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Quelques remarques sur la présentation des données chronologiques concernant la période quaternaire

A few remarks on the quotation of chronological data for the quaternary
Didier Miallier et Jean‑Claude Lefèvre
p. 391-395

Résumés

La chronologie est l’un des piliers des études quaternaires, or l’expression tant écrite qu’orale des données chronologiques reste hésitante et marquée par une dispersion des systèmes de référencement. Les notations et les unités sont souvent utilisées de façon inappropriée, notamment la référence BP, ce qui conduit parfois à de véritables erreurs. Il résulte de cette situation un certain brouillage de l’information. Une prise de conscience de ce problème est nécessaire.

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Texte intégral

1 - Introduction

1Dans le domaine de la chronologie il est actuellement facile de constater, à travers les publications et les communications dans les réunions scientifiques, une dispersion des systèmes de référence et des notations pour les datations et pour les échelles de temps. Les conventions adoptées sont parfois incertaines pour le lecteur (voir par exemple Walker, 2005). De plus, de véritables erreurs ne sont pas rares. Un débat sur ce sujet est ouvert au sein de la communauté de datation par la thermoluminescence (TL) et par les méthodes de datation apparentées, OSL, RPE (Grün, 2008 ; Wolfe & Hugenholtz, 2009 ; Duller, 2011). Nous avons pensé qu’il pouvait être utile de le poursuivre et de l’élargir, notamment parce que nous avons constaté que le phénomène est particulièrement marqué dans le domaine des études quaternaires.

2Il ne sera question ici que de la présentation des datations et des chronologies, sans aborder le traitement des données (calculs de moyennes, comparaisons, etc.), ce qui est un autre problème.

2 - Diversité des systèmes chronologiques, avantages et inconvénients

3Certaines publications comprennent deux, voire trois systèmes chronologiques différents (notation, unités et origine du repère), reposant sur autant de techniques de datation. Cela ne facilite ni l'analyse cohérente de faits géologiques ou archéologiques ni sa présentation au lecteur. Or, pour presque toutes les grandeurs mesurables des passerelles peuvent être établies entre des référentiels liés à des techniques particulières de mesure et des systèmes universels. C’est le cas dans le domaine de la chronologie ; il faudrait en profiter pour utiliser in fine un langage commun. De plus, des approches théoriques et pratiques destinées à combiner des datations obtenues avec des techniques différentes sont actuellement en plein développement (voir par exemple Lanos & Dufresne, 2012) et elles ne peuvent fonctionner et exprimer leurs résultats que dans un seul et même référentiel.

4Il ne s’agit pas du tout de contester l’existence des systèmes spécifiques qui sont utiles, par exemple en chronologie relative. L’adjectif « absolu », souvent discuté, qualifie des âges obtenus avec des méthodes pouvant être considérées comme universelles car elles reposent sur la mesure d’une grandeur physique liée au temps écoulé, suivant des lois qui sont partout les mêmes (Geyh & Schleicher, 1990). Cependant, divers paramètres, voire même des présupposés entrant dans les calculs sont susceptibles d’évoluer avec l’état des connaissances. Le cas le plus emblématique est celui de la méthode de datation par radiocarbone : depuis 1955, la demi-vie du 14C a été révisée et le principe fondamental de la constance de sa production cosmogénique a été infirmé. Des données issues d’une seule technique peuvent donc être soumises aux mêmes causes d’erreurs systématiques, de telle sorte qu’une chronologie relative obtenue avec une seule et même méthode peut être fiable, tandis que la chronologie absolue correspondante peut présenter un décalage systématique par rapport à la réalité. Mais ce n’est pas vrai pour toutes les méthodes de datation. Ainsi, les méthodes TL, OSL et RPE impliquent tellement de paramètres et sont mises en œuvre avec une telle variété de protocoles que leurs erreurs ne sont pas typiques.

5Donc nous plaidons pour la réduction du nombre de systèmes chronologiques et l’utilisation de systèmes simples et connus de tous, de la même façon qu’en physique il est toujours possible et même recommandé d’exprimer une grandeur dans le système SI (système international d’unités).

6Bien sûr, il faut ajuster périodiquement les corpus d’âges aux progrès faits dans la connaissance des processus de base des différentes techniques de datation. Il faut aussi permettre aux lecteurs de travailler avec des données publiées en conservant la possibilité de changer de système chronologique. Pour cela, il suffit que les auteurs veillent à toujours citer les sources donnant accès aux paramètres et aux méthodes de calcul mis en œuvre. C’est déjà, rappelons-le, une obligation pour le radiocarbone.

