Thermoluminescence dating of floral-pattern porcelain

La datation des porcelaines par thermoluminescence

L’authentification d’une porcelaine chinoise

Pour authentifier une porcelaine, fût-elle chinoise, l’information recherchée sera l’ancienneté de la fabrication du matériau support. L’outil le plus adapté pour cette investigation est la thermoluminescence ou le test TL. Comme toutes les méthodes de datation, celle-ci permet de dater un événement. Dans le cas de la TL, il s’agit de la dernière chauffe enregistrée par le matériau. En règle générale, il va s’agir de la cuisson du matériau consécutive à sa mise en forme.

Les propriétés de la thermoluminescence

Le phénomène de thermoluminescence et ses applications sont connus et largement décrits depuis plusieurs décennies. Les propriétés de thermoluminescences sont directement liées à la présence de cristaux (de quartz principalement) dans les terres cuites. Le quartz a pour formule chimique de base SiO2. Cela signifie qu’un quartz est composé de silicium et d’oxygène. À l’échelle atomique, un cristal de quartz est un empilement de petites pyramides à quatre côtés (tétraèdre) dans lesquelles on trouve un atome d’oxygène à chaque sommet, et un atome de silicium au milieu de la pyramide. Les atomes d’oxygène sont partagés avec les tétraèdres adjacents. Ceci constitue la base d’un cristal parfait. Toutefois, ce réseau cristallin comporte des défauts : lacune, substitution et présences d’ions interstitiels. L’existence de ces défauts est fondamentale pour la datation par TL, car ils sont capables de stocker de l’énergie. Le remplissage de ces défauts va s’effectuer par un apport d’énergie régulier dans le temps. Cette énergie provient de la radioactivité naturelle. La radioactivité étant un phénomène régulier, elle est corrélée à l’écoulement du temps. Par conséquent, plus le temps passe, plus les cristaux se chargent en énergie. En laboratoire, on va chauffer le matériau et on va enregistrer et quantifier la luminescence (émission de lumière). La quantité de lumière émise est proportionnelle à l’énergie stockée dans les cristaux, elle-même proportionnelle au temps écoulé depuis la fabrication de la terre cuite.

La méthode de la thermoluminescence détecte les fausses porcelaines

La porcelaine, au même titre que les faïences ou les grès, est cuite à très haute température lors de sa fabrication. Cette forte chauffe entraîne une amorphisation (vitrification) partielle, voir totale, de la matière. L’exposition à de fortes températures altère les réseaux cristallins, détruisant par là même les centre-pièges ou défauts qui stockent l’énergie de la radioactivité. Ceci nous prive donc de tout ou partie de l’information que l’on cherche, rendant le matériau difficilement datable par thermoluminescence. Toutefois, en adaptant le protocole de mesure TL, on va pouvoir dater la quasi-totalité des porcelaines. Quand la thermoluminescence classique chauffe le matériau jusqu’à 500°C, la technique alternative de la prédose ne chauffera que jusqu’à 200°C et se focalisera sur un signal à basse température, vers 110°C.

Le protocole prédose est réellement dédié aux porcelaines et aux faïences, car c’est l’unique solution d’obtenir une datation sur ce type de matériau chauffé à haute température.

L’évolution de la technicité des faussaires a rendu la thermoluminescence incontournable dans la détection des faux. Toutefois, on a vu dans un précédent article que l’on doit associer les tests TL à l’imagerie de rayons X (radiographie ou scanner) pour déceler les nouveaux faux ».

Analyse chimique des Tableaux

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3–5 minutes

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CIRAM est un laboratoire où collaborent des chimistes, des physiciens et des archéologues, afin de répondre à des demandes précises d’authentification des œuvres en posant un regard scientifique sur les matériaux. Découvrez les méthodes utilisées pour répondre à vos demandes.

En résumé :

  • L’analyse des pigments est une étape essentielle de l’authentification des œuvres peintes.
  • Associée à la datation carbone 14 et à l’imagerie scientifique, elle permet de révéler les restaurations, les anachronismes et les contrefaçons.
  • Cette approche globale garantit une expertise scientifique fiable des tableaux.

Une approche globale pour l’analyse chimique des tableaux

L’approche scientifique des matériaux est par définition objective. La méthode de datation dédiée aux œuvres peintes est le Carbone 14, qui va dater le support de l’œuvre, la toile, le papier, le bois, le carton… Pour l’étude des œuvres peintes, plusieurs types d’imagerie, en lumière naturelle, éclairage rasant, sous éclairage ultraviolet (UV) ou réflectographie infrarouge (IR) viennent compléter les techniques de datation conventionnelles. Enfin, c’est la connaissance historique des techniques de fabrication des pigments qui fournit des données chronologiques.

C’est grâce à une approche globale que les laboratoires CIRAM proposent des résultats et une interprétation précise de vos œuvres d’art.

L’analyse chimique des pigments

L’analyse chimique des pigments fournit des informations chronologiques importantes qui viennent compléter la datation du support. Cette étude a été facilitée par la découverte de nombreux pigments de synthèse au 19e et au 20e siècle. Par exemple, la découverte du blanc de lithopone (sulfate de baryum et sulfure de zinc) en 1870 ou celle du vert de phtalocyanine dans les années 1930. L’utilisation de l’oxyde de chrome comme pigment vert à partir de 1840 par exemple ou la fabrication du blanc de titane (oxyde de titane) qui débute dans les années 1920.

Toutefois, ces investigations connaissent également des limites : les pigments naturels n’apportent aucune information chronologique réelle, on peut citer le cas de l’ocre qui a été employé pour les peintures pariétales de Lascaux et qui est toujours largement commercialisé de nos jours.

Les différentes méthodes d’analyse des pigments

Les techniques d’analyse des pigments utilisées par les laboratoires CIRAM sont :

·   La microscopie optique ;

·   La microscopie électronique à balayage (MEB-EDX) ;

·   L’analyse élémentaire par dispersion d’énergie ;

·   La spectrométrie infrarouge (IRTF) ;

·   La spectrométrie Raman ;

·   La chromatographie en phase gazeuse (GC-MS).

