La spectrométrie de masse dans le domaine de l Art et l Archéologie (mv) 150000 100000 50000 0 10.00 20.00 temps (mn) x10 2.5 3 573.36 2.0 601.41 Intensity 1.5 1.0 0.5 459.27 473.25 487.29 501.25 517.33 531.34 545.37 559.36 587.38 615.37 629.40 643.42 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 mass / u Pascale RICHARDIN
Sciences du patrimoine Une vieille histoire d éminents scientifiques Michel Eugène CHEVREUL (1786-1889) 1806 : première publication sur l analyse chimique d ossements archéologiques. Annales de Chimie, 17, 1806, 45-50. Louis PASTEUR (1822-1896) 1860 : première chaire consacrée à la physico-chimie appliquée aux Arts à l'école des Beaux-arts de Paris. Marcellin BERTHELOT (1827-1907) Etude des métaux anciens et phénomènes d altération de vestiges Archéologiques.
géologues, géochimiques Sciences du patrimoine Une discipline pluridisciplinaire biologistes médecins Sciences du patrimoine conservateurs archéologues historiens de l art physiciens, chimistes, informaticiens... Métiers d art joailliers restaurateurs photographes
C2RMF - Centre de recherche et de restauration des musées de France
AGLAE - Accélérateur du Grand Louvre pour l Analyse Élémentaire NewAglae 3ième Workshop Andromède - Mercredi 9 Juillet 2014
Analyse des objets du patrimoine Connaissance de l œuvre Identification et origine des matériaux Statuette reliquaire Musée du quai Branly Procédés de fabrication et utilisation Datation Approvisionnement, routes commerciales (ICP/AES ou MS, IBA, IRFT, SM...) Technique artistique, savoir-faire, histoire de l objet (photographie, radiographie, MEB, tribologie, tracéologie,...) Âge ou date de fabrication de l objet (TL, OSL, 14 C AMS, dendrochronologie, archéomagnétisme )
Spectrométrie de masse Applications Les applications de la SM depuis son invention depuis 1980 1942-1980 1912-1942 analyses élémentaires/isotopiques composés organiques composés biologiques Les applications de la SM en art et archéologie Analyses isotopiques Analyses élémentaires Analyses moléculaires/structurales Datation : 14 C AMS Régime alimentaire / métabolisme : δ 13 C, δ 15 N (IRMS) Origine du gisement : 206 Pb/ 204 Pb (ICP/MS, TIMS, Origine du gisement : éléments traces (ICP, LA-ICP, ) Diagenèse du collagène : C/N Corrosion (SIMS, ICP/MS, ) Composition globale (DCI, FAB, ESI, MALDI, L-SIMS, ) Recherche de marqueurs (GC/MS, LC/MS, ) Composition matériaux hybrides (ToF-SIMS) / interaction
Problématique de la datation par 14 C des objets de musées Diversité Objets préhistoriques Objets archéologiques Objets sacrés Objets historiques Objets ethnologiques Restes humains Objets d art
Problématique de la datation par 14 C des objets de musées Hors contexte (historique ou archéologique) Dons ou acquisitions Peu ou pas de documentation Muséographie : mise en scène Traitement de conservation / restauration
Problématique de la datation par 14 C des objets de musées Le plus petit possible / mais suffisant Prélèvements nécessaires Représentatifs de l œuvre / de la date Dans un endroit non visible Localisation consensuelle Matériau bois charbon de bois cheveux, poils, laine os Quantité nécessaire 5 à 10 mg 10 à 30 mg 10 à 30 mg 200 à 1500 mg
Intérêt de la mesure par AMS La quantité nécessaire Echantillon prétraitements Echantillon propre combustion CO 2 graphitisation C greffé sur Fe Mesure sur Artémis
Objets très pollués La préparation des échantillons Echantillon Echantillon propre
Trois bustes d Henri IV en cire (Musée Carnavalet, Paris Musée Condé, Chantilly Musée Granet, Aix-en-Provence) 14 mai 1610 Plaque commémorative, rue de la Ferronnerie
Trois bustes d Henri IV en cire (Musée Carnavalet, Paris Musée Condé, Chantilly Musée Granet, Aix-en-Provence) (Musée Carnavalet, Paris) (Musée Condé, Chantilly) (Musée Granet, Aix-en-Provence)
Trois bustes d Henri IV en cire (Musée Carnavalet, Paris Musée Condé, Chantilly Musée Granet, Aix-en-Provence) datation par luminescence dendrochronologie 2100 datation par le carbone-14 2000 Musée Granet cire 1 1900 bois Musée Condé cire terre cuite 1800 Musée Carnavalet Âge calendaire 1700 1600 terre cuite cire Mort d'henri IV cire 2 1500 1400
Massue en bois Tupinamba (Musée du quai Branly) Carte de l Amérique du sud selon Thévet (1575) André Thévet (1515-1590) cosmographe du roi Henri II puis de François 1 er. Expédition au Brésil (1555-1556)
Massue en bois Tupinamba (Musée du quai Branly) Massue Tupinamba (Brésil) supposée avoir été rapportée du Brésil par André Thévet
Massue en bois Tupinamba (Musée du quai Branly) Massue Tupinamba (Brésil) supposée avoir été rapportée du Brésil par André Thévet
Massue en bois Tupinamba (Musée du quai Branly) N cible (réf. UMS) Référence échantillon Q CO2 δ 13 C (ppm) pmc Âge radiocarbone (BP) Âge calibré à 2σ SacA 8308 TIRI B 1,13-25,17 56,78 ± 0,23 4545 ± 30 / SacA 8311 1A82 0,72-26,57 96,12 ± 0,36 320 ± 30 1501-1595 (64,6%) 1612-1660 (35,4%) SacA 8312 1A83 0,73-23,97 95,88 ± 0,43 340 ± 35 1489 1649 (95,4%) Contemporaine aux expéditions d André Thévet du XVIe siècle, cette massue peut être alors considérée parmi les pièces les plus anciennes d Amérique des collections françaises.
