Parlons peu parlons Science

Restauration et conservation des objets archéologiques : comment ça se passe ?

lundi 26 septembre 2016 par Rédaction de Parlons peu parlons Science

Par Mathilde Monachon.

Cette semaine s’ouvre la neuvième édition de l’ICOM-CC Metals Working Group  ! Comment ça, vous ne connaissez pas ? Vous n’avez jamais entendu parler de la restauration de monuments historiques ? Ah ouf vous me rassurez !

ICOM-CC est l’acronyme de International Council Of Museums Conservation Community, c’est-à-dire un rassemblement de tous les spécialistes de la conservation du patrimoine et des biens culturels dans le monde. Et cette semaine, le congrès, qui a lieu à New Delhi, tourne autour du métal et des biens culturels qui en comportent.

Un peu d’histoire, d’art…et de sciences !

Notre société découle d’une civilisation judéo-chrétienne qui s’est bâtie au fil des siècles et qui regorge de merveilles. En effet, les vestiges de cette construction sont nombreux.

Dans un premier temps, nous pouvons nous arrêter sur l’architecture et le grand nombre d’églises ou cathédrales présentes sur notre territoire. Puis, nous pouvons observer les objets et œuvres d’art retrouvés : il peut s’agir de peintures, de bijoux, d’armures et j’en passe ! La plupart du temps, ces objets sont retrouvés par hasard, lors de fouilles archéologiques, aussi bien sous-marines que terrestres. Ou alors, par votre voisin qui a toujours de la chance et qui, en repiquant un nouveau plant de tomates est tombé sur un trésor ! Quelle que soit la façon dont ces objets sont découverts, ils ont souvent été altérés par le temps et donc dégradés.

Les éléments naturels dans les milieux marins ou terrestres réagissent avec l’objet enfouit. Prenons l’exemple d’un canon en fonte, qui lors d’un naufrage d’un navire au XIVème siècle sombra en plein milieu de l’Atlantique. Lors de sa chute dans l’océan, le canon fût en contact avec de l’oxygène mais aussi avec le chlore présent dans le sel de mer. Ces deux éléments ont attaqué le métal et ainsi l’ont corrodé. Cela a eu pour résultat la formation d’une couche de corrosion autour du canon.

Découvertes des objets

Les archéologues ont, des décennies plus tard, retrouvé le dit canon. Fiers de cette découverte, ils l’ont remonté à la surface pour tenter de l’étudier, le dater et l’exposer. Mais en remontant le canon, son environnement a changé.

En effet, depuis le naufrage, il s’était stabilisé dans le milieu marin et la corrosion engendrée par l’oxygène et le chlore s’était arrêtée. En le sortant de l’eau, le canon fût de nouveau en contact avec de l’oxygène ce qui a entrainé une reprise de corrosion active (n’oublions pas qu’il y avait une importante concentration en chlore sur l’objet). Cette reprise de corrosion peut être nocive pour le canon au point de le détruire entièrement.

Il est donc important de trouver des solutions pour stabiliser les objets lors de leur sortie de fouille pour mieux les préserver.

Restauration et conservation

Ici, nous allons nous focaliser sur le traitement de notre canon en fonte. Il possède deux produits de corrosion en particulier, riches en chlore, qu’il faut retirer. Ces deux composés sont l’hydroxychlorure de fer II et l’akaganéite.

Tout ce qu’il faut savoir sur ces deux composés, c’est qu’ils se forment lors de l’immersion dans le milieu marin et contiennent entre 8 et 20% en masse en chlore. L’hydroxychlorure de fer II se forme plus probablement à l’intérieur de la couche de corrosion de l’objet tandis que l’akaganéite se forme en surface. Très peu d’études existent sur l’hydroxychlorure car c’est un composé très réactif à l’air libre, qui, de ce fait, se transforme en l’akaganéite lors des sorties de fouille.

Les techniques actuelles de conservation et restauration pour retirer ces éléments sont l’immersion et l’électrolyse. Pas de panique, je vous explique !

  • L’immersion, comme son nom l’indique, consiste à plonger l’objet dans une solution et à observer l’évolution de la couche de corrosion dans le temps.
  • L’électrolyse consiste à plonger l’objet dans une solution et à le placer entre des grilles d’acier. Un courant électrique est ensuite envoyé à l’objet dans le but de forcer la migration des ions chlorure de l’objet vers les grilles.

En fonction de la taille de l’objet, cette étape appelée déchloruration peut être plus ou moins longue. S’il s’agit d’une bague, cela peut durer 4 à 5 mois. Pour notre canon, la déchloruration peut durer jusqu’à 5 ans !

Une fois le traitement terminé, le canon est rincé dans de l’eau afin de s’assurer que tous les chlores présents ont bien été retirés. Plusieurs rinçages peuvent être nécessaires pour s’en assurer. Une fois l’objet exempt de chlore, on dit alors qu’il est stabilisé, pouvant être exposé sans risque que la corrosion ne reprenne.

Ceci n’est qu’un résumé des techniques actuelles et en développement de conservation et restauration qui vont être discutées cette semaine lors de l’ICOM-CC MWG.

Bibliographie

www.metals2016.org
E. Guilminot et al, Projet ODeFA : Optimisation de la déchloruration des ferreux archéologiques (2008)
F. Kergoulay, thèse Étude des mécanismes de déchloruration d’objets archéologiques ferreux corrodés en milieu marin, université de Paris-Est, spécialité Chimie et Science des Matériaux (2012)
W. A. Oddy et M. J.Hughes, The Stabilisation of ‘Active’ Bronze and Iron Antiquities by the Use of Sodium Sesquicarbonate, Studies in Conservation, Vol 15 (1970), p 183-189
S. Reguer et al, Structural evidence for the desalination of akaganeite in the preservation of iron archaeological objects, using synchrotron X-ray powder diffraction and absorption spectroscopy, Corrosion Science, Vol 51 (2009), p 2795-2802
S. Réguer, thèse Phases chlorées sur les objets archéologiques ferreux corrodés dans les sols : caractérisations et mécanismes de formation, université de Paris XI Orsay, spécialité Physique (2010)
C.Rémazeilles et Ph. Refait, Formation, fast oxidation and thermodynamic data of Fe(II) hydroxychlorides, Corrosion Science, Vol 50 (2008), p 856-864


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