Contribution ? la compr?hension des m?canismes de l'alt?ration atmosph?rique des verres et ?tude d'un traitement de protection ? base de sels de zinc

par Fanny Alloteau

Thèse de doctorat en Chimie des Mat?riaux

Sous la direction de Anne Bouquillon, Odile Majerus et de Isabelle Biron.

Soutenue le 20-10-2017

à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de ?cole doctorale Physique et chimie des mat?riaux (Paris) , en partenariat avec Institut de Recherche de Chimie Paris (laboratoire) , ?cole nationale sup?rieure de chimie (Paris) (?tablissement de pr?paration de la th?se) , Physicochimie des Mat?riaux T?moins de l'histoire (équipe de recherche) et de Physicochimie des Mat?riaux T?moins de l'histoire (laboratoire) .


  • Résumé

    Parmi la grande diversit? des productions de verres anciens appartenant aux collections mus?ales (vaisselle, vitres, vitraux, bijoux, perles, incrustations, statuettes, mosa?ques, ?maux, c?ramiques gla?ur?es?), une proportion importante montre ? leur surface les signes s?v?res d?une alt?ration atmosph?rique (pr?sence de sels alcalins, fracturation) conduisant ? une perte de transparence voire une perte irr?versible de mati?re. Ces ?uvres sont produites essentiellement ? partir du Moyen-?ge (XIIe-XIIIe si?cle), avec une forte repr?sentation aux XVIe, XVIIe et XVIIIe si?cles. Les verriers ont en effet appliqu? alors de nouvelles recettes par rapport ? celles des p?riodes anciennes conduisant ? une instabilit? chimique du verre vis-?-vis de l?humidit? ambiante. Quant aux ?uvres actuellement en bon ?tat de conservation, elles sont ?galement susceptibles de se d?grader au cours du temps, selon leur composition et leur condition de conservation. ? ce jour, le meilleur moyen de protection mis en ?uvre par les conservateurs et les restaurateurs pour ralentir sensiblement cette alt?ration est le contr?le de la temp?rature et de l?humidit? de l?environnement de conservation (vitrines d?exposition sp?cifiques, r?serves de mus?e). Cependant, afin de pr?server cet important patrimoine culturel, il est d?un int?r?t majeur de proposer de nouvelles solutions de protection qui soient ? la fois plus efficaces et moins co?teuses pour les mus?es. C?est dans ce contexte que s?inscrit le pr?sent projet de th?se. Il vise d?une part ? faire progresser la compr?hension des m?canismes d?alt?ration atmosph?rique des verres d?oxyde, d?autre part ? mettre au point un traitement de protection ? base de sels de zinc adapt? au contexte mus?al. En s?inspirant de proc?d?s industriels qui exploitent de mani?re empirique l?effet protecteur des ions zinc (stockage et transport du verre plat, produits de lavage du verre en lave-vaisselle), nous avons en effet d?ores-et-d?j? mis en ?vidence le fort potentiel de tr?s faibles quantit?s de sels de zinc pour r?duire efficacement les cin?tiques d?alt?rations de compositions verri?res alt?rables du patrimoine.

  • Titre traduit

    Glass atmospheric alteration mechanisms and study of a zinc salts protection treatment


  • Résumé

    In the cultural heritage field, it is of major concern to develop new protective methods for ancient glass objects that decay under atmosphere. In this framework, two complementary research directions are undertaken. The first one aims to get a better understanding of the glass atmospheric alteration mechanisms at a small scale. The second one is focused on the potentiality of a zinc salt surface treatment. By the mean of accelerated ageing experiments (temperature and humidity control) of replica glasses (alkali silicates), untreated or zinc salts treated, the evolution of the glass surface and sub-surface with atmospheric alteration are evaluated at different scales (macro ? nano). These surface modifications are compared to the properties of hydrated layers of ancient glass objects that have been altered over decades. The influence of the ageing temperature and the glass composition on the atmospheric alteration mechanisms are highlighted. In particular, these parameters affect the proportion of alkali elements that are retained into the hydrated layer, which would severely impact the glass chemical durability. Positive effect of a zinc salt treatment to reduce the replica glasses hydration kinetics is shown with ageing experiments at 80 ?C or 40 ?C, when the glass surfaces are not pre-altered before the deposit. The formation of thermally activated zinc species that react with the glass surface are put in evidence as well as their predominant role in the protection mechanisms. Therefore, a zinc salt treatment might be considered if a heating step of the glass object is accepted (around 60 ?C). However, the treatment performances seem to be strongly dependent on the surface alteration degree before the deposit. This point is critical for the relevance of the treatment for the glass artwork conservation and should be investigated deeper. Others directions of research are arisen in this work and should be followed to propose new protective methods in the longer terms.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de chimie de Paris. Bibliothèque.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.