De façon assez systématique, le protocole suivi a consisté à mettre les échantillons dans un récipient hermétiquement clos, garni de gel de silice pré-conditionné à l’humidité voulue (50% HR pour le gel PROSorb, Long Life for Art, Allemagne -Figure 6.1a- et 80% pour le Silikagel M, Horst-Helmer, Allemagne -Figure6.1b, c-). L’ensemble est ensuite mis à vieillir durant deux semaines en étuve à la température souhaitée (Heraeus UT-6, ThermoFischer Scientific, États-Unis et ULM 400, Memmert, Allemagne) puis sorti une semaine à l’air libre. Au bout d’une semaine, les échantillons sont photographiés, le gel de silice changé si nécessaire et le tout remis à vieillir. Chaque vieillissement a duré au total 15 semaines.
Ces sorties du four à intervalle régulier ont permis plusieurs choses :
– la relève des conditions de température et d’humidité relative enregistrées par des hygro-boutons placés avec les échantillons (ProgesPlus, France), ce qui a permis d’ajuster les paramètres de vieillissement aux conditions voulues,
– la prise de photos macroscopiques, par lesquelles un suivi visuel des dégradations a été fait, – dans le cas de néo-cristallisations avérées, de prélever et d’analyser ces dernières.
Les tubes à vieillissement usuellement utilisés au laboratoire provoquent un entassement des échantillons et un contact avec le gel de silice (Figure6.1a). Ce contact a d’abord été écarté par l’enrobage des échantillons d’un film protecteur (Figure 6.1b) mais du fait de son délitement à 90˚C, on a par la suite opté pour les bocaux de conservation en verre, présentant une plus large surface disponible (Figure6.1c).
L’observation visuelle et la prise de photographies des échantillons au cours des vieillissements ont été effectuées dans une boîte à lumière et sous loupe binoculaire. La boîte à lumière, décrite en détail par ailleurs [99], offre des conditions assez reproductibles d’éclairage, qui permettent une comparaison aisée des photographies tout au long des expériences. La loupe binoculaire, une Discovery.V20 de la marque Zeiss, a quant à elle été utilisée pour obtenir des images focalisées sur les zones d’intérêt.
Cette démarche nous a permis d’évaluer de manière objective les dégâts occasionnés par les vieillissements artificiels tels que ceux montrés Figure6.2.
Figure 6.1 – Récipient hermétiques utilisés pour nos vieillissements : (a) Tubes à vieillissement sans protection (b) avec film de protection Reemay c (c) Bocaux de conservation
Figure 6.2 – Échantillon de Muse CAP vieilli artificiellement à 80 % HR et 90 ˚C. (a) Avant puis (b,c) après 15 semaines de vieillissement (c) Néo-efflorescences de gypse. L’échelle représente 2 cm.
Chapitre 7
Protocole de traitement du bois
lignitisé
Le bois lignitisé étudié pose des difficultés de conservation principalement dues aux sulfures organiques et inorganiques. Lors de son séchage, le bois, initialement gorgé d’eau, est susceptible de se déliter et de donner lieu à des efflorescences de sulfate de fer.
Nous avons donc dans notre étude testé différents moyens de séchage en jouant sur les para-mètres que sont l’eau, le dioxygène et les contraintes mécaniques (section7.1), afin d’obtenir des matériaux secs de bonne tenue mécanique.
Les résultats obtenus étant partiellement concluants, nous avons également mis en œuvre des traitements de lavage visant à épuiser le potentiel d’oxydation du bois et rendre ainsi le matériau moins réactif pour son séchage futur (section 7.2). Ces lavages, réalisés avant séchage, sont des-tinés à provoquer une oxydation des composés réduits soufrés en sulfate puis une solubilisation de ces derniers, ôtant ainsi du matériau ses composés réactifs.
Enfin, pour mieux comprendre les phénomènes dominants lors de l’oxydation, cette démarche a été complétée par des lavages de cristaux isolés de pyrite provenant d’Angeac et par des dénombrements de population bactérienne.
7.1 Séchage et tenue mécanique
L’oxydation de la pyrite étant un phénomène impliquant l’oxygène et l’humidité, des tests de séchage ont été menés en faisant varier ces paramètres. Le bois a ainsi été placé :
– sous flux d’azote sec – sous flux d’O2sec
– sous air statique, à 50% HR – sous air statique, à 80% HR – sous film alimentaire – sous gaze
– enveloppé de film plastique de différentes perméabilités à l’air et à l’eau, listés Table7.1 (Innovia Films,UK).
Avant d’être placé sous séchage, les échantillons ont été sortis de leur environnement de sto-ckage et passés sous eau distillée pour ôter la majeure partie du sédiment. Dans le cas d’Angeac, le caractère adhérant de la glaise a conduit à l’utilisation d’ultra-sons (15 minutes au maximum),
Table 7.1 – Perméabilités des plastiques utilisés à des fins de séchage perméabilité à l’air perméabilité à la vapeur d’eau
cm3· m–2· jour–1 g · m–2· jour–1
335-PS 1 900
335-MS 1 20
RPG15 3200 2
parfois additionnés d’un brossage dont l’utilisation a cependant été modérée afin de ne pas trop abîmer le matériau. Les échantillons ont ensuite été pesés et photographiés (Figure 7.1) avant d’être placés mouillés dans les différents conditionnements, illustrés Figure7.2. A noter que l’on a essayé dans la mesure du possible de créer des échantillons de taille et de poids similaire. Néanmoins, une certaine hétérogénéité dans la physiologie des prélèvements n’a pu être évitée.
Figure 7.1 – Echantillons d’Angeac, après lavage, passage aux ultra-sons et pesée
Sous flux d’azote, un balayage dynamique a été fait jusqu’à ce que la quantité d’O2 détectée par oxymètre soit de 0,00%. Le flux était alors arrêté et remis en route après ouverture du dessicateur (pour prélèvement par exemple). Sous O2, le flux a été maintenu durant toute la durée de la thèse. Les conditionnements à 50 et 80 % HR ont été obtenus en plaçant du gel de silice pré-conditionné aux humidités relatives voulues déjà évoqué dans des dessiateurs. Concernant les plastiques, ceux-ci ont été pesés puis scellés sur trois côtés avec une thermosoudeuse manuelle (SM 400, CCM, France) avant introduction des échantillons. On a alors scellé le dernier côté à l’aide d’une autre thermosoudeuse (Figure7.2e), programmée pour effectuer deux cycles durant lesquels l’oxygène est purgé par mise sous vide, puis remplacé par de l’argon. Les échantillons ont alors été placés dans une pièce à 23 ˚C (± 2 ˚C) et d’humidité relative variable (50 ±10 %). Quelques échantillons ont été emmaillotés dans du film alimentaire ou de la gaze avant d’être placé sous flux d’O2 sec ou dans la pièce précédemment évoquée.
Figure 7.2 – Environnement de séchage : (a) sous flux d’O2 sec (b) sous flux d’azote sec (c) à l’air, sous 80% HR (d) sous plastique 335-MS (e) soudeuse utilisée pour conditionner sous argon
Un suivi régulier du poids des échantillons de bois a été fait pour suivre leur vitesse de séchage. Des photos ont été prises à des intervalles de plus en plus longs afin de contrôler visuellement le séchage (apparition de craquelures ou bien d’efflorescences).