L’archéologie contemporaine a dépassé l’image romantique de la chasse au trésor pour s’imposer comme une discipline scientifique dotée d’un cadre méthodologique rigoureux, dont l’objectif premier consiste à reconstituer les événements humains et les relations entre les communautés antiques et leur environnement. La recherche sur le terrain se présente comme une opération unique : contrairement à d’autres sciences, la fouille archéologique est, à tous égards, une procédure non reproductible. Au moment même où la terre est retirée pour mettre au jour des vestiges enfouis, la stratification d’origine se désagrège de manière irréversible et cesse d’exister dans sa configuration physique. C’est pourquoi la documentation minutieuse de chaque phase de travail et la capacité à établir la succession temporelle des dépôts constituent la colonne vertébrale de toute recherche. Dater une pièce archéologique, et donc attribuer une époque à un objet, à un mur ou à une couche de sol, n’est pas un simple travail de catalogage, mais la condition préalable essentielle pour transformer des fragments matériels en un récit historique cohérent. Pour s’orienter dans le temps, la recherche s’appuie sur deux concepts complémentaires: la chronologie relative, qui ordonne les événements et les objets dans une séquence temporelle en indiquant ce qui s’est passé avant et ce qui s’est passé après, et la chronologie absolue ou numérique, qui permet quant à elle de relier un fait ou une découverte à une date précise exprimée en années. La chronologie relative, comme l’écrit l’archéologue Daniele Manacorda, « permet d’établir l’ancienneté relative d’un contexte par rapport à un autre et a pour objectif la construction de séquences qui disposent de manière ordonnée dans le temps des objets, des couches ou des événements individuels à n’importe quelle échelle : de la succession des différentes glaciations du Quaternaire à la reconstitution de la chaîne des procédés artisanaux qui est à la base de la fabrication d’un objet ou de la construction d’un édifice », tandis que la chronologie absolue « permet de situer les événements dans leurs relations réciproques et d’évaluer, par exemple, la durée de certains phénomènes historiques fondamentaux, la vitesse des transformations qui se sont succédées et leur éventuelle simultanéité dans les différentes régions du monde ».
La pierre angulaire sur laquelle repose le travail de fouille est la méthode stratigraphique, une procédure dérivée des principes de la géologie et réadaptée pour tenir compte de la nature spécifique des dépôts anthropiques. Sur le terrain, les traces des activités humaines et des agents naturels se superposent progressivement au fil du temps. Pour simplifier, on pourrait dire que la règle de superposition établit que, dans une séquence non perturbée, la couche située le plus profondément est la plus ancienne, tandis que celle située au-dessus est la plus récente. « La stratigraphie », écrit l’archéologue Carolina Megale, « repose sur le principe selon lequel la couche la plus basse est plus ancienne que celle qui la surmonte : la succession des couches peut donc fournir une séquence chronologique relative, de la plus ancienne (la couche la plus basse) à la plus récente (la couche la plus haute). De plus (même si ce n’est pas toujours aussi simple), les vestiges contenus dans une couche qui n’a pas subi d’altérations ultérieures peuvent être considérés comme contemporains de la couche elle-même ». Dans un gisement archéologique, on distingue les unités stratigraphiques positives, qui témoignent d’actions matérielles d’accumulation ou de construction telles que le remblayage d’un terrain ou l’édification d’un mur, et les unités stratigraphiques négatives, qui représentent au contraire des moments de destruction ou de retrait de matière, comme le creusement d’une fosse ou la démolition d’un bâtiment. Reconnaître les limites de chaque unité et analyser leurs relations physiques de superposition ou de recoupement permet à l’archéologue de traduire la complexité du sous-sol en un schéma séquentiel abstrait : grâce à l’utilisation du diagramme stratigraphique, les actions individuelles sont ainsi reliées au sein d’une séquence chronologique relative et regroupées en activités et en périodes historiques, fournissant ainsi la trame temporelle fondamentale pour l’interprétation du site.
