Carlotta Santoro. Synthèse et caractérisation de complexes de cuivre Stabilité de pigments verts

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1 Carlotta Santoro Synthèse et caractérisation de complexes de cuivre Stabilité de pigments verts Réunion 15 du Mars 28 janvier

2 De Octobre 2010 à Septembre 2013 Encadrement UCP C2RMF 3 Nadege Lubin Germain 1 Pascal Griesmar 2 Michel Menu François Mirambet Anne-Solenn Le-Ho Sigrid Mirabaud Sandrine Pagès-Camagna 1 SOSCO laboratoire de Synthèse Organique Sélective et de Chimie bioorganique EA 4505 CNRS- Université de Cergy-Pontoise 2 Laboratoire SATIE Système de l Application des Technologies de l Information et de l Energie UMR 8029 CNRS - ENS - Université de Cergy-Pontoise 3 C2RMF centre de recherche et restauration des musées de France, UMR 171 (CNRS) Réunion 15 20janvier Mars du 28 janvier

3 Université de Cergy-Pontoise laboratoire de Synthèse Organique Sélec7ve et de Chimie bioorganique Réunion Janvier2012 du 28 Mars janvier

4 C2RMF Centre de Recherche et Restauration des Musées de France Missions statutaires du C2RMF 1. Le C2RMF a pour mission de mettre en œuvre de conservation préventive et de restauration des collections des musées de France. 2. Il constitue et conserve une documentation sur les matériaux, les techniques et la restauration des œuvres. 3. Il peut administrer les laboratoires et les ateliers de restauration qui lui sont rattachés par arrêté du ministre chargé de la Culture. Réunion novembre du Mars janvier 28 janvier

5 But de la thèse Comprendre quelles sont les réactions chimiques à la bas d une décoloration souvent observée en peinture: celle du vert-de-gris Comprendre comment conserver et restaurer les oeuvres présentant ce problème Réunion 15 20janvier novembre 15 du Mars 28 janvier

6 Le vert-de-gris pigment à base de cuivre Acétate de Cuivre Composition variable [ Cu(CH 3 COO) 2 ] x, [ Cu(OH) 2 ] y, z H2O Vinaigre + Cu Différentes recettes: miel urine Difficile de connaître la composition exacte Réunion novembre 20janvier du Mars 28 janvier

7 Le brunissement du vert en peinture La baptême du Christ Maître de Rheinfelden microscope optique, lumière réfléchie, grossissement 200 Pigment à base de Cuivre Les acétates de cuivre microscope optique, lumière réfléchie, grossissement 200 Vierge allaitant l'enfant entre Saint Pierre et Saint François Alvaro Réunion Pires 19 de Octobre du Evora 28 janvier Microscopie électronique à balayage (MEB électrons rétrodiffusés) 7

8 Hypothèse sur le changement de la couleur Extraction des cations cuivre par le liant Réarrangements moléculaires Hypothèse*: extraction du cuivre par les huiles siccatives, et formation de nouveaux complexes, de couleurs différentes *Gunn M., Chottard G., Rivière E., Girerd J.-J., Chottard J.-C, 2002, Chemical reactions between copper pigments and oleoresionous media, Studies in Conservation, 47, 1, Réunion 2720janvier Octobre 15 du 28 Mars janvier

9 Stratégie et méthodologie de travail Echantillons de peinture Différentes recettes Faible quantité d échantillon Systèmes complexes Echantillons de reference Synthèse des carboxylate de cuivre Structure des complexes Couleur Propriétés optiques Echantillons synthétiques après le vieillissement Réunion janvier Octobre du Mars 28 janvier

10 Synthèse des carboxylates de Cuivre Plusieurs savons de cuivre ont été synthétisés en utilisant: * Les acides gras avec différentes longueurs de chaîne et saturations * différents sels de cuivre * Différents méthodes de synthèse avec des variations des paramètres tels que T C, le ph, la stœchiométrie et le solvant de réaction. Réunion janvier Octobre du Mars 28 janvier

11 Caractérisation multi-échelle: MEB GC-MS IRTF Raman Dimensions, morphologies Structure des chaines Tr% (cm -1 ) Intensité (coups) Liaisons chimiques, hydratation cm UV-VIS XAS Couleur, environnement autour du cuivre Réunion 19 Octobre 15 20janvier Mars du janvier Diffraction Structure cristalline Etat d oxydation, environnement autour du cuivre 11

12 Hypothèses pour expliquer le changement de la couleur Type de complexe de Cu Changement de d'état d oxydation du Cuivre peu probable/ à vérifier en XAS (Altavilla, 2006: pas de changements d état d oxydation) Formation de CuO (à exclure selon Cartechini 2008) Hydratation variable des complexes de cuivre changement de la structure du complexe Interaction avec les produits d oxydation des chaînes carbonées et réarrangement des complexes à investiguer ultérieurement Dégradation des chaines Cuivre a seulement un rôle catalytique et le brunissement est dû à l oxydation des chaînes Réunion 15 du mars 28 janvier

13 Etudes futures et perspectives: Vieillissement Echelle de temps réduite Comment rendre le test représentatifs? 1. Vieillissement naturel 2. Test en enceinte climatique 3. Test accéléré en ballon Quels paramètres tester? Réunion 15 du 28 Mars janvier

14 Vieillissement Paramètres de vieillissement: 1. lumière /UV 2. T 3. Humidité 4. oxygène Liants: 1. Huile 2. Huile âgée 3. Résine % pigment/liants:? Pigments: 1. Résinate 2. Acétate Ou Complexes de Cu Comment gérer tous ces paramètres? Test préliminaires Plan d expérience Caractérisation des échantillons réels Réunion 1 février 15 du 28 Mars janvier

15 Essais de vieillissement préliminaires Lumière Structure chimique? Propriétés optiques? T élevée caractérisation Humidité Élevée (97% avec une solution saturé de K2SO4) Oxydation Avec H2O2 au 35% Réunion 19 Octobre 20janvier 15 du Mars janvier

16 Résinâte de Cu bruni Echantillons fournis par une restauratrice de Florence Produits dans les années 80 Vert de gris en huile Merci pour l attention Réunion 15 du mars 28 janvier