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EPATANT

Acquisition d'un Ensemble de Pesée AutomaTique

pour assurer la qualité des datations 14C de très petits échANTillons

Etablissements : LSCE (Saclay, UMR8212 CEA CNRS UVSQ) – AASPE (Paris, UMR 7209 CNRS MNHN) – GEOPS (Orsay – UMR 8148 CNRS Université Paris-Saclay)

Porteur : Christine Hatté, LSCE (christine.hatte@lsce.ipsl.fr)

La géochronologie 14C, qu'elle soit destinée à contraindre les cycles du carbone dans notre environnement actuel ou à préciser les cadres chronologiques des études paléoclimatiques, archéologiques et muséales, fait appel à de nombreuses mesures de produits de référence¹ qui s’ajoutent à celle de l'échantillon sélectionné afin de garantir la qualité des analyses. Ces mesures périphériques ont pour but d'assurer une datation juste, reproductible et fine de l'échantillon. Elles sont d'autant plus importantes que l'échantillon est petit et donc sensible à des contaminations, même très faibles. Ces analyses consistent en la mesure de "blancs" et matériaux de référence de valeur haute pour la mesure physique, de "blancs" et de matériaux de référence d'âge connu pour la chaine complète d'analyse (chimie, transformation en CO2 et/ou graphite, mesure). Aussi, au sein des groupes de recherche en géochronologie 14C du LSCE², AASPE³ et GEOPS⁴, ces produits de référence représentent 40% des mesures réalisées sur ECHoMICADAS⁵. Parmi ceux-ci, certains reviennent dans chaque série de mesures et représentent de 1 à 2 heures de pesée par jour, pour chacune des équipes associées. Il s'agit de l'acide phtalique, des acides oxaliques NIST Oxalic Acid II, IAEA-C-7 et IAEA-C-8 et, selon la nature des échantillons, de carbonates IAEA-C-1 et IAEA-C-2 ou de matières organiques issues des exercices d'intercomparaison dont les teneurs en 14C et les masses en carbone encadrent celles attendues pour les échantillons. Par ailleurs, pour les échantillons les plus gros (300-1000μgC), destinés à la source solide, s'ajoute une étape de graphitisation pour laquelle la pesée du catalyseur, le fer, représente un poids supplémentaire dans le planning de la journée. Aujourd'hui, des solutions existent pour simplifier ce travail laborieux de pesée. Des balances automatiques permettent une pesée simplifiée, rapide et juste de nos matériaux de référence et du fer dans des contenants spécifiques. Les trois laboratoires souhaitent s'équiper d'un tel instrument qui permettra, grâce au gain de temps, de développer la chimie encore plus individualisée que nécessitent les échantillons toujours plus petits. Le système de pesée sera localisé à proximité de l'instrument de mesure, c'est-à-dire au LSCE sur le plateau de Saclay. Ce système de pesée automatique est doté d’une balance de précision, équipée d'une tête de pesée-trémie permettant de faire tomber des micro-quantités de matériel dans un contenant posé sur le plateau de la balance, d'un système d'asservissement réglant la vitesse de chute et la quantité de matériel tombant jusqu'à ce que la consigne soit atteinte. Les têtes de pesée, spécifiques à chaque matériel, sont équipées d'une puce électronique permettant de conserver les spécificités d'usage de la trémie en fonction des propriétés mécaniques (granulométrie, densité) du matériel à peser (apprentissage). Le consortium LSCE-AASPE-GEOPS souhaite acquérir un tel ensemble de pesée automatique, équipé de 8 têtes de pesée à destination des micro-contenants (ex.: nacelles pour analyseur élémentaire) et 3 têtes de pesée pour des contenants d'ouverture >4mm. Le coût d'un tel ensemble est d'environ 45 k€ (devis en cours).

1. Les produits ou matériaux de référence sont des matériaux fournis par l'IAEA, le NIST ou issus d'un exercice d'intercomparaison entre laboratoires (FIRI, TIRI, VIRI, SIRI, ..) dont l'activité 14C est certifiée. Ils sont de natures différentes pour coller au mieux avec la variété des échantillons mesurés en géochronologie 14C.
2. Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, Saclay – UMR8212 CEA CNRS UVSQ
3. Archéozoologie et Archéobotanique – Sociétés, Pratiques et Environnements, Paris – UMR 7209 CNRS MNHN
4. Géosciences Paris-Saclay, Orsay – UMR 8148 CNRS Université Paris-Saclay
5. ECHoMICADAS (Environnement, Climat, Homme - MIcro CArbon DAting System) est un spectromètre de masse avec accélérateur de la toute dernière génération, co-acquis par les 3 laboratoires ci-dessus, capable de mesurer l'activité 14C des échantillons aussi petits que quelques dizaines de microgrammes de carbone.