Les arbres, témoins du temps qui passe. ( 0 à -11'000 an)

Parce que la croissance des arbres varie d'une année à l'autre, on retrace des chronologies à partir d'échantillons de bois. On date ainsi des bâtiments, des tableaux, des instruments de musique...

En 19O4, sur les rives du lac Ede Chalain, dans le ~ura, des travaux mettent au Jour une pirogue immergée protégée de l'air et du climat par les eaux depuis des siècles. La pièce a longtemps été attribuée à l'époque néolithique (entre 4000 et 2000 avant notre ère). Toutefois, des analyses révèlent que ce bateau n'est pas de cette époque, mais qu'il date de l'âge du bronze (entre 2500 et 900 avant notre ère). Plus encore, les archéologues apprendront que cette pirogue est légèrement postérieure à l'an 959 avant notre ère. Par ailleurs, d'autres analyses montrent que des pieux trouvés dans une palissade d'un site voisin sont issus d'un arbre abattu en 2957 avant notre ère. Quelle spécialité, quelle méthode de datation autorise, malgré les siècles écoulés, la précision de l'année? La dendrochronologie.

La dendrochronologie consiste à étudier la croissance des arbres. Grâce à elle, on date des objets en bois ou des bâtiments contenant du bois, dans les meilleurs cas à la saison près. La dendrochronologie est également utilisée pour reconstituer les climats et les paysages anciens. Aprè,s avoir décrit les principes de cette méthode, nous montrerons des exemples où cette technique a permis non seule- ment de dater des structures en bois, mais aussi de reconstituer l'histoire de bâtiments et même celle des réseaux commerciaux.

...CETTE COUPE TRANSVERSALE est celle d'une poutre de la façade d'une maison, à Revin, dans les Ardennes. Elle a été datée par dendrochronologie: le premier cerne (au centre) date de 1366, le dernier (à la périphérie) de1472.

L'horloge forestière.

Chaque année, les arbres des régions tempérées élaborent une couche de bois, nommée cerne de croissance, à la périphérie du tronc. La croissance de l'arbre, et donc l'épaisseur de ses cernes, varie d'une année à l'autre selon divers facteurs, parmi lesquels; le climat joue un rôle prépondérant: pendant les années favorables à la croissance du végétal, le cerne formé est large tandis que pendant les années défavorables (froides ou très sèches), le cerne est étroit. D'autres facteurs modulent ce principe général. Ainsi, Oh distingue deux types d'arbres: ceux qui se développent dans un environnement clairsemé et ceux qui poussent en pleine forêt. Les premiers ont une croissance « dopée» par des conditions optimales et sont peu sensibles au climat. À l'inverse, les seconds, soumis à une compétition biologique plus forte, marquent beaucoup plus fidèlement les changements météorologiques. Dans tous les cas, ce marquage peut être modifié par d'autres facteurs locaux, tels les incendies, les attaques d'insectes, les maladies, le gel... et, bien entendu, l'action de l'être humain. Le défrichement, le pacage des troupeaux, l'émondage (la suppression de presque toutes les branches), et plus particulièrement les coupes sélectives et tournantes qu'on pratique en milieu forestier. L'âge a également un effet sur la croissance de l'arbre: en schématisant, le rythme de croissance en largeur de l'arbre, qui est d'abord rapide, ralentit jusqu'à la mort de l'individu.

Ainsi, au final, l'arbre enregistre dans son tronc une longue suite de variations climatiques, représentée par la différence des épaisseurs des cernes de croissance. Cette suite, surtout quand elle est suffisamment longue (plus de 100 ans), a peu de chances de se reproduire au cours des âges.

Pour une même espèce, dans une zone climatiquement homogène et à une période donnée, les oscillations de la largeur des cernes sont synchro- nes sur l'ensemble des individus. En conséquence, les séries dendrochronologiques sont représentatives d'une région précise à un moment précis. Aussi, un échantillon daté grâce à l'étude de sa croissance permettra a posteriori de situer la zone dans laquelle l'arbre a vécu.

De la forêt au calendrier.

La condition préalable à toute analyse est l'accès à la section transversale des bois, du cœur vers l'écorce. Ces mesures sont effectuées soit sur des échantillons, des tranches ou des carottes, soit directement sur l'objet quand les prélèvements sont exclus, par exemple dans le cas des œuvres d'art et des instruments de musique. Le carottage est adapté à l'étude des charpentes, puisqu'il permet de choisir les bois se prêtant le mieux à l'analyse sans porter préjudice à la stabilité de la structure. Pour les objets qui interdisent tout prélèvement, les mesures sont le plus souvent faites sur des photographies des zones où les cernes peuvent être lus sans que l'on porte atteinte à la valeur de la pièce.

Pour chaque échantillon, les épaisseurs des cernes sont reportées sur un graphique, nommé « Chronologie ». Ensuite, lorsqu'on dispose de plusieurs chronologies, on en recherche les corrélations soit en les faisant «glisser» les unes par rapport aux autres, dans le cas de comparaisons optiques, soit à l'aide de calculs statistiques, pour les compa- raisons dites calculées.