Ces différentes techniques permettent d’identifier les composants d’une peinture, à savoir les pigments (organiques et inorganique), les liants et les charges minérales.

Quelques exemples d’analyse de tableaux

Citons en exemple, l’étude d’un tableau attribué à un illustre peintre de la fin du 19e siècle qui a été conduite en deux temps. La datation du support par carbone 14 donnait une date compatible avec l’activité du peintre et l’analyse des pigments a conduit à une conclusion semblable, puisque les pigments détectés étaient connus au 19e et avaient été mis en évidence sur d’autres œuvres de cet artiste. Nous avions entre autres détecté un rouge vermillon, un vert d’arséniate de cuivre, un blanc de zinc, et de l’ocre.

A contrario, l’analyse d’une œuvre datée de 1920 a révélé au contraire qu’il s’agissait d’un faux. La présence de blanc de titane rutile, fabriqué à partir de la fin des années 1940 était en effet un indice formel de modernité.

Enfin, l’analyse d’un parchemin enluminé du 15e siècle s’est avérée plus complexe, car la datation carbone 14 avait confirmé l’époque du support, mais les pigments se sont révélés modernes (lithopone, blanc de titane, bleu outremer, rouge de cadmium…).  Il s’agissait en réalité d’une copie intelligente » réalisée sur un papier ancien. Il est donc indispensable de coupler les techniques de datation et d’analyse pour détecter les faux.

L’analyse des pigments, une étape incontournable pour l’authentification d’une œuvre d’art

L’analyse des matériaux reste méconnue dans le domaine de l’authentification scientifique des objets d’art, car elle ne fournit pas d’indicateurs chronologiques directs, comme la datation carbone 14 par exemple. Pourtant l’analyse chimique des pigments d’un tableau demeure une étape incontournable dans le processus d’authentification et d’attribution des œuvres picturales.

Les laboratoires CIRAM délivrent des résultats précis et discutent avec vous des analyses, des interprétations et des hypothèses pour fournir une étude complète des œuvres d’art.

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Le test de thermoluminescence (test TL) est, avec la datation carbone 14, la technique la plus utilisée pour authentifier des objets d’art par méthode scientifique. Les laboratoires CIRAM couplent la thermoluminescence (test TL) avec l’imagerie X par scanner afin de déceler les faux des œuvres d’art authentiques. Retour sur les méthodes utilisées par les laboratoires CIRAM.

Des méthodes complémentaires pour authentifier les œuvres en terre cuite

L’évolution des techniques des faussaires, en lien avec leur compréhension croissante des techniques analytiques d’authentification, rend de plus en plus la thermoluminescence ou le carbone 14 nécessaires, mais insuffisants. Ces méthodes de datation constituent une première évaluation chronologique de l’ancienneté du matériau. Mais il arrive de plus en plus fréquemment que les faussaires utilisent des matériaux anciens, qu’ils remettent ensuite en forme afin de fabriquer des faux.

Heureusement, CIRAM affine l’authentification de vos œuvres d’art en ajoutant des analyses complémentaires comme l’imagerie X par scanner.

Exemple de nouveaux faux et méthodes pour les déceler

Les tests de thermoluminescence réalisés sur plusieurs prélèvements de cette tête semblaient indiquer une cuisson du matériau il y a environ 1000 ans. Cependant, si les résultats obtenus sur les différents prélèvements concordaient, leurs caractéristiques étaient suffisamment hétérogènes pour induire une suspicion. Grâce à la vision en 3 dimensions générée par l’imagerie scanner, on repère que cette tête est constituée d’un agglomérat de tessons de terre cuite ancienne retaillés et assemblés avec de l’argile moderne. Le visage a été surmodelé par-dessus les tessons. Cet objet rentre dans la catégorie des « faux intelligents ». Il s’agit d’utiliser des matériaux anciens, afin de leurrer les tests de thermoluminescence. Dans ce cas, seul le couplage de différentes méthodes permet de déceler les contrefaçons de nouvelle génération.

Les faussaires, lisant davantage de publications scientifiques que l’on pourrait imaginer, ont fort malheureusement sophistiqué leurs méthodes. Conscients que l’étude de la corrosion devenait un facteur prépondérant dans l’analyse d’une œuvre, certains se sont employés à créer des faux mêlant des morceaux anciens et des parties modernes.

Conscients de cette nouvelle tendance, les laboratoires CIRAM couplent les méthodes pour affiner les analyses et repérer ainsi les nouveaux faux intelligents.

Sur le cliché de radiographie de rayons X ci-dessous, on repère la partie ancienne dans le bas et la partie moderne constituée de petites plaques métalliques assemblées à l’aide d’une colle ou d’une résine.

Art object examined using X-ray imaging

Pour identifier ces montages, il est nécessaire de radiographier les objets, afin de pouvoir préciser s’ils ont été seulement restaurés ou s’ils résultent d’un assemblage moderne. Cette fois encore, on note que la complémentarité des méthodes reste la meilleure des stratégies analytiques discriminantes.

Des analyses complémentaires pour déceler les œuvres de nouveaux faux

Grâce aux données factuelles issues de l’analyse physico-chimique, à la corrélation avec le savoir accumulé sur l’évolution des formes et aux techniques permettant de nourrir la quête d’authenticité, il est possible d’authentifier une œuvre en terre cuite.

Pour déposer un diagnostic précis, nos scientifiques proposent toujours une conjonction d’un faisceau d’indices tout en étant conscients des limites de chacune des approches. Si la certitude est l’objectif absolu de l’authentification, elle n’est que rarement atteignable. Cependant, la détection d’un faux sera toujours plus évidente que la certitude d’un objet authentique. Mais grâce à notre expertise et notre savoir-faire, le résultat restera toujours fiable, objectif et pertinent.

Nos laboratoires CIRAM datent vos objets d’Art Tribal par Carbone 14, TL et analyse des matériaux.

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Comme pour les roches ou le métal, il n’existe pas de méthode de datation du verre, ou de l’émail à proprement parler. Mais l’approche multicritères et pluridisciplinaires des laboratoires CIRAM permet de se prononcer sur l’ancienneté de vos objets en verre.

