Un prophète sous la loupe neutronique
Kunstgeschichte und Physik haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekt Ancient Charm gehen die beiden Disziplinen jedoch eine enge A première vue, l’histoire de l’art et la physique n’ont pas beaucoup de choses en commun. Les deux disciplines sont toutefois étroitement associées dans le cadre du projet de recherche européen Ancient Charm. C’est ainsi qu’à l’aide de la source neutronique de recherche Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) de l’Université technique de Munich (TUM), des scientifiques étudient des objets historiques précieux au moyen de neutrons. Physiciens, archéologues et restaurateurs d’objets d’art analysent au FRM II la manière dont les objets ont été fabriqués et les méthodes qui permettraient de les restaurer au mieux.
Des centaines de touristes admirent chaque jour la Porte du Paradis en bronze du baptistère Saint-Jean à Florence. Dans cette œuvre construite entre 1425 à 1442, le sculpteur de la Renaissance Lorenzo Ghiberti montre des scènes de l’Ancien Testament encadrées de têtes de prophètes et d’évangélistes. C’est l’une des ces figures en bronze de l’art florentin que les physiciens Lea Canella (TUM) et Ralf Schulze (Université de Cologne) étudient avec des neutrons à l’aide de l’instrument PGAA (Prompte Gamma-Aktivierungsanalyse) du FRM II.
Laser contre chimie
Des restaurateurs de Florence avaient essayé deux méthodes de nettoyage différentes de la tête de prophète: ils ont nettoyé au laser une partie de la figure de bronze noircie par les années, ils ont nettoyé chimiquement une autre partie avec des sels, et ils ont laissé une troisième partie de la tête non nettoyée. L’analyse neutronique réalisée dans le cadre du projet européen Ancient Charm devait leur indiquer la meilleure méthode de nettoyage non destructive.
Dans le cadre de leurs recherches au FRM II, les physiciens ont orienté les neutrons sur chaque point de la pièce de bronze de telle manière que le métal n’a été que légèrement éraflé en surface. Par déplacement vertical de la tête, le faisceau neutronique a pénétré dans le matériau à des profondeurs différentes. Lors de la collision avec les neutrons, les divers matériaux ont émis un spectre caractéristique de rayonnements gamma. Les physiciens ont mesuré ces rayonnements émergents à l’aide d’un spectromètre, ce qui leur a permis de tirer des conclusions sur la composition du matériau à l’endroit précis.
Les neutrons pénètrent nettement plus profondément dans le bronze que les rayonnements X par exemple. «Des mesures de ce type sur des objets précieux exigent une intensité élevée par des neutrons focalisés sur un point», explique Petra Kudejova, responsable scientifique au PGAA qui mène des recherches au FRM II pour l’Université de Cologne. «Seule la source neutronique de recherche de Garching nous offre cette possibilité.»
Dans le cas de la figure de bronze de la Porte du Paradis de Florence, l’analyse neutronique a montré que la méthode de restauration chimique était la plus efficace. Les physiciens ont en effet trouvé sur la surface nettoyée de la sorte une quantité moindre de résidus de l’élément chlore, un composant des dépôts noirs. Les restaurateurs savent maintenant comment nettoyer les précieuses figures de Ghiberti.
Un trou dans la tête du prophète
Une deuxième analyse neutronique de la tête de bronze réalisée avec l’instrument ANTARES (Advanced Neutron Tomography and Radiography Experimental System) du FRM II a donné lieu à une autre découverte intéressante pour l’histoire de l’art. Lors de cette analyse, on a radiographié avec des neutrons la figure complète, au lieu de sa surface seulement. La radiographie ainsi obtenue a révélé que lors de la première fonte il y a presque 600 ans, un trou s’était produit dans la tête de l’objet. «Ghiberti a bouché ce trou plus tard», pense le Prof. Giuseppe Gorini, de l’Institut de physique de l’Université de Milan-Bicocca, qui dirige le projet de recherche européen Ancient Charm.
Le Prof. Carla Andreani, de l’Université de Rome, est enthousiaste à propos des possibilités offertes par l’analyse neutronique: «Ceci nous montre que l’utilisation de neutrons fournit des informations uniques en leur genre. Les neutrons permettent de comprendre comment les figures ont été fabriquées et comment nous pouvons les préserver au mieux.» L’objectif du projet Ancien Charm est désormais de mettre en place d’autres méthodes pour pouvoir procéder à des analyses neutroniques non destructives d’un nombre encore plus grand de précieux objets d’art.
Source: M.A./C.P. d’après un communiqué de presse de FRM II du 20 août et «A nondestructive stratigraphic and radiographic neutron study of Lorenzo Ghiberti’s reliefs from paradise and north doors of Florence baptistery» de G. Festa et al. 2009. Journal of Applied Physics, Volume 106, Issue 7, 13 octobre 2009