3 - Le vocabulaire et les référentiels chronologiques

7L’idéal serait de respecter, chaque fois que c’est possible sans créer d’ambiguïté, le vocabulaire et les repères ordinaires. Ainsi un « âge » est le temps qui s’est écoulé entre l’événement auquel on s’intéresse et le moment où l’on s’exprime, tandis qu’une « date » est un « instant particulier ancien » (Langouët & Giot, 1992). Or comme certains l’ont fait remarquer, le terme de « datation » a été très largement utilisé pour parler de la mesure, en laboratoire, de grandeurs directement liées à l’âge (Colman et al., 1987 ; Smart in Smart & Frances, 1991). La conversion d’un âge en une date - et réciproquement - est tellement simple que l’emploi d’un terme pour l’autre ne gêne généralement pas la compréhension. Cependant, dans certains cas la confusion conduit à un véritable contresens ; par exemple nous avons vu une échelle chronologique graduée en années calendaires jusqu’à 2010 légendée en « âge cal BP ».

8Les repères les plus simples et les moins sujets à confusion sont d’une part le calendrier grégorien et d’autre part l’âge, au sens naturel de ce mot, évalué au moment de son expression orale ou écrite. Dans ce dernier cas, il est évidemment nécessaire d’en avertir très clairement l’auditeur ou le lecteur.

4 - L’origine du référentiel chronologique

9La mention BP (pour Before Present), apparue en 1959 dans les instructions aux contributeurs de la revue Radiocarbon, avait à l'origine une signification évidente et sans ambigüité (Flint & Devey, 1961) ; plus tard, cette signification a été figée par une convention (Stuiver & Pearson, 1986) tout en perdant son sens littéral (tab. 1). En pratique, la fixation du « présent » à 1950 n’a pas trop gêné tant que le décompte des années passées après 1950 est resté négligeable devant l’incertitude liée au résultat : quelle différence y-a-t-il entre 5 500 ± 160 ans comptés avant 1950 ou bien avant 1970 ? Aujourd'hui la référence à 1950 est un décalage d'origine qui fait d'autant moins sens relativement au temps écoulé depuis l’évènement qui nous intéresse que ce dernier est plus précis et plus récent : 5 500 ± 30 ans ce n'est clairement pas la même chose avant 1950 et avant 2013. Cependant, cette référence garde encore un poids considérable car elle est très familière à toute une communauté qui a appris à penser la chronologie par rapport à cette date.

10Comme BP ne signifie plus uniquement « avant 1950 », les autres méthodes ont dû innover pour éviter les confusions. Dans le domaine de la datation par luminescence, l’année 1980 a été utilisée comme référence absolue (Fleming, 1978, Sutton, 1981), puis l’année 2000 a été proposée, suivant un usage introduit pour d’autres méthodes (Walker et al., 2009). Dans ce dernier cas, la notation B2k est parfois utilisée (Duller, 2011). Finalement, le caractère arbitraire et peu pratique à terme de ces choix a été justement souligné, sans clore le débat (Duller, 2011) ; que signifieront 1950, 1980 ou 2000 dans quelques décennies ? Comment citerons-nous des dates postérieures à 1950 ou 1980 ?

11Pour ces raisons, nous préférons les origines de repère liées aux deux référentiels déjà mis en avant : soit l’« année zéro » pour le calendrier grégorien, soit « aujourd’hui » pour l’âge.

12A titre d’illustration, le calendrier grégorien est utilisé par le Centre de Datation par le RadioCarbone (C.D.R.C.) de l’Université Claude Bernard Lyon 1 (Villeurbanne, France) pour situer des résultats de radiocarbone corrigés, avec les mentions « av. J.-C. », « ap. J.-C. » (BC ou AD dans un texte anglais). Il est aussi utilisé par le logiciel RenDat (Lanos & Dufresne, 2012) pour donner des résultats de compilations chronologiques, toutes méthodes confondues.

