Plateau "Caractérisation des matériaux"

P résentation : l’archéologie impliquant l’étude des vestiges matériels, connaître leur nature physique et chimique est donc fondamentale pour pouvoir mieux les comprendre. De fait, la caractérisation des matériaux est un élément clé pour lire (décrypter) les informations véhiculées par ces documents matériels. Elle peut s’opérer par une simple observation des surfaces ou par la mise en œuvre de moyens plus conséquents à partir de prélèvements. Généralement elle s’appuie sur une stratégie d’échantillonnage qui dépend de la problématique archéologique.

Pourquoi un espace dédié et quelle utilisation en archéologie : la connaissance des matériaux à partir de leur caractérisation physico-chimique permet d’apporter des réponses sur la fabrication et l’utilisation des artefacts. En amont, elle peut apporter des données sur la composition des matières premières. En aval, elle offre des informations sur le contexte d’abandon et l’évolution de l’environnement local au cours du temps. A plus large échelle ces données permettent donc de travailler sur les questions de provenance et de diffusion des matériaux anciens, sur les procédés de fabrication et les technologies, sur les procédés d’altération et/ou d’évolution des systèmes vestiges matériels-environnements « naturels ».

Quelle évolution : les outils d’observation et d’analyses ont évolué fortement ces dernières années. Ils sont de plus en plus versatiles et miniaturisés. Aussi les archéologues sont-ils à même d’exploiter plus largement cette approche scientifique aux interfaces de leur discipline. A ceci s’ajoute une prise en considération de plus en plus importante des « matériaux anciens du patrimoine » par les autres communautés scientifiques (géologie, chimie, physique notamment) : une véritable science des matériaux culturels multidisciplinaire émerge, qui intègre un large panel d’acteurs scientifiques, comme à Toulouse où des contacts très étroits sont développés en géologie, physique et chimie.





Légende :  Bronze patiné, protégé par un nano-revêtement organique
Bronze patiné protégé par un revêtement organique de type sol-gel. Images électroniques FEG-SEM de la surface (a), et de la section obtenue après ablation laser (b). En (c), image X combinée des éléments chimiques (Cuivre : magenta, Silicium : cyan, Oxygène : jaune) présents dans la patine (orange) et dans le revêtement de protection (bleu clair) à la surface du bronze (rouge).


Partenariats et contacts : IPANEMA, CEMES, Centre Microcaractérisation Castaing, CIRIMAT-INP Toulouse,  Université de la Rochelle

G. Masi, C. Chiavari, J. Avila, J. Esvan, S. Raffo, M.C. Bignozzi, M.C. Asensio, L. Robbiola, C. Martini, Corrosion investigation of fire-gilded bronze involving high surface resolution spectroscopic imaging, Applied Surface Science 366 (2016), 317-327. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.01.101 / https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01494641

Mathieu Thoury, Benoît Mille, Tatiana Séverin-Fabiani, Luc Robbiola, Matthieu Réfregiers, Jean-François Jarrige, Loïc Bertrand,  High spatial dynamics-photoluminescence imaging reveals the metallurgy of the earliest lost-wax cast object, Nature Communications 7 (2016) 13356 doi: 10.1038/ncomms13356, 8 p. DOI: 10.1038/ncomms13356

Audrey Cochard; Kailin Zhu; Sébastien Joulie; Joël Douin; Julitte Huez; Luc Robbiola; Philippe Sciau; Magali Brunet, Natural aging on Al-Cu-Mg structural hardening alloys - Investigation of two historical duralumins for aeronautic, Materials Science & Engineering A, 690 (2017) 259-269.

G. Masi, J. Esvan, C. Josse, C. Chiavari, E. Bernardi, C. Martini, M.C. Bignozzi, N. Gartner, T. Kosec, L. Robbiola, Characterisation of typical patinas simulating bronze corrosion in outdoor conditions, Materials Chemistry and Physics 200 (2017) 308-321. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2017.07.091

L. Bertrand, C. Gervais, A. Masic, L. Robbiola, Paleo-inspired systems: Durability, Sustainability and Remarkable Properties. Angewandte Chemie, 57 (2018) :7288-7295 (International ed. in English ) DOI:10.1002/anie.201709303  

M-Era.net B-IMPACT (2015-2017): Bronze-IMProved non-hazardous PAtina Coatings (programme Européen Italie-France-Slovénie)