Projets types des utilisateurs

ARCHLAB – Les peintures au blanc de zinc des XIXe et XXe siècles : caractérisation physico-chimique multidimensionnelle

Le projet ZOoMM (Zinc Oxide : from Micro to Macro) est une thèse de doctorat de trois ans visant à :

  1. Étudier la relation entre les propriétés du blanc de zinc et leur variabilité pour éventuellement trouver des marqueurs pour la conservation et l’authentification des œuvres d’art ;
  2. Comprendre l’étendue et les modalités d’utilisation du blanc de zinc chez les artistes des XIXe et XXesiècles.

ARCHLAB a permis d’avoir accès à des matériaux historiques à base de blanc de zinc (c’est-à-dire des poudres de pigments, un échantillon d’un nuancier) appartenant à la Cultural Heritage Agency (RCE) aux Pays-Bas. Cela a beaucoup enrichi le corpus de matériaux d’artistes historiques et contemporains à base de blanc de zinc du projet, en profitant également de l’expertise des chercheurs travaillant sur les matériaux de la peinture dans les deux institutions.

La composition, la taille et la morphologie des particules, ainsi que la luminescence de matériaux produits par différents fabricants de blanc de zinc depuis la fin du XIXe siècle jusqu’à aujourd’hui ont été analysées. Cela a permis de créer une base de données de référence pour d’autres études sur le pigment et pour être comparées à des matériaux issus d’œuvres d’art. En particulier, des échantillons de poudre provenant de fabricants néerlandais (par exemple, Maastrichtse zinkwit mij. Ejsden, Sikkens) ont été comparés à des échantillons de la Vieille Montagne, l’un des principaux fabricants européens de ZnO, ainsi qu’à du ZnO synthétisé et commercial de référence, en utilisant un large éventail de techniques, des équipements de laboratoire (MO, SEM-EDX, DRX, CL) aux grands instruments (HR-XRD à l’ESRF, PIXE-IBIL à AGLAE).

Le travail sera valorisé dans une publication ad hoc et dans le manuscrit de thèse de Nicoletta Palladino en 2023.

Figure. Nuancier contenant des échantillons de pigments historiques, RCE

Sources : Palladino et al., An analytical survey of zinc white historical and contemporary artists’ materials, [Manuscript submitted for publication], http://www.sciences-patrimoine.org/projet/zoomm/


 

MOLAB – Études sur place de la peinture murale du monastère de Müstair effectuées en utilisant un prototype mobile d’analyse multi-spectroscopique (LIBS-LIF-Raman combinés)

Dans le cadre du projet européen IPERION HS, une mission MOLAB a été réalisée au monastère de Saint-Jean à Müstair, en Suisse, en utilisant un instrument mobile qui combine différentes techniques spectroscopiques (LIBS, LIF, spectroscopie Raman et réflectance) pour obtenir des informations complémentaires sur les éléments et les molécules constitutifs des peintures murales. Ce prototype, développé dans le cadre des programmes IPERION CH (H2020) et EquipEX (ANR, France), a des capacités analytiques étendues sur divers matériaux du patrimoine culturel. Les mesures peuvent être prises à une distance d’environ 15 cm avec un diamètre d’analyse d’environ 80 µm. Il permet d’analyser à la fois des matériaux inorganiques tels que la céramique, le verre, la pierre, le métal et les sous-produits métallurgiques, ainsi que des matériaux organiques tels que les matières animales, les liants, les colles, le bois, le papier, les textiles et les vernis.

Cet instrument trouve de nombreuses applications dans le domaine du patrimoine culturel : les objets et sites archéologiques, l’architecture, les objets d’art, les objets anthropologiques, la peinture, la sculpture ou les textiles…

La LIBS peut être utilisée pour une analyse qualitative et quantitative des éléments légers comme des éléments lourds, tandis que la LIF et la spectroscopie Raman permettent de travailler dans des conditions d’éclairage ambiant. Ce prototype mobile aide aux prises de décision sur place.

Figure. Caractérisation des matériaux de la peinture murale en XVe siècle du monastère de Müstair (Suisse) en utilisant le prototype mobile combinant les techniques spectroscopiques LIBS, LIF et spectroscopie Raman. (Oct. 2022)

Sources :
Detalle, V.; Bai, X. ; Bourguignon, E. ; Menu, M. ; Pallot-Frossard, I. LIBS-LIF-Raman : a new tool for the future E-RIHS. In Proceedings of Optics for Arts, Architecture, and Archaeology VI; p. 103310N.
Bai, X. ; Oujja, M.; Sanz, M.; Lopez, M. ; Dandolo, C.K. ; Castillejo, M.; Detalle, V. Integrating LIBS LIF Raman into a single multi-spectroscopic mobile device for in situ cultural heritage analysis. In Proceedings of Optics for Arts, Architecture, and Archaeology VII; pp. 182-194.
Bai, X. ; Detalle, V. Time-Gated Pulsed Raman Spectroscopy with NS Laser for Cultural Heritage. Heritage 2023, 6, 1531-1540.


