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Univ. Paris-Saclay
L’étude de la surface des cuivreux archéologiques : apports de l’analyse par faisceaux d’ion pour la compréhension de la physico-chimie
François MATHIS
Centre Européen d'Archéométrie
Jeudi 21/12/2006, 11:00
NIMBE Bât 639 Salle de Conférence, CEA-Saclay
L’étude des objets archéologiques en métal est souvent très riche d’informations. En plus de la connaissance qu’elle apporte sur l’objet, ses techniques de fabrication, l’histoire des techniques, elle débouche souvent sur une meilleure compréhension de certains phénomènes physico-chimiques. Ce séminaire en présentera deux exemples. Certains objets archéologiques en bronze présentent une couche de surface noire qui a souvent été attribuée à une possible exposition à une température élevée (incendie…). La preuve de cette exposition est souvent d’une grande importance pour le conservateur ou l’archéologue car elle permet de mieux comprendre les circonstances de « vie » et d’abandon de l’objet. Malgré le fait que l’alliage cuivre étain ait été un des alliages les plus utilisés par l’humanité au cours de son histoire, l’oxydation de ce système avait très peu été étudié. Nous avons donc fait une étude de l’oxydation de ce système. Nous présenterons en particulier le système développé sur l’accélérateur AGLAE pour le suivi des cinétiques d’oxydations ainsi que nos principaux résultats. Ces données nous ont permis de mieux comprendre le rôle de l’étain comme élément modérateur des cinétiques d’oxydation, de fabriquer un modèle permettant d’identifier des couches d’oxydes formées à haute température et de faire des corrélations intéressantes avec la corrosion en sol à long terme. Le deuxième exemple concerne un autre type de couches noires présent sur des objets antiques précieux, identifié depuis les année quatre vingt dix comme étant une patine fabriquée par voie chimique par les artisans antiques dans un but de décoration. Cette technique est connue sous le nom générique de bronze noir. L’étude de ces couches est très délicate à cause de la nature extrêmement précieuse de ces objets qui nécessite l’utilisation exclusive de techniques d’analyses non destructives. Un protocole d’analyse spécifique a donc été développé, un nouveau dispositif d’extraction du faisceau de particules a été développé sur l’accélérateur et appliqué à l’étude d’une dizaine de pièces provenant des musées nationaux français. Cette étude a permis des avancées importantes dans la connaissance de l’histoire de cette technique mais aussi dans la connaissance de la physico chimie très étonnante de cette patine qui est formée de cuprite mais dont l’adjonction d’élément précieux or et/ou argent modifie la couleur et les propriétés d’adhésion et de résistance à la corrosion. Ces études ont à la fois permis de développer des outils analytiques nouveaux adaptés à l’étude des surface des objets métallique et généralisables à des problématiques tout à fait modernes mais ont également permis de mettre en évidence des phénomènes physico-chimiques étonnants découverts de façon empiriques par les anciens mais que notre science moderne peine encore à expliquer.

 

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