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CarboRings

Effet de la carbonisation du bois, à l’échelle du cerne, sur la composition isotopique du carbone (δ13C) : implications pour la reconstruction des paléoclimats

Responsabilité scientifique :

  • Alexa Dufraisse
  • Frédéric Delarue

Partenariat :

  • LEMTA

Financement :

  • DIM Matériaux anciens et patrimoniaux

Descriptif :

Les charbons de bois archéologiques, communément conservés dans les sols, sont les résidus du bois de feu et du bois d’oeuvre exploité par les communautés passées. Outre la caractérisation des pratiques de collecte du bois et de gestion des boisements, les charbons constituent un enregistrement des contextes environnementaux dans lesquels les arbres, dont ils sont issus, se sont développés. Les teneurs en isotopes stables des tissus végétaux reflètent les conditions environnementales (disponibilité en eau, température, luminosité, teneur en nutriments) dans lesquelles ils se développent. Appliquée à l’échelle des cernes du bois, la biogéochimie isotopique permet de retracer des variations fines du climat, notamment des précipitations. L’étude conjointe des largeurs de cernes et de la composition isotopique des charbons de bois pourrait donc constituer un outil pertinent pour aborder les paramètres climatiques passés. Les analyses isotopiques sur charbons de bois nécessitent toutefois un cadrage méthodologique important, en particulier lié aux effets de la carbonisation. L’objectif du projet CarboRings est d’étudier l’impact de la diffusion thermique du feu sur les signatures δ13C aux échelles intra- et inter-cernes. CarboRings visera ainsi à contraindre l’hétérogénéité de la carbonisation au sein d’un fragment et entre fragments de charbons issus d’un et de plusieurs évènements de feu. Dans un premier temps, du bois de chêne et de pin sera carbonisé expérimentalement à des températures variant entre 250° et 1000°C. Après fraisage des cernes de bois, la combinaison technique – de la spectroscopie Raman, de la spectroscopie infrarouge et d’un analyseur couplé à un spectromètre de masse à rapport isotopique permettra de déterminer (i) l’effet strict de la température sur la composition chimique (%C) et isotopique (δ13C) du bois et (ii) de définir l’impact potentiel de phases carbonées néoformées sur les signatures δ13C.