13L’origine d’un âge est naturellement le moment de l’expression, ainsi que rappelé dans les citations suivantes : « measurement from present is implicit » (Smart & Frances, 1991) ; « simple "years ago" implies calendar years before the date of determination » (Aitken, 1990). C’est valable pour toutes les méthodes, radiocarbone compris ; dans ce dernier cas, la correction fait intrinsèquement partie du processus d’évaluation de l’âge à condition qu’elle soit explicite.

Tab. 1 : Résumé des conventions et bonnes pratiques en datations radiocarbone.

Tab. 1 : Résumé des conventions et bonnes pratiques en datations radiocarbone.

Pour plus de détails, voir les sites internet des laboratoires de datation. La notation BP est exclusivement réservée au radiocarbone.

5 - Les spécificités du radiocarbone

5.1 - La notation

14La signification de la mention BP a évolué ; il ne faut plus la traduire par « âge avant 1950 » mais par « âge calculé comme on le faisait pour un résultat de radiocarbone, en 1950 ». En effet, le décalage de zéro n’est pas l’essentiel : l’étalonnage par le recours à des âges réputés sans erreur (dendrochronologie notamment) corrige essentiellement pour la période du 14C et pour la variation de sa production cosmogénique qui ni l’une ni l’autre n’étaient correctement prises en compte en 1955. Autrement dit, la notation BP n’a aucun sens pour des résultats de méthodes non soumises à la problématique du radiocarbone. Utiliser indistinctement la notation BP pour des données radiocarbone non corrigées et pour des âges obtenus par d’autres approches est une source de confusions. L’emploi de la notation BP pour des méthodes autres que le radiocarbone trouve son origine dans le fait que l’erreur systématique entachant un « âge 14C BP » a été longtemps méconnue. Dans ces conditions il était effectivement logique d’adopter le système BP comme système commun. Il serait possible, pour conserver la référence à 1950, d’introduire une nouvelle notation généraliste mais ce serait aussi une nouvelle source de confusions (Duller, 2011).

15Incidemment il faut souligner qu’il n’existe pas d’unité de temps « année BP ». Une unité doit avoir une valeur constante, or l’échelle chronologique BP n’est pas linéaire ; ainsi, par exemple, les temps écoulés dans les deux intervalles 5 000 - 4 000 BP et 4 000 - 3 000 BP ne sont pas égaux. Donc il ne faut pas écrire « 2 500 ans BP » mais plutôt « 2 500 BP ». L’erreur serait anodine si elle n’induisait pas une seconde erreur, beaucoup plus grave et pourtant régulièrement rencontrée, qui consiste à estimer des durées (de civilisations, de phénomènes géologiques,…) en effectuant des soustractions de données BP. A fortiori, l’expression d’une durée en « années BP » (lue et entendue dans une conférence) est un non-sens. Notons qu’en pratique un abaque de conversion des différents « millénaires BP » en durées réelles peut permettre d’estimer une durée sans passer auparavant par la procédure de correction (Evin, 2002).

5.2 - La correction des données radiocarbone BP

16La correction (ou étalonnage, calibration en anglais) du résultat BP se traduit en années reportées sur un repère calendaire. A l’époque où cette opération a commencé à se généraliser les auteurs ont été embarrassés au niveau de l’expression des résultats. Aussi, pour éviter les fréquentes confusions, la Conférence Internationale sur le Radiocarbone de Trondheim (1985) a recommandé la notation « cal BP » (Mook, 1986). Celle-ci signifie que l’âge obtenu après correction est compté avant 1950. Cette notation a l’intérêt d’être sans ambigüité, contrairement à d’autres usages tels que l’emploi d’un astérisque pour signaler la correction, suivant une proposition de Fishman et al. (1977). Elle permet de conserver pour toute une communauté la référence à 1950 qui lui est familière. Cependant, elle ne peut s’appliquer qu’à des résultats de mesures de radiocarbone. Or il devient de plus en plus rare qu’une réflexion se confine à un cadre chronologique basé sur le radiocarbone seul, sans prise en compte d’autres données chronologiques issues d’approches pour lesquelles la notion d’étalonnage ne signifie rien. Donc l’emploi du système cal BP devrait être limité aux textes dans lesquels seul le radiocarbone est en cause.

