Comment date-t-on une poterie préhistorique ?

Pourquoi cette question : un modèle d'introduction

Le jury attend que vous expliquiez pourquoi vous avez choisi la question. Inspirez-vous de ce modèle, mais racontez votre propre parcours.

Lors d'une visite dans un musée d'archéologie, j'ai vu une poterie datée de « 2 000 ans environ » par une méthode appelée thermoluminescence. Je ne savais pas qu'on pouvait dater une céramique, qui ne contient pas de carbone organique. Le principe repose sur une accumulation régulière d'énergie, donc sur une proportionnalité, et sur un calcul d'incertitude.

L'enjeu et les notions du programme

Utiliser une relation de proportionnalité entre une dose accumulée et le temps, et composer des incertitudes relatives pour un quotient.

Le plan de l'exposé en 10 min

1. 1. Introduction

   1 min

   Les minéraux d'une poterie (quartz, feldspaths) piègent de l'énergie à cause de la radioactivité naturelle du sol et de l'argile. Chauffés, ils la libèrent sous forme de lumière. La cuisson de la poterie a remis ce compteur à zéro. Problématique : comment en déduire son âge ?

2. 2. Mathématiques : une proportionnalité

   3,5 min

   Si la dose de radiation reçue chaque année est constante, la dose accumulée depuis la cuisson est proportionnelle au temps : $D=d\times t$D=d× t. En laboratoire, la lumière émise au chauffage mesure la dose accumulée (paléodose) $D$D ; des mesures de radioactivité du lieu donnent la dose annuelle $d$d.

   Exemple : $D=6$D=6 grays (Gy), $d=3$d=3 milligrays par an. $t=\frac{D}{d}=\frac{6}{0,003}=2000$t=D/d=6/0,003=2 000 ans.

   Incertitudes : pour un quotient, les incertitudes relatives se composent : $\frac{\Delta t}{t}\approx \sqrt{{\left(\frac{\Delta D}{D}\right)}^2+{\left(\frac{\Delta d}{d}\right)}^2}$(Δ t)/t≈√(((Δ D)/D)²+((Δ d)/d)²). Avec 5 % sur chacune : environ 7 %, soit $2000\pm 140$2 000±140 ans.

3. 3. SVT : intérêt et limites

   3,5 min

   La méthode date l'objet lui-même (sa cuisson), et non un reste organique trouvé à côté. Elle s'applique aux céramiques, aux silex chauffés et aux foyers, sur des durées de quelques centaines à quelques centaines de milliers d'années.

   Ses hypothèses : la dose annuelle est restée constante (or l'humidité du sol, qui absorbe une partie du rayonnement, a pu varier), et la cuisson a bien remis le compteur à zéro. Elle est moins précise que le carbone 14 (quelques pour cent contre souvent moins de 1 %), mais complémentaire. Elle sert aussi à détecter des faux : une « poterie antique » récente n'a presque pas de dose accumulée.

4. 4. Conclusion

   2 min

   On date une poterie par thermoluminescence en divisant la dose de radiation accumulée depuis sa cuisson par la dose annuelle : 6 Gy à 3 mGy par an donnent 2 000 ans. L'incertitude, de quelques pour cent, combine celles des deux mesures. J'ouvre sur l'usage de la méthode pour démasquer des contrefaçons d'objets d'art.

Ce que j'écris au tableau

Pas de calculatrice ni de support numérique : un calcul clé écrit au tableau rend l'exposé concret et montre la solidité des connaissances.

Conclusion : la réponse à la question

Les questions probables du jury

Pendant les 10 minutesd'échange, le jury vous fait préciser et approfondir, sur tout le programme de vos spécialités en lien avec la question.

Les pièges qui coûtent des points

• Confondre dose accumulée et dose annuelle.
• Additionner les incertitudes absolues d'un quotient.
• Oublier l'hypothèse d'une dose annuelle constante.

Revoir les notions

• Nombres et calculs (Seconde) →
• Pourcentages et taux d'évolution (Première générale) →

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