Il n’y a pas une mais des méthodes de datation. La technique qui fait appel au carbone-14 (14C) est aujourd’hui bien connue, les autres un peu moins. Une méthode donnée s’applique à certaines matières seulement, pour des intervalles de temps précis et avec une incertitude temporelle qui lui est propre. Les résultats sont à recouper avec des références, des courbes d’étalonnage et d’autres datations. C’est donc toujours dans le dialogue :
que se décide la technique à mettre en œuvre pour dater un échantillon ;
que les résultats sont analysés et interprétés.
Les différentes méthodes valables pour la période d’activité de la grotte Chauvet et les matières qu’on y trouvent sont les suivantes.
La datation au carbone-14 des matières organiques : elle permet d’approcher la date à laquelle cette matière a été le siège du dernier processus de vie (respiration, alimentation, etc.). Attention ! La décroissance du taux de 14C après la mort doit être corrigée de divers phénomènes (changement dans le magnétisme terrestre, modification de la concentration de 14C par suite des essais nucléaires terrestres…)
La datation au thorium : L’uranium-238 présent dans l’eau se désintègre en uranium-234 qui, lui-même, se désintègre en thorium-230. Ce dernier est insoluble dans l’eau, il n’est donc jamais présent en milieu dissous mais apparait progressivement dans les dépôts sédimentaires notamment de calcite. Sa concentration augmente au cours du temps dans les dépôts.
Datation par thermoluminescence : au cours du temps, l’énergie issue de la radioactivité naturelle va piéger des électrons de certains minéraux dans des niveaux d’énergie élevés. Leur désexcitation n’est possible que s’ils sont soumis à une quantité de lumière ou de chaleur suffisantes. Ils libèrent alors leur surplus d’énergie sous forme lumineuse. En mesurant cette thermoluminescence, on peut estimer la quantité d’électrons piégés et donc le temps écoulé depuis la dernière exposition à la lumière ou à la chaleur.
Datation au chlore-36 (36Cl) : le chlore-36 arrive en permanence à la surface de la Terre sous l’effet du rayonnement cosmique. En estimant la quantité de chlore-36 dans une eau piégée ou dans une roche, on peut en déduire la durée d’exposition au rayonnement cosmique par rapport à des échantillons de référence.
Les datations sur isotopes sont réalisées au moyen de spectromètre de masse. Les masses d’échantillons nécessaires sont devenues toutes petites grâce aux améliorations de performance des appareils de purification et de mesure. En particulier sur les stalagmites, cela permet d'effectuer la datation de toutes petites zones correspondant à un temps très resserré de dépôt. Dans les années 1970, on avait besoin d’échantillons dont les masses étaient comprises entre 1 et 10 g, la mesure était beaucoup moins fine. Aujourd’hui, un centième de gramme est souvent suffisant et cette finesse de résolution est rendue possible par la taille des appareils de mesure.