Projet de recherche : Momies et cheveux longs GDR 3446 Momies Momies de origine Projet Musée du Louvre Momies Copte Antinoé Projet Franco-chilien Momies Chinchorro Projet C2RMF-Musée des Confluences de Lyon
En pratique Préparation des cheveux Cheveux cuticule cortex Pourquoi le mouton est-il frisé? Extraction des protéines S S cuticule Kératine (cortex) Ext. + précipitation dithiothréitol SH SH + Protéines du cortex solubilisées
Projet «Momies d Antinoé» - Musée du Louvre - SRDAI Musée des Confluences de Lyon Momie de femme avec un enfant - n 90002978 byzantine romaine Origine??
Projet «Momies d Antinoé» - Musée du Louvre - SRDAI Musée des Confluences de Lyon Momie de femme «La Diounesast» - n 90002430 Autre origine?
Crâne à mosaïques (Mexique) (Musée d'arts Africains Océaniens Améridiens MAAOA Marseille) (N d inventaire 989-001-057) Epoque Mixtèque (900 à 1500 après J.-C.) ou Aztèque (1300 à 1500 après J.-C.)?
Crâne à mosaïques (Mexique) (Musée d'arts Africains Océaniens Améridiens MAAOA Marseille)
Crâne à mosaïques (Mexique) (Musée d'arts Africains Océaniens Améridiens MAAOA Marseille) Civilisation antérieure à celle des Aztèques. Il peut être issu du tout début de la civilisation Mixtèque ou bien d une civilisation antérieure.
DCI / MS Desorption Chemical Ionisation Dépôt de l échantillon Volts Molécules intactes CIT Courant ionique total Produits de pyrolyse 30 to 700 ma temps Ionisation douce Soft Ionization Ne dégrade pas les molécules (dans la plupart des cas) pendant le processus d ionisation
DCI / MS Desorption Chemical Ionisation Volts CIT Courant ionique total Abondance 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 109 137 151 186 204 temps Molécules intactes 425 409 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m/z--> 455 472 516
DCI / MS Desorption Chemical Ionisation Volts CIT Courant ionique total Abondance temps 441 472 10000 8000 6000 4000 109 143 163 190 204 Produits de pyrolyse 248 425 409 488 2000 0 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m/z-->
DCI / MS Identification de marqueurs caractéristiques de résines Abondance 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 137 151 Mastic en larmes moderne 425 409 455 472 186 109 204 273 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m/z 6,10 2 Nor-α amyrone 410 1 Dammaradienone 424 3 Dammaradienol 426 9 Oleanonic aldehyde 438 11 Ursonic aldehyde 438 23 Oleanolic aldehyde 440 24 Ursolic aldehyde 440 12 Hydroxyhopanone 442 8 Hydroxydammarenone 442 22 Dammarenediol 444 6 Oleanonic acid 454 10 Ursonic acid 454 5 Dammarenolic acid 458 7 20,24-epoxy-25-hydroxy-dammaran-3-one1 458 6,9,10,11 2 1 3 8,12 23 24 3 2 22 9,11 6,10 9,11 23,24 5,7 8,12 4 [MH] + [MNH 4 ] + Fragments 400 450 500 m/z
DCI / MS Identification de collections anciennes de résines MNHN Abondance 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 137 151 Mastic en larmes moderne 425 409 455 472 109 204 273 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m/z 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 109 Dammar moderne 205 219 127 191 248 409 441 425 456 472 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Abondance 10000 8000 6000 4000 2000 0 109 143 163 190 204 Mastic ancien MNHN32 248 425 409 441 472 488 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m/z 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 109 123 143 203 Dammar Martins 9.78 441 425 219 455 409 161191 248 471 313 359 488 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m/z