MÉTAL ARTS DU

Les principaux laboratoires de recherche

Il existe deux types de laboratoires de recherche. Les uns se consacrent à l'étude des métaux eux-mêmes et à leurs corrosions, les autres ont pour tâche de réaliser des opérations de restauration et de consolidation des œuvres pour permettre leur conservation dans les collections permanentes, privées ou publiques, tout en prévenant les éventuelles modifications et les corrosions qui peuvent atteindre les objets restaurés.

Le laboratoire des Musées de France a pour but d'analyser et d'étudier des œuvres avant acquisition ou au moment de leur entrée dans les collections. En effet, les conclusions de l'étude scientifique d'un objet peuvent avoir des conséquences sur la décision d'achat, de donation ou de dation. Les analyses menées sur des séries d'objets archéologiques, par exemple, permettent des études comparatives d'objets muséaux et d'objets de provenances diverses.

En France, les principaux laboratoires d'études et les ateliers de restauration des métaux de provenance archéologique sont situés à Argenton-sur-Creuse, à Bordeaux, à Compiègne pour la paléométallurgie, à Draguignan, Saint-Denis, Nantes, Versailles (service de restauration des Musées de France), Vienne et Poitiers pour les métaux modernes, sans oublier le Centre de culture scientifique, technique et industrielle du fer et de la métallurgie du laboratoire d'archéologie des métaux de Jarville en Meurthe-et-Moselle.

En dehors de la France, il faut citer le laboratoire du musée d'Art et d'Histoire de Genève, celui de Mayence en Allemagne, le Centre de restauration de Bruxelles, le laboratoire du British Museum à Londres et le laboratoire de recherche d'archéologie et d'histoire de l'art de l'université d'Oxford, l'Institut canadien de conservation à Ottawa, le Conservation Analytical Laboratory du Smithsonian Institute à Washington, l'institut du Centre Getty à Marina del Rey, Los Angeles. Ces différents laboratoires publient les résultats de leurs recherches dans des revues spécialisées.

Les techniques

Les études menées sur les métaux révèlent que les métaux purs ne sont utilisés que très rarement. Les alliages utilisés possèdent en effet une gamme de propriétés beaucoup plus vastes que les métaux. C'est ainsi qu'il a été possible de confirmer que les alliages à base de cuivre, et dans lesquels le cuivre est proportionnellement le plus important, sont les premiers alliages utilisés par l'homme, en particulier les laitons et les bronzes. La détermination de la teneur en étain d'un bronze aide à reconstituer les choix techniques pratiqués en Europe occidentale par les artisans dès l'âge du bronze (II^e millénaire).

La microscopie et l'analyse chimique permettent d'étudier de manière approfondie des matériaux et de découvrir le matériau constitutif réel d'un objet : par exemple, l'émail et non le verre pour les émaux rouges celtiques fabriqués dans une aire géographique allant de la Hongrie à la France, du iv^e siècle au i^er siècle avant notre ère, émail rouge incrusté dans des objets en alliage cuivreux. L'observation par la microscopie optique de la microstructure d'un prélèvement a révélé la température (de 800 à 1 000 ⁰C) à laquelle il a fallu porter l'objet pour qu'il y ait adhésion de l'émail sur le fond métallique, la vitesse de refroidissement, la composition faite de verre au plomb coloré par de très fines particules d'oxyde cuivreux.

Les métaux sont identifiables par leurs propriétés, leur éclat, suivant le degré de réfraction de la lumière, leur densité (par exemple, 1 litre d'or pèse 19 kg alors que 1 litre de cuivre pèse 9 kg) et leur ductilité suivant qu'ils sont plus ou moins bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité.

Pour l'examen direct des surfaces métalliques, on utilise la lampe binoculaire qui, grâce au grossissement qu'elle permet et à la vision stéréoscopique qu'elle donne, favorise l'observation des techniques utilisées pour un décor gravé, par exemple, ainsi que des modes d'assemblages des différents éléments. La fluorescence permet de déceler des reprises de gravures. L'émissiographie consiste à irradier la surface d'un objet par un faisceau de rayon X de grande énergie pour obtenir l'émission d'électrons. Cette émission est enregistrée sur film radiographique et facilite l'étude des décors sur métal mais aussi sur la céramique et sur le bois.

La microscopie électronique à balayage apporte des informations sur la structure des alliages, sur la forme des grains, la ségrégation des métaux et les inclusions et permet d'observer des traces d'outils et les défauts de surfaces des objets.

Parmi les procédés permettant d'examiner l'intérieur d'une structure métallique, il faut citer l'endoscopie. Celle-ci, à l'aide d'une optique télescopique et d'un éclairage interne par fibre optique, fait découvrir à l'intérieur d'un objet creux, un bronze par exemple, la présence des noyaux, armatures ou clous de fixation.

La radiographie par rayon X provoque l'absorption du rayonnement en fonction de la nature, de l'épaisseur et de la densité du métal étudié. Cet examen permet non seulement de reconnaître les techniques de fabrication, mais aussi d'évaluer l'état de conservation d'un objet. La microfluorescence X est une méthode permettant d'identifier directement les matériaux et les techniques mises en œuvre par l'analyse des soudures, des incrustations, des placages et des dorures, entre autres. L'analyse par faisceaux qui est pratiquée avec un accélérateur de particules est une technique très puissante permettant d'affiner les informations déjà obtenues sur la fabrication, la datation et la provenance d'un objet.

On analyse aussi les métaux sur des fragments prélevés par forage ou fraisage, mis ensuite dans une solution, transformés en minuscules pastilles et inclus dans une résine. La coupe transversale des échantillons ainsi prélevés permet aussi de faire une étude par diffraction de rayon X ; pour la plupart des corps solides possédant une structure cristalline propre, le cristal contenu, quand il est soumis au rayonnement X, provoque des interférences sous forme de raies dont l'intensité et le positionnement dépendent de la structure du métal étudié. Ce procédé permet d'identifier les éléments constituants de la nature du métal et des matériaux de décor ainsi que celles des altérations ou des corrosions du métal. La spectrométrie, méthode d'analyse qualitative, permet, en fonction de la nature des ondes lumineuses utilisées – les ultraviolets et les infrarouges – de connaître le degré de concentration des éléments majeurs et des traces de tous les autres composants du métal. Elle est pratiquée à partir d'un échantillon de matière dissous dans l'acide et complétée par un examen métallographique donnant la possibilité de déterminer la date ainsi que l'évolution chronologique des procédés de métallurgie et de travail du métal : elle peut être pratiquée sur les alliages de cuivre ainsi que sur l'or, l'argent et le plomb.

L' archéologie expérimentale peut compléter les analyses en laboratoire en permettant de mettre en œuvre des techniques anciennes. Il est ainsi possible de reconstituer totalement les conditions de travail, les matériaux et les outils utilisés, ainsi que les pratiques d'ateliers ou d'obtenir les températures utilisées par les premiers fondeurs de bronze ou les premiers forgerons du fer.