose de rayonnement annuel (c’est la première cause d’erreur).

  • 3 Par exemple, la datation par TL de 6 silex brulés provenant de la couche III de Geissenklösterle (A (...)

21La méthode est couramment utilisée pour dater des silex brûlés trouvés en fouille et donne des résultats qui sont en général assez concordants avec les datations par le radiocarbone3. En revanche, la TL a été peu utilisée pour dater des dépôts de calcite sur des peintures préhistoriques.

B - Applications à l’art rupestre

22La datation par TL de dépôts de calcite a été utilisée dans les grottes paléolithiques de Pondra et de La Garma (Cantabrie). Dans la grotte de Pondra, la datation simultanée de la calcite sous-jacente et superposée aux peintures a permis d’encadrer l’âge probable des peintures. Ainsi, un protomé de cerf rouge aurait un âge minimum de 26972±2747 ans, ce qui équivaut approximativement à 22±2 ka 14C BP (figure 3) et placerait la technique de la peinture tamponnée dans le Gravettien récent (González Sainz, San Miguel Llamosas, 2001). Dans la grotte de La Garma, un cordon de calcite dont l’extrémité inférieure recouvre le tracé d’un bouquetin rouge a donné un âge TL de 34175±3850 ans (soit environ 29000 en équivalent 14C) (González Sainz, 2003), mais le prélèvement étant situé plus haut sur la paroi, il est possible que la coulée de calcite ait commencé plus tôt (figure 4). Ces expériences montrent le potentiel de la méthode, mais le raisonnement archéologique doit être étayé par une connaissance approfondie des phénomènes hydrogéologiques locaux.

Figure 3 - Cerf de la grotte de Pondra (Cantabrie) avec emplacements des prélèvements effectués pour datation par thermoluminescence et dates obtenues.

Figure 3 - Cerf de la grotte de Pondra (Cantabrie) avec emplacements des prélèvements effectués pour datation par thermoluminescence et dates obtenues.

d’après González Sainz et San Miguel Llamosas, 2001

Figure 4 - Grotte de La Garma (Cantabrie). Localisation des prélèvements et dates obtenues par TL et U/Th.

Figure 4 - Grotte de La Garma (Cantabrie). Localisation des prélèvements et dates obtenues par TL et U/Th.

d’après González Sainz, 2003, modifié

3 - Luminescence optiquement stimulée (OSL)

A - Principe

  • 4 Pour un niveau anthropique du Sud-Ouest de l’Australie, une date moyenne de 28±2 ka cal BP a été ob (...)

23Le principe ressemble à celui de la TL et s’applique à des matériaux tels que des grains de quartz ou de feldspath. Dans ce cas, ce n’est pas la chaleur que l’on utilise pour stimuler la luminescence, mais la lumière. Ce qui est daté est la dernière exposition de la matière à la lumière solaire. Cela suppose que cette exposition ait complètement effacé l’histoire du cristal, car dans le cas contraire, les âges seraient surestimés. Toutefois lorsque des corrélations OSL-14C sont possibles, les résultats sont généralement satisfaisants4.

B - Applications à l’art rupestre

24Les applications de l’OSL à la datation de l’art rupestre sont peu nombreuses, car il s’agit d’une méthode indirecte qui permet seulement de dater des sédiments que l’on suppose être en relation avec les parois ornées. Citons la datation de sédiments dans deux abris ornés du Tassili, bien que la relation entre les niveaux datés et les peintures ne soient pas étayée par une étude géomorphologique (Mercier et al., 2012). Et surtout la datation des gravures de Qurta en Égypte (Huyge et al., 2011). Quatre dates comprises entre 10 et 17 ka ont été obtenues pour des sédiments qui, dans ce cas, recouvraient clairement les gravures. Malgré l’étendue de la fourchette (sans doute due à des remaniements post-dépositionnels), cela confirme l’appartenance des gravures au Pléistocène. Ces limites semblent acceptables, puisqu’une date 14C d’environ 14 ka cal BP a été trouvée sur des ossements de petits animaux provenant des mêmes sédiments.

