Thermoluminescence

Terres cuites, céramiques, noyaux de coulée de fonte, structures de four, pierres chauffées – Datation TL et test d’ancienneté.

Principe de la datation par thermoluminescence – TL 

La plupart des cristaux émettent de la lumière (luminescence) lorsqu’on les stimule par un chauffage (thermo-). L’intensité de cette émission dépend de deux paramètres : la radioactivité du milieu dans lequel les cristaux sont conservés et le temps pendant lequel ils sont soumis à cette irradiation.
Le chronomètre est remis à zéro à chaque fois que les cristaux sont chauffés (typiquement, à une température de plus de 500°C).

Mesures

Pour une terre cuite prélevée sur un site archéologique, nous pouvons mesurer la radioactivité de l’environnement des cristaux extraits du fragment à dater (quelques dizaines de grammes). Pour cela nous pouvons faire des mesures directes sur site. Nous réalisons également des analyses au laboratoire sur des prélèvements du milieu d’enfouissement, le plus souvent par spectrométrie gamma à bas bruit de fond. Des analyses par ICP-MS sont aussi possibles.

Dans ce cas, en complément des mesures de thermoluminescence effectuées sur l’objet, nous obtenons un âge précis de sa dernière chauffe. Les possibilités de mise en œuvre de cette méthode sont très nombreuses et les anciennetés accessibles sont très vastes (de quelques dizaines d’années à 300 000 ans environ).

Précisons également que la thermoluminescence peut être utilisée pour caractériser l’état de chauffe d’une céramique ou d’une structure en terre cuite.

Application aux objets d’art

Pour les objets d’art hors contexte archéologique, pour lesquels l’environnement d’enfouissement est inconnu, nous procédons par hypothèse concernant l’intensité de la radioactivité subie. Nous obtenons alors une estimation de l’ancienneté du dernier chauffage (sur deux prélèvements effectués sur l’objet par micro-forage), qui est jugée compatible ou non avec celle présumée pour l’objet étudié. C’est le test d’ancienneté.

Par ailleurs, quelques matériaux chauffés peuvent poser des problèmes de reproductibilité ou d’exploitation des mesures (noyaux de métallurgie, faïences, grés, …). Dans ce cas, il est possible que des procédures d’analyse classiques ne donnent pas de réponse. Des protocoles alternatifs peuvent, dans certaines conditions, permettre de dépasser ces limitations.

Le test d’ancienneté par thermoluminescence étant réalisé sur de petits échantillons (quelques grammes), afin d’extrapoler le résultat à l’ensemble de l’objet, nous préconisons de compléter son analyse via une technique d’imagerie telle que la radiographie X ou le scanner.

Besoin d’une datation par thermoluminescence (TL) pour un objet d’art ou archéologique ?

Le laboratoire bordelais Re.S.Artes, dédié à l’analyse des objets d’art, du patrimoine culturel et archéologique est dirigé par deux docteurs en physique des archéomatériaux spécialisés depuis plus de 20 ans dans la datation des matériaux anciens.  Contactez nous