Datations croisées uranium-thorium, uranium-protactinium et carbone-14 de carbonates secondaires en grottes : recherche de critères de validation des échantillons et des âges : Application à l’art pariétal – ApART

Dans un premier temps, l'approche sera éprouvée dans la grotte non ornée de Soyons en Ardèche qui servira de site expérimentale. Elle sera ensuite appliquée à des sites ornés préhistoriques : Cueva de Nerja, los Hornos de la Pena, Navarro en Espagne, la Grotte aux Points en Ardèche et les abris ornés de la forêt de Fontainebleau. L'approche comprendra : i) la caractérisation des échantillons (minéralogie, géochimie…) pour détecter de possibles altérations de la structure initiale des minéraux et sélectionner ceux qui sont favorables à la datation ; ii) la datation par le couplage de plusieurs méthodes (230Th/234U, 14C, et test du chronomètre 231Pa/235U) de façon à confronter leurs résultats respectifs (vérification d’une évolution en système clos) et d’apprécier, in fine, la pertinence des âges obtenus en les replaçant dans leur contexte archéologique iii) un travail méthodologique de miniaturisation des échantillons pour chacune des méthodes utilisées visant à accroître la préservation des sites archéologiques. Dans le cas d’échantillons relativement épais, la miniaturisation permettra de multiplier les datations sur un même voile et de vérifier ainsi la cohérence stratigraphique. Les trois partenaires du projet ont des compétences complémentaires qui sont reconnues internationalement. Ce sont le GEOPS (UMR 8148) pour la caractérisation minéralogique et chimique des échantillons carbonatés par plusieurs techniques, le LSCE (UMR 8212 ) pour l'étude chronologique des échantillons, fondée sur les méthodes de datation uranium/thorium et carbone-14 et l'IPREM (UMR5254) pour l'approche par ablation laser et la caractérisation chimique. ApART intègre également des préhistoriens dont le rôle sera crucial dans le choix des échantillons et l'interprétation des résultat. Ils sont attachés à l'Univ de Cordoba,de Salamanque en Espagne, Univ. de Paris 1) et conservateurs (Musée de Soyons, SRA Rhône-Alpes)

L’article publié en 2020 dans le Journal of Archeological Science (Vol 117 - 105120), intitulé ”U-series dating at Nerja cave reveal open system. Questioning the Neanderthal origin of Spanish rock art ” qui présentait les premiers résultats de l’ANR ApART a eu un fort retentissement dans la communauté archéologique, qui a pris conscience des biais liés à la mobilité de l’uranium au sein de certains échantillons carbonatés, et des erreurs qui en découlent sur les âges.

Applications des méthodes expérimentales de caractérisation et de datation développées dans ApART à plusieurs grottes ou sites ornés préhistoriques (Los Hornos de la Pena, Cueva de Nerja, Navarro en Espagne, Grotte aux Points en France ...

Pons-Branchu, E., Sanchidrián, J. L., Fontugne, M., Medina-Alcaide, M. Á., Quiles, A., Thil, F., & Sanchidrián, H. V. (2020). U-series dating at Nerja cave reveal open system. Questioning the Neanderthal origin of Spanish rock art. Journal of Archaeological Science, 117, 105120.

Datations croisées uranium-thorium, uranium-protactinium et carbone-14 de carbonates secondaires en grottes : recherche de critères de validation des échantillons et des âges : Application à l’art pariétal (ApART).



Résumé
Le projet ApART répond aux enjeux décrits dans le plan d’action 2018 de l’ANR défi «Sociétés innovantes, intégrantes et adaptatives » et son axe 5 : « Cultures, création, patrimoines ». En effet, son objectif est double : développer des méthodologies d’étude adaptées à la conservation de ces œuvres patrimoniales, tout en améliorant la connaissance de l’art pariétal.
L’obtention de résultats pertinents lors de la datation d’échantillons de carbonates pariétaux est un véritable enjeu scientifique qui aura un impact important dans le domaine de la Préhistoire. En effet, les grottes ornées paléolithiques sont très abondantes, en France notamment, mais la majorité d’entre elles ont livré des décors pariétaux gravés ou tracés avec des oxydes métalliques qui ne peuvent être datés directement par la méthode du carbone 14 ; leur chronologie reste donc très incertaine. Le fait que de nombreux décors soient recouverts de dépôts carbonatés datables par les méthodes radionucléaires permet de relever ce défi en ouvrant un nouveau champ d’investigation pour les recherches portant sur l’art Paléolithique. Jusqu’à présent, les chercheurs engagés dans la datation de ces dépôts pariétaux ont utilisé la seule méthode uranium-thorium, sans information sur l’évolution géochimique du système, d’où l’impossibilité d’apprécier la fiabilité des résultats obtenus. Le projet ApART, au contraire, s’attache à combiner plusieurs méthodes de datation (231Pa/235U et 230Th/234U et 14C) sur le même échantillon afin de comparer leurs résultats respectifs. Nos études antérieures ont aussi montré qu’il était indispensable de caractériser avec des méthodes physico-chimiques la structure minéralogique et la diagénèse des échantillons pour vérifier qu’ils pouvaient être datés de façon fiable. Les investigations menées dans ApART sont donc multiples : elles portent sur la définition de critères de validation des différentes méthodes de datation grâce à des études de caractérisation préalable des échantillons. Le deuxième volet concerne la miniaturisation des prélèvements, objectif indispensable pour ces études concernant des échantillons de parois ornées.
La démarche pluridisciplinaire d’ApART repose sur la collaboration étroite de plusieurs laboratoires ayant des compétences complémentaires, une expertise reconnue au plan international, et qui disposent d’une instrumentation de pointe. ApART intègre aussi des préhistoriens pariétalistes et des conservateurs dont le rôle sera central dans le choix des échantillons et l’interprétation des résultats.
Dans un souci de conservation des grottes ornées, nos protocoles seront d’abord développés et éprouvés sur des échantillons prélevés dans les grottes de Soyons sans art pariétal, avant d’être mis en pratique sur des échantillons de grottes ornées (grotte aux Points et abri du Bois d’Argeville en France ; Grotte Nerja, Navarro, Askondo en Espagne). Ces travaux sur le terrain seront conduits en étroite concertation avec les préhistoriens en charge de leur étude, lesquels ont déjà fait les demandes de prélèvements auprès des autorités.
L’objectif de l’ANR ApART, fondé avant tout sur la concertation des différents partenaires, aussi bien dans les sites archéologiques que dans les laboratoires, va permettre, à terme, de mettre au point une méthodologie fiable qui sera à même de répondre à la fois aux exigences de conservation maximale des parois et des œuvres pariétales tout en autorisant l’obtention de datations réellement pertinentes et validées. Dans un avenir plus lointain, les apports d’ApART ouvriront des perspectives nouvelles pour l’étude de l’art pariétal.