Analyses d’oeuvres d’art au Louvre Understand article

Traduction par Maurice Cosandey. Claire Pacheco explore les mystères artistiques à l’aide de techniques modernes.

AGLAE, l’accélérateur de
particules du Louvre.

Photo Jean-Pierre Dalbéra

Le sous-sol du Musée du Louvre, à Paris, abrite un appareil beaucoup plus moderne que les oeuvres d’art exposées au dessus : un accélérateur de particules. C’est l’Accélérateur du Grand Louvre pour l’analyse élémentaire AGLAE et il produit des faisceaux de protons et de particules alpha pour analyser les chefs d’oeuvre du Musée. Par exemple. il a permis de montrer que le fourreeau offert à Napoléon par le gouvernement français était vraiment en or, et que les minéraux dont est fait l’oeil du célèbre Scribe accroupi sont un cristal de roche transparent  et un carbonate de magnesium blanc veiné de lignes rouges faites  d’oxyde de fer.

Heureusement les techniques utilisées par AGLAE sont non invasives, ce qui est une priorité absolue pour les objets entreposés au Musée, selon Claire Pacheco, qui dirige l’équipe qui opère cette machine.

Les techniques utilisées par AGLAE incluent les spectrométries gamma et X. Elles permettent d’analyser les plus petites traces des éléments allant du lithium à l’uranium. Les ions positifs de l’accélérateur sont lancés sur les objets à 10% de la vitesse de la lumière. Quand les electrons arrachés sur les atomes cibles se reviennent, ils émettent des rayons X, par un phénomène dit PIXE (particle-induced X-ray emission). Si le faisceau touche un noyau atomique, ce sont des rayons gamma qui sont émis, par la technique PIGE (particle-induced gamma-ray emission).

Ces techniques excitent donc les atomes de l’oeuvre examinée. Le spectre résultant est capté par les détecteurs d’AGLAE. Cela permet à l’équipe de Claire d’identifier et de quantifier les éléments chimiques présents dans les oeuvres, même s’ils y sont en petites quantités.

pixe
PIXE : Un electron d’une couche  interne est arraché par un faisceau de particules. La lacune laissée derrière se fait remplir par un electron d’une couche plus externe,ce qui entraîne l’émission de rayons X  cractéristiques. A : noyau atomique; B : electron; C : faisceau de particules ; X : emission de rayons X caractéristiques.
Photo de Nicola Graf

 

Ces éléments en trace, et leurs proportions relatives constituent la signature géochimique de la provenance d’un minerai. C’est comme une empreinte digitale. Les chercheurs peuvent en déduire où, comment et quand ces minéraux ont été obtenus. Les techniques PIXE et PIGE sont utilises en routine par les conservateurs du Musée pour établir la provenance, l’origine et l’authencité des oeuvres dont ils ont la garde. Ces techniques conviennent surtout aux composés inorganiques, comme les pierres, les céramiques, les verres et les métaux.

Les oeuvres du Louvre ont une telle valeur qu’elles doivent être étudiées sur place. AGLAE a été installée en 1988, et ne sert qu’à analyser des pieces de musée. Aujourd’hui, il est à disposition des 1220 autres musées de France, et de tout utilisateur occasionnel, comme dans les investigations à faire pour des questions d’héritage. Les physiciens et ingénieurs employés à AGLAE travaillent  de concert avec les conservateurs de musée et les historiens de l’art. AGLAE est le seul accélérateur de particules reservé à ce domaine de recherché.

Avant AGLAE, les analyses d’objets d’art devaient se faire sous vide, ce qui était potentiellement risqué d’abord, et tout simplement impossible pour des objets de grande dimension. Avec l’accélérateur AGLAE, les particules sont accélérées dans le vide, mais elles ont assez d’énergie pour traverser d’abord la paroi du recipient sous vide, puis l’objet à analyser, qui peut avoir n’importe quelle dimension et forme. Il faut simplement que le faisceau soit dirigé dans la bonne direction.

Claire a commencé à manipuler AGLAE pendant son doctorat en matériaux anciens à l’Université de Bordeaux, où elle s’était spécialisée sur les céramiques islamiques. En 2011, elle en est devenue le chef, et aujourd’hui, elle le dirige avec une équipe de trois ingénieurs.

AGLAE est avant tout un outil de travail sur place. Mais sa mission élargit à tous les musées de France et de l’étranger. Ceci signifie que Claire a l’occasion d’étudier une très grande variété de reliques et d’oeuvres d’art.

“Je n’ai pas pu m’empêcher d’avoir des frissons quand j’ai dû analyser un collier néolithique vieux de 4000 ans, trouvé dans une tombe bretonne”, dit Claire. Ce collier s’est révélé être fait d’une pierre verte en provenance d’Espagne et dite variscite. Ces investigations peuvent parfois produire leur lot d’émotion, comme quand Claire a dû analyser une petite poupée d’argile, trouvée dans la tombe d’une petite fille, et datant de la Grèce ancienne.

La cour du Louvre.
Photo de Benh LIEU SONG.
Source de l’image : Wikimedia
Commons

L’analyse par faisceau d’ions peut fournir des informations permettant de résoudre des problèmes en relation avec les humanités. Claire ajoute : “Déterminer l’origine d’un matériau permet parfois de connaître les routes suivies par les marchands et les techniques artisanales appartenant à une certaine civilisation.” Ceci peut aider les chercheurs à comprendre les interactions entre  les fabricants. “C’est merveilleux”, dit-elle,”nous avons vraiment de la chance de pouvoir étudier ces objets.

Malheureusement, il y a une chose que AGLAE est incapable de faire, et c’est d’analyser les peintures comme la célèbre Joconde. Les pigments ont beau être inorganiques, le liant utilisé pour les fixer sur la toile est souvent organique. L’impact des rayons présente un léger risque de modification chimique de la peinture. Ce risque est un sujet brûlant, qui est étudié au niveau international, et fait l’objet de nombreuses rencontres techniques.

Pour revenir à AGLAE, un développement est en cours. Il s’agit d’ajouter des détecteurs plus sensibles et donc d’utiliser un faisceau de particules moins intenses. On espère aussi améliorer l’automatisation, ce qui augmentera le rythme des analyses. Claire espère ainsi contribuer à découvrir comment les maîtres du passé ont maîtrisé leur art.

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Resources

Author(s)

Laura Howes est l’un des éditeurs de Science in School. Elle a étudié la chimie à l’Université d’’Oxford, UK. Puis elle  s’est spécialisée dans le journalisme scientifique. En 2013, elle a rejoint Science in School et le Laboratoire de Biologie Moléculaire Européen, en Allemagne.


Review

Cet article intéressant montre comment la science moderne s’attaque à des problèmes historiques. Il explique comment les appareils produisant des faisceaux de particules peuvent analyser des oeuvres d’art. Un accélérateur comme AGLAE au Louvre permet d’identifier les propriétés des objets historiques.

Questions à discuter avec vos étudiants :

  • Comment fonctionne AGLAE ?
  • Décrire une application pour AGLAE .
  • Décrire les limitations des capacités de AGLAE.

Gerdt Vogt, Ecole secondaire supérieure pour l’économie et l’environnement, Yspertal, Autriche




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