17La Conférence de Trondheim avait aussi introduit les notations « cal AD et « cal BC », pour des âges corrigés (Mook, 1986). Celles-ci permettaient de faire face à des risques de confusions telles que celles générées par une convention interne à la revue Antiquity : « ad », « bc » et « bp » pour des résultats de radiocarbone non corrigés et « AD », « BC » et « BP » pour les âges corrigés (voir Aitken, 1990). Le risque de confusion était encore plus grand avec la convention suivante adoptée par d’autres laboratoires : « B.P. » et « B.C. » pour une date non corrigée et « AV.J.C. » ou « AP.J.C. » après correction (comme indiqué par exemple sur le site internet du C.D.R.C. de Lyon en 1997, modifié depuis). En pratique, les notations « cal AD » et « cal BC » sont assez utilisées, notamment dans les publications en anglais ; bien qu'en toute rigueur elles fassent double-emploi avec les notations traditionnelles (« AV.J.-C. », « AP.J.-C. », « AD », « BC » et leurs autres graphies), elles constituent un repère sûr tant que ces dernières peuvent encore être interprétées de différentes façons.

18Parmi les usages hasardeux qui ont suscité la rédaction de cet article, nous avons vu une durée quantifiée en « années cal BP ». C’est encore un non-sens : « cal BP » ne caractérise pas l’unité de temps (qui est l’année ordinaire), ce n’est que l’origine du repère.

6 - La citation des datations en pratique

19Le processus de correction d’un résultat BP ne donne pas les âges ou les dates avec une seule valeur mais suivant une distribution de probabilités, ce qui n’est pas du tout commode pour une citation écrite - et encore moins orale. La représentation graphique en est généralement complexe et non symétrique. En première approximation, à l’issue d’une opération de correction un intervalle de cette distribution peut être sélectionné avec un certain degré de confiance statistique pour l’exposition d’un résultat : [1 450 BC – 1 150 BC] à 95 %. Cette présentation constitue une dégradation de l’information car elle ne contient plus le détail des probabilités. Cependant, elle reste encore peu commode pour la limpidité de l’exposé, c’est pourquoi il est très tentant de résumer un âge à une valeur unique accompagnée d’une incertitude. Aussi, les résultats de radiocarbone sont souvent publiés sous la forme : 1 300 ± 150 BC ; cela permet, par exemple, de les comparer facilement à d’autres données chronologiques. 1 300 est le milieu de l’intervalle et 150 sa demi largeur. Il est difficile de condamner cet usage, toutefois il ne peut être admis que si la simplification est clairement annoncée et si le retour à la source est possible parce qu’elle est citée. Cette citation (résultat BP et référence de laboratoire) permet à tout moment de retravailler sur une datation, par exemple à l’occasion de la publication d’une nouvelle série de données de correction (courbes IntCal).

20Dans un article daté de 2012, des âges radiocarbone corrigés ont été publiés sans références de laboratoire, ni résultats BP. Or elles concernent un évènement pour lequel d'autres données radiocarbone sont déjà disponibles : la comparaison et la compilation ne peuvent pas être faites et la publication perd beaucoup de son intérêt.

21Pour rassurer les auteurs des simplifications évoquées quelques lignes plus haut signalons-leur une autre simplification, faite généralement inconsciemment par tous les praticiens de la datation par luminescence (TL ou OSL) : les incertitudes annoncées sont presque toujours symétriques, alors que, dès lors que les courbes de croissance des signaux TL ou OSL ne sont pas linéaires - c’est vrai dans la majorité des cas -, les incertitudes ne devraient pas être symétriques quel que soit le protocole de mesure et de traitement des données.

22L’évaluation de l’incertitude associée à un résultat issu d’une combinaison de mesures et de calculs repose sur des théories, hypothèses et approximations, de telle sorte qu’elle ne peut pas elle-même être très précise. Il est donc admis par les spécialistes de la mesure que, sauf cas particulier, l’incertitude ne saurait être donnée avec plus de deux chiffres significatifs. Cela s’applique à plus forte raison à la simplification décrite quelques lignes plus haut dans le cas d’un résultat de radiocarbone corrigé. Il ne faut donc pas écrire 12 096 ± 157 ans, mais 12,10 ± 0,16 ka. La notation 12 100 ± 160 est cependant acceptable car elle est plus simple et plus familière ; les zéros sont alors clairement issus d’arrondis et considérés comme non significatifs. L’unité de temps est souvent omise, ce qui n’est pas pénalisant quand il n’y a pas de doute possible (par exemple : 2 500 BC) ; dans ce cas le résultat peut être lu comme une date plutôt que comme un âge.

