Caractérisation des matières colorantes dans des enduits muraux issus de fouilles archéologiques sur des sites antiques ou islamiques du Maroc : développement de protocoles analytiques

par Imane Fikri

Thèse de doctorat en Physique appliquée aux matériaux et matériaux du patrimoine

Sous la direction de Christophe Falguères, Ludovic Bellot-Gurlet, Mustapha Haddad et de Mohamed Ei amraoui.


  • Résumé

    Le présent travail porte sur la caractérisation physico-chimique d’une centaine de fragments d’enduits peints datant des périodes islamique et romaine au Maroc. Ces fragments, présentant des tailles, des formes, des couleurs et des nuances différentes, ont été collectés lors de fouilles archéologiques récentes de trois sites historiques : la mosquée al-Qarawiyyin à Fès et Volubilis, inscrits au patrimoine mondial (UNESCO), ainsi que le site de Banasa. Ils sont inventoriés et conservés à l’INSAP - Ministère de la culture à Rabat. A travers la caractérisation des matériaux de la couleur, l’investigation a permis de remonter aux techniques anciennes de préparations des enduits au Maroc. Les couleurs absolues des fragments ont été mesurées par spectrocolorimétrie, leurs stratigraphies ont été explorées au moyen de la microscopie optique polarisée et la microscopie électronique à balayage sur des coupes transversales d’échantillons représentatifs de chaque période. Les compositions élémentaires ont été déterminées par spectrométrie de fluorescence X (FRX) et par MEB-EDS, alors que le croisement des spectrométries vibrationnelles micro-Raman et infrarouge en mode ATR, et de la diffraction des rayons X (XRD) a permis la mise en évidence des phases colorantes et cristallines. Les palettes des pigments utilisés ont été identifiées ; il s’agit de pigments naturels. L’usage de l'ocre rouge, du cinabre, du noir de carbone et de la calcite a été mis en évidence dans les deux périodes historiques. En revanche, alors que les pigments bleus d’azurite et de lapis-lazuli et rouge de minium ont été observés sur les fragments de la période Islamique, les pigments de terre verte, ocre jaune et bleu égyptien ont été observés sur ceux de l’époque Romaine. Les techniques de préparation des peintures ont été discutées sur la base des résultats obtenus ; l’hypothèse de la technique de la fresque, peinture à la chaux humide, a été avancée pour les deux périodes. La technique consiste en l’application d’une suspension aqueuse du pigment sur le mortier frais sans liant ; les pigments adhèrent directement aux supports par carbonatation. Dans les échantillons de la période islamique, les observations effectuées par microscopie montrent une couche de plâtre, une couche d'enduit à la chaux et le revêtement pigmenté. Dans les fragments de la période romaine, toutes les couches sont à base de chaux. Des différences entre les deux types d’enduits ont été constatées dans l'abondance et la taille des agrégats, ainsi qu’au niveau du nombre de couches.

  • Titre traduit

    Characterization of coloring matters in wall paintings from archaeological excavations on ancient and Islamic sites in Morocco : development of analytical protocols


  • Résumé

    The present work relates to the physico-chemical characterization of a hundred of painting fragments dating back to the Islamic and Roman periods in Morocco. These fragments, exhibiting different sizes, shapes, colors and shades were collected during recent archaeological excavations of three historic sites: the al-Qarawiyyin mosque in Fez and the Volubilis site, classified universal heritage (UNESCO), and Banasa. They are inventoried and conserved at INSAP under the Moroccan Ministry of Culture. Through the characterization of the coloring materials, the investigation made it possible going back to ancient wall painting techniques in Morocco. The fragments absolute colors have been measured by spectrocolorimetry while the stratigraphies were explored by means of polarized light and scanning electron microscopies on cross sections of representative samples of each period. The elementary compositions were determined by X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and SEM-EDS; the combination of micro-Raman and infrared spectrometries with X-ray diffraction (XRD) analyses allowed the identification of the coloring phases. The pigments used have been identified; they are natural ones. The use of red ocher, cinnabar, Bistrecarbon black and calcite has been highlighted in both historical periods. However, while azurite and lapis lazuli blue pigments and minium red one were observed on fragments from the Islamic period, green earth, yellow ocher and Egyptian blue were found on samples from the Roman times. The painting practices were discussed on the basis of the obtained results; the hypothesis of the fresco technique, wet lime painting, was put forward for both periods. This skill consists in applying an aqueous pigment suspension on the fresh mortar without binder; the pigment adheres directly to the support by carbonation. In samples from the Islamic period, microscopy observations have shown a layer of plaster followed by a layer of lime and the pigmented coating. In the case of the Roman fragments all layers are lime-based. Differences between the two types of painted plasters were observed in the abundance and size of aggregates, as well as in the number of layers.