Un protocole analytique précis pour l’étude des objets en verre

Pour l’étude des objets d’art, le premier type de marqueurs, et le plus évident, est la composition chimique du matériau. Dans un second temps, les laboratoires CIRAM observent le passage du temps et l’altération induite. La composition des matériaux doit correspondre aux techniques de fabrication de l’époque. Pour l’altération, la dégradation des matériaux doit être d’origine naturelle.

La composition chimique du verre, le premier marqueur décisif

La composition chimique du verre ou de l’émail est une source précieuse d’informations chronologiques : vitrifiant, stabilisants, fondants, ou encore pigments, les résultats apportent déjà de précieuses informations.

La composition d’un verre, d’un émail ou d’une glaçure pourra être significative d’une époque ou d’une civilisation. Par exemple, les concentrations en plomb et en potassium indiqueront si la technique verrière correspond au Moyen-âge ou à la Renaissance. La nature des pigments permet d’identifier une production moderne le cas échéant. Le cadmium ou le chrome dateront les verres ou vitraux des 19e ou 20e siècle.

Nos scientifiques analysent la nature chimique du verre et les éléments chromogènes présents pour apporter déjà des données objectives que nos équipes de laboratoire interprètent pour se prononcer sur l’ancienneté des objets en verre.

L’analyse de l’altération du verre, une étape cruciale

La partie la plus importante de l’examen d’un objet en verre est l’analyse de son altération. Un objet en verre, vieux de plusieurs centaines ou milliers d’années, aura subi une altération environnementale importante, due à l’humidité, aux variations de température et aux développements de micro-organismes. Le degré d’altération donne des indices chronologiques (ancienneté ou modernité). L’altération du verre dépend de son environnement de conservation, mais aussi de sa composition. Si les conditions sont très alcalines, alors, la silice contenue dans le verre peut être progressivement dissoute, laissant une surface émoussée. Dans des conditions plus neutres, légèrement alcalines ou acides, la corrosion du verre se caractérise par l’élimination progressive des ions alcalins (lixiviation), sodium et potassium, ainsi que de certains ions alcalino-terreux (notamment le calcium). Ils sont remplacés par de l’eau et des ions hydroxydes, OH-. Ces processus induiront à la surface un aspect de peau d’oignon (multicouches feuilletées), qui peut apparaître irisée en raison de la diffraction de la lumière par cette microstructure.

Détecter une falsification grâce à la présence de fluor

A contrario, si l’on détecte du fluor dans les zones altérées, nous serons en présence d’une altération artificielle et moderne, c’est-à-dire incompatible avec une période ancienne. En effet, la présence de fluor est totalement anormale dans un contexte d’enfouissement naturel ou dans le processus de vieillissement naturel d’un verre. Le fluor n’est pas présent dans les eaux souterraines naturelles, car il réagit fortement avec le calcium pour constituer des minéraux insolubles. Le calcium étant l’un des éléments les plus abondants dans les sols, la possibilité d’observer certains ions de fluor solubles est extrêmement limitée. Ainsi, le fluor ne peut pas provenir d’une pollution de l’environnement de l’objet.

La présence de fluor est très problématique, car elle indique que l’objet a été artificiellement altéré avec de l’acide fluorhydrique ou avec un composé riche en fluor, afin de simuler le vieillissement du verre. Cet acide est le seul capable de dissoudre le verre. Il ne peut donc pas être utilisé à des fins de nettoyage ou de restauration. En conséquence, la présence de fluor associée aux zones « altérées » du verre constitue un indice formel de modernité.

La micro-analyse pour discerner une falsification ou une œuvre originale

La micro-analyse reste méconnue, car elle ne fournit pas d’indicateurs chronologiques directs, comme la datation carbone 14 par exemple. Cependant, cette technique est l’outil le plus adapté à la discrimination entre faux et authentique, notamment pour les verres et les émaux qui ne se prêtent pas aux méthodes de datation directe. Il est important de combiner toutes les informations pour authentifier un objet en verre ou en émail.

Datation carbone 14 des tableaux

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L’approche scientifique par matériaux est transchronologique. Il existe deux méthodes de datation utilisées par les laboratoires CIRAM :

  • Le Carbone 14, réservé aux matériaux organiques : bois, papier, ivoire, os, cuir, textile
  • La Thermoluminescence, dédiée à la terre cuite et aux matériaux chauffés.

En résumé :

  • Le carbone 14 date les matériaux organiques et la thermoluminescence les terres cuites et matériaux chauffés.
  • La datation doit être complétée par l’analyse des matériaux, l’imagerie scientifique et l’expertise historique.
  • Le croisement de ces méthodes permet d’authentifier les œuvres et de révéler les contrefaçons.

Une approche globale pour une datation précise

Attention, la datation du support d’une œuvre ne correspond pas automatiquement à la date de création de l’œuvre. Pour l’étude des œuvres peintes, plusieurs types d’imagerie, en lumière naturelle, éclairage rasant, sous éclairage ultraviolet (UV) ou réflectographie infrarouge (IR) viennent compléter les techniques de datation conventionnelles. Toutefois, un problème demeure : comment analyser les matériaux qui ne sont pas datables, comme les pigments utilisés en peinture ?

L’approche anthropologique et historique pour compléter les résultats

C’est la connaissance historique des techniques de fabrication des pigments qui fournira des données chronologiques : l’utilisation de l’oxyde de chrome comme pigment vert à partir de 1840 par exemple ou la fabrication du blanc de titane (oxyde de titane) qui débute dans les années 1920. Ces investigations connaissent également des limites : les pigments naturels n’apportent aucune information chronologique réelle, on peut citer le cas de l’ocre qui a été employé pour les peintures pariétales de Lascaux !

Les principes de la datation carbone 14

Les fondements de la datation Carbone 14 reposent sur l’instabilité de l’isotope 14 du carbone. De même que la mort interrompt la vie humaine, la vie du lin ou du chanvre s’arrête lorsqu’il est récolté. C’est l’instant que date le carbone 14. Un organisme vivant contient une quantité constante de carbone 14, du fait des échanges avec l’atmosphère (respiration ou photosynthèse). À la mort de l’organisme, les échanges avec l’extérieur cessent et la quantité de carbone 14 diminue alors selon une loi exponentielle connue. Sa concentration est divisée par deux tous les 5730 ans. La limite de datation est aux environs de 60 000 ans. Au-delà, la quantité de carbone 14 est alors trop faible pour être mesurée par les techniques actuelles.

