Les analyses moléculaires sont des techniques permettant de découvrir les molécules contenant les éléments constituant les couches supérieures des oeuvre, qu'elles soit organiques ou non-organiques. Elles peuvent donc s'appliquer à tout type d'oeuvre, et permettent de connaître les matériaux utilisés par l'artiste et ainsi de s'assurer de la véracité de l'oeuvre. Ces méthodes portent le nom de spectrométrie.
Qu'est-ce qu'une spectrométrie?
C'est une technique reposant sur l'interaction lumière-matière complexe ( capacité de la matière a émettre et absorber des nombres connus de protons ) qui permet l'identification d'un très grand nombre de matériaux sans prélèvement sur l'oeuvre. Son domaine d'étude s'étend sur les gemmes, pierreries, verres, métaux, pierres, peintures, etc... Elle présente de nombreux intérêts: elle peut étudier des molécules à travers des milieux translucides, comme par exemple des gemmes à travers l'ensemble de la pierre précieuse. La spectrométrie est si perfectionnée qu'elle peut même analyser les couches picturales d'un tableau à travers le support vitré qui le protège.
On peut voir que la spectrométrie s'applique à tous les domaines artistiques.
Quelles différences entre une spectrométrie, et une spectrométrie infrarouge (SI) ?
La spectrométrie traditionnelle, dite Raman, ne se base que sur les échanges lumières-matière. La spectrométrie infrarouge se base également sur ces mêmes interactions, mais elle s’intéresse à la capacité d'absorbance des radiations dans l'infrarouge par des matériaux. Le résultat obtenu se présente sous la forme d'un spectre d’absorption des différentes molécules, et par analogie avec des banques de données, permet d'identifier ces molécules.
1. avec la spectrométrie Raman: les bijoux Mérovingiens
Ces bijoux trouvés lors de fouilles archéologiques sous la Basilique Saint Denis sont composés de grenats rouges ( almandins ).
Dans tout grenat sont inclus des inclusions minérales et gazeuses apparues lors de l’apparition de ces pierres. Grâce à la spectrométrie, il a été possible de connaître la composition de ces inclusions, et ainsi de déterminer de quelles carrières, par études minéralogiques des sols mondiaux, les grenats avaient été extrait. Connaissant l'époque durant laquelle ces carrières ont été exploité, la véracité des bijoux à été prouvée puisque cette époque correspondaient avec l'âge hypothétique données à ces pièces de joailleries. Ces analyses ont donc permis de savoir où, à l'époque mérovingienne, se situaient les carrières de grenats. Elles ont également favoriser le tracés d'un itinéraire précis d'une "route des pierres" avant le VIIème siècle.
Bijoux mérovingiens du VIème siècle
Paris, Musée du Louvre
Grâce à ce genre de tableau, l'ensemble des grenats sont classés en fonction de leur quantité de CaO
par rapport à leur quantité en MgO. Lorsque plusieurs grenats se situent dans la même zone du
tableau, nous pouvons en déduire qu'ils proviennent d'une même carrière dont on connait déjà
la quantité en CaO et MgO des pierres qui la compose.
Les scientifiques peuvent donc déterminer d'où proviennent ces grenats: Indes, Rajhastan, Ceylan, ...
Route des grenats sous l'époque mérovingienne proposée par les scientifiques.
2. avec la SI: portraits du Fayoum
Les portraits de Fayoum sont des sarcophages funéraires égyptiens typiques de l'époque de domination romaine de l'Egypte Antique. Grâce à une source antique ( Pline ), il été dit qu'était utilisé comme liant à la peinture une cire d'abeille.
Des recherches ont été réalisée pour vérifier la véracité de ces propos: des SI ont été faites sur des cires actuelles, des cires antiques prélevées sur les masques funéraires, ainsi que sur des cires dont on avait tenté de retrouver la composition antique. Les spectres obtenus différaient tous quelque peu, et les scientifiques avaient pu conclure deux chose, la première étant que le liant à la peinture était bien une cire d'abeiller. Cependant, elle avait subi au cours du temps une sublimation qui en avait changé la composition et les propriétés. L'auteur latin Pline avait raison.
Portrait Fayoum d'une jeune femme portant un vêtement pourpre
Fin du IIIème sicèle
Spectre infrarouge du liant comparé au spectre infrarouge d'une cire d'abeille actuelle.
Spectre infrarouge du liant comparé au spectre infrarouge d'une cire préparée suivant les
recettes de préparation de la cire Fayoum.