Croissance et propriétés des couches d'oxydation et des patines à la surface d'alliages cuivreux d'intérêt archéologique ou artistique

par François Mathis

Thèse de doctorat en Chimie. Sciences des matériaux, métallurgie

Sous la direction de Patrick Trocellier et de Marc Aucouturier.


  • Résumé

    Les couches d'oxydation et de corrosion presentes a la surface d'objets du patrimoine sont tres riches en informations. Elles renseignent sur l'aspect d'origine, sur les causes d'abandon et sur l'etat de conservation de l'objet. Nous avons etudie les couches d'oxydations a haute temperature et les patines intentionelles antiques sur des objets en alliages cuivreux. Nous avons developpe les methodes analytiques et les dispositifs experimentaux les plus adaptes en nous basant principalement sur les analyses par faisceaux d'ions. L'oxydation a haute temperature du systeme cuivre etain a ete etudiee de maniere approfondie tant au niveau de la nature des couches, des cinetiques de croissances que des mecanismes reactionnels. Nous avons propose un modele tenant compte de tous les resultats experimentaux que nous avons obtenus, mettant en evidence le rôle inhibiteur de l'etain. Nous avons egalement etudie les patines intentionnelles qui sont le resultat de traitements chimiques effectues par l'artisan au moment de la fabrication de l'objet. Pour cela nous avons etudie un corpus d'objet s'etalant de l'egypte antique a la rome imperiale. Ces analyses ont permis d'augmenter significativement les donnees presentes dans la litterature sur ce type d'objet et de techniques. Elles ont permis la fabrication d'analogues de laboratoire en se basant sur des recettes disponibles dans la litterature. Les resultats d'analyses d'objets et de ces experimentations ont permis des avancees dans la connaissance de ce type de couches d'oxydes tres particuliere mais egalement dans le domaine de l'histoire des techniques et stylistique de l'antiquite mediterranneenne.

  • Titre traduit

    Growth and properties of oxidation layers and of patinas at the surface of copper alloy objects of archaeological or artistic interest


  • Résumé

    Surface layers grown by oxidation or corrosion onto copper-based objects belonging to the cultural heritage are often rich of important information concerning the object original aspect, the abandonment circumstances and the conservation state. They are often of complex nature. Their analysis is difficult because it is submitted to severe preservation constraints. This thesis concerns high temperature oxidation layers and intentional antique patina grown on the surface of copper-base alloys. Non-destructive analysis methods and experimental devices best adapted to that problematic have been specifically developed, mostly based on ion beam analyses. High temperature oxidation of the copper-tin system have been comprehensively studied: nature of the layers, growth kinetic and reaction mechanisms. A model have been proposed which takes into account the experimental observations and the inhibiting effect of tin addition. The antique intentional patina obtained through chemical surface treatment done by the craftsmen in order to modify the surface colour and aspect of the metal have been also studied. A corpus of objects produced during a period of 2000 years from the antique egypt to the roman empire, have been analysed. These analyses allowed to sensibly increase the literature data on this kind of objects and practices. Laboratory analogues have been elaborated through the experimentation of various reported recipes. The results on archaeological objects and laboratory experimentation lead to significant progress in the knowledge of these particular oxide layers, and also in the field of the history of techniques and stylistic history in the mediterranean antiquity.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (294 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 205-210

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)212
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