Developpement d'une methode d'analyse par faisceaux d'ions extraits : application a l'analyse des patines des objets en alliages de cuivre du patrimoine

par Evanthia Ioannidou

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Jean-Michel Dupouy.

Soutenue en 1999

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Les patines formees a la surface des objets en alliages cuivreux ont souvent une composition et une structure complexes : (i) elles peuvent comporter de nombreux composes d'elements lourds et legers, (ii) leur composition est frequemment heterogene tant sur la profondeur qu'au niveau lateral. Leur caracterisation est donc difficile, en particulier dans le cas d'objets du patrimoine culturel qui ne sont pas susceptibles de subir des prelevements. Une methode d'analyse non destructive des patines des objets en alliages cuivreux du patrimoine a ete mise au point, sur la base des techniques rbs et nra, utilisant des faisceaux d'ions (protons et deutons) extraits. Ce travail comprend deux axes, (i) un axe experimental et (ii) un axe methodologique. (i) un dispositif experimental d'extraction du faisceau dans une atmosphere d'helium a ete realise, et les sections efficaces des reactions nucleaires utilisees pour l'analyse du carbone, de l'oxygene et de l'azote, ont ete mesurees. (ii) une methodologie basee sur l'exploitation parallele, par simulation, des spectres experimentaux rbs et nra a ete mise au point et validee. Elle consiste successivement en l'identification des elements presents, la reconstitution du profil de concentration elementaire, et dans des cas favorables la deduction de la composition chimique et de l'epaisseur. Deux exemples d'application, representant les deux grands types de problematiques associees aux patines presentes sur des objets du patrimoine - (i) histoire des techniques et (ii) conservation-restauration, illustrent les capacites analytiques et les limitations de la methode. (i) des patines noires formees sur des alliages japonais du type shakudo ont ete analysees et comparees a des patines modernes. La methode permet de separer clairement les deux types de patines ; elle ne permet pas de proposer dans tous les cas une stoechiometrie univoque pour les composes constitutifs des patines, mais elle donne des informations qui completent celles obtenues par les techniques d'analyse conventionnelles. (ii) l'etude des processus de corrosion des bronzes a ete abordee. Malgre la faible epaisseur des couches d'alteration formees par immersion dans une solution aqueuse, la methode permet de mettre en evidence le phenomene de dissolution selective du cuivre de l'alliage.


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Informations

  • Détails : 236 p.
  • Annexes : 218 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1999
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