Le passage d’une chronologie relative à une chronologie absolue s’effectue grâce à l’identification des éléments datants contenus dans les couches. Dans les époques historiques caractérisées par l’utilisation de l’écriture ou par l’émission de monnaie, par exemple, la présence d’objets particuliers portant des messages explicites constitue une ressource d’une importance extraordinaire : une pièce de monnaie portant le portrait d’un souverain ou l’année de frappe, tout comme une inscription épigraphique datée selon l’ère consulaire romaine, constituent des repères de première importance pour la datation. De même, des objets tels que les briques ou les grandes amphores de transport peuvent porter des cachets de fabrique indiquant l’atelier ou l’année de production. Toutefois, l’utilisation chronologique de ces objets nécessite une prudence méthodologique liée aux concepts de terminus post quem et de terminus ante quem. Le terminus post quem représente la limite à partir de laquelle une couche a pu se former : la présence d’une pièce de monnaie frappée en l’an 10 apr. J.-C. indique que la couche s’est constituée à cette date ou à une date postérieure, car un objet ne peut pas se retrouver dans le sol avant d’avoir été fabriqué. À l’inverse, le terminus ante quem fixe la date avant laquelle le dépôt a dû se former. Cette situation se produit dans des contextes fermés, où un événement soudain tel qu’une éruption volcanique, un incendie ou un naufrage, ou encore une action intentionnelle telle qu’une sépulture, fige instantanément l’association des matériaux en usage à ce moment précis, comme ce fut le cas à Pompéi en 79 apr. J.-C..
Lorsque la recherche porte sur des contextes dépourvus de sources écrites ou d’objets portant des dates explicites, la classification formelle des objets devient l’outil principal pour l’établissement de cadres chronologiques. La méthode chronotypologique consiste à regrouper les vestiges en types définis sur la base de la récurrence de caractéristiques morphologiques, technologiques et décoratives. Cette approche repose sur deux concepts essentiels : le fait que les objets produits au cours d’un intervalle de temps donné partagent un style cohérent, et le constat que les transformations stylistiques s’opèrent de manière progressive. En classant les types en séquences sériales, la sériation permet d’établir l’évolution chronologique relative des associations d’objets. Dans ce contexte, la céramique joue le rôle de… guide pour l’archéologie : on pourrait la définir ainsi. En effet, son abondance extraordinaire dans les fouilles, associée à l’inaltérabilité de la terre cuite et à la sensibilité marquée des formes aux modes culturels, fait des fragments de céramique des indicateurs chronologiques auxquels on attribue un haut degré de précision. L’élaboration de vastes tableaux typologiques pour les différentes classes de céramique, comme ceux réalisés pour les amphores romaines, permet en outre de pratiquer la datation croisée: la découverte d’objets de forme connue sur un site inconnu permet d’y transposer les datations déjà établies dans d’autres contextes.
Il existe par ailleurs plusieurs autres méthodes. À partir du milieu du XXe siècle, en effet, la rencontre entre l’archéologie et la science a ouvert la voie à des méthodes de datation fondées sur des phénomènes naturels, les méthodes archéométriques, capables de fournir des estimations chronologiques chiffrées indépendantes des cadres culturels historiques. Par exemple, la méthode du radiocarbone ou carbone 14, mise au point par Willard Libby entre 1945 et 1955, constitue la technique la plus célèbre pour la datation de matériaux d’origine organique tels que le bois, le charbon, les os, les tissus, les coquillages et les graines. Le fonctionnement de cette « horloge nucléaire » repose sur l’isotope radioactif carbone 14, généré dans la haute atmosphère par les rayons cosmiques et assimilé par tous les organismes vivants par le biais de la photosynthèse ou de la chaîne alimentaire. Tant qu’un organisme est en vie, le rapport entre le carbone 14 et les isotopes stables reste en équilibre constant avec celui de l’atmosphère. À la mort de l’organisme, ces échanges cessent et la proportion de carbone 14 dans les tissus commence à diminuer régulièrement par désintégration radioactive, diminuant de moitié tous les 5 730 ans environ. En mesurant la quantité d’isotope résiduel, il est ainsi possible de calculer le temps écoulé depuis le décès. Le radiocarbone permet de dater des vestiges remontant jusqu’à environ 50 000 ans avant notre ère, même s’il faut bien sûr tenir compte du fait que la datation au radiocarbone permet de dater le matériau, et pas nécessairement l’objet : un artiste aurait pu, par exemple, peindre sur une planche datant de deux ou trois cents ans avant sa naissance.