 

FIXLAB – Cartographier la composition à la surface des objets historiques grâce à un positionneur 3D

Les équipes d’AGLAE, avec leurs collègues de BNC, IPANEMA et SOLEIL, ont développé un positionneur 3D pour la cartographie élémentaire des surfaces non-planes des objets patrimoniaux, et ont testé sa mise en œuvre sur le faisceau externe de l’accélérateur AGLAE. Ce travail résulte d’une activité de recherche conjointe du projet européen IPERION CH.

La procédure utilisée se base sur trois étapes : (i) la définition d’une géométrie expérimentale sur une surface incurvée, (ii) une cartographie en nuage de points et (iii) un protocole d’alignement permettant le positionnement d’un objet avec un hexapode. Ce nouveau positionneur 3D pour cartographier les objets aux formes complexes a été conçu, assemblé et installé à l’extrémité du microfaisceau extrait. Son test sur un pot en porcelaine incurvée par des analyses PIXE fut une réussite et a permis de scanner la surface de l’objet malgré sa surface incurvée.

Figure. Scan test d’un pot en porcelaine émaillée avec un beau décor polychrome.

(a) Le pot en train d’être scanné par l’instrument AGLAE.

(b) De haut en bas, les cartographies de chrome, cobalt et zinc.

Source : Thomas Calligaro et al, “A new 3D positioner for the analytical mapping of non-flat objects under accelerator beams”. In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 467 (2020), pp. 65-72.


 

DIGILAB – Ouvrir les données AGLAE à la communauté E-RIHS grâce à Euphrosyne

La plateforme numérique Euphrosyne permet depuis quelques mois aux utilisateurs français FIXLAB de New AGLAE (la version anglaise sera opérationnelle en 2024), de préparer leur expérience à distance avant leur venue au Louvre, d’accéder en toute sécurité à leurs jeux de données brutes, aux logiciels de traitement de données ainsi qu’aux données traitées pour les méthodes PIXE et PIGE. Les autres techniques faisant appel à des logiciels sous licence sont actuellement à l’étude.

À l’échelle d’E-RIHS, les prochaines actions à mener pour développer Euphrosyne sont les suivantes :

  1. Interconnecter Euphrosyne avec une ou deux autres bases de données françaises et européennes ;
  2. Interconnecter Euphrosyne à l’outil de dépôt et de gestion de projet du hub central d’E-RIHS (l’utilisateur n’aura pas à refournir les informations déjà transmises lors du dépôt de projet et certaines pourront être directement intégrées lors de la préparation des expérimentations, ce qui fait gagner du temps à la fois à l’utilisateur et au fournisseur d’accès) ;
  3. Interconnecter les bases de données relationnelles de tous les fournisseurs d’accès d’analyse par faisceau d’ions impliqués dans E-RIHS.

Dans la mesure où d’autres accélérateurs européens réalisant de l’analyse par faisceau d’ions sont engagés dans E-RIHS, l’interconnexion de leurs différentes bases de données relationnelles interrogeables par mots-clefs permettrait pour l’utilisateur DIGILAB de trouver tous les jeux de données à sa disposition, quel que soit le pourvoyeur d’accès. Trois accélérateurs réalisant de l’analyse par faisceau d’ions sont engagés dans E-RIHS : ATOMKI en Hongrie, le LABEC à Florence et New AGLAE en France. Le prérequis pour cette interconnexion est la FAIRisation des données et la mise en œuvre d’une base de données relationnelle. Par exemple, un chercheur souhaitant récupérer des jeux de données PIXE sur du lapis-lazuli en Égypte Antique pourrait avoir comme résultat six jeux de données disponibles (trois par ATOMKI, deux par le LABEC et un par New AGLAE). Le chercheur n’aurait pas à interroger trois bases différentes, mais une seule, à l’échelle européenne. Les fournisseurs d’accès auraient également à leur disposition beaucoup plus de références que leur base unique pour leurs utilisateurs FIXLAB.

Figure. Capture d’une page Web du site Euphrosyne. Cette application permet à l’utilisateur d’AGLAE de planifier et de visualiser les résultats des différentes journées d’expériences (RUN).

Source : Direction interministérielle du numérique, https://beta.gouv.fr/startups/euphrosyne.html