Analyse des matériaux organiques

Caractérisation des matériaux organiques

CIRAM réalise l’analyse de matériaux organiques présents dans les œuvres d’art, artefacts archéologiques et matériaux industriels : vernis, résidus, cires, liants.

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Caractériser les matériaux organiques :
une expertise essentielle pour l’art, l’archéologie et l’industrie

L’analyse des matériaux organiques vise à identifier, par voie chimique ou isotopique, les substances d’origine naturelle ou synthétique présentes dans un objet patrimonial ou un matériau industriel. Cette technique de caractérisation cible principalement :

  • Les résidus organiques absorbés ou déposés (graisses, huiles, cires, protéines) ;
  • Les liants et vernis utilisés dans les couches picturales ou les finitions ;
  • Les composés biosourcés entrant dans la formulation de polymères industriels.

Dans le marché de l’art, elle permet d’évaluer la cohérence historique et technologique d’un objet ou d’authentifier une œuvre. En archéologie, elle apporte des informations fonctionnelles sur les usages passés (contenants, rituels, techniques). En contexte industriel, elle offre des garanties sur la composition, l’origine ou la conformité d’un matériau.

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Les moyens utilisés pour la caractérisation des matériaux organiques

CIRAM mobilise plusieurs méthodes complémentaires, sélectionnées en fonction de la nature des échantillons et des objectifs de l’étude :

  • La spectroscopie Raman, particulièrement adaptée à l’identification de polymères, résines, cires ou vernis, directement sur l’objet ou à partir d’un micro-prélèvement.
  • La spectroscopie IRTF (Infrarouge à Transformée de Fourier) permet l’identification rapide des groupes fonctionnels présents dans les composés organiques. Efficace pour les mélanges complexes et les matériaux dégradés.
  • La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) analyse les mélanges organiques en profondeur (résines naturelles, huiles, liants, cires) et permet une comparaison avec des bases de données de référence.
  • L’analyse élémentaire couplée à la spectrométrie de masse des rapports isotopiques (EA-IRMS) fournit les signatures isotopiques du carbone (¹³C/¹²C) et de l’azote (¹⁵N/¹⁴N). Cette méthode est utilisée pour déterminer l’origine biologique d’un matériau ou évaluer le taux de biosourcé selon la norme ISO 16620-2.

Ces méthodes peuvent être utilisées seules ou combinées afin d’obtenir des résultats robustes, exploitables dans un cadre patrimonial ou industriel.

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Résidus, liants, vernis :
des matériaux à forte valeur d’indice

01 - Résidus organiques sur objets archéologiques

Dans le domaine de l’archéologie, les résidus organiques absorbés ou incrustés sur des céramiques, outils ou objets rituels offrent de précieuses informations sur les usages passés :

  • Nature des produits contenus (huiles, résines, matières grasses…),
  • Modes de transformation ou de conservation,
  • Sources végétales ou animales exploitées.

Grâce à l’analyse GC-MS ou à l’IRTF, CIRAM aide les archéologues à reconstituer les pratiques alimentaires, médicinales ou artisanales des civilisations anciennes.

02 - Liants et vernis dans les œuvres d’art

Dans le marché de l’art, l’identification des liants ou vernis (résines naturelles, huiles siccatives, cires, colles animales) permet d’authentifier les œuvres et de dater leur réalisation. Certaines signatures chimiques sont en effet caractéristiques d’époques, de zones géographiques ou d’ateliers spécifiques.

Des spectres Raman ou IRTF permettent d’identifier ces composants, et leur étude comparée à des bases de données de références historiques affine l’analyse.

03 - Cires et matériaux biosourcés industriels

Pour l’industrie, et notamment dans les secteurs du packaging, du textile ou des polymères, l’analyse élémentaire et isotopique (EA-IRMS) permet de :

  • Vérifier l’origine naturelle ou synthétique des matériaux,
  • Déterminer le taux de biosourcé (notamment selon la norme ISO 16620-2),
  • Contrôler la conformité de produits selon les exigences réglementaires ou environnementales.

CIRAM, expert en analyse des matériaux organiques

Faire appel à CIRAM pour vos analyses organiques, c’est bénéficier d’un savoir-faire reconnu, d’une grande rigueur scientifique et de technologies analytiques de pointe.
CIRAM s’appuie sur :

  • Des instruments hautement sensibles et complémentaires (Raman, IRTF, GC-MS, EA-IRMS),
  • Des bases de données de référence pour une interprétation fiable des spectres,
  • Une équipe pluridisciplinaire capable d’associer différentes techniques – spectrométrie, microanalyse, métallographie, chromatographie, radiographie par rayons X – pour offrir une interprétation rigoureuse et contextualisée des résultats.
  • Des protocoles validés pour garantir la reproductibilité et la traçabilité des résultats.

CIRAM accompagne les institutions muséales, archéologues, maisons de vente, restaurateurs d’art ou industriels dans leurs projets en France comme à l’international.

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Vous vous posez peut-être ces questions ?

Peut-on analyser un vernis sur une peinture ancienne ?

Oui. L’analyse IRTF ou GC-MS permet d’identifier la nature exacte du vernis, qu’il soit naturel (dammar, mastic…) ou synthétique.

Une cire peut-elle être authentifiée ?

Oui. L’analyse chromatographique identifie sa composition (abeille, carnauba, synthétique…) et peut révéler son origine ou son usage.

Cette technique endommage-t-elle l’objet analysé ?

Non. Les méthodes sont non-destructives ou requièrent seulement un micro-prélèvement (<1 mg) selon les cas.

Est-il possible d’authentifier une œuvre d’art grâce à l’analyse organique ?

Oui. Les liants et vernis sont des indicateurs fiables pour détecter d’éventuels anachronismes ou signatures chimiques propres à une époque.

Combien coûte une analyse des matériaux organiques ?

Le coût dépend du nombre de techniques utilisées, du type d’objet, de la nature du prélèvement et du degré d’interprétation requis. Contactez-nous pour un devis personnalisé.

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