Pour les vestiges inorganiques ayant subi un chauffage ou une cuisson dans l’Antiquité, la technique physique de référence est la thermoluminescence, un procédé qui s’applique à la céramique, aux briques, aux terres cuites architecturales, aux terres de fonderie des statues en bronze et aux silex brûlés. Les matrices argileuses contiennent des minéraux cristallins tels que le quartz et les feldspaths, qui sont continuellement bombardés par les rayonnements ionisants émis par les éléments radioactifs naturels du sol : le processus de cuisson à haute température remet complètement à zéro l’horloge interne de l’objet, libérant les électrons accumulés jusqu’alors, et à partir de ce moment commence une nouvelle accumulation régulière de charges énergétiques. En soumettant en laboratoire un petit fragment de la pièce à un nouveau chauffage contrôlé à environ 400 °C, les électrons piégés se libèrent en émettant un faible signal lumineux. L’intensité de la lumière émise est directement proportionnelle à la dose de rayonnement absorbée et au temps écoulé depuis la cuisson, et cette caractéristique de la matière permet d’obtenir des datations avec une marge d’erreur comprise entre 5 et 10 % pour une plage chronologique pouvant aller jusqu’à plusieurs dizaines de milliers d’années. Une méthode similaire, mais qui évite la destruction thermique de l’échantillon, est la résonance de spin électronique (ESR, Electron Spin Resonance). Ce procédé mesure directement le nombre d’électrons piégés dans les défauts du réseau cristallin sans recourir à la chaleur, en exploitant l’absorption des micro-ondes par les particules placées dans un champ magnétique variable. Cette technique s’est révélée particulièrement efficace pour les matériaux biologiques tels que l’émail dentaire, les coraux, les coquillages et les os fossiles. Une autre méthode reposant sur les effets du rayonnement consiste à analyser les traces de fission nucléaire: l’uranium présent dans les verres volcaniques comme l’obsidienne, dans les verres artificiels ou dans les minéraux subit des fissions spontanées dont les fragments laissent des sillons microscopiques dans la structure cristalline ; le comptage de ces traces permet de déterminer l’âge de formation de la roche ou de fabrication de l’objet.
L’ampleur des fouilles archéologiques impose souvent le recours à d’autres techniques chimiques, radiométriques et géophysiques afin de couvrir différents domaines matériels et chronologiques. Pour les roches volcaniques d’origine ancienne ou pour les couches de tuf intercalées dans les gisements du Paléolithique, la méthode potassium-argon (K-Ar) exploite la lente transformation radioactive de l’isotope potassium-40 en gaz inerte argon-40, remis à zéro au moment de la solidification de la lave, ce qui permet de dater les formations géologiques et les restes fossiles associés. La méthode des séries de l’uranium (thorium-uranium), en revanche, est appliquée aux roches carbonatées, aux spéléothèmes stalagmitiques des grottes et aux travertins, en mesurant le déséquilibre entre les isotopes pour couvrir l’intervalle compris entre 500 000 et 50 000 ans avant le présent. Une autre famille de méthodes physiques exploite les propriétés magnétiques de la planète pour déterminer l’âge des objets fabriqués et des sédiments naturels.L’archéomagnétisme s’applique aux structures en argile cuite conservées in situ, telles que les fours de potier, les foyers et les fours de cuisson : lorsque l’argile contenant des minéraux ferreux est chauffée au-delà de la température de Curie, les domaines magnétiques s’orientent selon la direction du champ magnétique terrestre du moment ; lors du refroidissement, cette orientation reste figée dans la structure sous forme de magnétisation résiduelle thermique. Comme le champ géomagnétique varie continuellement en direction, en inclinaison et en intensité selon une tendance connue sous le nom de variation séculaire, la mesure du magnétisme résiduel de l’échantillon permet de déterminer la date de la dernière cuisson en la comparant aux courbes de référence régionales. À l’échelle géologique, le paléomagnétisme étudie quant à lui les inversions importantes et périodiques de la polarité du champ magnétique terrestre, enregistrées dans les roches et les sédiments. En biochimie, la méthode de la racémisation des acides aminés s’applique aux restes osseux et aux coquillages fossiles, en mesurant la lente transformation chimique des acides aminés L en acides aminés D qui se produit après la mort de l’organisme, à une vitesse dépendant de la température. Enfin, l’hydratation de l’obsidienne permet de mesurer l’épaisseur de la pellicule d’eau absorbée par les surfaces de la roche volcanique à partir du moment où celle-ci a été taillée par l’homme pour fabriquer des outils lithiques.
