Traitement de déchloruration des objets archéologiques ferreux par plasma d'hydrogène

par Patricia Arnould-Pernot

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Bernard Weber.

Soutenue en 1994

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , en partenariat avec Laboratoire de science et génie des surfaces (Nancy) (laboratoire) .

Le président du jury était Alain Ricard.

Les rapporteurs étaient Philippe Fluzin.


  • Résumé

    Afin de déterminer dans quelle mesure les plasmas d'hydrogène pouvaient répondre aux demandes des conservateurs pour déchlorurer les objets archéologiques ferreux, nous avons testé leur efficacité par la mesure des quantités de chlore éliminé et par des tests de réactivité des objets. Notre choix s'est porté sur l'utilisation d'un plasma de type diode créé par une décharge en courant continu. L’optimisation des paramètres du traitement a été réalisée sur des échantillons de synthèse. Ceux-ci sont élaborés à partir de poudre de fer et de produits de corrosion naturels riches en akaganéite (FeO(OH)1xClx), composé dont la présence est responsable de la détérioration rapide des objets après leur mise à jour et qu'il faut par conséquent éliminer. L’hydrogène excité (en particulier ionisé ou atomique) étant chimiquement très actif, les traitements sont relativement courts par rapport aux méthodes traditionnelles utilisées jusqu'à présent (bains de sulfites alcalins ou électrolyse par exemple). En effet, 8 jours à 300°C ou 7 jours à 350°C suffisent pour déchlorurer les échantillons de synthèse. La comparaison avec les résultats acquis par un traitement thermochimique conventionnel montre que la déstabilisation de l'akaganéite résulte d'un processus thermique tandis que l'extraction du chlore ne peut se faire que par l'intermédiaire du plasma d'hydrogène sous forme d'acide chlorhydrique HCl. L'exploitation de ces différents résultats nous a par conséquent permis d'envisager les mécanismes réactionnels de déchloruration. L’application du traitement aux véritables objets archéologiques nous a ensuite permis d'établir une bonne corrélation entre la déchloruration de ces objets et celle des échantillons de synthèse, tant en ce qui concerne les durées que les températures de traitement. Les connaissances acquises tout au long de ce travail doivent enfin permettre la conception d'un réacteur à plasma parfaitement adapté aux traitements de déchloruration dans un laboratoire de services

  • Titre traduit

    Optimization of the chlorides removal from archaeological iron artifacts by means of hydrogen plasma


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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Annexes : 73 réf.

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