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Méthode de datation
Historique de la méthode
Découverte à la fin du 19e siècle, cette science est basée sur l’analyse des cernes de croissance des arbres, en s’attachant essentiellement à la mesure de leur largeur, à leur description et à leur ordonnancement dans le temps. Son inventeur, l'Américain Andrew Eliott Douglass (1867-1962), était astronome. Esprit curieux, attentif aux phénomènes naturels de toutes sortes, il conduisit plusieurs études liées à l’astronomie, avant de s'intéresser au soleil et plus particulièrement à ses cycles. Bientôt, il eut l'idée de comparer l'activité cyclique du soleil avec les cernes d'un pin poussant dans sa région, l'Arizona. Il réalise alors une découverte capitale: les cernes se succèdent suivant des séries non reproductibles dans le temps. Par comparaison d'arbres de plus en plus anciens, il devenait possible de remonter le fil du temps ! Abandonnant l'astronomie au profit de la dendrochronologie, il fut le premier à rechercher des poutraisons d'anciennes demeures indiennes du Nouveau-Mexique (pueblos qui lui permirent de procéder aux premières datations d'un site historique.
En 1937, Bruno Huber (1899-1969), ingénieur forestier munichois, prouve par ses recherches qu’il est possible d’utiliser la dendrochronologie en Europe centrale. Dès 1941, il publie les premières séries dendrochronologiques liées notamment au chêne, au sapin blanc et à l’épicéa. Depuis ce moment, mais surtout à partir des années septante, les laboratoires vont se multiplier en Europe et dans le Monde.
L'échantillonnage
Dans un arbre vivant ou dans l’ossature en bois d’un bâtiment, les prélèvements se font à l’aide d’une tarière, qui permet d’extraire une carotte de bois et qui minimise l’impact destructeur sur l’objet analysé. Ce type de prélèvement est irréalisable dans les bois gorgés d’eau avec les moyens à disposition actuellement. Seul le prélèvement de sections transversales est envisageable. Ces sections, d’une épaisseur de 2 à 3 centimètres, sont effectuées sous l’eau à l’aide d’une scie à main, puis reprise à terre à l’aide d’une scie à ruban afin d’améliorer la qualité de lecture des cernes et de diminuer au maximum le temps consacré à la préparation du chemin de mesure. Si ce procédé est destructif, il a l’avantage de fournir au dendrochronologue des séquences complètes d’anneaux de croissance et lui permet de choisir l’endroit le plus approprié pour effectuer un chemin de mesure. Le choix pour l’endroit du prélèvement est déterminé par le nombre de cernes potentiellement existant et la présence d’aubier pour certaines espèces comme le chêne ou le mélèze. L’aubier est la partie vivante de l’arbre et il permettra lors de l’exercice de datation d’effectuer des estimations précises sur la date d’abattage de l’arbre, même si les derniers cernes de croissance sont absents.
Le chemin de mesure
Le chemin de mesure (ou rayon) est réalisé par un surfaçage à l'aide d'une lame de rasoir, laquelle permet de couper les pores sans les écraser. Le chemin se fait en évitant, tant que possible, les anomalies de croissance (blessures, bois de réaction, nœuds). Plusieurs chemins de mesure par échantillon sont parfois indiqués pour obtenir les séries dendrochronologiques les plus représentatives. Cependant, quel que soit l'endroit choisi sur l'échantillon, la largeur des cernes du chêne reste toujours proportionnelle au rayon moyen. Cette condition première pour espérer corréler les bois n'est pas respectée sur toutes les essences : dès lors certaines ne peuvent être soumises à l'analyse dendrochronologique (ex. : l’if ou l'olivier). Pour la mesure des éléments d’un meuble ou d’une peinture sur un support en bois, le chemin s’effectue par un sablage très fin qui se contente de nettoyer la surface du bois sans enlever de matière.
