Dans une molécule de CO₂, la présence d'un atome d'oxygène plus lourd (¹⁸O) que l'atome d'oxygène courant (¹⁶O) favorise légèrement celle d'un atome de carbone (¹³C) plus lourd que le carbone courant (¹²C). Les isotopes lourds ont donc une légère tendance à se regrouper (clumping) et le clumping isotopique appelé Δ₄₇ permet de quantifier l'excès de molécules de CO₂ constituées de ¹⁸O, ¹⁶O et ¹³C dont la somme des masses vaut 47 (18+16+13).

Depuis près de quinze ans, les scientifiques (climatologues, géophysiciens ou astrophysiciens) utilisent Δ₄₇, en particulier pour extraire des informations de carbonates ou du CO₂ atmosphérique. Ainsi par exemple, les paléoclimatologues cherchent-ils à retracer l'histoire des températures océaniques à partir de l'analyse des coquilles d'organismes unicellulaires marins (foraminifères).

Cependant, la variété des méthodologies mises en œuvre pour la mesure de Δ₄₇ a longtemps rendu difficile la comparaison des résultats obtenus dans les différents laboratoires. C'est pourquoi en 2017, le 6^e colloque international sur Δ₄₇ a décidé le principe d'un exercice d'inter-comparaisons reposant sur l'utilisation exclusive de carbonates de référence. L'objectif était de standardiser les mesures de Δ₄₇ réalisées dans 22 laboratoires internationaux qui utilisent des techniques analytiques très différentes.

Cet exercice a eu lieu en 2019-2020. Résultat : la dispersion inter-laboratoires des mesures standardisées s'accorde parfaitement avec les incertitudes analytiques de chaque laboratoire. La méthode de standardisation mise en œuvre permet bien d'unifier des résultats obtenus selon des protocoles expérimentaux très variés (tailles d'échantillons, température de réaction acide, spectromètres de masse, etc.).

En permettant notamment de concilier des séries d'observations auparavant contradictoires, cette approche aboutit à une calibration quasiment universelle de la thermométrie Δ₄₇ appliquée aux carbonates. D'autres résultats, encore en cours d'évaluation, confirment ce caractère universel et étendent la validité de cette calibration à toute analyse Δ₄₇ réalisée dans ce nouveau référentiel de mesure.

Ces travaux marquent dotent désormais les mesures de Δ₄₇ d'un socle métrologique solide, lui offrant un véritable essor.

Les équipes du LSCE se sont fortement engagés dans l'organisation de cet exercice inter-laboratoires et le traitement des données, notamment par la création d'outils numériques ouverts à tous (application en ligne pour le traitement des données Δ₄₇, adossée à un module Python, en open source).