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Article

1 - CONTEXTE

2 - SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION DES RAYONS X UTILISANT LE RAYONNEMENT SYNCHROTRON

3 - ANALYSE DE LA PERTE DE COULEUR DU PIGMENT SMALT DANS LES PEINTURES DU XVI AU XVIIIE SIÈCLE

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : RE211 v1

Conclusion
Analyse de la perte de couleur des peintures au smalt par spectroscopie d'absorption X

Auteur(s) : Laurianne ROBINET, Nicolas TRCERA, Sandrine PAGÈS-CAMAGNA, Marika SPRING, Solenn REGUER

Date de publication : 10 oct. 2012

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RÉSUMÉ

Les modifications chimiques liées à la perte de couleur du pigment smalt dans les peintures historiques ont été analysées par la spectroscopie d'absorption des rayons X utilisant le rayonnement synchrotron. La taille micronique du faisceau de rayons X et la gamme d'énergie étendue offertes par les lignes de lumière LUCIA et DiffAbs du synchrotron SOLEIL ont été déterminantes pour sonder individuellement les grains de smalt dans des microprélèvements de peintures provenant des collections de la National Gallery (Londres) et du musée du Louvre (Paris). Les spectres XANES et EXAFS enregistrés au seuil K de l'ion colorant cobalt ont révélé que ce changement de couleur était associé au changement de coordinance du cation.

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ABSTRACT

The chemical modifications linked to smalt discoloration in historic paintings have been analyzed by the X-ray absorption spectroscopy using synchrotron radiation. The micronic size of the X-ray beam and the wide range of energy provided by the LUCIA beam lines and DiffAds of the SOLEIL synchrotron have been determining in order to prove individually the smalt grains in microsamples from paintings from the National Gallery (London) and the musée du Louvre (Paris) collections. The XANES and EXAFS spectra registered at the threshold K of the coloring cobalt ion have proved that this change in color was associated with the coordination change in the cation.

Auteur(s)

  • Laurianne ROBINET : Ingénieure de recherche sur la plateforme IPANEMA du synchroton SOLEIL - (actuellement Ingénieure de recherche du ministère de la culture au Centre de Recherche sur la conservation des Collections (CRCC), USR 3224 du CNRS, Museum national d'histoire naturelle)

  • Nicolas TRCERA : Scientifique sur la ligne LUCIA du synchrotron SOLEIL

  • Sandrine PAGÈS-CAMAGNA : Ingénieure de recherche du ministère de la culture au Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France (C2RMF)

  • Marika SPRING : Scientifique à la National Gallery à Londres

  • Solenn REGUER : Scientifique sur la ligne DiffAbs du synchrotron SOLEIL

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Technique d'analyse synchrotron

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Spectroscopie d'absorption X

Domaines d'application : Analyse chimique d'œuvres patrimoniales

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité :

Centres de compétence :

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : http://www.synchrotron-soleil.fr/ipanema

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re211


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4. Conclusion

La spectroscopie d'absorption des rayons X par rayonnement synchrotron est une technique très intéressante dans l'étude des matériaux du patrimoine, notamment pour comprendre les phénomènes d'altération. Bien que celle-ci ne puisse être utilisée en routine pour l'analyse de peintures, elle offre la possibilité de répondre à des questions bien spécifiques sur une œuvre ou un corpus d'œuvres. Cette technique permet d'étudier des matériaux aussi bien amorphes que cristallisés, et cela de façon non destructive. Grâce à l'énergie accordable de sa source, la technique permet de sonder l'environnement d'un atome spécifique et d'accéder à des informations à la fois qualitative par le XANES, et quantitative par l'EXAFS sur la structure des composés présents. La brillance du faisceau fournie par le rayonnement synchrotron ainsi que sa taille, pouvant atteindre quelques microns, permettent d'examiner des zones bien localisées au sein des matériaux complexes et hétérogènes que sont les matériaux du patrimoine. Ce paramètre s'est révélé crucial dans l'étude du smalt pour analyser indépendamment les grains de pigment directement au sein des coupes de peinture.

Cependant, l'utilisation de la spectroscopie d'absorption des rayons X seule ne permet pas toujours d'obtenir toutes les informations pour comprendre un phénomène, notamment quand plusieurs matériaux et réactions sont impliqués. Pour cette raison, il est parfois nécessaire de coupler des mesures XAS à plusieurs énergies d'absorption, ou plus généralement de coupler le XAS à d'autres techniques de laboratoire ou d'autres techniques synchrotron.

Dans l'étude de l'altération du pigment smalt au sein des peintures, la spectroscopie d'absorption des rayons X a été déterminante dans la compréhension de la perte de couleur. Cependant, le couplage du XAS à l'analyse élémentaire et aux spectroscopies vibrationnelles a été indispensable pour accéder à une vue globale des mécanismes d'altération mis en jeu.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - KRAUSE (M.O.) -   Atomic radiative and radiationless yields for K and L shells.  -  J. Phys. Chem. Data, vol. 8, no 2, p. 307 (1979).

  • (2) - TAILLEFUMIER (M.), CABARET (D.), FLANK (A.-M.), MAURI (F.) -   X-ray absorption near-edge structure calculations with the pseudopotentials : Application to the K edge in diamond and α−quartz.  -  Phys. Rev. B, 66, p. 195107 (2002).

  • (3) - JOLY (Y.) -   X-ray absorption near-edge structure calculations beyond the muffin-tin approximation.  -  Phys. Rev. B, 63, p. 125120 (2001).

  • (4) - STERN (E.A.), SAYERS (D.E.), LYTLE (F.W.) -   Extended x-ray-absorption fine-structure technique. III. Determination of physical parameters.  -  Phys. Rev. B, 11, p. 4836 (1975).

  • (5) - SAYERS (D.E.), STERN (E.A.), LYTLE (F.W.) -   New technique for investigating noncrystalline structures : Fourier Analysis of the extended X-ray-absorption fine structure.  -  Phys Rev. Lett., 27, p. 1204 (1971).

  • ...

1 Sites Internet

Synchrotron SOLEIL http://www.synchrotron-soleil.fr

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2 Outils Logiciel

Logiciel Athena, Newville M., IFEFFIT : interactive XAFS and FEFF fitting, J. Synchrotron Rad. 8, 322, 2001.

Logiciel Cherokee http://www.icmpe.cnrs.fr/spip.php?article578

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