4 - Série Uranium/Thorium

A - Principe

25Lorsque de la calcite précipite à la surface d’une paroi calcaire, elle emprisonne une faible quantité d’uranium (soluble dans l’eau), mais pas de thorium qui est insoluble. L’uranium 234U se désintègre ensuite en thorium 230Th. Si l’on fait l’hypothèse que la calcite se comporte comme un système clos n’ayant aucun échange avec le milieu extérieur, le déséquilibre entre ces deux éléments, c’est-à-dire la proportion 230Th/234U, permet de déterminer la date à laquelle la calcite a précipité (en admettant qu’au temps initial le thorium n’était pas présent, ce qui doit être vérifié, car un apport de thorium sous forme détritique est parfois possible). La méthode de datation par la série U/Th donne des résultats satisfaisants dans le cas de spéléothèmes massifs (stalactites ou planchers stalagmitiques), car la datation est effectuée sur de petits prélèvements réalisés au cœur de la masse. C’est même un des moyens utilisés pour établir les courbes de calibration du 14C (en mesurant simultanément sur les mêmes prélèvements l’âge de la calcite par la méthode U/Th et par le 14C en tenant compte de la fraction de "carbone mort").

B - Applications à l’art rupestre

26Dans certaines conditions hydrogéologiques, de fines couches de calcite peuvent se déposer sur une peinture ou une gravure préhistorique après sa réalisation, et l’on peut utiliser la méthode U/Th pour déterminer un âge minimal de l’œuvre préhistorique. Toutefois, des problèmes spécifiques surgissent, car l’interface de ces voiles de calcite avec le milieu environnant reste ouvert aux échanges.

C - Causes d’erreur

27Le rapport d’activité 230Th/234U à partir duquel on détermine l’âge de la calcite peut être faussé pour deux raisons :

  • une erreur sur le numérateur (230Th), car des particules solides d’origine détritique contenant du thorium (sous forme des deux isotopes 230Th et 232Th) peuvent se trouver emprisonnées dans la calcite au moment de sa formation. Une correction est donc nécessaire si la présence de thorium détritique est décelée par un rapport 230Th et 232Th anormalement petit (<50).

  • une erreur sur le dénominateur (234U). Une telle erreur est très probable lorsque les parois subissent un fort ruissellement et que la calcite est en couche mince, car dans ces conditions, l’hypothèse du système clos n’est plus valide : l’uranium, relativement soluble, peut être partiellement éliminé. Il est notable que, même dans le cas des spéléothèmes massifs, une ouverture du système peut être observée. Cela se produit notamment lorsque les conditions environnementales ont fortement changé par rapport à celles qui existaient au moment de la précipitation de la calcite (Borsato et al., 2003).

28Si la proportion de thorium d’origine détritique est sous-estimée et si le phénomène de lixiviation de l’uranium est ignoré, cela conduit, dans les deux cas, à des dates anormalement anciennes. Une telle situation a été trouvée dans une grotte de Bornéo où une draperie stalagmitique qui s’était formée sur une main négative a pu être datée à la fois par U/Th et par 14C. Les âges 14C sont identiques à la base de la draperie et près du bord externe (9000±1000 cal BP selon la valeur que l’on adopte pour la fraction de carbone mort, ce qui indique que la draperie s’est probablement formée en un temps très court). Inversement, les âges U/Th sont extrêmement variables : 9800 à la base, ce qui est en accord avec l’âge 14C et indique très peu de lessivage, alors que, près du bord extérieur, contrairement à toute attente, l’âge est de 27000 ans, montrant qu’une fraction importante de l’uranium a été éliminée et, de fait, la concentration en uranium est deux fois plus faible qu’à la base (Plagnes et al., 2003).

29Cet exemple permet de tirer plusieurs leçons. Tout d’abord, l’âge d’une œuvre préhistorique déterminée par la datation U/Th de la calcite qui la recouvre peut être largement surestimé. De ce constat découle une règle de prudence élémentaire : lorsqu’on trouve une date plus ancienne que ce que les données archéologiques permettaient d’attendre, nous devons nous entourer de multiples précautions :

  1. en contrôlant les dates U/Th par une méthode indépendante (la méthode du 14C applicable aux mêmes prélèvements de calcite devrait être systématiquement associée) ;

  2. en indiquant les concentrations en uranium pour que l’on puisse juger de certaines anomalies locales ;

  3. en procédant à une étude approfondie des conditions hydrogéologiques auxquelles sont soumises les parois concernées afin de détecter des zones de ruissellement, anciennes ou actuelles, susceptibles de perturber les résultats.

