Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac
Datation et radioactivité : quiz de Terminale spécialité
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Dater avec la radioactivité, c'est comparer la quantité de noyaux radioactifs restants à celle du départ, grâce à la demi-vie. 1
- Pour le carbone 14, la quantité est divisée par deux tous les 5 730 ans (valeur conventionnelle). 4
- Après n demi-vies, il reste de la quantité initiale : c'est la formule à savoir utiliser vite.
- Le carbone 14 ne date que des échantillons de moins de 50 000 ans environ ; au-delà, on change de méthode. 4
Avant de commencer
Ce quiz porte sur la datation et les applications de la radioactivité, juste après le chapitre sur la décroissance radioactive. Tu y retrouveras le principe de la datation, l'usage de la demi-vie, la datation au carbone 14, ses limites, les méthodes pour des roches très anciennes, et quelques applications citées au programme. 1
Chaque question est suivie d'une correction qui explique pourquoi la bonne réponse est juste et pourquoi l'erreur la plus tentante est fausse. Lis-les même quand tu as bon : c'est là que se trouvent les raisonnements à réutiliser le jour du bac.
Quiz
15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
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La datation repose sur la décroissance des noyaux radioactifs : connaissant la demi-vie, la quantité restante permet de remonter à la durée écoulée depuis le début de la décroissance. 1 La dernière réponse est tentante mais fausse : ce sont les noyaux radioactifs d'un type donné qui sont divisés par deux, pas la masse totale de l'échantillon, qui contient aussi des noyaux stables. La troisième est fausse car la désintégration d'un noyau individuel est aléatoire : on ne prévoit que le comportement d'un grand nombre de noyaux. 1
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La demi-vie est la durée qui divise par deux le nombre de noyaux radioactifs présents. Pour le carbone 14, cette durée vaut 5 730 ans par convention : tous les 5 730 ans, il n'en reste que la moitié. 4 L'erreur classique consiste à croire qu'après deux demi-vies il ne reste plus rien : en réalité il en reste encore un quart, car chaque demi-vie divise la quantité restante par deux. Le « temps de demi-vie » est d'ailleurs l'une des notions centrales du programme sur le sujet. 1
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Un quart vaut : deux demi-vies se sont écoulées. L'âge est donc ans, avec la demi-vie de 5 730 ans retenue par convention. 4 L'erreur tentante est de répondre 5 730 ans en pensant que « un quart » correspond à une seule demi-vie : une demi-vie ne laisserait que la moitié, pas le quart.
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12,5 % correspond à un huitième, soit : trois demi-vies se sont écoulées. L'âge vaut ans, avec la demi-vie conventionnelle du carbone 14. 4 Une erreur fréquente est de diviser 100 par 12,5 pour obtenir 8 et de multiplier 8 par la demi-vie : 8 est le facteur de division de la quantité, pas le nombre de demi-vies. Le nombre de demi-vies est l'exposant, ici 3.
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Après quatre demi-vies, il reste de la quantité initiale, soit . La demi-vie du carbone 14 est de 5 730 ans, donc cela correspond à 22 920 ans. 4 L'erreur tentante est de retrancher 50 % quatre fois, ce qui donnerait un résultat négatif absurde : on prend à chaque fois la moitié de ce qui reste, pas la moitié de la quantité initiale.
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Au-delà d'environ huit périodes, soit 50 000 ans au maximum, la quantité de carbone 14 restante est trop faible pour être mesurée avec une précision assez bonne. 4 La réponse « aucune limite » est fausse précisément pour cette raison : plus l'échantillon est ancien, moins il reste de noyaux à détecter. Les 5 milliards d'années sont hors de portée : après huit demi-vies, il ne reste plus qu'environ 0,4 % du carbone 14 de départ.
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C'est faux. Le carbone 14 ne permet de dater que des éléments de moins de 50 000 ans environ, et les résultats sont déjà approximatifs au-delà de 35 000 ans. 4 Pour des âges plus anciens, d'autres méthodes existent. Le piège est de croire qu'une méthode vaut pour toutes les échelles de temps : on choisit un noyau dont la demi-vie est du même ordre de grandeur que l'âge à mesurer.
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Quand on dépasse la limite du carbone 14, on recourt à deux méthodes qui visent les roches : l'une compare le potassium et l'argon, l'autre le rubidium et le strontium. 4 Le carbone 14 est justement la méthode qui atteint sa limite : la proposer pour des roches très anciennes est l'erreur tentante. Le pH d'une roche ne dépend pas d'une décroissance radioactive : ce n'est donc pas une méthode de datation radiométrique.
