Le bleu maya et ses secrets : réactivité indigo-sépiolite et son influence sur la couleur du nanocomposite obtenu : vers l'élaboration de couleurs inspirée du modèle maya

par Sonia Ovarlez

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Anne-Marie Chaze et de François Delamare.


  • Résumé

    Ce travail de thèse concerne la caractérisation et la compréhension de la réactivité du système sépiolite-indigo. Il vise, d’une part, à l’approfondissement de la connaissance physicochimique du célèbre pigment mésoaméricain « bleu Maya », et d’autre part, à proposer le système sépiolite-indigo comme modèle d’un procédé de fabrication de couleurs à base d’argiles fibreuses et de colorants. Par l’élaboration de nanocomposites hybrides colorés, cette étude s’inscrit dans le domaine, en plein essor, de la « chimie verte » et des matériaux nanocomposites d’origine naturelle. Cette recherche s’inscrit également au cœur d’une polémique entre deux écoles scientifiques étudiant le bleu maya, ‘lune « théorique », l’autre » expérimentale », autour de la localisation de l’indigo « in » dans ou « out » hors des tunnels de l’argile. Aujourd’hui les auteurs s’accordent à dire que les molécules d’indigo ne sont pas situées dans les tunnels de l’argile, mais dans les canaux, après une caractérisation approfondie des matériaux de départ choisis par souci de simplification, à savoir la sépiolite et l’indigo, la mise au point du procédé de fabrication (équilibre-température-durée-concentration) et l’élaboration des échantillons ont été réalisées. L’analyse de ces derniers via différentes techniques (FTIR, ATG, RMN, DRX, MEB/EDS, TOF-SIMS) a permis d’apporter au moins quatre preuves expérimentales de la présence, dans certains cas, profonde de l’indigo dans les tunnels de la sépiolite. Deux types de complexes réversibles ont été mis en évidence. L’un, à température ambiante via l’établissement de liaisons hydrogène et de liaisons de Van Der Waals avec les deux molécules d’eau coordinée de la sépiolite, l’autre à chaud, suite au départ d’une molécule d’eau coordinée. Pour la première fois la réversibilité du système est observée et caractérisée. A ce résultat très original s’ajoute l’ypothèse de l’obtention des verts maya via la photodégradation d’un mélange palygorskites-indigo non cuit. Le savoir-faire acquis lors de ce travail, c’est-à-dire l’encapsulation (introduction, stabilisation et protection) de molécules organiques dans une matrice de sépiolite ou d’attapulgite, nous a permis d’obtenir une large gamme de composites bleus, verts, violets, jaunes et noirs, qui sont le point de départ vers l’élaboration de nouveaux pigments inspirés des matériaux anciens.

  • Titre traduit

    The secrets of maya blue : the reactivity of indigo-sepiolite complexes and his influence on the nanocomposite color : toward the pigment elaboration inspired for maya blue


  • Résumé

    This work reports on the characterization and understanding of the reactivity of the sepiolite-indigo system. The aim is first, increasing chemical knowledge of the famous maya blue, second proposing the sepiolite-indigo system as a model of color fabrication process based on palygorskites clays and dyes hybrid nanocomposites elaboration is part of the full expansion fields of both green chemical and natural materials research. This work is taking part in a wild polemic debate about the location on indigo molecules, oppositions exist between the theoretical and experimental points of view are the indigo molecules are not in tunnels of the clays ? It is generally agreed today that the indigo molecules are not in tunnels but in the channels of palygorskites clays. So, in this work, after r=the thorough characterization of the raw materials, sepiolite and indigo, the process and sample elaboration have been realized. The process is a slight equilibrium between temperature, time and concentration. The results obtained from various analytical methods (FTIR, ATG, RMN, DRX, MEB/EDS, TOF-SIMS) permit us to bring out at least four experimental proofs concerning the presence of indigo molecules deeply introduced in the tunnels of sepiolite. Two types of temperature dependent complexes were observed. The first were characterized at room temperature, the second were obtained after high temperature treatments when the coordinated water molecule are leaving both are reversible. Hydrogen and Van Der Waals bonds are supposed to be the main complete interactions. These results are quite new and original. It is the first time that the reversibility is observed. Concerning archaeological topic this work propose hypothesis concerning the elaboration of green pigments by the Mayan painters. The photodégradation of an indigo-sepiolite blend is the key point. The experience of introduction, stabilization and protection of organic molecules palygorskites clay matrices allow us to obtain a large range of blue, green, purple, yellow, and black shades. This is the beginning of new color processing made from ancient pigments.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'au 18 février 2013
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Bibliothèque Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 08NICE4084
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