Le verdict de datation du Linceul au C-14 était très attendu par la communauté scientifique et par le grand public. La notoriété de cette méthode réside tout à la fois dans la simplicité de son principe et dans la fiabilité de ses résultats :

-         La méthode au radiocarbone est réputée si digne qu’elle est aujourd’hui utilisée pour la datation d’objets récents, son application ne se limite plus aux périodes allant de la Préhistoire à l’Homme Moderne.

-         Les principes de mise en œuvre sont relativement faciles à expliquer ; ils se déroulent en deux temps. Le principe général consiste à mesurer la teneur en radiocarbone afin de calculer l’âge d’une matière carbonée. Mais dans un premier temps, la matière carbonée doit être purifiée afin de n’extraire que le carbone qu’elle avait lorsqu’elle s’est formée.

a)      Origine du carbone 14     

Les atomes de ¹⁴C ainsi crées dans la haute atmosphère s’oxydent rapidement et viennent marquer les CO₂ atmosphériques.

Le CO₂ (dont le ¹⁴CO₂) entre ensuite dans la composition des végétaux terrestres et des animaux par l’intermédiaire de la chaîne alimentaire.

Dès que la plante ou l’animal meurt, les fonctions métaboliques cessent, il n’y a plus d’absorption de ¹⁴C, seulement une désintégration lente.

Libby a mis en évidence que l’affaiblissement radioactif -ou décroissance- du ¹⁴C survient avec un taux constant : par exemple, après 5568 ans, la moitié d’une quantité initiale de radiocarbone est désintégrée. Cela équivaut à dire que la demie vie du ¹⁴C, notée t½, est égale à 5730 ans, avec une incertitude de ±30 ans. Cette durée est également appelée  temps de Libby.

La désintégration du radiocarbone suit l’équation suivante :

¹⁴₆C    →    ¹⁴₇N  +   ⁰_-1ß

Les techniques de comptage permettant la datation au ¹⁴C reposent sur la détection et le comptage des particules ß  (électrons), émises lors de la désintégration des atomes de ¹⁴C. Cela revient à mesurer la radioactivité résiduelle.

b)      Nettoyage des pollutions en laboratoire

Des apports secondaires de carbone sont possibles, et ce pour de multiples raisons tant l’élément C est présent sous des formes chimiques variées qui, en solution ou en fines poussières, peuvent imprégner le matériel à dater et ainsi fausser la datation. La principale tâche du laboratoire, avant de mesurer la quantité résiduelle de ¹⁴C, est d’appliquer des traitements chimiques ayant pour but d’éliminer ces apports en C polluant.

Des méthodes de dissolution purifiante sont appliquées avec de bons résultats, en particulier pour les matières végétales. On peut donc considérer que l’influence des pollutions est minime.

c)      Analyse

*Comptage :

On dénombre environ 1 atome de ¹⁴C pour 10¹² atomes de ¹²C soit une proportion plus faible que 1 pour 100 milliards. La détection des atomes de ¹⁴C est donc très difficile et demande l’utilisation d’appareils extrêmement sensibles, mis au point depuis les années 50.

Il faut rappeler que la technique de comptage suit les lois de la statistique, le phénomène de radioactivité étant aléatoire. Il paraît alors capital d’utiliser une masse importante de carbone afin de détecter un assez grand nombre de désintégration. En pratique, quelques grammes suffisent si le comptage dure 2 à 3 jours.

*Signification :

Dater un échantillon par le 14C consiste à mesurer sa teneur en 14C actuelle et à la comparer à celle qu’il avait lors de sa formation.

*Conversion des dates 14C en âges réels :

Dans le détail, on ne peut considérer que la production de radiocarbone est restée constante au fil du temps, on observe quelques variations que l’on connaît aujourd’hui parfaitement. En tenant compte de ces changements, on modifie la valeur obtenue par calcul effectué à partir de la mesure de radioactivité résiduelle. Cette correction se fait grâce à la courbe de correction dendrochronologique correspondant à la plage de temps de la datation.  Il s’agit d’une courbe obtenue à partir de mesures de ¹⁴C résiduel sur des cernes de croissance d’arbres d’âges connus, de plus en plus vieux. On compare ensuite des arbres morts contemporains d’arbres vivants, afin de définir la décroissance radioactive. Par cette méthode, les teneurs en radiocarbone dans l’atmosphère ont été calculées sur une période de 8000 ans.