CNRS La lettre innovation

Analyser la composition chimique des pigments et des liants présents sur un objet du patrimoine renseigne sur les matériaux et techniques employés. Ces informations peuvent, dans certains cas, donner des indications sur l’époque de sa réalisation ou permettre de préparer sa restauration. Mais pour des œuvres fragiles, il n'est pas envisageable d'effectuer des prélèvements, ni même de les déplacer dans un laboratoire. C'est pour réaliser des analyses non invasives, in situ, qu'une équipe de l'Institut de recherche sur les archéomatériaux¹ et de l'Institut des sciences moléculaires² a développé un spectrofluorimètre compact et portable – il pèse 800 grammes. L'appareil a déjà identifié sans contact des pigments et liants sur des enluminures médiévales, des estampes japonaises, des boiseries peintes…

Un premier prototype de spectrofluorimètre portable a été testé sur des enluminures médiévales. Équipé de deux Led mettant à 285 nanomètres et 375 nanomètres, il a permis d'étudier la fluorescence de pigments inorganiques et de laques bleus, jaunes et rouges, et de certains liants. Une mesure est réalisée en quelques secondes seulement. Un brevet a été déposé³ avec le concours d’Aquitaine Science Transfert. En parallèle, un important travail a été mené en laboratoire afin de constituer une base de données sur la fluorescence des nombreux pigments et liants, en utilisant les « recettes » des artistes et des artisans. Cette base permet ensuite d'identifier la signature d'une substance présente dans l'œuvre étudiée.

Le principe du spectrofluorimètre portable étant validé, les chercheurs ont alors complété leur instrument. Une palette de sources lumineuses Led émettant dans l'ultra-violet et le visible, sous forme de modules, est désormais disponible pour le LEDµSF, ce qui permet de diversifier son utilisation. L'appareil inclut aussi une Led blanche afin d'enregistrer le spectre de réflectance de la surface étudiée. « C'est une mesure complémentaire de la fluorescence, qui permet de confirmer certaines hypothèses sur la présence d'une substance », indique Aurélie Mounier, chercheuse à l'Institut de recherche sur les archéomatériaux.

Une licence de commercialisation du LEDµSF a été signée en juillet 2018 entre Aquitaine Science Transfert et la société de métrologie Freiberg Instruments. L'instrument s'adresse aux spécialistes de l'art et du patrimoine, mais il intéresse aussi, en raison de sa portabilité, de nombreux secteurs industriels, notamment l'agroalimentaire : un opérateur de contrôle qualité pourrait, le spectrofluorimètre à la main, déterminer en quelques secondes la fraîcheur d'un œuf, la maturité d'une grappe de raisins, la provenance d'un miel…

¹ Institut de recherche sur les archéomatériaux – Centre de recherche en physique appliquée à l’archéologie (CNRS/Université Bordeaux Montaigne)

² Institut des sciences moléculaires (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP Aquitain)

³ Brevet FR 1463318 « Spectrofluorimètre à Leds pour l'analyse d'un objet », en copropriété Université Bordeaux Montaigne/CNRS/Université de Bordeaux/Institut Polytechnique de Bordeaux, déposé le 24/12/14 et étendu le 23/12/15