Quand les positions relatives des chronologies d'un groupe d'échantillons sont déterminées, on dispose alors d'un assemblage de chronologies distinctes qui se chevauchent plus ou moins dans le temps. On en déduit une seule chronologie moyenne, dite de synthèse, en calculant pour chaque année un cerne « moyen» à partir de plusieurs « individus ».

Au final, la chronologie synthétique obtenue est plus « longue» que les chronologies individuelles qui ont permis de l'établir. Par ailleurs, la chronologie synthétique livre un signal de groupe, plus pertinent que le signal chronologique individuel des éléments de départ. Le dendrochronologue préfère donc travailler sur dès lots de bois contemporains plutôt que sur des individus dispersés.

La dernière étape consiste à comparer la chronologie synthétique à des chronologies de référence afin de la dater. Les chronologies de référence sont aussi des chronologies moyennes, mais elles sont organisées dans un réseau de corrélations chronologiques raccroché à des séries tirées d'arbres encore vivants, donc datés.

Les arbres des régions tempérées, (tels ceux de la forêt naturelle de plaine en europe), en pologne produisent une cerne par an. Le développement variable d'une année à l'autre de ce cerne témoigne des conditions météréologiques. Un graphique où sont représentées les épaisseurs (en jaune) des cernes en fonction de l'année caractérise une période bien définie.

La précision de la datation.

I.:élaboration d'un bon système de référence pour des datations sur une période de 1 000 ans requiert environ 250 chronologies synthétiques tirées de près de 2 500 arbres ou échantillons de bois issus d'une zone homogène d'environ 100000 kilomètres carrés. Des chronologies de référence sont construites séparément pour chaque essence. Le chêne, les grands résineux et le hêtre sont les plus étudiés, mais en histoire de l'art et en archéologie, le frêne, l'orme et le châtaignier sont aussi analysés. Même avec un bon système de datation, il est préférable de disposer d'au moins une dizaine d'échantillons (voir la figure 6) supposés contemporains pour dater convenablement un bâtiment. Toutefois, sur le terrain, au moment du prélèvement, la qualité dendrochronologique des bois des structures à dater est difficile à déterminer avec précision. Aussi, prélève-t-on entre 15 et 30 bois par phase de construction atrendue, parfois plus, afin d'établir des chronologies moyennes de bonne qualité.

Une série de cernes est donc datée à l'année près : tous les cernes de la série pointent une année précise, les années se succédant depuis le premier cerne de la chronologie jusqu'au dernier. Quand l'échantillon analysé comporte encore l'écorce, le dernier cerne situé juste sous celle-ci est le dernier produit par l'arbre. Selon que l'arbre a pu élaborer un cerne de croissance ou non, l'année indiquée est œlle de son abattage ou la précédente.

En observant minutieusement ce cerne, on peut parfois même déterminer la saison de l'année où l'arbre a été abattu. En effet, chaque cerne est divisé en deux parties: le bois initial, formé au printemps,èt le bois final, élaboré en été. Ensuite, la croissance de l'arbre s'arrete jusqu au printemps suivant.

Cependant, les échantillons prélevés proviennent le plus souvent de pièces de bois travaillées (des meubles, des tableaux, des instruments de musique.. .), taillées (des charpentes, des planchers, des piliers) ou abîmées (des vestiges d'archéologie lacustre). Un tel échantillon ne livre que les œrnes du bois qui n'a pas été éliminé pendant le traitement: un échantillon prélevé sur l'arbre initial de départ contiendrait plus de cernes et notamment les cernes périphériques les plus récents qui permettraient d'affiner la datation.

La chronologie obtenue sur le bois travaillé est donc amputée des dernières années de la vie de l'arbre, sans que l'on en connaisse le nombre. Bien que l'on puisse fixer la date de chaque cerne de sa chronologie, il n'est plus possible de déterminer exactement la date de la mort de l'arbre, et donc le bâtiment pour lequel il a été abattu.

Néanmoins, on peut estimer le bois manquant à l'aide de l'aubier. Visible chez la plupart des feuillus, l'aubier est constitué des cernes les plus périphériques; il durcit progressivement pour se transformer en vrai bois. Dans le Nord de la France et en Belgique, on a observé que l'aubier du chêne dépasse rarement 40 cernes. Aussi, la présence d'au moins un cerne d'aubier sur un échantillon de cette espèce d'arbre fournit un intervalle de temps pour la date d'abattage: l'arbre a été abattu moins de 40 ans après la date fournie par le premier cerne de l'aubier. Dans le cas du chêne, l'aubier se distingue aisément du vrai bois, d'une part, en raison de sa couleur plus claire et, d'autre part, car il est toujours plus dégradé par les insectes.

Une fois la date d'abattage de l'arbre acquise, comment estimer le temps écoulé entre l'abattage et l'achèvement de l'ouvrage? Le bois de charpenterie est séché le moins longtemps possible, car, outre que le stockage est onéreux, ce séchage est superflu: les rétractations se faisant principalement dans le sens transversal, et non longitudinal, elles ne portent pas préjudice à la stabilité de la structure. Les sources historiques montrent que l'abattage des arbres avait le plus souvent lieu en hiver et que la charpente était posée, soit pendant la belle saison qui suit, soit pendant les deux années qui suivent. Pour les meubles, les objets d'art, les usages diffèrent, le laps de temps séparant l'abattage de l'arbre de la finition de l'œuvre peut être plus long