30En absence de tels contrôles, les dates U/Th très anciennes doivent être regardées avec une extrême circonspection. C’est le cas par exemple de certaines dates obtenues dans les grottes ornées cantabriques (Pike et al., 2012). Sur la cinquantaine de dates publiées, les trois-quarts ne méritent pas de discussion car elles sont post-paléolithiques et représentent des terminus ante quem éloignés de toute réalité (figure 5). Cette situation était prévisible, car dans plusieurs grottes françaises, il a été montré que la croissance des spéléothèmes redémarrait vers 16 ka après une longue période d’interruption couvrant une grande partie du Paléolithique supérieur (Genty et al., 2004 ; Genty, 2008). Il n’est donc pas étonnant que les calcites indiquent des âges de la fin du Tardiglaciaire ou de l’Holocène. Seules quelques dates extrêmement anciennes (dont l’une atteint 41400±570 ans) ont d’ailleurs retenu l’attention des auteurs qui ont développé une discussion sur la signification archéologique de ces dates sans s’être posé au préalable la question de la signification des mesures. Or, compte tenu de la possibilité de dissolution d’une partie de l’uranium, hypothèse particulièrement probable pour de la calcite en couche mince dans une grotte active, et en absence d’informations permettant d’écarter cette hypothèse, toute discussion sur ces dates anciennes doit être ajournée, car elle risquerait d’être sans objet (Clottes, 2012 ; Bednarik, 2012). Mieux vaut attendre sereinement que ces dates soient confirmées…

Figure 5 - Dates obtenues par U/Th dans onze grottes paléolithiques cantabriques.

Figure 5 - Dates obtenues par U/Th dans onze grottes paléolithiques cantabriques.

d’après Pike et al., 2012, modifié

31La même conclusion vaut pour les datations U/Th réalisées sur un panneau de figures rouges de La Garma (figure 4) où des concrétions passant sur deux caprinés voisins, de style strictement identique, ont donné des dates comprises ente 26100 et 28800 ans pour l’une et de 37000±1100 ans pour l’autre (González Sainz, 2003), ce qui montre que des phénomènes imprévisibles peuvent affecter de façon différentielle des points extrêmement proches.

32Il reste un dernier point à discuter. Dans la plupart de cas, les prélèvements sont effectués en grattant la calcite avec un scalpel, ce qui est une mauvaise solution, car on n’obtient ainsi que l’âge de la couche externe, la plus éloignée des peintures ! Il n’est pas étonnant, dans ces conditions, que l’on obtienne très souvent des âges subcontemporains pour des peintures paléolithiques. La solution idéale consisterait à prélever la totalité de la couche de calcite et à en faire une micro-stratigraphie, afin de dater séparément des tranches extrêmement fines. Or, c’est aujourd’hui possible grâce à la technique MC-ICPMS (multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry). Dans une grotte du Timor, il a été possible de dater séparément des tranches de calcite de l’ordre de 0,1 mm d’épaisseur par ablation laser (Aubert et al., 2007). Ainsi, la couche superficielle sur laquelle les peintures ont été exécutées a donné un terminus post quem de 6 ka probablement très proche de la réalité, compte tenu des données archéologiques locales et une couche interne de pigment rouge a pu être datée entre 24 et 29 ka. À noter que si l’on avait daté toute l’épaisseur de la calcite sans discernement, on aurait obtenu un âge moyen sans signification archéologique. Encore une leçon que nous devons méditer quand on nous présente des dates d’art rupestre obtenues par la méthode U/Th.

5 - Oxalates de calcium

A - Principe

33Dans les abris éclairés par le jour, la colonisation des parois par des bactéries, des champignons et des lichens provoque la formation d’un biofilm contenant de l’acide oxalique. Celui-ci, au contact de carbonate de calcium, forme des cristaux d’oxalate de calcium (whewellite ou weddellite) qui peuvent être datés par le 14C, donnant un âge minimal pour les peintures.

