Comment Bayes date-t-il un événement non mesurable ?

Intervenant 10:01

Imaginez qu'un spectromètre de masse ultra sophistiqué, vraiment le truc réglé au millimètre dans un laboratoire de pointe, eh bien, il vous affirme avec un aplomb total qu'une poterie a, disons, 3000 ans.

Intervenant 20:14

D'accord.

Intervenant 10:15

Mais sur le terrain, quand vous regardez la simple position géologique de cette même poterie dans le sol...

Intervenant 20:22

La stratigraphie, ouais.

Intervenant 10:22

C'est ça. Ça vous démontre par A plus B que c'est physiquement impossible.

Intervenant 20:27

Ah oui, le fameux conflit.

Intervenant 10:29

Voilà. Alors qui a raison ? Est-ce que c'est la puissance de la physique nucléaire ou la logique implacable de la fouille archéologique ? Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente, où nous allons voir aujourd'hui comment les mathématiques, et plus précisément les probabilités, permettent de réconcilier ces deux mondes pour faire parler le passé. Bonjour à tous et merci de nous écouter.

Intervenant 20:51

Bonjour, c'est vrai que c'est une tension fascinante. Cette tension entre la mesure, disons, froide du laboratoire et la réalité brute du terrain, c'est vraiment au cœur du problème de la datation moderne.

Intervenant 11:04

Parce qu'on a souvent, je crois, une vision un peu naïve de l'archéologie, non ? On se dit, on trouve un bout d'os, on le glisse dans une machine, ça fait bip, et on a l'année de fabrication gravée dans le marbre.

Intervenant 21:14

Mais c'est un peu le cliché de la police scientifique, mais avec des silex quoi.

Intervenant 11:17

C'est ça.

Intervenant 21:17

Or, en réalité, la datation, ça sert fondamentalement à modéliser la chronologie d'un site archéologique dans son ensemble. On ne cherche pas juste une date isolée.

Intervenant 11:26

Ah, on veut une histoire en fait.

Intervenant 21:28

Exactement. On cherche à savoir combien de temps a duré une occupation précise. Est-ce qu'il y a eu des phases d'abandon ? Des réoccupations des lieux quelques siècles plus tard. Et pour répondre à ces dynamiques temporelles qui sont très complexes, les mesures physiques isolées, elles sont dramatiquement insuffisantes. Il nous faut absolument un cadre formel pour les interpréter.

Intervenant 11:50

Ok, je suis ravie qu'on explore ça. Mais avant d'entrer dans ce cadre formel, avant de parler de mathématiques et de manipuler des distributions de probabilités, je pense qu'il faut qu'on pose les bases. Les bases physiques. Qu'est-ce qu'on mesure au juste quand on date un objet ?

Intervenant 22:04

Oui, c'est indispensable de comprendre l'outil de base.

Intervenant 12:07

Parce que l'archéologie dispose d'outils qu'on connaît bien, comme par exemple la dendrochronologie, cette fameuse étude des cernes du bois.

Intervenant 22:15

Tout à fait. C'est une méthode très précise. Ça fonctionne un peu comme une série temporelle discrète. On compte les années grâce à l'épaisseur des cernes en comparant avec un référentiel. Mais ça ne marche que si on a du bois, et du bois très bien conservé.

Intervenant 12:30

Et c'est là que la physique nucléaire entre en jeu. Dès qu'on s'éloigne du bois parfait, on fait appel à la radioactivité, avec la star de la discipline, le fameux carbone 14.

Intervenant 22:40

Le grand classique. En fait, le principe du radiocarbone se repose sur une dynamique de désintégration qui est très bien comprise en physique.

Intervenant 12:47

Comment ça marche concrètement ?

Intervenant 22:48

C'est assez élégant. Dans la haute atmosphère, les rayons cosmiques bombardent constamment l'azote et produisent du carbone 14, un isotope instable. Et ce 14C, il redescend, il intègre le cycle du carbone classique, la photosynthèse, et donc il entre dans tout le vivant, les plantes, les animaux, nous.

Intervenant 13:07

Ah d'accord, donc nous en ce moment on respire, on mange, on emmagasine du carbone 14.

Intervenant 23:12

Voilà, tant qu'un organisme est vivant, son ratio de 14 EC par rapport au carbone stable, le carbone 12, ce ratio il reste en équilibre constant avec l'atmosphère.

Intervenant 13:22

Parce qu'on se renouvelle.

Intervenant 23:23

C'est ça, mais au moment de la mort, les échanges cessent, la plante ne fait plus de photosynthèse, l'animal ne mange plus et le 14 EC, comme il est instable, il va commencer à se désintégrer.

Intervenant 13:33

Il disparaît petit à petit.

Intervenant 23:34

Oui, selon une loi mathématique très précise, une loi exponentielle décroissante. On sait que sa demi-vie, c'est-à-dire le temps qu'il faut pour que la moitié des atomes de 14C disparaissent, c'est d'environ 5730

Intervenant 13:47

ans. D'accord. Donc la physique nous fournit vraiment une équation de décroissance hyper robuste. Et en comptant simplement les isotopes radioactifs qui restent dans l'échantillon, on peut remonter le temps ?

Intervenant 23:58

C'est le principe,

Intervenant 14:00

oui. Bon, ça c'est génial pour tout ce qui est matière organique. Donc on a dit les ossements, les charbons de bois, les graines. Mais moi, je me pose une question. Si on fouille, disons, un ételier antique et qu'on ne trouve que de la brique, de la tuile ou de la céramique, il n'y a pas de carbone là-dedans, si ?

Intervenant 24:17

Non, très peu, ou alors il n'est pas lié à l'événement qu'on veut dater. Dans ce cas-là, on fait appel à une autre méthode, issue de la physique du solide cette fois. C'est la thermoluminescence. La thermoluminescence.

Intervenant 14:27

Rien que le mot est

Intervenant 24:29

beau. Et l'idée physique derrière est fascinante, je trouve. Ça repose en fait sur les défauts microscopiques de la structure cristalline de certains minéraux.

Intervenant 14:37

Comme quoi ?

Intervenant 24:37

Comme le quartz. Le quartz qui est contenu dans l'argile des poteries ou des briques.

Intervenant 14:41

D'accord, et que se passe-t-il dans ces cristaux ?

Intervenant 24:44

Au fil du temps, la radioactivité naturelle du sol, de l'environnement immédiat de l'objet, va venir bombarder ce quartz. Et ça, ça va arracher des électrons à leurs atomes. Oula, on entre dans l'infiniment petit.