Méthode pour la datation des mortiers de chaux archéologiques : caractérisation, extraction, datation, validation – MEMOAr

MEMOAr porte sur un élément clé de la recherche en archéologie du bâti : la datation des phases de construction. Actuellement, l'étude des mortiers de chaux permet de distinguer ces phases mais non de les dater. La méthode de datation par le 14C des mortiers de chaux donne des résultats peu fiables car ce sont des matériaux très hétérogènes : ils peuvent contenir plusieurs sources de carbone qui induisent des erreurs de datation. Il faut donc identifier et sélectionner les carbonates réellement cristallisés lors de la prise du mortier afin d'en extraire le bon carbone à dater. L’identification et la caractérisation des mortiers est donc un préliminaire indispensable avant toute datation afin d’évaluer les risques d’erreurs et la validité de la date obtenue.
Nous proposons une méthode innovante combinant l'identification précise des zones contenant des carbonates néoformés par imagerie LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), et l'extraction ciblée du carbone par ablation laser à haute résolution spatiale. L'intelligence artificielle sera utilisée pour créer des masques et piloter l’extraction ciblée sur les zones sélectionnées. La quantité de 14C résiduel sera ensuite mesurée par spectrométrie de masse par accélérateur (AMS). Les premières expériences réalisées par les membres de l’équipe ont permis la conception du prototype et la validation du concept.
Les tests de datation seront réalisés à la fois sur des échantillons expérimentaux (développés en laboratoire et de composition connue) et sur des échantillons provenant de sites déjà datés par des méthodes de datation croisées (sites antiques et médiévaux de différentes régions françaises). Tous les éléments de datation seront discutés et intégrés dans une analyse bayésienne qui nous permettra de valider rigoureusement les résultats obtenus.
MEMOAr s'appuie sur un consortium d’archéologues, archéomètres, physiciens, chimistes et spécialistes des matériaux (Université Lyon1, Lyon2, Bordeaux-Montaigne et CNRS). Un chercheur de l'Institut Royal du Patrimoine Artistique de Bruxelles, sera également consulté en tant qu'expert conseil. Nous prévoyons de recruter un doctorant (3 ans) et un post-doctorant (1 an) sur des profils interdisciplinaires.
Le projet aboutira à la mise à disposition d'outils méthodologiques dédiés à la datation de la chaux, accessibles au sein d'une plateforme ouverte à l’international (ILMTech technological and scientific platform). Toutes les données produites seront disponibles dans un espace dédié en cours d’élaboration dans l’Equipex+ project, ESPADON-PATRIMEX+. Cette base de données sera ouverte et accessible à tous. L'ensemble de la communauté archéologique disposera ainsi d’outils performants pour la datation des mortiers de chaux.