7 - Discussion et conclusion

23Pour illustrer les conséquences d’une manipulation impropre des datations nous avons encore choisi deux exemples réels. Un conférencier a récemment donné l’âge du volcan de La Vache (Chaîne des Puys, Massif Central français) de la façon suivante : « 8 400 ± 130 cal BP », cette valeur étant extraite d'une publication (Boivin et al., 2009). Or la publication n'utilise pas la notation cal BP ; elle précise explicitement que l’âge 8 400 ± 130 ans est compté en années réelles avant 2009 et qu’il a été obtenu par compilation de données issues de différentes méthodes, dont la TL. Donc la modification du format est doublement fautive. D’une part elle laisse penser que l’âge est issu de mesures de radiocarbone exclusivement ; d’autre part elle le vieillit d’un seul coup de 59 ans, ce qui n’est pas négligeable par rapport à l’incertitude annoncée.

24Dans un entretien publié en avril 2013 à propos de l'évolution du climat la personne interrogée cite la date repère « vers 5 500 BP » après avoir indiqué que BP signifie « avant le présent » (Le Treut, 2013). Comme cette définition est trop succincte, il est strictement impossible au lecteur de savoir s'il faut comprendre : 5 500 avant aujourd'hui ou avant 1950, ou bien encore 6 350 avant 1950 (5 500 BP ≈ 6 350 cal BP), car les trois usages coexistent actuellement. En fait, il faudrait soit ne pas donner de définition, auquel cas c'est la convention qui prime (troisième solution), soit préciser la définition.

25Des approximations comme celles-ci et comme celles qui ont été évoquées plus haut peuvent progressivement être contrôlées et limitées suite à une prise de conscience des problèmes qu'elles engendrent, par les usagers mais aussi par les institutions (laboratoires de datation, organes de publication). En effet, ces dernières ont contribué à créer le problème en multipliant les propositions de conventions : quand la plus ancienne et la plus répandue (BP) est encore mal connue et mal respectée, comment les autres pourraient-elles l'être correctement ?

26En pratique, il n’est pas indispensable d’adopter un carcan de règles pour clarifier la situation. Il est même nécessaire à l’enrichissement de la littérature spécialisée qu’une certaine liberté permette aux auteurs de choisir des points de vue non formatés. Mais cette liberté doit s’exercer dans l'observance de recommandations élémentaires :

271- n'utiliser que des systèmes chronologiques largement reconnus, dans le strict respect du vocabulaire usuel (âge, date,…) ou des conventions spécifiques (BP) ;

282- indiquer très clairement les choix effectués et éventuellement les modes de conversion d'un système à l'autre ; par exemple : âge actuel (en 2013)  = âge cal BP + 63 ans ;

293- citer les sources initiales ou tout au moins des références permettant de les retrouver.

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Bibliographie

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Table des illustrations

Titre Tab. 1 : Résumé des conventions et bonnes pratiques en datations radiocarbone.
Légende Pour plus de détails, voir les sites internet des laboratoires de datation. La notation BP est exclusivement réservée au radiocarbone.
URL http://quaternaire.revues.org/docannexe/image/6770/img-1.jpg
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Pour citer cet article

Référence papier

Didier Miallier et Jean‑Claude Lefèvre, « Quelques remarques sur la présentation des données chronologiques concernant la période quaternaire », Quaternaire, vol. 24/4 | 2013, 391-395.

Référence électronique

Didier Miallier et Jean‑Claude Lefèvre, « Quelques remarques sur la présentation des données chronologiques concernant la période quaternaire », Quaternaire [En ligne], vol. 24/4 | 2013, mis en ligne le 01 décembre 2016, consulté le 17 octobre 2017. URL : http://quaternaire.revues.org/6770 ; DOI : 10.4000/quaternaire.6770

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Auteurs

Didier Miallier

Clermont Université, Université Blaise Pascal, CNRS/IN2P3, Laboratoire de Physique Corpusculaire, BP 80026, FR-63171 AUBIERE cedex. Courriel : miallier@clermont.in2p3.fr

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Jean‑Claude Lefèvre

 Centre de Datation par le Radiocarbone, Université Claude Bernard, Lyon I, 40 boulevard Niels Bohr, FR-69622 VILLEURBANNE cedex. Courriel : jean-claude.lefevre@univ-lyon1.frFr

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