Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La Joconde de Léonard de Vinci a été scannée par une caméra multispectrale : 240 000 000 spectres de réflexion diffuse répartis sur l'ensemble du tableau ont ainsi été enregistrés numériquement. L'analyse de ces spectres a permis dans un premier temps de chiffrer la couleur de chaque pixel et d'obtenir une image de très haute qualité. La prise en compte de l'absorption du vernis, très dégradé, a permis d'obtenir un dévernissage virtuel du tableau et de retrouver ses couleurs originelles. La comparaison des spectres enregistrés avec des bases de données spectrales a conduit à l'identification des pigments utilisés par l'artiste. Enfin, l'étude théorique des spectres a permis de décrire la composition du sfumato de Mona Lisa. Une terre d'ombre a été identifiée dans la couche superficielle de son visage, ainsi qu'un mélange composé de 1 % de vermillon et de 99 % de blanc de plomb dans la sous-couche. A été également mise en évidence la technique artistique du glacis, technique inventée par les Primitifs Flamands et qui était jusqu'alors inconnue en Italie.
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The Mona Lisa by Leonardo da Vinci was scanned by a multispectral camera: 240,000,000 diffuse reflectance spectra spread over the painting have thus been digitally recorded. The analysis of these spectra has allowed for the encryption of the color of each pixel and the production of an image of a very high quality. As the absorption of the much degraded varnish was taken into account, a virtual devarnishing of the painting was obtained and its original colors were regained. The comparison of the recorded spectra with spectral databases allowed for the identification of the pigments used by the artist. Finally, the theoretical study of the spectra has allowed for the description of the sfumato of Mona Lisa. An umber has been identified in the superficial layer of her face, as well as a mixture of 1% vermilion and 99% of white lead in the sub-layer. The glaze technique invented by the Flemish Primitives, and which was until then unknown in Italy, was also identified.
Auteur(s)
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Mady ELIAS : Professeur à l'Université d'Evry Val d'Essonne (UEVE) - Anime le groupe « Optique et Art » à l'Institut des nanosciences de Paris (INSP) – Université Pierre et Marie Curie (UPMC) – UMR 7588 du CNRS
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Pascal COTTE : Directeur scientifique de Lumière Technology SA - Auteur de la caméra multispectrale présentée ici
INTRODUCTION
La Joconde de Léonard de Vinci a été scannée par une caméra multispectrale en octobre 2004. 240 000 000 spectres de réflexion diffuse répartis sur l'ensemble du tableau ont ainsi été enregistrés numériquement. L'analyse de ces spectres a permis dans un premier temps de chiffrer la couleur de chaque pixel et d'obtenir une image de très haute qualité. L'absorption du vernis, très dégradé, a ensuite été prise en compte pour obtenir un dévernissage virtuel du tableau et retrouver ses couleurs originelles. La comparaison des spectres enregistrés avec des bases de données spectrales a conduit à l'identification des pigments utilisés par l'artiste. Enfin l'étude théorique des spectres a permis de décrire la composition du sfumato de Monna Lisa. Une terre d'ombre a été identifiée dans la couche superficielle de son visage, ainsi qu'un mélange composé de 1 % de vermillon et de 99 % de blanc de plomb dans la sous-couche. La technique artistique du glacis a également été mise en évidence, technique inventée par les primitifs flamands et qui était jusqu'alors inconnue en Italie.
Monna Lisa painted by Leonardo da Vinci has been scanned with a multispectral camera in october 2004. 240 000 000 diffuse reflectance spectra divided on the whole painting have then been digitally recorded. In a first time, the analysis of these spectra allows quantifying the color of each pixel and producing an image with very high quality. The absorption of the aged varnish has then been taken into account. A virtual removing of the varnish has been realized and allows finding again the original colors. The comparison between the recorded spectra and spectral databases allows the identification of the pigments used by the artist. Finally, the theoretical study of the spectra allows depicting the composition of the Monna Lisa's sfumato. An Umber is identified in the upper layer of her face, and a mixture of 1 % vermilion and 99 % lead white is identified in the under layer. An artistic technique of art glaze is also underlined, a technique invented by the flemish primitive painters and unknown in Italy at this period.