34Des blocs portant des encroûtements d’oxalates à leur surface ont été mis au jour dans un gisement du Kimberley (Australie). La formation d’oxalates ayant cessé au moment de leur enfouissement, l’âge doit se rapprocher de l’âge de la couche. Effectivement, la datation des oxalates a donné 36400±1800 BP et 34870±740 BP, ce qui est cohérent avec l’âge de la couche datée par des charbons de 36010±790 BP et 40100±1220 BP, compte tenu des importantes marges d’erreur (Watchman et al., 2005).

B - Application à l’art rupestre

35Un exemple remarquable nous vient d’Australie où une couche d’oxalates de 2,1 mm d’épaisseur récupérée sur une paroi ornée a pu faire l’objet d’une micro-stratigraphie. Chaque couche a été datée par AMS et la dizaine de dates obtenues se place dans l’ordre attendu avec une très large fourchette temporelle allant de 3340±60 BP à 28100±400 BP, de la surface à la roche-mère (Campbell et al., 1996). Plusieurs couches de pigments ont pu être identifiées dans la section du prélèvement, notamment une couche de goethite qui se situe entre 22800 et 25800 BP.

36En Europe, nous ne connaissons que des exemples holocènes, notamment l’exemple d’un abri orné chalcolithique d’Espagne dont l’âge a pu être cerné par les dépôts sous-jacentes et sus-jacents entre un maximum de 4675±35 BP et un minimum de 2610±60 BP (Ruiz et al., 2012).

6 - Silice amorphe

37Des films de silice amorphe se forment sur des surfaces gréseuses ou schisteuses exposées aux intempéries. Elles emprisonnent des matières organiques susceptibles d’être datées. Cela a été tenté dans le cas des gravures de la vallée du Côa (Portugal), mais des résultats disparates ont été obtenus (Watchman, 1995) et plusieurs causes d’erreur ont été identifiées (Dorn, 1997) dont la principale est sans doute l’hétérogénéité des matières organiques piégées, certaines pouvant être très anciennes et d’autres très récentes, conduisant à des valeurs moyennes dépourvues de signification.

Conclusion

38La datation de l’art pariétal préhistorique en général et de l’art aurignacien d’Europe occidentale en particulier est un challenge à la fois pour les spécialistes des méthodes physico-chimiques de datation et pour les archéologues, car notre connaissance des premières cultures de l’homme moderne à travers le monde en dépend. Même la méthode du 14C, sans doute la plus fiable actuellement, n’est pas exempte de problèmes. Les autres méthodes dont la plupart se sont révélées fiables dans certaines circonstances (datation de silex brûlés par thermoluminescence, datation de spéléothèmes massifs par la série U/Th) présentent encore des difficultés et parfois des incohérences lorsqu’on tente de les appliquer à la datation de l’art pariétal, en raison notamment d’une mauvaise connaissance des phénomènes perturbateurs qui peuvent affecter les dépôts de calcite en grotte. Même si les résultats ne sont pas encore entièrement probants et doivent être regardés avec une extrême prudence, ces méthodes doivent continuer à être étudiées afin d’identifier les causes d’erreur et d’en minimiser les effets et de parvenir à spécifier pour chacune ses conditions optimales d’utilisation et ses limites de validité.

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Bibliographie

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Notes

1 Plusieurs mesures réalisées sur un même objet ont parfois un faible écart-type, mais les moyennes peuvent différer largement. Par exemple, un même bison de la grotte du Castillo (Cantabrie) a reçu deux dates de 12620±110 BP (GifA-96079) et 13520±130 BP (GifA-96068). Ces mesures sont assez précises, mais l’âge de la peinture est très incertain, puisque la différence des deux moyennes est de 900 ans (soit 7 fois la valeur de σ !).