Enfin, l’analyse des cycles réguliers fournis par la nature offre d’autres méthodes de datation d’une précision extraordinaire, basées sur le rythme annuel des saisons. Par exemple, la dendrochronologie, mise au point par Andrew Ellicott Douglass au cours des premières décennies du XXe siècle, étudie les cernes de croissance concentriques visibles dans la section transversale des troncs d’arbres. Dans les régions au climat tempéré, en effet, les arbres produisent chaque année un nouvel anneau de bois, dont l’épaisseur varie en fonction de l’âge de la plante et des fluctuations climatiques saisonnières ; or, comme les arbres d’une même espèce poussant dans une même région enregistrent les mêmes variations environnementales, fournissant ainsi des séquences d’anneaux superposables, il est possible de relier les sections de bois de plus en plus anciennes, en partant des arbres vivants jusqu’aux poutres et aux vestiges mis au jour lors de fouilles. En comparant la séquence annulaire d’un vestige en bois avec la courbe-échantillon de la région, la dendrochronologie permet de déterminer l’année au cours de laquelle l’arbre a été abattu, offrant ainsi un niveau de précision inégalé. Une autre méthode fondée sur les rythmes saisonniers consiste à compter les varves, des dépôts sédimentaires argilo-sableux stratifiés au fond des bassins lacustres glaciaires. Découvert par Gérard de Geer, ce système mesure les différentes épaisseurs des paires de bandes formées par la fonte estivale et le gel hivernal des glaciers, ce qui permet d’établir des chronologies absolues pour les phases de déglaciation du Pléistocène récent. On peut également citer l’étude des vestiges botaniques et en particulier la palynologie: cette discipline analyse les spores et les grains de pollen fossilisés, qui se conservent pendant des millénaires au sein des bassins lacustres, des tourbières ou des sédiments de grottes. Les palynologues étudient la composition des dépôts polliniques présents dans les différentes couches stratigraphiques, reconstituant ainsi l’évolution de la végétation et les fluctuations climatiques. Les variations de la présence relative des différentes espèces arborées et herbacées permettent de définir des biozones polliniques spécifiques, caractérisées par des associations végétales particulières qui reflètent des phases de réchauffement ou de refroidissement glaciaire. En intégrant le profil pollinique issu d’un gisement archéologique dans une séquence pollinique de référence régionale, il est possible d’attribuer au contexte une datation relative d’une grande précision. De plus, l’analyse pollinique sur les sites fréquentés par l’homme permet d’identifier les interventions anthropiques sur le paysage antique, telles que les premiers déboisements et les débuts de l’agriculture. Dans les régions touchées par des événements volcaniques anciens, la téphrochronologie constitue une méthode de datation indirecte d’une grande efficacité stratigraphique. Ce procédé repose sur l’étude des téphras, c’est-à-dire l’ensemble des matériaux pyroclastiques de retombée (tels que les cendres, les lapilli et les pierres ponces) expulsés dans l’atmosphère lors des éruptions et transportés par les courants aériens, même sur de grandes distances. Le dépôt d’une couche de téphra s’effectue en un laps de temps extrêmement court d’un point de vue géologique, et s’étend sur des superficies très vastes. C’est pourquoi une couche pyroclastique intercalée au sein d’une séquence sédimentaire ou archéologique représente une surface parfaitement isochrone, un horizon de référence unique. Lorsqu’un événement éruptif donné est daté par des analyses radiométriques directes sur les minéraux du téphra ou par la méthode au radiocarbone appliquée aux matériaux organiques adjacents, la couche pyroclastique devient un marqueur temporel incontestable. Tout dépôt situé en dessous du niveau volcanique sera antérieur à l’éruption, tandis que les niveaux sus-jacents seront postérieurs, ce qui permet d’établir des corrélations chronologiques immédiates entre des sites archéologiques éloignés les uns des autres.
La grande diversité des méthodologies disponibles montre que la datation d’un objet ou d’un site archéologique n’est jamais le résultat de l’application isolée d’une seule méthode de laboratoire ou d’un seul outil analytique. Toute donnée chiffrée fournie par les sciences physiques ou biologiques n’acquiert une réelle signification historique que si elle est replacée et examinée de manière critique dans le contexte de l’observation stratigraphique des fouilles, de l’étude typologique des objets et de la comparaison avec les sources écrites et iconographiques. Les méthodes historiques, les méthodes archéométriques et les sciences de la nature ne s’opposent pas, mais agissent en synergie constante, s’équilibrant et se vérifiant mutuellement. La capacité de l’archéologue à formuler les bonnes questions au terrain et à interpréter la synthèse de toutes les réponses constitue le véritable cœur de la recherche historique. Interroger la matière pour lire le temps reste la condition indispensable pour transformer des fragments de pierre, de terre, de céramique, de métal ou d’os en mémoire vivante de la civilisation humaine.
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| Comment date-t-on une pièce archéologique ? Toutes les méthodes utilisées par les archéologues |
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