Déséquilibre des séries de l'uranium, implications sur la dose annuelle en datation par thermoluminescence : une étude à la grotte XVI, Cénac et Saint-Julien, Dordogne (France) [ Uranium series disequilibrium, consequences on annual dose-rate in thermoluminescence dating : a study at grotte XVI, Cénac and Saint-Julien, Dordogne (France).]

Résumé En Fr

Radiochemical analyses of sediments and limestone samples have been carried out by low background γ spectrometry during the course of thermoluminescence-dating process of heated sediments which were collected at mousterian fires of Grotte XVI, Cénac et St-Julien, Dordogne (France). Most of samples showed a significant disequilibrium in uranium-series. This disequilibrium implies that annual dose rate might have varied through time and, consequently, the uncertainty on age determination may increase. In order to determine the most likely variation range within which the annual dose-rate should have varied through time, a study of the disequilibrium was considered. Despite a lack of informations concerning the following nuclides, 234U and 230Th, a variance analysis of the ratios 238U/232Th and 226Ra/232Th (expressed in equivalent concentration ratio U/Th), demonstrates that fine grained sediments and buried limestone fragments from the mousterian fire area had been enriched in uranium (234U, 235U, 238U) and not depleted in radium. In addition, semi-quantitative informations about chronology of the disequilibrium were obtained according to a simplified single perturbation model and assuming equilibrium between 234U and 238U: the enrichment in uranium of the archaeological layers should have occured recently (14000±6000 a) in comparison with the age of the mousterian fires, around 60 000 years. These data have been taken into account for the determination of the average annual dose-rate and enabled us to reduce TL-age uncertainties.

Lors de la datation par thermoluminescence de sédiments chauffés appartenant à une aire de combustion moustérienne de la Grotte XVI, Cénac et St- Julien, Dordogne (France), des analyses radiochimiques par spectrométrie γ à bas bruit de fond de sédiments et de fragments de roche calcaire ont montré un déséquilibre des séries de l'uranium pour de nombreux échantillons. Ce phénomène implique la possibilité d'une variation de la dose annuelle d'irradiation au cours du temps, ce qui accroît l'intervalle d'incertitude des datations correspondantes. Afin de rechercher l'intervalle de variation le plus probable de la dose annuelle d'irradiation, on a entrepris d'étudier l'origine du déséquilibre. Malgré l'absence d'informations sur 234U et 230Th, on a pu montrer, grâce à l'étude statistique de la variabilité des rapports 238U/232Th et 226Ra/232Th (exprimés en rapport équivalent de teneurs U/Th) des sédiments et des calcaires enfouis, qu'il s'était produit un enrichissement en uranium (234U, 235U, 238U) au niveau des constituants de l'aire de combustion et non un appauvrissement en radium qui était l'autre alternative. De surcroît, des informations semi-quantitatives sur la chronologie du déséquilibre ont été obtenues à partir d'un modèle simplifié impliquant une perturbation unique du milieu et supposant l'équilibre entre 234U et 238U : l'enrichissement en uranium se serait produit à une époque relativement récente (14 000 ± 6 000 a) vis-à-vis de l'ancienneté de la mise en place des foyers, 60 000 ans environ. La prise en compte de ces données a ainsi permis le resserrement de l'intervalle d'incertitude sur la détermination de la dose annuelle d'irradiation moyenne à laquelle ont été soumis les échantillons à dater.