Préparation de fossiles pyriteux schisteux : évaluation de différentes techniques d’imprégnation

Les collections de paléontologie comportant des fossiles pyriteux soulèvent des difficultés récurrentes en matière de conservation : enfouis en milieu réducteur, ces fossiles se conservent des millions d’années ; en revanche, lorsqu’ils sont soumis à l’oxygène et à l’humidité, ils sont susceptibles de se dégrader (Figure) du fait de phénomènes d’oxydation (Rouchon et al 2012) probablement assez proches de ceux que l’on observe sur certaines roches (Menendez et al 2013).

 

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Figure  : exemple d’empreinte fossile endommagée par les efflorescences cristallines (collection du Muséum d’Histoire naturelle d’Autun)

 

 

Pour rendre les fossiles moins sensibles à cette dégradation, les préparateurs de collections utilisent des produits d’imprégnation (Plexigum, Paraloid B72, etc.) utilisés par ailleurs en restauration de sculptures, mais dont l’efficacité n’a jamais été évaluée sur des fossiles pyriteux. Dans un contexte différent, des traitements visant à modifier les propriétés de surface d’objets sensibles sont actuellement disponibles mais n’ont jamais été testés sur des spécimens de collections paléontologiques. C’est le cas en particulier du traitement au Parylène qui rend les objets particulièrement hydrophobes et donc moins sensibles à l’humidité.

Nous proposons d’évaluer ces différents traitements sur des échantillons schisteux prélevés sur le lit à Poisson de Muse (Saône et Loire). Ces schistes sont, au moment de leur excavation, gorgés d’eau et subissent au cours de leur séchage deux types d’altérations : le premier est d’ordre mécanique et correspond à un cintrage des plaques ou encore un effritement des lamelles constitutives de la couche. Le second correspond à la formation d’efflorescences cristallines de sulfate de fer et de calcium.

Les échantillons seront découpés en petits fragments sur lesquels seront implémentés différents traitements, puis seront soumis à vieillissement artificiel en suivant un protocole et une démarche semi-statistique déjà définis par ailleurs (Odin et al 2013). Leur comportement sera dans un premier temps évalué de manière visuelle à l’aide de clichés macrophotographiques. Les échantillons altérés seront ensuite analysés par microscopie infrarouge, microscopie Raman, diffraction des rayons X (pour l’identification des phases néoformées) et par microscopie électronique à balayage (pour mieux caractériser les interfaces)

Nous espérons par cette démarche être en mesure d’évaluer l’efficacité, mais aussi les effets secondaires des différents traitements, voire de mieux identifier les facteurs qui contrôlent la dégradation.

 

Les fossiles pyriteux font actuellement l’objet d’un travail de thèse au Muséum National d’Histoire Naturelle (Giliane Odin, soutenance prévue en septembre 2014). Parallèlement à cela et sans aucune connexion jusqu’à présent, le laboratoire GEC de l’Université de Cergy-Pontoise travaille depuis des années sur l’étude de la dégradation des pierres par les sels (thèse doctorale en cours : Mélanie Denecker). Le co-encadrement de ce sujet de Master permettra, à travers le rapprochement des deux équipes, de mieux structurer ces deux lignes de recherche, de définir une logique commune qui soit profitable aux deux institutions et d’offrir une meilleur lisibilité de cet axe de recherche au sein de la Fondation.

Références

  • G. P. Odin, D. Chabard, V. Rouchon, Étude de collections de paléontologie : de la caractérisation à la reproduction des altérations de fossiles pyriteux, CeROArt, De l’art et de la nature [En ligne], 2013, mis en ligne le 14 août 2013, URL : http://ceroart.revues.org/3409
  • V. Rouchon, H. Badet, O. Belhadj, O. Bonnerot, J. Dejax, D. de Franceschi, B. Lavédrine, J. G. Michard, S. Miska. Raman and FTIR spectroscopy applied to the conservation report of paleontological collections : identification of Raman and IRTF signatures of several iron sulfate species such as ferrinatrite and sideronatrite, Journal of Raman Spectrometry, 43 (2012) 1265-1274.
  • Menéndez, B., David, C. A non destructive technique using acoustic emissions to estimate the environmental conditions controlling weathering by gypsum crystallization in porous rocks. Environmental Earth Sciences, 68 (2013) 1691–1706, DOI10.1007/s12665-012-1861-2.

 

Organisation

Stage de Master 2.

Porteur :

  • Véronique Rouchon, Ingénieur de recherche MCC, HDR, CRCC

Partenaire :

  • Béatrice Menendez, MCF, GEC (UCP)