Cette technique révolutionnaire a valu à son inventeur, Willard Frank Libby, le prix Nobel de Chimie en 1960.

La variation du carbone 14 dans le temps, une donnée importante à prendre en compte

Les datations carbone 14 sont exprimées en années « Before Present » ou « BP ». Le « présent » du carbone 14 a été fixé à 1950 par Libby. Aujourd’hui, il est toutefois nécessaire de corriger ces valeurs, car la concentration en carbone 14 a varié au cours du temps, en fonction de l’activité solaire, des changements climatiques, ou de l’activité industrielle par exemple. On parle de résultats calibrés à l’aide de courbes de calibration. Ces courbes permettent de transformer l’âge BP en intervalles de dates calibrées associés à un pourcentage de probabilité (par exemple 450 ± 25 ans BP correspond après calibration à l’intervalle 1422 – 1471 apr. J-C. – probabilité de 95,4 %).

Le début de l’activité industrielle a, quant à elle, provoqué la diminution du taux de Carbone 14 et imposé des limites à la précision des mesures. A contrario, les essais nucléaires atmosphériques ont entraîné, à l’échelle mondiale, une élévation artificielle des taux de Carbone 14. Ceci permet d’obtenir des datations très précises (jusqu’à un à deux ans) pour la seconde moitié du 20e siècle.

Quelques exemples de tableaux datés et authentifiés par le carbone 14

Dans l’histoire de l’art, les cas de falsifications sont courants et c’est souvent grâce à une analyse complète que l’on a décelé des incohérences. Voici deux exemples :

  • Un tableau d’un peintre suprématiste russe, daté de 1920, a vu son support de toile daté en définitive post 1954.
  • Une composition de Picasso pour laquelle on proposait une datation au début du 20e siècle a révélé, après datation du support papier, que la fabrication du papier était antérieure à 1954, donc incompatible avec l’époque présumée.

De manière générale, il est beaucoup plus facile de prouver qu’un tableau est faux, plutôt que d’établir son authenticité :

  • La datation d’un tableau attribué à Van Gogh a été conduite en deux temps. La datation du support tendait à une date compatible avec l’activité du peintre, à la fin du 19e siècle. L’analyse des pigments conduisit à une conclusion similaire, puisque les pigments détectés étaient connus au 19e et avaient été mis en évidence sur d’autres œuvres de Van Gogh. On citera par exemple un rouge vermillon, un vert d’arséniate de cuivre, un blanc de zinc, ou de l’ocre. Toutefois, ces pigments étaient connus et utilisés par tous les peintres à la même époque, et aujourd’hui encore. Le comité Van Gogh, composé d’historiens de l’art, eut à trancher pour une œuvre originale.
  • À l’inverse, l’analyse d’un parchemin enluminé du 14e siècle confirma la datation du support. Les pigments quant à eux se révélèrent modernes… Il s’agissait d’une copie « intelligente » antérieure à 1950…sur un papier ancien. Il est donc indispensable de coupler les techniques d’analyse pour détecter les faux.

La datation carbone 14 est la première étape incontournable dans l’authentification d’un tableau. Mais, elle devra toujours être accompagnée de l’analyse chimique des pigments et de l’imagerie scientifique. De plus, il sera également nécessaire de compléter ces investigations scientifiques à une analyse stylistique et historique de la provenance et de l’avis des experts d’art.

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Dans un souci de précision, il conviendrait de parler de bronzes riches en étain, de cuivres arséniés, ou de tumbaga (alliages d’or riches en cuivre utilisés dans l’art précolombien).

Les métaux (en particulier les alliages cuivreux comme le bronze) ne peuvent pas être datés directement. Nous devons donc chercher des marqueurs chronologiques exploitables, comme des indices techniques susceptibles de fournir des indications sur l’authenticité de l’objet. Nos laboratoires interprètent ensuite les résultats pour authentifier les matériaux.

Les laboratoires CIRAM, pour une approche globale des objets en bronze

L’approche la plus pertinente pour les objets en métal reste l’observation et l’étude de la composition chimique des alliages et de leur degré de corrosion (patine) par microscopie optique et microscopie électronique à balayage couplée à un système d’analyse élémentaire par spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (MEB-EDS).

Quelles informations sont obtenues par l’analyse chimique du métal ?

Les premières informations importantes que nous livre l’examen par microscopie concernent la microstructure du métal. Une bonne compréhension de celle-ci apporte de précieux indices sur les techniques de fabrication de l’objet. Par exemple :

  • La présence de dendrites caractérise une fonte,
  • Des inclusions aplaties et alignées témoigneront d’un travail de martelage,
  • Si cet alignement est trop parfait, il correspond à un procédé moderne de laminage.

L’examen de la structure interne peut donc révéler des indices technologiques et, par extension, contribuer à cerner la période de création de l’œuvre en question. Il en va de même de l’analyse de la composition d’un alliage.

Déterminer l’ancienneté d’un objet grâce à l’analyse de la composition d’un alliage

L’étude des concentrations en cuivre, étain, zinc, plomb, etc., si elle n’est pas suffisante pour déterminer l’ancienneté d’un objet, peut s’avérer très utile pour établir sa modernité.

Par exemple, la présence d’aluminium, de phosphore, de chrome ou de manganèse (à partir de 0,2 à 0,3 %) est autant d’indices formels de modernité. Certes, ces éléments sont naturels et ont toujours été présents sur la planète, mais on date à la fin du 19e siècle (voire même du début du 20e siècle pour le phosphore) leur utilisation raisonnée et volontaire dans la fabrication d’alliages métalliques.

