Carlotta Santoro Synthèse et caractérisation de complexes de cuivre Stabilité de pigments verts Réunion 15 du Mars 28 janvier 20122011 1
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 2012 2011 2
Université de Cergy-Pontoise laboratoire de Synthèse Organique Sélec7ve et de Chimie bioorganique Réunion 20 15 Janvier2012 du 28 Mars janvier 2011 3
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 15 15 20 novembre du Mars janvier 28 janvier 2012 2012 2011 4
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 2012 2011 5
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 15 15 novembre 20janvier du Mars 28 janvier 2012 2012 2011 6
Le brunissement du vert en peinture La baptême du Christ Maître de Rheinfelden 1525-1575 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 2011 1411 2011 1434 Microscopie électronique à balayage (MEB électrons rétrodiffusés) 7
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, 12-23 Réunion 2720janvier Octobre 15 du 28 Mars janvier 2011 2012 2011 8
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 1915 20janvier Octobre du Mars 28 janvier 2012 2011 2011 9
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 1915 20janvier Octobre du Mars 28 janvier 2012 2011 2011 10
Caractérisation multi-échelle: MEB GC-MS 1.1 1.05 IRTF Raman 1 0.95 1536 1406 Dimensions, morphologies Structure des chaines Tr% 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 1700 1650 1584 1600 1550 (cm -1 ) 1500 1467 1444 1450 1421 1400 1350 Intensité (coups) 199 291 337 366 421 450 Liaisons chimiques, hydratation 256 422 488 463 522 580 676 668 734 730 879 847 884 960 872 903 932 950 935 966 1081 1110 1032 1070 1120 1180 1060 1089 1123 1200 1238 1262 1301 1265 1299 1302 1386 1444 1505 1560 1630 1450 1431 1412 1447 1516 1658 2855 2861 2858 2915 2890 2943 2937 2934 3012 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 cm -1 2434 2451 2730 2723 2729 2893 3012 UV-VIS XAS Couleur, environnement autour du cuivre Réunion 19 Octobre 15 20janvier Mars du 28 2011 janvier 2012 2011 Diffraction Structure cristalline Etat d oxydation, environnement autour du cuivre 11
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 20122011 12
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 2012 2011 13
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 2011 2012 2011 14
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 28 2011 janvier 2012011 15
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 2012011 16