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Manifestation d'intention pour l’acquisition d’équipements destinés à la datation et à la caractérisation par résonance paramagnétique électronique d’échantillons archéologiques et géologiques quaternaires

Dans les domaines de la préhistoire, de la paléontologie et de la géologie, la datation d’évènements, de phases d’occupations ou de présence humaine ou animale est primordiale pour la compréhension de l’évolution des populations au sein de leurs écosystèmes et des paysages. Notre projet s’articule autour de trois laboratoires de la région Ile de France ayant des équipes dont l’activité de recherche porte sur la préhistoire, la géologie du Quaternaire, la pratique des méthodes de datation fondées sur des principes de dosimétrie nucléaire, la cristallographie et la caractérisation des matériaux (UMR7194 HNHP, UMR8591 LGP, UMR 7590 IMPMC). Les méthodes utilisées et développées par ces différentes équipes sont d’une part la résonance paramagnétique électronique (RPE), qui peut être utilisée comme une technique de datation ou comme une méthode de caractérisation, et d’autre part les séries de l’uranium utilisant la spectrométrie gamma à haute résolution et à bas bruit de fond et la spectrométrie de masse (ICPMS). Pour la datation par RPE, un âge se calcule par le rapport de deux grandeurs, la dose totale de radiation reçue par l’échantillon depuis sa formation ou son enfouissement et la dose de radiation reçue en une année. La détermination de la dose totale (ou paléodose) nécessite l’emploi d’un spectromètre RPE et la mesure de la dose annuelle est obtenue à partir de la mesure des teneurs en éléments radioactifs de l’échantillon et du sédiment qui l’environne par un spectromètre gamma. 

L’équipe porteuse du projet (UMR7194 HNHP) est historiquement pionnière dans l’application de la RPE dans le domaine de la datation en géologie du Quaternaire et en Préhistoire. La RPE permet la datation directe des niveaux préhistoriques ou paléontologiques en s’adressant à l’hydroxyapatite constituant principal des dents d’animaux fossiles. Ces dents sont soit rapportées par les hommes dans les niveaux archéologiques, et donc contemporaines de leurs occupations, ou trouvées en contexte paléontologique. La RPE offre la possibilité de dater des processus ou phénomènes géologiques comme le transport et le dépôt de sédiments par les fleuves, le vent ou la mer, permettant l’établissement de cadres chronostratigraphiques et de reconstituer l’évolution géomorphologique à une échelle locale ou régionale. Dans ce même registre, il est possible de dater la précipitation de carbonates continentaux et marins et de les comparer avec les résultats obtenus par les séries de l’uranium. 

Depuis une quarantaine d’années, cette équipe a contribué à la publication d’environ 300 articles scientifiques et à la formation d’une vingtaine de chercheurs en poste dans des laboratoires français et étrangers. Un très grand nombre de collaborations scientifiques a ainsi été établie à l’échelle régionale, nationale et internationale, entrainant un nombre sans cesse croissant d’analyses. Actuellement, ces dernières impliquent l’emploi d’un matériel acquis en 2000 pour la spectrométrie RPE (via un projet sésame) et 1994 pour la spectrométrie gamma. Ces appareils sont maintenant vieillissants et en partie obsolètes. Les pannes récurrentes contrarient les mesures et par extension peuvent mettre en danger les collaborations en augmentant le délai d’analyse de façon considérable. Il y a donc pour nous un besoin impérieux de renouveler rapidement les différents équipements et d’acquérir un matériel performant et innovant (cavité RPE stabilisé haute sensibilité et spectromètre gamma à très haute sensibilité). L’acquisition de ces appareils permettra de réaliser des datations précises et fiables d’échantillons provenant de sites préhistoriques, paléontologiques ou géologiques dont l’âge est compris entre 2 et 0.05 Ma. Ces dix dernières années, du fait de la demande croissante des géologues quaternaristes, des géomorphologues et des archéologues dans le domaine de la chronologie, ces méthodes font maintenant l’objet d’investissements importants notamment en Australie, en Europe et en Asie. En revanche, en France, la situation n’a pas évolué depuis plusieurs décennies. Il devient donc crucial de redynamiser un laboratoire dont les appareils sont vieillissants et de regrouper les compétences en Ile-de–France autour de plusieurs équipes qui renforceraient et amélioreraient l’aspect pluridisciplinaire indispensable à l’étude du Quaternaire.