Contexte
Le rayonnement térahertz pour l'analyse des matériaux du patrimoine culturel

Encore récemment, en mars 2012, la une des journaux nous rappelait la quête du scientifique italien Maurizio Seracini consistant à démontrer que La bataille d'Anghiari, fresque murale peinte par Léonard de Vinci en 1505, est encore aujourd'hui dissimulée derrière une autre fresque peinte par Giorgio Vasari en 1563 dans la salle du Grand Conseil du Palazio Vecchio à Florence (NY Times du 21 avril 2002, Le Monde du 15 mars 2012). Comme un indice, ce dernier aurait indiqué la voie à suivre en inscrivant directement sur son œuvre l'énigmatique message « Cerca, trova... » (« Cherche, trouve... »).

Il existe aujourd'hui plusieurs techniques d'investigation pour analyser de façon non destructive les objets d'arts. Ces méthodes, développées par les scientifiques (ingénieurs et chercheurs en physique, chimie, etc.), sont de plus en plus perfectionnées afin de repousser toujours plus loin les limites d'investigation. Il s'agit en outre, tout au moins partiellement, de dévoiler l'origine historique et géographique des objets, leurs méthodes de fabrication (matériaux, mise en œuvre), leur évolution jusqu'à nos jours (restauration, modifications) et de démontrer comment aujourd'hui les restaurateurs peuvent au mieux procéder à leur conservation. Le sujet est donc vaste et complexe...

L'objectif de cet article consiste à présenter les atouts et le potentiel du rayonnement térahertz (THz) pour l'analyse des objets et matériaux issus de notre héritage culturel. Ce rayonnement électromagnétique, compris entre le domaine infrarouge et celui des micro-ondes, présente en effet des propriétés tout à fait remarquables, comme une faible absorption suite à la propagation à travers de nombreux matériaux opaques au rayonnement visible comme les plastiques, tissus, papier et cartons, bois, céramiques, etc. Une sorte de rayonnement « passe-muraille » que les conservateurs et scientifiques ne pouvaient ignorer bien longtemps pour tenter de percer les secrets de leurs si précieuses œuvres.

Après un bref compte rendu des méthodes d'investigation usuelles mises à la disposition des scientifiques, basées essentiellement sur les rayonnements X, UV, visible, infrarouge ou sur des méthodes utilisant des particules élémentaires (électrons, neutrons, etc.), nous rappellerons quelques propriétés essentielles du rayonnement THz. Nous présenterons ensuite deux systèmes d'imagerie THz portables que nous avons utilisés afin d'examiner les objets directement sur leur lieu de...