Phases chlorées sur les objets archéologiques ferreux corrodés dans les sols : caractérisations et mécanismes de formation

The corrosion mechanisms related to the presence of chlorine on the archeological ferrous artefacts

• Auteur / Autrice : Solenn Reguer
• Direction : Pierre Lagarde, Philippe Dillmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Corrosion du fer

Rayonnement synchrotron

Micro-absorption des rayons x

Micro-diffraction des rayons x

Akaganéite

Chlore

Résumé

L'investigation des mécanismes de corrosion du fer dans les sols en présence de chlore s'est appuyée sur une grande partie analytique consistant en une caractérisation locale et structurale des produits de corrosion chlorés sur un corpus d'objets archéologiques. Pour ce faire, différentes techniques d'analyses de caractérisation micro structurales ont été mises en œuvre, notamment des investigations de diffraction et d'absorption des rayons X sous rayonnement synchrotron. Ces travaux de recherche ont permis d'obtenir des résultats fondamentaux quant à la caractérisation des phases chlorées. Un certain nombre de mécanismes de formation de ces phases en fonction des conditions du milieu d'enfouissement ont été proposés. Ceci devra donc être pris en considération pour l'amélioration des méthodes de traitement des objets métalliques du patrimoine. Un second axe de l'étude a consisté à mieux comprendre la localisation du chlore dans l'akaganeite beta–FeOOH, qui est un composé considéré comme le principal responsable de la dégradation des objets archéologiques, car pouvant relâcher des chlorures. Seul le couplage de la caractérisation des produits de corrosion chlorés, à l'échelle microscopique, sur les échantillons archéologiques avec l'étude de phases synthétisées a permis de comprendre les systèmes complexes de corrosion à long terme du fer dans les sols en présence de chlore.

For restoration and conservation of metallic artefacts of the cultural heritage, investigation of iron corrosion process in soil related to the presence of chloride was based on local and structural characterization of chlorinated corrosion products formed on archaeological artefacts. To unambiguously identify these corrosion products, some high-resolution techniques as µ-Raman spectroscopy and X Ray synchrotron radiation micro beam techniques, such as micro X-Ray Diffraction and micro X-Ray Absorption experiments, were used to obtain structural micro scale information. A second part of the study concern discussion on the exact location of chlorine anions in akaganeite beta-FeOOH structure. The fundamental results help to gain new insights concerning the influence of such phases in iron corrosion mechanism within their precise characterisation.