ARCHEOMETRIE A L'IPNAS

La parole aux oeuvres d'art
par le biais de l'analyse non-destructive
de leur composition élémentaire

 

Les méthodes analytiques utilisant les faisceaux d'ions accélérés sont particulièrement bien adaptées à la réalisation de cette tâche. Le principe général de ces méthodes est le suivant :

  • Bombardement de l'objet par des particules chargées de grande vitesse qui interagissent avec les constituants de la matière (électrons, noyaux)
  • Examen des particules ou des rayonnements émis lors de l'interaction, car ces derniers sont porteurs d'informations caractéristiques de la matière bombardée.
  • Les deux méthodes suivantes nécessitent l'utilisation d'un accélérateur de particules :

    Les accélérateurs Van de Graaff et le cyclotron AVF de l'IPNAS sont disponibles à cet égard.

     


     

    Trois Applications types...

     

    1.- Détection de fausses pierres précieuses par PIXE

     

    La comparaison des spectres PIXE relatifs à l'échantillon et à une émeraude indique que l'échantillon est en verre coloré. En effet, l'émeraude, un beryl au départ incolore est teinté par la présence de chrome et/ou de vanadium. On détecte les constituants majeur: l'alumunium et le silicium. Le beryllium n'est pas accessible vu la faible énergie des ses raies X cacactéristiques. Le spectre de l'échantillon contient du silicium, du sodium, du potassium et du calcium qui sont les constituants de base du verre. Dans ce cas précis on détecte également le fer qui est l'élément chromophore.



    2.- Etude de la corrosion de verres anciens par PIGE-PIXE

    Le verre à boire mérovingien montré sur cette figure présente une zone argentée qui est le résultat de la corrosion du verre par départ d'ions alcalins intervenant lors du lessivage de ce matériau. La succession de phases d'hydratation et de déshydratation sur ces zones appauvries en sodium conduit à la formation de couches de silice qui n'adhère plus au substrat de verre sain. A terme, le verre peut complêtement disparaître.
    L'application de la PIGE à angle d'incidence variable montre que dans cette zone argentée, la teneur en sodium est uniformément faible. Par contre dans la zone dite "saine" un gradient de concentration est présent ce qui montre que le phénomène de corrosion a déjà fait son oeuvre.


     

    3.- Etude des pigments utilisés dans les enluminures

    La PIXE permet d'irradier directement les pages d'un manuscript au niveau des enluminures, du parchemin ou des encres. La composition des ces trois types de matériau est ainsi déterminée et permet d'identifier les pigments, de caractériser le processus de fabrication du support et de déterminer le type d'encre utilisée.



    ©G. Weber IPNAS 2003 --- Centre Européen d'archéometrie de l'Université de liège CEA