Analyse des objets en alliages cuivreux

L'étude des métaux anciens porte généralement sur la nature chimique du métal ou de l'alliage, la technique de mise en oeuvre, l'identification des processus de corrosion et l'analyse des dépôts de surface.

L'étude est réalisée à partir de microprélèvements de métal (microsections). Des prélèvements de surface (répliques) permettent de préciser certaines caractéristiques : nature des incrustations, de la polychromie et des dépôts, types de produits de corrosion caractéristiques.


Apports

Les objets en alliage cuivreux anciens (bronze, laiton, etc.) présentent des altérations spécifiques comme le développement de corrosions intra- ou inter-granulaires, la dégradation différentielle d'une phase spécifique du métal, l'altération des globules de plomb, ou encore la formation d'une patine superficielle à base de sels métalliques.

L'étude a alors pour objectif d'identifier l'état d'altération du métal en surface de l'objet : présence ou non d'une altération, dégradation naturelle et de longue durée ou altération artificielle. 


L'identification du processus de fabrication de l'objet, l'analyse de la composition de l'alliage et l'étude des inclusions non métalliques (sulfures, oxydes, etc.) permettent de vérifier l'absence d'anomalies techniques en comparaison avec les données archéométallurgiques.
L'étude des dépôts et leur interaction avec les produits de corrosion de la surface de l'alliage permettent de déterminer le milieu de conservation de l'objet, ou d'eventuels traitements de surface, anciens, ou récents. 



Méthodologie

La méthodologie employée pour l'étude de ces matériaux est similaire à celle mise en œuvre pour les objets en argent, seules les altérations spécifiques recherchées diffèrent dans leur nature et leur aspect. 

L'examen au stéréomicroscope de l'objet permet de comprendre sa structure, sa technique de fabrication et évaluer son état général d'altération. L'observation de surface peut être complétée par une radiographie par rayons X ou par rayons gamma. 

L'étude sur microsection par microscopie optique permet d'identifier la présence éventuelle d'une altération superficielle du métal, ou encore de repérer les inclusions non métalliques dans la matrice, avant analyse par MEB-EDX.
Après une "révélation chimique" du métal, l'observation en microscopie optique permet de déterminer les étapes de fabrication de l'objet (fonte, recuit, martelage, etc.).

Cette étude est systématiquement associée à une analyse par microscopie électronique à balayage (MEB) couplée à une analyse chimique élémentaire (EDX) afin d'obtenir la composition de l'alliage (analyse semi-quantitative), des inclusions non métalliques, des produits de corrosions et des éventuels dépôts de surface.


+ En plus


Obtenir une composition précise de l'alliage peut être nécessaire dans certains cas, où la détection d'éléments traces (en dessous de 1% de la composition totale) peut être déterminante pour l'authentification. Nous proposons alors de réaliser des analyses de composition à l'aide de méthodes qualitatives et quantitatives : WDX et/ou PIXE.

Lorsque l'alliage contient du plomb, il est possible de déterminer si ce dernier a plus ou moins de 100 ans (test au plomb 210)

Si un noyau de fonte en terre est toujours présent à l'intérieur de la sculpture, il est possible de le dater par thermoluminescence (datation TL). 

Études de cas
Study of a bronze GU archaic vessel - Shang Dynasty
Alliages cuivreux
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