En effet, si l’on se réfère aux travaux publiés par la communauté scientifique internationale, ces éléments n’ont jamais été décelés dans des métaux anciens, si ce n’est à l’état de traces (de l’ordre de 0,01 %). Par ailleurs, l’aluminium ne peut correspondre à une pollution venue du noyau de fonte par exemple, car une pollution forme des inclusions distinctes du métal, elles ne sont pas totalement dissoutes. De plus, l’aluminium n’est jamais seul dans un noyau de fonte, il est toujours associé à d’autres éléments : le silicium dans la kaolinite ; le sodium, le potassium ou le calcium dans les feldspaths. Aussi, si l’on détecte 0,5 % d’aluminium dans un laiton, on devrait également détecter du silicium, pour qu’il s’agisse d’une pollution provenant du noyau. Et pourtant, ce n’est jamais le cas ! Ce qui revient à prouver, si cela demeure encore nécessaire, que la présence d’aluminium correspond donc à l’utilisation de métaux modernes.

Le même raisonnement vaut pour le phosphore, le manganèse ou le chrome.

L’examen de la corrosion, ou « patine »

L’ultime étape de la caractérisation d’un objet métallique est l’analyse de sa corrosion.

On parle généralement de sa patine. Alors que ce terme sous-entend une approche de la surface, l’étude de la corrosion s’intéresse en particulier à la nature des produits de corrosion superficiels (la patine à proprement parler), mais également au développement des processus de corrosion à l’intérieur de l’alliage.

Pourquoi l’étude de la patine nous renseigne-t-elle sur l’ancienneté d’un objet ?

Un alliage de cuivre ou d’argent vieux de plusieurs centaines d’années aura subi de nombreuses attaques de l’environnement : l’humidité, la variation de température, le développement de micro-organismes… Ces éléments vont entraîner la dégradation du métal, sa corrosion. Parmi les signes les plus caractéristiques d’une corrosion d’origine naturelle, développée sur plusieurs siècles, nous pouvons citer par exemple :

  • Une altération profonde du métal ;
  • Une dégradation préférentielle des zones riches en cuivre – qui sont les plus fragiles ;
  • Des produits de corrosion multiples (cuprite, azurite, malachite, atacamite, nantokite, oxyde d’étain, etc.), une association de sédiments, ou encore l’absence de chlore ou de soufre récurrent.

Par contre, si la corrosion demeure très superficielle et parallèle à la surface de l’objet, si le métal est attaqué de manière homogène ou si l’on détecte du chlore dans tous les produits de corrosion, on pourra établir que l’altération est artificielle et moderne. Cette fausse patine indiquera en conséquence que l’objet a été intentionnellement dégradé, afin de simuler son ancienneté.

Enfin, il est important de préciser que même si un objet a été fortement nettoyé et que sa patine a été enlevée, l’étude en microscopie reste possible. En effet, les processus de corrosion pénètrent la matière et laissent des indices que même une abrasion violente ne supprime pas.

Il est crucial de garder à l’esprit que l’étude de la composition chimique et du degré d’altération d’un métal fournit des indices techniques et chronologiques indirects. Il est impossible d’obtenir des informations chronologiques quantifiables sur le métal. Par conséquent, nous ne pouvons donc pas faire la différence entre un objet ayant été fabriqué il y a 2000 ans et un objet fabriqué il y a seulement 1000 ans. Ces investigations permettront seulement de se prononcer sur la compatibilité des éléments étudiés avec l’attribution présumée.

CIRAM, spécialiste de la datation et de l’authentification de vos matériaux, propose une interprétation complète. Nous partageons nos résultats et nous discutons avec vous de leur interprétation, afin de vous expliquer la pertinence des recherches, en particulier pour les objets en métal.

Analyses scientifiques sur tableaux

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Que ce soit pour la restauration, la conservation ou l’authentification, l’analyse scientifique des tableaux constitue une étape importante et incontournable.

Il faut avant tout considérer les différents matériaux d’un tableau pour délivrer une interprétation fiable.  Nos scientifiques datent le support (toile, bois, papier, carton…), analyse les pigments, les charges minérales, les liants et les vernis. Pour cela, les laboratoires CIRAM procèdent à une étude complète des tableaux grâce à la datation carbone 14, les analyses chimiques et les techniques d’imageries scientifiques.

En résumé :

  • L’analyse scientifique des tableaux combine datation, analyses chimiques et imageries pour étudier les matériaux constitutifs des œuvres.
  • Les techniques d’imagerie (lumière visible, UV, infrarouge, rayons X) révèlent les différentes strates d’une peinture et les interventions invisibles.
  • Ces méthodes permettent d’identifier les restaurations, repentirs, altérations et éléments utiles à l’authentification.
  • CIRAM accompagne les professionnels de l’art avec des analyses adaptées aux enjeux de conservation, restauration et expertise.

Les différentes imageries scientifiques

Les imageries scientifiques apportent de précieuses informations sur un tableau. Elles permettent l’investigation de toutes les strates d’une peinture, depuis le vernis, jusqu’au support, en passant par le dessin préparatoire, les couches picturales, les repentirs, les repeints et les restaurations éventuelles. Lumière naturelle, ultraviolet, infrarouge et radiographie de rayons X, découvrez l’ensemble des techniques d’imageries pour l’analyse des tableaux.

Imageries en lumière visible

Nous distinguons trois différentes sortes d’examens en lumière visible :

  • La photographie en lumière visible : produites dans des conditions spécifiques, ces images correspondent à la photographie classique ;
  • La photographie en lumière rasante : ce type de photographie révèle l’état de conservation de la surface de l’œuvre. Nos scientifiques éclairent l’œuvre par un faisceau lumineux focalisé formant un angle de 15° avec sa surface. Cette technique permet de repérer les altérations de la couche picturale (soulèvements, cloques, craquelures, etc.), les déformations du support (mauvaise tension de la toile, fente ou encore assemblage des planches) et les altérations comme les déchirures, les rayures ou les enfoncements. La lumière rasante donne aussi des indices sur les techniques picturales et sur le style du peintre.
  • La photographie en lumière transmise : elle s’observe au revers des tableaux en toile ou en papier. Avec cette méthode, nos scientifiques appréhendent les éventuels trous et les déchirures, elle révèle aussi les altérations des couches picturales.

Le rayonnement ultraviolet (UV)

Le rayonnement ultraviolet (UV) se place à l’extérieur du spectre visible, et se découpe en UV proches (380nm à 200nm) et en UV extrêmes (200nm à 10nm).

