Les mousquetaires de La Ronde de Nuit, les intérieurs de Vermeer ou les marais de Mondrian sont-ils sur le point de disparaître ? Au sein des nombreuses couches de peintures qui composent  ces oeuvres, de surprenant phénomènes chimiques mettent en danger la survie de ce patrimoine artistique.

Situé au cœur d’Amsterdam, le Rijksmuseum invite les visiteurs à parcourir l’une des collections les plus prestigieuses des Pays Bas. On vient y admirer des chefs d’œuvres de l’Age d’or de la peinture hollandaise, les couleurs éclatantes de Van Gogh et l’abstraction de l’art moderne. Mais en approchant de près certaines de ces toiles, le spectateur peut parfois y distinguer des reliefs, des crevasses et des craquelures qui ne sont pas toutes issues de la volonté artistique du peintre. Ces dégradations latentes ou déjà apparentes inquiètent les conservateurs de nombreux musées à travers le monde qui voient leurs collections fragilisées au fil du temps.

Robert Van Langh – Directeur du département conservation et restauration du Rijks Museum

The way that a painting was made let’s say 300 or 350 years ago and the way it looked at the time is different the way it looks now. The problems that we have to solve is that not only to understand how was it painted but also to look ahead : how will it be in a hundred years from now ? And again if eminent changes are taking place and that we can research that will be a great help for the people after us. This change is something that we have to monitor and before we can monitor it we first have to research it.

L’apparence d’un tableau peint il y a, disons, 300 ou 350 ans est bien différente de ce que l’on voit aujourd’hui. Le problème que nous devons résoudre, c’est non seulement comprendre comment il a été peint mais aussi regarder vers l’avenir : à quoi va-t-il ressembler dans cent ans ? Si des transformations importantes sont en cours et que nous pouvons les étudier, ça va être une aide précieuse pour les générations futures. Ces changements doivent être suivis de près - et donc bien étudiés.

Pour tenter d’identifier les facteurs de dégradation de certaines peintures, le Rijks Museum mène une l’enquête au sein de ses ateliers de restauration. Ici, des spécialistes de la peinture et de la chimie se penchent sur l’état de santé de toiles provenant de nombreuses collections. Ils doivent procéder à un diagnostic précis avant d’envisager d’intervenir sur ces tableaux et plonger dans le parcours de ces œuvres pour retracer l’histoire de leur conservation. Au fil du temps, l’humidité ou l’exposition à la lumière ont pu déclencher des mécanismes de dégradation sur des pigments contenant notamment du zinc ou du plomb. La chimiste Katrien Keune étudie ces phénomènes qui peuvent parfois conduire à des altérations irréversibles des œuvres.

Katrien Keune – Chimiste

Every pigment has it own story degradation wise but what we see a lot in painting as a real threat is degradation related to led containing pigments and zinc containing pigments. On lead containing pigment you see this small protrusions in paint, small balls, or we see crust forming on painting. And related to the zinc we see a lot of degradation forming with zinc white where the zinc white is reacting with the pigment binder and there you can also see sometimes pretructions or painting flaking off (…fin de phrase à retraduire).  

I think is good to stress at a lot of times the paint is still intact but there are lot of case that  can be due to external factors that a paint is affected by degradation and that’s what we are trying to understand.

Chaque pigment vieillit différemment. Mais ce que nous considérons comme une vraie menace ce sont les dégâts causés par certains pigments contenant du  plomb ou du zinc.

Lors de la dégradation de pigments au plomb on observe des protubérances, des petites boules ou des croûtes sur la toile. Le blanc de zinc quant à lui réagit avec l’huile qui lui sert de liant au sein du pigment. On voit apparaître certains reliefs ou des décollement de la peinture.

Il faut rappeler que souvent la peinture reste intacte. Mais il y peut y avoir des facteurs externes qui vont mener à différentes dégradations et c’est ça que nous tentons de comprendre.

Si les restaurateurs privilégient des analyses optiques des œuvres, l’étude de la dégradation des pigments nécessite parfois de prélever des échantillons directement sur la toile. Ce tableau provenant des ateliers de Rembrandt présente des signes d’altération sur ces zones les plus claires. Les équipes de restauration vont devoir réaliser des prélèvements à différents point du tableau pour analyser leur composition chimique et dévoiler des traces de détérioration. Les optiques des microscopes révèlent la formation de crevasses et de bosses qui peuvent parfois se développer rapidement à la surface des toiles à cause des transformations chimiques de ces pigments.

Petria Noble – Restauratrice

This kind of lumps usually are in the range of 100 or 300 microns so it’s something that you can see really clearly with the stereomicroscope. I think 20 years ago when these were really been seen a lot there wasn’t a clear understanding about what this were. And then in the course of the last two decades there has been a lot of in depth research done and now we have an understanding of what they are. What we don’t know still are what are the major factors, how we can slow down the reaction, what are the long term implications of theses formation in the paint layers. At the moment I’m studing a painting where in one area of lead white you have these lead soap lumps and craters and in another area of lead white you don’t. So what’s going on there ? Is there something about the chemistry of the paint that actually accellerates their formations in one area and doesn’t in another ? So these are the detailed question we are trying to pursue.

Ces types de protubérances que nous étudions sont en général à l’échelle de 100 ou 300 microns donc on peut très bien les observer au microscope. Je pense qu’il y a 20 ans quand on a remarqué ces phénomènes on ne comprenait pas bien de quoi il s’agissait.

Aujourd’hui on a une meilleure compréhension du phénomène. Ce que nous ne connaissons pas encore ce sont les causes principales de ces dégradations, la manière de les ralentir, et quelles sont les  implication à long terme sur l’intégrité des œuvres.

