Étude expérimentale de spécimens pyriteux : altérations de schistes argileux fossilifères et traitements de bois lignitisés

Experimental study of pyritic specimens : alterations of fossiliferous shales and treatments of lignitized wood

• Auteur / Autrice : Giliane Pauline Odin
• Direction : Hervé Lelièvre, Véronique Rouchon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Refait
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Bernard, Maguy Jaber
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Michot, Didier Néraudeau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pyrite

Lignite

Schistes argileux

Conservation et restauration

Détérioration

Fossiles

Résumé

Une étude expérimentale de schistes argileux et de bois lignitisés pyriteux a été entreprise afin de comprendre et traiter les phénomènes de dégradation constatés en collection. Sur les schistes argileux, des vieillissements artificiels ont permis 1/d’observer la croissance de sulfates de calcium dans la matrice, généralement peu nuisibles et 2/d’attribuer les efflorescences plus dommageables de sulfates de fer à la présence de pyrite framboïdale, soufre et pyrrhotite à l’interface schiste/fossile. Sur les bois lignitisés, différents lavages ont visé à oxyder les sulfures et dissoudre les sulfates formés, afin de rendre le matériau plus stable. Le lavage à l’eau s’avère plus lent mais plus respectueux du matériau que le lavage à l’eau oxygénée. Les essais de séchage ont démontré que l’eau et non l'oxygène était le facteur le plus dommageable. Enfin, la combinaison {lavage à l’eau et séchage contrôlé en humidité et oxygène} a permis d’obtenir des échantillons sains, sans dégât visible.

An experimental study of pyritic fossiliferous shales and lignitized wood was undertaken to understand and avoid the degradation processes observed in historical collections. On fossiliferous shales, artificial ageing allowed 1/to observe an oxidation of reduced sulfur compounds into calcium sulfate in the matrix, usually little harmful and 2/ to attribute the more damaging efflorescence of iron sulfates observed on collection to the presence of framboidal pyrite, pyrrhotite and sulfur at the shale/fossil interface. Regarding lignitized wood, washes were conducted to oxidize the sulfides of the wood and to dissolve the sulfates formed, making the material more stable. Water washing is slower but more respectful of the material than hydrogen peroxide one. Complementary drying experiments showed that water (and not oxygen) was the most damaging factor. Water washing coupled with drying under controlled humidity/oxygen conditions allowed to obtain samples without obvious damages.