Les cernes d’un arbre sont composés de bois initial formé au printemps et de bois final constitué en été et au début de l’automne, jusqu’au début de la période de repos végétatif. La limite des cernes pour le chêne est facile à identifier sur une coupe transversale. Le chêne est un bois à zone poreuse : les pores qui se développent au printemps sont de très grande taille et disposés sur une ou plusieurs rangées ; les pores du bois final sont beaucoup plus fins et forment un motif flammé. Les cernes se développent entre des rayons ligneux ou médullaires, reconnaissables à l’œil nu, qui partent du centre de l’arbre jusqu’à la périphérie. La lecture des cernes annuels peut s’avérer problématique lorsqu’ils sont particulièrement serrés et que les vaisseaux de printemps de plusieurs années consécutives se chevauchent. Pour faciliter l’identification des cernes, l’emploi de craie fine permet de remplir les pores et de les faire ressortir en augmentant le contraste.
La datation
Les deux règles principales de la dendrochronologie :
- deux arbres de la même essence, contemporains, poussant dans la même région et dans le même milieu édaphique, ont des courbes de croissance parallèles
- cent années de croissance moyenne, c'est-à-dire établie d'après une série de plusieurs échantillons, donnent une courbe de forme unique, dont la loi de la probabilité interdit la réapparition au cours du temps. Dans les zones tempérées du globe - Europe ou l’Amérique du Nord par exemple - la vie des arbres est soumise au rythme des saisons. Ainsi, leur croissance est active du printemps à l’automne alors qu’elle est au repos pendant les mois d’hiver.
La reconnaissance exacte des cernes annuels constitue la base de l’expertise dendrochronologique. La mesure est effectuée soit à l’aide d’une table micrométrique, soit en recourant à l’imagerie numérique. La table est constituée d’un chariot se déplaçant à l’aide d’une vis sans fin. Une règle électronique compte les rotations de la vis et les transforme en mesures linéaires, grâce à une interface dotée d’une précision de l’ordre du 100e de millimètre. Le recours à une loupe binoculaire, équipée d’un réticule servant de repère, permet une lecture des cernes qui, pour les prélèvements de chênes préhistoriques, sont généralement largement inférieurs au millimètre. La mesure se fait dans le sens de la croissance de l’arbre, de la moelle et à la périphérie. Si le comptage des cernes permet de déterminer l’âge de l’arbre, l’exercice de corrélation des séries dendrochronologiques se fait uniquement en prenant en compte la largeur des cernes.
Déterminer l'essence du bois est la première étape pour le dendrochronologue, car la synchronisation de la mesure d'un échantillon donné avec un référentiel local doit toujours tenir compte de l'essence. Un chêne ne pousse pas dans les mêmes conditions qu'un sapin et ces deux essences vont réagir différemment aux conditions climatiques auxquelles elles sont soumises. Le chêne sessile apprécie un climat doux et sec alors que le sapin prolifère dans une ambiance plus fraîche et plus humide. La datation des prélèvements est réalisée en comparant la largeur des cernes et en identifiant des signatures sur les courbes de croissance. Les signatures (ou cernes diagnostiques) sont des cernes qui reflètent des conditions particulières et qui se retrouvent sur la quasi-totalité des échantillons; elles peuvent avoir une portée régionale ou continentale. Elles sont alors le reflet d’un événement climatique particulier qui a été ressenti à large échelle par les arbres. Le repérage des signatures peut se réaliser en recherchant les valeurs extrêmes de la largeur des cernes ou une suite de cernes laissant apparaître un dessin caractéristique. Ces cernes constituent des repères inestimables pour confirmer une corrélation identifiée à l’aide des calculs mathématiques.
Des outils statistiques permettent la synchronisation des courbes sur les référentiels en repérant les similitudes entre la courbe de l'échantillon analysé et celle du référentiel. Un coefficient de concordance est calculé en comparant les variations positives ou négatives des courbes et en quantifiant le nombre d'années où elles sont identiques. Plus le nombre de cernes de croissance est important et plus les possibilités de dater un échantillon sont élevées. Une centaine d'années de croissance donne une courbe de forme unique pour laquelle les lois de la probabilité empêchent la réapparition dans le temps une seconde fois.
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