En ce moment je travaille sur un tableau où l’on trouve deux zones de blanc de plomb ; l’une présente des cratères et des bosses, l’autre est restée intacte. Quelle est l’origine de ces différences ? Est ce la différence de composition chimique de la couche de peinture qui accélèrent cette dégradation sur une zone plus qu’une autre ? C’est ce que nous cherchons à découvrir.

Une fois prélevés, ces précieux échantillons vont être conditionnés dans une résine transparente pour pouvoir être analysés au microscope. Patiemment, les chercheurs doivent polir cette résine pour faire affleurer l’échantillon de peinture à la surface. La lumière des microscopes relève les différentes couches de peintures apposées par l’artiste sur le support de sa toile. Les particules de zinc apparaissent parmi certaines d’entre elles, migrant parfois depuis les couches inférieures jusqu’à la surface pour provoquer des dégradations visibles. Leur concentration et leur répartition permettent un premier diagnostic mais pour plonger plus profondément dans ces échantillons les scientifiques ont besoin d’images en très hautes résolutions. Pour les obtenir, il faut nous rendre à Saclay en région parisienne.

C’est ici qu’est situé le Synchrotron soleil, un accélérateur de particules produisant une lumière extrêmement brillante qui permet d’explorer la matière dans ses moindres détails. Cet instrument est mis à contribution pour étudier notamment ce qui est appelé la photoluminescence des échantillons de peintures prélevés au musée d’Amsterdam.

Un rayon ultraviolet est envoyé à l’intérieur de ce microscope et va exciter l’échantillon pour récupérer sa photoluminescence - une ré-émission de lumière bien particulière. Les images obtenues révèlent des détails impossibles à obtenir avec d’autres procédés d’imagerie.

Mathieu Thoury -

Pour l’étude des matériaux anciens qui sont des matériaux complexes et hétérogènes on cherche à pouvoir collecter une information physique et chimique la plus fine possible et le rayonnement synchrotron  nous permet justement d’aller rechercher des éléments en petite quantité ou qui sont spatialement très localisés. Dans le cas d’une couche picturale le pigment est mélangé au liant et cela pour pouvoir le maintenir fixe lorsqu’il est apposé. Le fait de mélanger un pigment inorganique et un liant de type organique peut au cours du temps susciter un certain nombre de réactions chimiques qui sont dépendant à la fois du pigment et du liant. Et c’est ce qu’on observe je dirai malheureusement dans le cas de l’oxyde de zinc. Ce que nous cherchons à comprendre c’est de mieux caractériser la nature de cette interaction, qu’est ce qui la crée, qu’est ce qui la jugule ? Et qu’est ce qui permettrait peut être dans le futur pour les oeuvres qui sont encore non-altérées de ne pas la déclencher.

Depuis deux ans, Selwin Hageraats conduit une thèse en collaboration avec Rijskmuseum et le laboratoire IPANEMA de Saclay. Il développe des procédés d’imagerie pour étudier les phénomènes d’altération du pigment de blanc de zinc lorsqu’il est mélangé à un liant au sein de couches picturales. Le procédé de fabrication, le caractère acide ou basique de la couche picturale, ou encore l’humidité sont autant de facteurs qui peuvent contribuer au déclenchement du phénomène de dégradation du blanc de zinc. Selwin fait ainsi vieillir des échantillons dans des conditions d’humidité controlées afin de créer des modèles qui pourront servir à établir de futurs diagnostics sur des œuvres.

Selwin Hageraats -

The paint samples are very heterogenous and we are trying to see why it is, that some paint layers degrades very quicky, some paint layers remain intact and we think it might have to do with how water diffuses through a paint layer or also with the different type of pigments that are use in the different layers. One of the techniques that we like to use is photoluminescence microscopy, this is ideal for zinc oxyde because it luminesces very brightly so we can nicely see the individual zinc oxyde particules. And we’ve also found that some of the degradation products also luminesce and this allow its use to image the distribution of the degradation product at about a 200 nanomillimetere scale. Another thing that we can maybe do is to look at the fluorescence of the pigments and predict how reactive it will be. We can tell which paintings are in highest risks and be able to tell what painting specifically needs many treatments. So we hope that maybe photoluminescence will give us this tool that we can use in the studio to predict what paintings are in highest risks.

Les échantillons de peinture sont très hétérogènes et nous essayons de voir pourquoi certaines couches se dégradent très rapidement alors que d’autres restent intactes.

Nous pensons qu’il y a peut-être un lien avec la diffusion de l’eau à travers la couche de peinture ainsi que la différence de pigments utilisés.

Une des techniques particulièrement adaptée, c’est la photoluminescence. C’est idéal pour l’étude de l’oxyde de zinc par ce qu’il luminesce - il émet de la lumière - très intensément - et ça nous permet de discerner des particule individuelles.

Nous avons aussi remarqué que les produits de dégradation de ces pigments sont également très luminescencents. Ça nous permet de bien voir la distribution des dégradations à un niveau de détail très élevé..

Un autre aspect de ce travail c’est de pouvoir prédire la réactivité des pigments après avoir observé leur fluorescence. Nous pourrions alors prévoir quels tableaux seraient  plus menacés et nécessiteraient alors des traitements particuliers. Peut-être pourrons-nous importer cette technique du synchrotron à l’atelier de conservation comme outil de diagnostic.

Si la science ne pourra pas inverser ces phénomènes de dégradation irréversibles, elle pourrait fournir demain des outils permettant de ralentir ces mécanismes et conseiller les musées sur leur politique de conservation. Pour que les générations futures puissent s’émerveiller encore longtemps face à ces chefs d’œuvres d’ombre et de lumière.