2 Ce double constat peut être appliqué au cas bien connu, mais toujours irrésolu, des ponctuations noires superposées à des aurochs jaunes dans la grotte de Candamo (Asturies, Espagne) (Fortea, 2002). Deux datations réalisées dans un premier temps avaient donné des âges de 32310±690 BP (GifA-96138) et 33910±840 BP (GifA-98201). Deux datations, refaites plus tard par un autre laboratoire, ont donné 15870±90 BP (GX-278-42) et 15160±90 BP (GX-278-41). L’énorme différence entre ces deux séries a suscité une polémique (Pettitt, Bahn, 2003). Deux hypothèses peuvent être envisagées : 1) si l’âge "vrai" est de ≈16 ka, un âge apparent de ≈33 ka impliquerait la présence de 87 % de carbone mort, ce qui est totalement invraisemblable ! 2) si l’âge "vrai" est de ≈33 ka, un âge apparent de ≈16 ka impliquerait 12 % de carbone récent, ce qui est également très improbable. La seule possibilité qui reste est que les deux séries correspondent à des événements pariétaux totalement dissociés dans le temps, mais aucune explication satisfaisante n’a été fournie à ce jour. Une troisième série de dates récemment publiée (Corchón et al., 2014) a fourni des dates, pour ces mêmes ponctuations, qui varient de 18020±230 BP (GifA-11450/SacA-26192) à 22620±260 BP (GifA-12092/SacA-28706) avec des ∂13C variant entre -20,6 et -34 ‰, ce qui pourrait indiquer des matières carbonées d’origine différente.

3 Par exemple, la datation par TL de 6 silex brulés provenant de la couche III de Geissenklösterle (Aurignacien ancien) a donné un âge moyen de 40,2±1,5 ka (Richter et al., 2000), alors que des os de renne de la même couche datés par 14C ont donné récemment 36650±750 et 36850±800 par ultrafiltration, ce qui correspond à une médiane proche de 41,2 ka en âges calibrés (Intcal13) (Higham et al., 2012).

4 Pour un niveau anthropique du Sud-Ouest de l’Australie, une date moyenne de 28±2 ka cal BP a été obtenue par le 14C et 25,5±1,4 ka par OSL (Turney et al., 2001).

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Table des illustrations

Titre Figure 1 - Influence des impuretés sur les datations par le radiocarbone.
Légende A : Vieillissement par du "carbone mort" (ne contenant plus de 14C) ; B : Rajeunissement par du carbone récent en fonction du pourcentage d’impureté.
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-1.png
Fichier image/png, 65k
Titre Tableau 1 - Datation 14C de charbons de gisements proto-aurignaciens. Comparaison des protocoles de prétraitement par la méthode ABA et ABOx-SC.
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-2.png
Fichier image/png, 131k
Titre Tableau 2 - Datations 14C d’ossements du gisement Aurignacien ancien de Geissenklösterle et du gisement moustérien d’Arrillor. Comparaison des protocoles de purification du collagène sur résine échangeuse d’ions et par ultrafiltration.
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-3.png
Fichier image/png, 68k
Titre Figure 2 - Courbes de calibration Intcal 13 (hémisphère nord) et Intcal 09 entre 15 et 50 ka cal BP.
Crédits d’après Reimer et al., 2013
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-4.png
Fichier image/png, 127k
Titre Figure 3 - Cerf de la grotte de Pondra (Cantabrie) avec emplacements des prélèvements effectués pour datation par thermoluminescence et dates obtenues.
Crédits d’après González Sainz et San Miguel Llamosas, 2001
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-5.png
Fichier image/png, 407k
Titre Figure 4 - Grotte de La Garma (Cantabrie). Localisation des prélèvements et dates obtenues par TL et U/Th.
Crédits d’après González Sainz, 2003, modifié
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-6.png
Fichier image/png, 502k
Titre Figure 5 - Dates obtenues par U/Th dans onze grottes paléolithiques cantabriques.
Crédits d’après Pike et al., 2012, modifié
URL http://journals.openedition.org/palethnologie/docannexe/image/815/img-7.png
Fichier image/png, 72k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Georges Sauvet, « À la recherche du temps perdu. Méthodes de datations en art préhistorique : l’exemple des sites aurignaciens »Palethnologie [En ligne], 7 | 2015, mis en ligne le 12 décembre 2015, consulté le 14 mai 2025. URL : http://journals.openedition.org/palethnologie/815 ; DOI : https://doi.org/10.4000/palethnologie.815

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Auteur

Georges Sauvet

UMR 5608 - TRACES/CREAP Cartailhac, Maison de la recherche
Université Toulouse Jean Jaurès, Campus Mirail
georges.sauvet[at]sfr.fr

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