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C'est faux : le programme insiste sur le caractère aléatoire de la désintégration radioactive. 1 On ne peut pas dire quand un noyau précis va se désintégrer. En revanche, pour un très grand nombre de noyaux, la proportion qui se désintègre est prévisible : c'est ce que traduit la demi-vie. Confondre l'aléa individuel et la régularité statistique est l'erreur à éviter.
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Plus un matériau est vieux, plus l'incertitude grandit, et passé 35 000 ans les valeurs obtenues ne sont plus que des ordres de grandeur. 4 La raison de fond : plus l'échantillon est vieux, moins il reste de carbone 14, donc plus le signal est faible face au bruit de fond de la mesure. La réponse sur la précision qui s'améliore est tentante par intuition (« plus c'est ancien, plus on a de recul ») mais elle est contraire au fonctionnement de la méthode.
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La datation au carbone 14 a été mise au point par Libby à la fin des années 1940. 4 Kelvin est connu pour son estimation de l'âge de la Terre avant la découverte de la radioactivité, et Russell a utilisé en 1921 le rapport entre uranium, thorium et plomb : ce sont d'autres histoires de la datation, à ne pas mélanger avec le carbone 14. 3
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Le raisonnement de Kelvin partait d'une hypothèse : la chaleur héritée de la formation de la Terre serait la seule énergie à compenser son refroidissement. Il en tirait un âge de quelques dizaines de millions d'années, que les géologues jugeaient beaucoup trop court. 3 La radioactivité était alors inconnue : elle n'avait donc pas pu servir de base à son calcul. Les autres réponses sont des anachronismes séduisants, mais aucune ne correspond à la démarche de Kelvin.
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Russell a daté la croûte terrestre en comparant les parents radioactifs (uranium et thorium) au descendant stable (plomb), avec l'hypothèse qu'à l'origine la roche était dépourvue de plomb. Il obtient un âge compris entre un et huit milliards d'années. 3 Le carbone 14 est exclu : sa demi-vie, de l'ordre de milliers d'années, est bien trop courte pour de tels âges. 4 Le refroidissement est la logique de Kelvin, pas celle de Russell.
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Le programme mentionne plusieurs champs d'application : l'archéologie, la santé et la médecine, ainsi que le stockage des substances radioactives. 1 Il demande aussi de citer quelques applications médicales et des méthodes de protection contre les rayonnements. 1 La météo à trois jours n'a pas de lien avec la décroissance radioactive : c'est l'intrus de la liste.
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Les premiers essais de datation radiométrique ont coïncidé quasiment avec les premiers pas de la radioactivité, tant l'idée s'impose naturellement. 3 Elle s'appuie sur le fait que la quantité de noyaux radioactifs diminue selon une loi régulière de demi-vie. 1 La dernière réponse est fausse : chaque noyau a sa propre demi-vie, et c'est justement pour cela qu'on choisit celui qui convient à l'âge à mesurer, par exemple le carbone 14 pour quelques milliers d'années. 4
Les questions qu'on se pose
Comment savoir quelle méthode de datation choisir ?
On choisit un noyau dont la demi-vie est du même ordre de grandeur que l'âge à estimer. Le carbone 14 convient pour des éléments de moins de 50 000 ans environ, et les résultats sont approximatifs au-delà de 35 000 ans. 4 Pour des roches plus anciennes, on utilise d'autres couples, comme potassium-argon ou rubidium-strontium. 4
Faut-il apprendre la valeur de la demi-vie du carbone 14 pour le bac ?
Dans un exercice, la demi-vie est en général donnée dans l'énoncé. Retiens quand même l'ordre de grandeur : la quantité de carbone 14 diminue de moitié tous les 5 730 ans, valeur conventionnelle. 4 Ce qui est vraiment attendu, c'est que tu saches expliquer le principe de la datation et dater un événement à partir de données. 1
Pourquoi ne peut-on pas dater un objet avec une seule désintégration observée ?
Parce que la désintégration est aléatoire : on ne peut pas prévoir quand un noyau donné va se désintégrer. 1 La datation s'appuie sur un très grand nombre de noyaux, pour lesquels la proportion restante suit la régularité de la demi-vie.
Sources
Programme visé : Physique-chimie spécialité, Terminale générale — Évolution d'un système nucléaire · Bulletin officiel — Ministère de l'Éducation nationale
- Physique-chimie spécialité, Terminale générale — Évolution d'un système nucléaire, Bulletin officiel — Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- Constitution et transformations de la matière — Ressource d'accompagnement pédagogique, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
- Datation radiométrique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Datation au carbone 14, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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