L’imagerie UV permet d’explorer la couche superficielle du tableau. Elle utilise les propriétés de fluorescence du vernis plus ou moins intense en fonction de sa composition et de son altération. On repèrera facilement les repeints sur vernis ou restaurations.

Important : en l’absence de vernis, certains pigments naturels peuvent émettre une fluorescence colorée, cette donnée est à prendre en considération pour ne pas fausser l’interprétation.

Les radiations infrarouges (IR)

Les radiations infrarouges sont situées entre 780nm et 5mm, au-delà su spectre visible, mais de l’autre côté des ultraviolets. Les laboratoires CIRAM utilisent une émission de lumière dite « chaude » que l’on situe dans le proche infrarouge. Cela permet d’enregistrer l’absorption des radiations infrarouges par les matériaux constitutifs des couches picturales.

Grâce à la réflectographie infrarouge, nos scientifiques peuvent faire ressortir les dessins préparatoires, les repentirs et les repeints. Cette méthode d’imagerie fournit des clichés en niveaux de gris qui correspondent aux interactions plus ou moins importantes avec le rayonnement initial.

La radiographie de rayons X

La radiographie de rayons X permet de capter une image de la structure interne d’un tableau. Le faisceau de rayons X est envoyé sur le tableau et on observe les rayons X transmis en fonction de l’absorption sélective du matériau. Cette absorption est liée à deux paramètres :

  • L’épaisseur traversée
  • La densité des matériaux constitutifs de l’objet.

Avec cet examen, il est possible de repérer les dégâts causés par les temps, ainsi que les actions anthropiques de toutes sortes depuis la création de l’œuvre jusqu’à aujourd’hui. Il est également possible d’identifier les repeints et les repentirs grâce aux contrastes de densité des matériaux.

Le matériel utilisé par les scientifiques CIRAM

L’imagerie en lumière visible a été réalisée au moyen d’un appareil photographique numérique 10 mégapixels SAMSUNG® EX2F équipé d’une optique 24-80 mm f/1,4-2,7.

L’imagerie en réflectographie infrarouge est menée entre 900 nm et 1700 nm à l’aide d’un système d’acquisition numérique OSIRIS HD Infra Rouge Opus Instruments Ltd® à 16 mégapixels. Le matériel utilisé pour la radiographie de rayons X est un appareillage portable comprenant un générateur de rayons X haute fréquence mano médical HF 1060, un capteur plan FUJI D EVO II d’acquisition numérique à déclenchement automatique et à transmission Bluetooth (FDR D-EVO, 35 x 43 cm) et un ordinateur de commande du générateur et de traitement des images (logiciel OSIRIX). Les tensions d’accélérations utilisées sont de 40 kV, 50 kV et 75 kV. Le paramétrage a été contrôlé grâce au logiciel Fujifilm®.

CIRAM, spécialiste de l’analyse des œuvres d’art 

Grâce à un matériel à la pointe de la technologie et des scientifiques experts, les laboratoires CIRAM datent et analysent vos œuvres tableaux, sculptures, objets ethnographiques et archéologiques. Toujours à votre écoute, nos scientifiques vous expliquent les méthodes, les limites et s’assure que la méthodologie soit toujours en adéquation avec vos problématiques.

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Avant tout, il est important de savoir que les œuvres d’art doivent être étudiées au regard d’une cohérence entre matériaux constitutifs et attribution chronologique. Les résultats d’aspects historiques et stylistiques devront être discutés par les historiens, les historiens de l’art et les experts d’art. Dans ce contexte, les scientifiques de CIRAM étudient les propriétés physico-chimiques des matériaux afin de rechercher des marqueurs chronologiques.

Pour l’étude des objets d’art, le premier type de marqueurs, et le plus évident, est la recherche de traces du passage du temps. Pour les matériaux organiques (le bois, les textiles, l’ivoire et le papier, etc.), les laboratoires CIRAM privilégient la datation carbone 14. Cependant, pour les statues en pierre, il n’existe pas de méthode de datation directe permettant de caractériser l’usage par l’homme de ces matériaux.

Les étapes de l’étude des objets en pierre

Pour étudier les sculptures en pierre, les laboratoires CIRAM ont mis en place un protocole analytique permettant de rechercher des marqueurs chronologiques relatifs ainsi que des marqueurs techniques significatifs. Découvrez les deux grandes étapes d’analyse des laboratoires CIRAM.

Première étape : l’identification de la roche

La première étape est fondamentale, car elle conditionne le choix des techniques d’analyse à venir. Les techniques diffèrent :

  • Pour le grès, le calcaire et le marbre : ces matériaux ont une forte propension à l’altération, l’étude sur microsection fournira un indicateur binaire par rapport à leur ancienneté. Logiquement, un objet sculpté anciennement sera fortement altéré, alors qu’un objet moderne sera encore en bon état.
  • Les roches magmatiques (granites ou diorites par exemple) : ces matières ne s’altèrent que peu, il n’est donc pas nécessaire d’enquêter sur la pénétration de l’altération avec un prélèvement. Nos scientifiques étudient alors la surface avec des analyses peu intrusives. Nous récupérons seulement une très faible quantité de matière à la surface à l’aide de répliques des surfaces.

Rappelons tout de même que s’il est parfois possible de déterminer la provenance géographique de la roche, cela ne constitue pas à elle seule un indice formel d’authenticité.

Deuxième étape : l’investigation au niveau de la surface d’un objet

L’investigation débute avec l’examen des traces d’outils. Ces traces constituent des marqueurs techniques du façonnage de l’objet et des techniques de polissage utilisées. Parfois, nous constatons la présence de fragments microscopiques de copeaux des outils utilisés.

Cette première approche permet de vérifier la cohérence entre ce qu’observent les scientifiques et la connaissance que l’on a des savoir-faire anciens.

Il est possible d’étudier d’éventuelles traces de polychromie afin de comparer les pigments repérés avec ceux utilisés à l’époque présumée de l’objet. Des résidus de sédiments d’enfouissement sont parfois présents à la surface de l’objet.

