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 Etude spécifique et approfondie des vitraux


Après plusieurs années de recherche sur les problèmes de conservation des vitraux au sein des Monuments Historiques, LAMOA Expertise est le seul laboratoire privé en France à bénéficier aujourd’hui d’une expérience concrète acquise dans le domaine.

Cette expérience originale nous permet de proposer des prestations spécialisées visant à effectuer un diagnostic scientifique de l’état d’altération des vitraux, dans le cadre d’une étude préliminaire ou d’un bilan sanitaire, afin d’aider les restaurateurs à adapter au mieux leur protocole de restauration.



Notre approche est basée sur une compréhension approfondie des mécanismes d’altération des verres soumis à l’impact de l’environnement (intempéries, pollution atmosphérique…), mais aussi aux facteurs humains de dégradation et tient compte de l’influence des divers matériaux qui constituent un vitrail sur la détérioration des verres (Fig. 1).

Figure 1 : Face externe d’un vitrail du XIIIe s. (a-) et observation au microscope électronique à balayage
des parties les plus opacifiées en cours de délitement (b- microsection polie, x 370), d’après (1) et (2).


Elle s’appuie sur les connaissances acquises au cours de la dernière décennie par le biais d’une analyse multiméthodes de vitraux anciens et de verres modèles exposés sur sites (Fig. 2).

Figure 2 : Vue au microscope électronique de la micro surface d’un verre moderne de composition analogue à celle des vitraux médiévaux, après une année d’exposition sur site. On observe la formation de sels de type gypse (sulfate de calcium) et syngénite (sulfate de calcium et de potassium).

La nature et l’abondance de ces cristallisations secondaires dépendent de la composition du verre, de la durée et des conditions d’exposition. Elles apportent des informations sur la manière dont les verres s’altèrent dans un milieu donné, la qualité de l’air environnant, les conditions de conservation ou encore le microclimat au sein d’un édifice. Elles permettent aussi de contrôler l’efficacité des verrières de protection des vitraux.

D’après (3).





Plusieurs aspects de l’altération des vitraux ont été analysés. Quelques exemples classiques :


- Altération de la face externe par la formation de cratères (Fig. 3a et b, flèches)




Figure 3 : (a-) Macrophotographie d’une pièce de vitrail dépiquée présentant de gros cratères en face externe ; (b-) détail d’un cratère vu en section au stéréomicroscope ; (c-) observation du cratère en microsection au microscope électronique en mode contraste chimique (x 150). D’après (4).







L’analyse au microscope électronique montre un phénomène de dissolution sélective, mécanisme d’altération des verres à faible durabilité et soumis aux eaux météoriques le plus répandu (Fig. 3c).


Ce phénomène se traduit par une modification de la structure du verre liée à la formation de microfracturations coalescentes, le développement d’une fracture principale parallèle au front d’altération (flèches blanches), puis par la formation de figures de percolation d’eau en « doigts de gant » en direction du verre sain (flèches orange).




- Bioaltération des vitraux (Fig. 4) :

La microscopie électronique à balayage (MEB) permet notamment d’étudier l’impact des microorganismes sur les matériaux et d’analyser la bioaltération engendrée. On observe ici un micro fragment de verre très altéré (a-) faisant l’objet d’une contamination mycélienne (flèches). Ces champignons microscopiques sont à l’origine du développement d’un biofilm (b-) qui maintient un taux d’humidité suffisant à la surface du verre pour que se poursuivent les attaques acides provoquant la destruction progressive du matériau.

Figure 4 : Vue au microscope électronique d’une pellicule de verre très altérée prélevée en surface d’un vitrail médiéval (a- x 200) ;
détail de la contamination mycélienne développée au contact du verre (b-).




- Décollement de la grisaille (peinture sur verre figurant les détails du décor)

Ce phénomène concerne le plus souvent la face interne des vitraux (Fig. 5a). Il peut être lié, comme ici par exemple (Fig. 5b), à l’association de mécanismes d’hydratation et de lixiviation du verre, avec recristallisations secondaires de gypse à l’interface verre-grisaille (flèches) à l’origine du soulèvement puis de l’éclatement du trait de peinture.
Figure 5 : a- Disparition du décor de grisaille sur le visage d’un personnage, d’après (5) ;
b- vue en microsection au microscope électronique (x 400) d’un verre très altéré avec décollement du trait de grisaille G, d’après (4).




Enfin, notre expérience des vitraux s’appuie sur une recherche technique menée sur les verres plaqués rouges et les procédés de gravure à l’acide, dans le cadre du Programme Antoine de Pise (auteur d’un traité verrier du XIVe s.). Ces travaux réalisés en partenariat avec le Centre de Recherche d’Histoire de l’Art André Chastel de l’Université de Paris IV consistaient à :

  • étudier le procédé de placage des verres rouges au cuivre (Fig. 6)
  • comprendre ce phénomène de coloration intense à partir de l’incorporation d’atomes chromogènes de cuivre dans une matrice vitreuse
  • reproduire le procédé de gravure décrit en procédant à des attaques acides variées et contrôlées
  • corréler la reproduction des techniques anciennes avec les descriptions du Traité d’Antoine de Pise et contribuer ainsi à la connaissance de l’histoire des techniques et donc à leur conservation.

Figure 6 : Vue en section de verres plaqués rouges monocouche
(a- x 100) et « feuilleté » (b- x 50) utilisés dans le vitrail, d’après (6).


Ce programme de recherche interdisciplinaire sur le traité d’Antoine de Pise a donné lieu, en 2008, à la publication d’un ouvrage collectif aux éditions du CTHS intitulé : Antoine de Pise, l’Art du Vitrail vers 1400.





Références :
(1)
 Pallot-Frossard I., Etcheverry M.P., “Determination of conditions to prevent weathering due to condensation, particle deposition and micro-organism growth on ancient stained glass windows with protective glazing”, Contribution to final report for VIDRIO European Programme, Key Action 4 : City of Tomorrow and Cultural Heritage- Improved damage assessment on cultural heritage, Work package 4 and 5, Rapport inédit du LRMH, 2005.
(2)
 Etcheverry M.P. : « Case studies in France : St-Urbain in Troyes and Ste Chapelle in Paris », Mid-term assessment du programme européen VIDRIO à Cologne (D), 19-22 novembre 2003, communication orale.
(3)
 Etcheverry M.P., Djanarthany S., Trocellier P., Beck L., Magassouba B., “Characterization of the surface composition of exposed grisaille sensors using highly sensitive chemical analysis techniques. Potentiality and limit regarding research in conservation”, Rivista della Stazione Sperimentale del Vetro, 2005, 3, Venezia, 63-74.
(4)
 Etcheverry M.P., Etude de fragments de vitraux altérés, cathédrale de Limoges (87), 2007, rapport d’étude réalisé pour le compte de MSMAP, 16p.
(5)
 Etcheverry M.P., « VIDRIO, un programme européen de conservation des vitraux, 2002-2005 », Coré, Revue de Conservation et Restauration du Patrimoine Culturel, Le Vitrail, Numéro spécial du 15 mars 2005, SFIIC, 52-56.
(6)
 Etcheverry M.P., « Fabrication et gravure à l’acide des verres rouges », in Antoine de Pise : L’art du vitrail vers 1400, ouvrage collectif publié sous la Direction du Comité Français du Corpus Vitrearum et du Centre André Chastel (UMR 8150), CTHS, 2008, Paris, p. 157-178.