La couleur des vitraux au XIIIème siècle. Étude chimique et spectroscopique

par Natan Capobianco

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Georges Calas et de Dany Sandron.

Le président du jury était Jacques Lucas.

Le jury était composé de Isabelle Pallot-Frossard, Paul A. Bingham, Didier Gourier.

Les rapporteurs étaient Stéphanie Rossano, Lionel Montagne.


  • Résumé

    La richesse des couleurs des verres des vitraux médiévaux est un élément caractéristique des grandes cathédrales gothiques. La coloration du verre est principalement due à des ions de métaux, comme le cuivre, le fer et le cobalt, et dépend de paramètres de fabrication du verre, tels que sa composition chimique ou l’atmosphère du four de cuisson. Ces verres sont donc des témoins importants dans l’histoire des techniques verrières. Nous avons dans un premier temps réalisé une synthèse des compositions de verres médiévaux français publiées, afin de mieux cerner le lien entre leur évolution temporelle, leurs disparités régionales, et les matières premières utilisées. En profitant de la dépose de la Rose de la Cathédrale de Reims, nous avons utilisé un dispositif de spectroscopie optique portable spécialement conçu pour analyser de manière non-invasive la couleur des verres de ce vitrail majeur, ainsi que l’origine de leur coloration. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la maîtrise par les verriers médiévaux de nombreux procédés de coloration, et la comparaison avec les verres issus de restaurations montre l’évolution des techniques de coloration et l’attention portée par les restaurateurs au respect des couleurs des verres anciens. Parmi ces couleurs, les verres incolores à pourpres sont colorés par un même mélange de manganèse et de fer. Grâce aux spectroscopies optiques et XANES, et la comparaison entre des verres médiévaux issus de réserves de l’État et des verres modèles les reproduisant, synthétisés par nos soins, nous avons pu montrer que la maîtrise des colorations incolores à pourpres résultait d’un contrôle des conditions oxydoréductrices de la cuisson des verres.

  • Titre traduit

    Stained glasses colour in the 13th century. Chemical and spectroscopic study


  • Résumé

    Colour variety of medieval stained glass is a characteristic feature of gothic cathedrals. Glass colour results mainly from ions of metals such as copper, iron and cobalt, and depends on parameters from glass fabrication, like its chemical composition or the furnace atmosphere. These glasses are thus important witnesses in the history of glass technology. First, we summarised the reported French medieval glass compositions, to work out the relationship between their changes over time and geography and the prime materials that have been used. The restoration of the Rose of Reims Cathedral allowed us to use optical absorption spectroscopy, with a portable device specifically designed, to analyse in a non-invasive manner the glass colours of this major window and the origin of the colourations. We showed how medieval glassmakers mastered many colouration processes and comparison with glass from previous restorations showed the consideration of restorers for matching the colour of ancient glasses. Among the colours, colourless to purple glasses are all coloured by a mixture of iron and manganese. Thank to XANES and optical absorption spectroscopies, and to the comparison between medieval glasses from state reserves and reproduction glasses we synthesised, we show that mastering of colourless to purple colouring result from a smart control of the oxidoreductive conditions in the furnace during glassmaking.


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