Plus spécifiquement, nos scientifiques recherchent des traces de traitements chimiques afin de détecter une recréation artificielle de la patine dans le but de simuler un vieillissement de la pierre. La présence de traces chimiques produit par la réaction d’acides forts avec la pierre permet de déceler des traitements de surface modernes.

Les répliques de surfaces donnent des informations sur l’altération de la roche. Il est possible de repérer des dissolutions, des fissurations ou des amorphisations. Nous pouvons aussi déceler la présence de recristallisation d’oxydes de fer et de manganèse, ainsi que le développement de micro-organismes.

Pour compléter notre investigation, nous étudions également les dépôts superficiels et leur interpénétration avec la roche. Cela permet de vérifier que les dépôts correspondent à des sédiments d’enfouissement, qui témoignent d’une lente interaction avec l’objet ou à l’inverse d’un traitement chimique moderne.

Interprétation des résultats

Les investigations de surface fournissent des éléments de diagnostic et permettent de vérifier si les indicateurs observés sont compatibles, ou non, avec l’époque présumée de l’objet.

Il est important de noter que les méthodes d’investigation citées plus haut ont leurs limites :

  • La présence de copeaux d’outils modernes ou de traces de polissage mécanique ne détermine la falsification pas de façon catégorique, car il peut s’agir de traces de nettoyage ou de restauration ;
  • L’absence d’altération de la roche peut s’expliquer de plusieurs manières. L’objet est effectivement moderne ou l’objet est ancien, mais a été conservé dans un environnement stable et peu agressif (comme une tombe scellée par exemple). À noter tout de même que la présence de fluor est un indicateur indiscutable de falsification dans le but de créer une patine artificielle. De plus, l’acide fluorhydrique (HF) est un produit très corrosif et dangereux dont la détention est réglementée.

Important : il est souvent plus simple de démontrer qu’un objet est faux, que de prouver son authenticité, car la moindre incohérence par rapport au contexte présumé suffit pour induire un doute raisonnable. À l’inverse, ne pas détecter une incohérence n’atteste pas de l’authenticité de l’objet en pierre.

La micro-analyse pour les objets en pierre

La micro-analyse reste méconnue, car elle ne fournit pas d’indicateurs chronologiques directs, comme la datation carbone 14 par exemple. Cependant, cette technique est l’outil le plus adapté à la discrimination entre faux et authentique, notamment pour les roches et les métaux qui ne se prêtent pas aux méthodes de datation directe.

Il est important de combiner toutes les informations pour la quête d’authenticité d’un objet en pierre.

Dans le marché exigeant de l’art tribal, où authenticité et provenance définissent la valeur des œuvres, une question centrale émerge : comment dater avec précision des objets “récents” datant des 18ᵉ, 19ᵉ et 20ᵉ siècles ? Une solution réside dans une avancée scientifique majeure : la datation carbone 14 augmentée. Découvrez dans cet article comment cette méthode permet de réduire l’intervalle de datation de 300 à seulement 40 ans, offrant ainsi une solution inédite pour les collectionneurs et professionnels d’art tribal.

Comprendre la datation carbone 14 appliquée à l’art tribal

La datation carbone 14 est une technologie incontournable qui associe rigueur scientifique et recherche d’authenticité. Découvrez dans cette section ses principes fondamentaux et ses limites. 

Les principes de la méthode carbone 14 : science et précision

La datation radiocarbone repose sur la mesure de la désintégration d’un isotope radioactif présent dans les organismes vivants, le carbone 14. Cette méthode a été développée dans les années 1950 par W.F. Libby, prix Nobel de chimie et permet de dater les matériaux organiques comme le bois, l’ivoire ou le cuir sur des périodes allant jusqu’à 60 000 ans.

Cependant la méthode traditionnelle de Libby présente des limites : elle nécessitait autrefois des prélèvements importants (jusqu’à un gramme de carbone pur), ce qui endommageait fortement les œuvres lors du prélèvement. L’avènement de la spectrométrie de masse (AMS) dans les années 1980 a depuis, considérablement réduit la quantité de matière nécessaire (1mg de carbone pur), idéale pour les objets d’art.

Importance de la datation C14 augmentée pour l’authenticité de l’art tribal

L’effet Suess, qui limite la précision pour les œuvres datant des 300 dernières années, pose un défi particulier à l’art tribal. L’effet Suess désigne en effet la diminution du taux de carbone 14 dans l’atmosphère due à la combustion massive de combustibles fossiles depuis la révolution industrielle. Cette diminution du taux de C14 dans l’air affecte ainsi la précision des datations récentes. Les œuvres tribales, majoritairement en bois, sont souvent datées du 18ᵉ au 20ᵉ siècle, une période où la méthode classique est limitée par des incertitudes importantes. 

Les laboratoires spécialisés en datation c14 pour l’art tribal ont ainsi dû créer de nouvelles méthodes pour contrer l’effet Suess. Les laboratoires CIRAM ont ainsi développé une méthode qui combine la datation C14 avec des analyses pluridisciplinaires pour affiner les résultats : la datation C14 augmentée. La datation augmentée réduit, dans le meilleur des cas, l’intervalle de 300 années à seulement quelques décennies et permet ainsi d’obtenir une différenciation claire entre une œuvre authentique et une copie récente. 

Pour cela, les laboratoires CIRAM utilisent une approche basée sur des échantillons multiples prélevés du centre vers l’extérieur du bois, permettant de reconstruire l’histoire de l’arbre. Associée à l’analyse xylologique du bois, méthode d’identification des essences de bois, d’estimation des vitesses de croissance des arbres et d’identification de l’origine géographique.

Cette approche garantit une différenciation claire entre une œuvre ancienne et une copie récente, répondant ainsi aux attentes des professionnels exigeant rigueur et fiabilité pour la datation des œuvres tribales. 

Analyse C14 augmentée : quels bénéfices pour les professionnels de l’art tribal ?

Les avancées technologiques permettent désormais une datation bien plus précise, répondant aux défis spécifiques des professionnels ou collectionneurs d’art tribal. Mais quels sont les bénéfices offerts par cette méthode innovante ?

