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- Le noircissement des pigments au plomb -
De la compréhension des mécanismes d'altération
à la recherche d'une méthode de restauration
SĂ©bastien Aze - CICRP Marseille
Bordeaux – 19 Novembre 2010
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Sommaire
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
• Introduction
les altérations du blanc de plomb
le noircissement du minium en peinture murale
vers une technique de restauration du minium noirci
• Méthodologie
matériel
méthodologie
• Résultats
tests de validation de la technique
application in situ (chapelle de Solomiat – Ain)
• Conclusion
[3/16]Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
Les altérations du blanc de plomb
Arts graphiques
• Altération en galène (PbS)
Facteur déterminant: pollution (H2S)
Couleur grise Ă noire
• Techniques de restauration
Traitement à l’eau oxygénée H2O2 (solution, vapeur, gel)
Technique connue depuis 1945 (ou avant?)
Transformation galène anglésite PbSO4
Peinture murale, polychromie
• Altération de l’hydrocérusite en plattnérite (-PbO2)
Facteurs déterminants: humidité, pollution (SO2, CO2)
Couleur brune Ă noire
Considérée comme irréversible
Pas de traitement chimique spécifique
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Le noircissement du minium en peinture murale
• Techniques affectées: fresco, secco
• Facteurs déterminants: humidité, pollution (SO2, CO2)
• Altération du minium (Pb3O4) en plattnérite (-PbO2)
toute la couche picturale (>100 µm) peut être altérée
considérée comme irréversible
pas de traitement chimique spécifique
L’ange et la colonne de feu, Abbaye de Saint Savin, XIIè. s.
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
Comment restituer la couleur et les propriétés initiales?
Reconversion en minium de la couche de plattnérite
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Les oxydes de plomb: un système complexe
Pb4+ Pb2+
Plattnérite-PbO2
MiniumPb3O4
Massicot-PbO
Litharge-PbO
375°C 650°C580°C
Réduction thermique de la plattnérite: pertes successives d’oxygène
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Reconversion par Laser du minium noirci
• Principe
Absorption optique des photons (Laser) par les particules de plattnérite Hausse locale de la température Réduction thermique de la plattnérite en minium (375°C < T < 580°C)
• Avantages
Portabilité (utilisation d’une fibre optique) Précision (mise en forme du faisceau) Flexibilité (longueur d’onde, temps d’irradiation, puissance…)
• Questions
Choix du laser ? "Profondeur utile“ ? Rendement surfacique (cm2/min) ? Innocuité ?
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Matériel: peintures murales expérimentales
• LRMH - 1982
• Ocres, terre verte, minium
• Techniques traditionnelles
• Vieillissement naturel (26 ans)
• Noircissement du minium (5 ans)
Echantillonnage Section polieAnalyse minéralogique:plattnérite, gypse
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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MĂ©thodologie
• Tests d’irradiation successifs avec différents paramètres Caractéristiques du laser
longueur d’onde (nm) puissance (W) profil du faisceau
Temps d’irradiation (s)
Distance de travail (cm)
• Evaluation visuelle des effets de l’irradiation Observations macro- et microscopiques
• Etude en laboratoire Microscopie optique et électronique Analyses (minéralogie, chimie)
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Tests d’irradiation en laboratoire
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
• Trois lasers testés: Argon (vert), Nd:YAG et diode Ga:As (proche Infrarouge)
• Matériel: Plattnérite pure (poudre compactée)
Nd:YAG1064 nm
diode811 nm
Ar+514 nm
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Tests d’irradiation in situLaser infrarouge à fibre optique – Peintures murales expérimentales
• laser continu - 811 nm• transportable : 220 V, 40 kg• fibre optique de 10 mètres• sortie optique sur trépied (X-Y-Z)• déplacements manuels
optimisation de la puissance
source laser
sortie optique
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Tests d’irradiation in situEssai optimisé – temps total: 2min. – surface ~ 2cm2
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Couche d’origine Couche traitée
Stratigraphies (lames minces)Macro-prélèvement
Tests d’irradiation in situEssai optimisé
Couleur homogène
Traitement de toute l’épaisseur de
la couche de plattnérite (100 µm)
Reconversion effective en minium
(analyses par spectrométrie Raman)
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Application in situPeinture murale XIXè. s.– Chapelle de Solomiat (Ain)
Premier essai « réel » in situChantier de restauration (Gilles Gaultier)
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
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Application in situPeinture murale XIXè. s.– Chapelle de Solomiat (Ain)
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
installation du systèmepremiers essais optimisés
[15/16]Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
Application in situPeinture murale XIXè. s.– Chapelle de Solomiat (Ain)
traitement Ă grand Ă©chelle (~60 cm2)
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Conclusion
Introduction MĂ©thodologie RĂ©sultats Conclusion
• Optimisation des paramètres: choix du laser: diode fibrée 811 nm temps d’irradiation: 5 à 10 secondes densité de puissance: 15 à 25 W/cm2
RĂ©sultats obtenus reconversion effective PbO2 Pb3O4
profondeur efficace > 50 µm rendement surfacique > 1 cm2 / min.
Questions ouvertes innocuité ? permanence du minium ? cas des autres techniques picturales ? consolidations / refixages ?