Description

Caractérisation de composés hybrides organiques-inorganiques à base de cuivre rencontrés en peinture : étude de leur formation et transformation

 

Nature du projet: Thèse

 

Description

Une couche picturale est un système hétérogène comportant un liant dans lequel sont mélangées et dispersées des particules colorées absorbantes et diffusantes : les pigments.

Sur les œuvres peintes, on peut rencontrer une grande variété de composés chimiques pigmentaires. Parmi ceux-ci certains pigments verts à base de cuivre sous la forme de complexes métalliques, tels les acétates et les résinates de cuivre, ont été utilisés en Europe dès l’Antiquité puis largement employés en peinture du XIIIe siècle jusqu’à la Renaissance.  Les couches picturales sont préparées en mélangeant ces pigments à différents liants, que nous limiterons dans le cadre de cette thèse aux liants huileux ou résineux (terpéniques). Au cours du temps, un brunissement ou un jaunissement entraînant une modification chromatique de ces couches picturales vertes est souvent observé

 

Dans le cadre de cette thèse nous proposons :

- de caractériser les complexes constituant les pigments et ceux qui peuvent se former par interaction avec le liant

- d’étudier les processus à l’origine de leur transformation sous l’influence d’un vieillissement naturel et d’un vieillissement accéléré.

 

Les différents complexes organométalliques formés seront caractérisés de différentes façons :

- par spectrométries IRTF, Raman et UV-Visible

- par diffraction des rayons X

- par spectroscopie d’absorption des rayons X

- par microscope électronique à balayage

La caractérisation des liants originaux et des composés formés par interaction avec le cuivre ainsi que les produits de dégradation présents dans la phase organique seront étudiés par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse

Nous porterons une attention particulière aux protocoles d'extraction des ligands organiques liés au cuivre.

 

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Légende : Stéarate de Cu (Obtenu par la méthode Robinet)

 

 

 

 

Intérêts sociétaux et valorisation

La thèse vise à mieux comprendre les raisons pour lesquelles les couches picturales vertes à base de complexes organométalliques s’altèrent au fil du temps.

Les travaux menés permettront d’appréhender plus complètement les processus observés de modification chromatique et d’altération sous l’influence d’un vieillissement

Tout ceci pourrait déboucher sur la mise en œuvre d’actions de conservation préventive et curative plus adaptées et plus efficaces que celles existantes.

 

Actualités et premiers résultats

À l’heure actuelle plusieurs complexes de cuivre avec les principaux composant des huiles siccatifs (acide palmitique, stéarique, oléique, linolénique et linolénique) ont été synthétisés par différents méthodes décrites in littérature. Ces composés ont été ensuite  caractérisés par le set de techniques analytiques prévues.

Un vieillissement sur trois différents niveaux (naturel, en enceinte et accéléré en ballon) vient de commencer sur ces systèmes modèles, ainsi que sur de mélanges plus complexes qui reproduisent une couche picturale.

Quelque pré-tests pour évaluer l’effet de différents paramètres ( tels que l’humidité, la température et la lumière) ont été déjà effectués.

 

Mots-clés

altération, archéométrie, art, biochimie, caractérisation, conservation, couleurs, imagerie, matières, métal, peinture, pigments, rayons UV X, résines, restauration

Détails d'organisation

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Doctorante : Carlotta Santoro a effectué ces études à « l’Università degli studi di Firenze », où elle a obtenu en décembre 2006 la licence de « Technologies pour la conservation et la restauration des biens culturels ». En octobre 2009, elle obtient la maîtrise de « Chimie pour l'environnement et le patrimoine culturel ». Carlotta a participé au projet ERASMUS, à l’Université de Cergy Pontoise, pendant l’année académique 2008-2009.

Structure de rattachement administratif : Laboratoire de Synthèse Organique Sélevtice et de Chimie bio-organique (SOSCO) et Centre de recherche et de restauration des musées de France (C2RMF)

Directeurs du projet : Dr Michel Menu du C2RMF et Pr Nadège Lubin-Germain du (SOSCO)

Autres encadrants éventuels : Dr François Mirambet, Dr Anne-Solenne Leho, Dr Sandrine Pages, Pr Pascal Griesmar

Durée : 3 ans 

Date de démarrage : septembre 2010

 

Extraits de bibliographie

Kühn H., 1970, Verdigris and copper resinate, Studies in conservation, 15, 12-36

Cartechini L., Miliani C., Brunetti B.G., Sgamellotti A., Altavilla C., Ciliberto E., D’Acapito F., 2008, X-ray absorption investigations of copper resinate blackening in a XV century Italian painting, Applied Physics A, 92, 1, 243-250

Altavilla C., Ciliberto E., 2006, Copper restinate  : an XPS study of degradation, Applied Physics A, 83, 4, 699-703

Gunn M., Chottard G., Rivière E., Girerd J.-J., Chottard J.-C, 2002, Chemical reactions between copper pigments and oleoresionous media, Studies in Conservation, 47, 1,  12-23

Iokimoglou E., Boyatzis S., Argitis P., Fostiridou A., Papapanagiotou K., Yannovits, 1999, Thin-film study on the oxidation of linseed oil in the presence of selected copper pigments, Chemistry of Materials, 11, 8, 2013-2022