Sécuriser et valoriser les œuvres d’art tribal

Pour les collectionneurs et marchands d’art, la datation augmentée offre une garantie scientifique et rigoureuse de l’authenticité des œuvres tribales. Cette précision augmentée permet de répondre aux attentes croissantes d’un marché pour lequel la confiance entre acheteurs et vendeurs est essentielle.

  • Meilleure valorisation sur le marché : les œuvres accompagnées de certificats scientifiques émis par des laboratoires comme CIRAM sont mieux perçues par les collectionneurs et les maisons de vente aux enchères. Ces documents, qui attestent de l’authenticité et de la datation précise des pièces, renforcent leur valeur marchande. Les acheteurs sont prêts à investir davantage dans des œuvres qui ont une provenance vérifiée et scientifiquement validée.
  • Sécurisation des transactions : la datation augmentée élimine les zones d’incertitude en garantissant l’ancienneté et l’origine des œuvres, ce qui réduit les risques de litiges après une vente. Les professionnels de la vente d’objets d’art tribal peuvent ainsi s’appuyer sur des preuves scientifiques pour défendre l’authenticité de leurs pièces face aux éventuelles contestations d’acheteurs.
  • Réduction du risque de contrefaçons : la datation carbone 14 augmentée lutte activement contre la prolifération des copies modernes sur le marché de l’art et devient un outil clé pour distinguer les originaux des reproductions récentes.

Améliorer la compréhension historique des œuvres d’art tribal

La datation augmentée ne permet pas uniquement de déterminer l’âge des œuvres : elle contribue également à leur contextualisation historique et culturelle. Cette étude multidimensionnelle enrichit non seulement la valeur scientifique des analyses, mais également leur pertinence pour les professionnels ou collectionneurs d’art.

  • Analyse des matériaux : l’étude des patines d’usage et décorative et des traces d’outils permet de mieux comprendre les techniques artisanales spécifiques aux cultures tribales. Par exemple, l’analyse d’un masque en bois peut révéler des détails sur les outils et procédés employés ce qui permet de mieux appréhender l’histoire de l’objet.
  • Connaissance des origines géographiques : il est possible de retracer les anciennes routes commerciales ou les influences culturelles ayant contribué à la création de l’œuvre en identifiant les essences de bois et en analysant leur provenance. Cette information ajoute une dimension unique à chaque pièce.
  • Récit culturel détaillé : l’analyse c14 augmentée permet aux professionnels de disposer d’un récit enrichi, grâce au croisement de données scientifiques avec les connaissances historiques et ethnographiques en vue de présenter l’objet à leurs clients ou au public. Ce récit, alors basé sur des résultats objectifs, renforce l’intérêt des collectionneurs pour l’œuvre. Par exemple, une statuette Yoruba analysée avec cette méthode pourrait révéler non seulement son ancienneté, mais aussi le contexte environnemental de la croissance de l’arbre, les influences extérieures ayant marqué sa création, et les pratiques artisanales spécifiques de l’époque.

L’enrichissement historique et culturel qui résulte de l’analyse d’une œuvre d’art tribale grâce à la datation au carbone 14 augmentée ne profite pas uniquement au marché de l’art et à ses acteurs. Il contribue également à préserver et transmettre un patrimoine culturel unique, tout en éduquant le public et les amateurs d’art sur l’importance des objets tribaux dans l’histoire mondiale.

Le rôle des laboratoires spécialisés, comme CIRAM, pour l’art tribal

Les laboratoires spécialisés jouent un rôle essentiel pour garantir la fiabilité et l’intégrité des datations d’objets tribaux.

Services offerts par CIRAM : datation au carbone 14 augmentée

Les laboratoires CIRAM ne se limitent pas à la classique datation carbone 14. Leur expertise s’étend à une gamme complète de services conçus pour répondre aux besoins spécifiques des professionnels de l’art tribal. 

Les analyses proposées par le laboratoire permettent ainsi de combiner plusieurs disciplines pour offrir des résultats fiables et adaptés à chaque objet.

  • Analyse xylologique et physico-chimique : en étudiant les essences de bois utilisées, les scientifiques des laboratoires CIRAM peuvent déterminer non seulement l’essence du bois, mais également son origine géographique et ses conditions de croissance. Cette approche enrichit la compréhension de l’histoire des objets.
  • Micro-prélèvements : les outils de pointe de CIRAM permettent d’effectuer des micro-prélèvements qui préservent l’intégrité des œuvres. Cela garantit que même les objets les plus fragiles, comme les masques africains en bois ou les sculptures en ivoire, peuvent être analysés en toute sécurité sans porter atteinte à l’œuvre. 
  • Études pluridisciplinaires : le laboratoire associe datation, chimie analytique, histoire de l’art et mathématiques pour croiser les données obtenues et offrir des conclusions robustes dédiées aux collectionneurs d’art tribal. 

Certificats d’authenticité et accompagnement sur mesure

En travaillant avec les laboratoires CIRAM, les professionnels ou les collectionneurs d’art tribal bénéficient de rapports détaillés et de certificats d’authenticité, reconnus sur le marché de l’art. Ces certificats d’authenticité sont un atout majeur permettant de sécuriser les transactions dans un marché où les contrefaçons sont fréquentes. Ils sont essentiels pour sécuriser les transactions et valoriser les œuvres auprès des maisons de vente, des galeries et des collectionneurs.

De plus, CIRAM accompagne ses clients dans la compréhension des résultats et leur utilisation pour enrichir la présentation et la mise en valeur des œuvres. Ce niveau de service avancé, couplé à la technologie de datation carbone 14 augmentée permet aux collectionneurs, galeristes ou vendeurs d’art tribal de bénéficier des meilleurs atout pour valoriser leurs œuvres en vue d’une vente. 

La datation carbone 14 augmentée révolutionne donc l’analyse des œuvres d’art tribal en offrant aux professionnels des garanties d’authenticité et de provenance. En alliant rigueur scientifique et innovation, CIRAM propose des services adaptés aux exigences du marché. En s’appuyant sur des résultats précis et des données pluridisciplinaires, CIRAM transforme l’analyse scientifique en un levier stratégique pour l’art tribal.

Pour garantir l’authenticité de vos œuvres et sécuriser vos investissements, faites appel aux équipes de CIRAM : Demandez votre étude dès aujourd’hui.

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