Monna Lisa, spectres de réflexion diffuse, caméra multispectrale, sfumato, dévernissage virtuel, équation de transfert radiatif.
Monna Lisa, diffuse reflectance spectra, multispectrale camera, sfumato, virtual varnish removing, radiative transfer equation.
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Analyse d'une œuvre d'art5. Conclusion
L'intérêt majeur d'une caméra multispectrale repose sur la centaine de millions de spectres enregistrés au cours d'une même prise de vue sur le lieu d'exposition de l'œuvre d'art et dont la durée ne dépasse pas 90 minutes. Le traitement de ces spectres permet l'obtention d'une image numérique de très haute définition à des fins d'archivage et de comparaison, la découverte de détails grâce à un grossissement important, la découverte de dessins sous-jacents grâce aux filtres IR et l'utilisation de fausses couleurs, le dévernissage virtuel de l'œuvre et l'identification des pigments qui la composent.
Son utilisation pour l'étude de la Joconde a permis de retrancher l'influence du vernis vieilli qui la recouvre et de retrouver les couleurs originelles par ce dévernissage virtuel. L'analyse des spectres des carnations a permis de décrire, pour la première fois, la technique du sfumato de Léonard : une couche superficielle faite d'un glacis à base de terre d'ombre et une couche sous-jacente composée de 1 % de vermillon et de 99 % de blanc de plomb. Cette technique artistique n'a pas été retrouvée dans l'un des 4 autres portraits de Léonard, la Dame à l'Hermine, exposée à Cracovie et qui a donné lieu à la même analyse. L'ensemble de ces travaux a été présenté du 14 au 16 novembre 2008 sous la nef du Grand Palais à Paris, dans le cadre de la Ville Européenne des Sciences, organisée par le ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche ainsi que par l'union européenne .
Des développements futurs de la caméra permettent d'envisager l'enregistrement de 2,6 milliards de pixels, d'étendre le domaine spectral de 360 nm à 1 700 nm, de diminuer la durée d'acquisition et de pouvoir l'appliquer à des œuvres de plus grandes dimensions. Les développements futurs du traitement des spectres devraient pouvoir généraliser l'analyse réalisée sur la Joconde en automatisant le recours à des bases de données abondantes de pigments de référence. L'objectif final, dans le domaine de l'art, serait de constituer un archivage numérique des peintures majeures du patrimoine culturel, comportant leurs images et leurs analyses, partagées sur internet.
Il existe aujourd'hui d'autres caméras multispectrales dédiées...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - site Sagascience du CNRS : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosart/accueil.html
-
(2) - ELIAS (M.) - La lumière pour une meilleure connaissance des œuvres d'art. - Numéro spécial de L'Actualité chimique « Interactions Photon-Matière : de la Photochimie aux Photosciences », no 308-309, mai-juin 2007.
-
(3) - * - Projet européen Fingartprint no 022453 « Documentation et identification de peintures et d'objets polychromes, sans contact, à l'échelle micrométrique » Commission européenne FP6 pour la protection de l'héritage culturel. Participants : ICN (Amsterdam), UPMC (Paris), Université de Southampton, Ormylia Art Diagnotic Center (Grèce), Nanofocus (Allemagne) et ELDIM (France), janv. 2006-déc. 2008 Site web : http://www.fingartprint.org/
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(4) - COTTE (P.), DUPOUY (M.) - * - Brevet France No 98 13291 – Patent for high resolution device for digitizing large size documents, oct. 1998.
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(5) - COTTE (P.), DUPOUY (M.) - * - Brevet JumboLux US6,603,582 B1...
ANNEXES
Solution pour la digitalisation de documents grand format – Brevet France/Europe No 98 13291 – Oct. 1998. Brevet US No US6,603,582 6 août 2001.
Solution de capteur CCD multispectral France/Europe No 2 871 325 (0406098). 7 juin 2004.
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Fabricant de la caméra multispectrale :
Lumiere Technology SAS http://www.lumiere-technology.com
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