La corrosion du plomb

Contribution à l'étude de la corrosion atmosphérique du bronze campanaire / Caroline Blanc

2026-10-19T00:00:00+02:00

Le bronze campanaire est, avec le bronze statuaire, l’un des deux principaux bronzes patrimoniaux. Il s’agit d’un alliage de cuivre biphasé à forte teneur en étain. Au contact de l’atmosphère, il est soumis à un processus d’altération naturel : la corrosion. Contrairement au bronze statuaire, à teneur en étain inférieure à la limite de solubilité, la corrosion atmosphérique du bronze campanaire a peu été étudiée. En outre, le bronze campanaire subit un double phénomène d’altération : en plus de la corrosion atmosphérique, il est soumis à une altération mécanique en raison du mode de fonctionnement de l’objet par percussions. Ce travail est ainsi centré sur l’étude de la corrosion atmosphérique du bronze campanaire à court et à long terme. L’impact de la présence d’inclusions, notamment de plomb, est également étudié. Dans un premier temps un bilan de l’état d’altération à long terme a été effectué. Des échantillons issus de deux cloches ont été analysés. Ils ont été prélevés sur la face interne, non polie, et la face externe, polie, de chaque cloche. L’étude des deux faces a notamment permis d’observer l’impact de l’état de surface sur l’altération. L’impact de l’environnement a également été étudié, l'une des cloches ayant été exposée à une atmosphère marine et l'autre, à une atmosphère urbaine. Quel que soit la face de la cloche et l’atmosphère étudiée, l’altération à long terme du bronze campanaire est stratifiée. Elle est composée d’une couche de corrosion et d’une corrosion interne de l’alliage sous-jacent qui affecte préférentiellement la phase α. Des microfissures et la présence de plomb sont observables dans la couche et dans les zones de corrosion interne. Ces échantillons ont par la suite été soumis à une alternance de cycles humidité-séchage en milieu marqué durant trois ans. Ces expériences ont permis d'étudier le processus de corrosion du bronze campanaire déjà doublement altéré : il a ainsi été mis en évidence le caractère non protecteur de la couche d’altération et de la corrosion interne vis à vis de l’alliage sain. Une fois l'étude de la corrosion atmosphérique à long terme du bronze campanaire effectuée, il s’est ensuite agit d’en étudier les premiers stades en réalisant des altérations à court terme à partir de bronze sain. Ces altérations ont été menées en environnement naturel en atmosphère marine urbanisée, en conditions abritées et exposées aux précipitations. En conditions abritées, la corrosion du bronze se produit par piqûres et évolue à terme en une couche de corrosion et en une corrosion interne affectant préférentiellement la phase α. La couche se décompose en une couche externe constituée de phases mixtes de cuivre-plomb et d’une couche intermédiaire stratifiée de produits du cuivre, du plomb et de l’étain. En présence de précipitations, le lessivage partiel de la surface conduit également à la formation progressive de phases mixtes. De par la complexité de l’altération obtenue, des expériences ont par la suite été effectuées en laboratoire. Elles ont permis de simplifier les conditions d’altération du bronze via i) une atmosphère contrôlée et ii) une composition du bronze dépourvue de plomb. Le bronze campanaire a d’une part été altéré par dépôts secs dans des conditions représentatives d’une atmosphère marine urbanisée, et d’autre part, par dépôts humides caractéristiques d'une atmosphère marine. Dans ce dernier cas de figure, il a été mis en évidence la formation d’une couche externe d’hydroxychlorure de cuivre et d’une couche sous-jacente stratifiée de produits de cuivre chlorés et non chlorés et de produits d’étain. Ces différentes études montrent donc l’influence majeure des conditions atmosphériques d’exposition et de la composition de l’alliage sur le processus de corrosion du bronze campanaire. Ce dernier est en outre favorisé par la complexité des réseaux micro-infiltrants induits par le double phénomène d’altération caractéristique du fonctionnement des cloches.
The bell bronze is one of the two main bronzes of the cultural heritage, along with the statuary bronze. It is a two-phase copper alloy with a high tin content. In contact with the atmosphere, it undergoes a natural weathering process : corrosion. Unlike statuary bronze, which tin content is below the solubility limit, atmospheric corrosion of bell bronze has hardly been studied. Moreover, bell bronze is subject to a double process of alteration: In addition to atmospheric corrosion, it also undergoes mechanical alteration due to the operation of the object by percussion. This work focuses on the study of the corrosion of bell bronze in the short and long term. The effects of inclusions, including lead, are also considered. First, an assessment of the long-term state of alteration was made. Samples were collected from two bells that have been in service for several decades. Thus, these samples exhibit a double aging, a physicochemical and a mechanical one. They were taken from the inner, unpolished side and the polished outer side of each bell. The study of both sides allowed to observe the influence of the surface condition on the aging. The influence of the environment was also studied, as the two bells were exposed to two different atmospheres. Regardless of the surface of the bell and the atmosphere studied, the long-term alteration of the bell bronze is stratified. It is composed of a corrosion layer and internal corrosion of the underlying alloy. The internal corrosion is manifested by decuprification and relative enrichment with tin. It preferably affects the alpha phase. Microcracks and lead are observed in the layer and in the areas of internal corrosion. These samples were then subjected to corrosion recovery experiments in a labelled medium. The objective was to study the corrosion process of the already doubly altered bell bronze. In practice, the samples were subjected to alternating humidity and drying cycles for three years. These experiments showed that the corrosion layer and internal corrosion were not protective compared to the healthy alloy. Once long-term studies have been carried out, the objective was to study the early stages of corrosion by performing short-term alterations on samples of healthy bronze. These experiments were carried out in a natural environment in an urban marine atmosphere, under sheltered conditions and exposure to precipitation. The samples were analyzed after different exposure times. Under sheltered conditions, corrosion of bronze occurs by pitting and eventually develops into a corrosion layer and internal corrosion, which preferentially affects the alpha phase. The layer decomposes into an outer layer consisting of mixed phases of copper-lead and a stratified intermediate layer of copper, lead and tin products. In the presence of precipitation, partial leaching of the surface also leads to the gradual formation of mixed phases. Due to the complexity of the alteration obtained, experiments were then carried out in the laboratory. They allowed simplifying the bronze aging conditions by i) controlled and less complex atmosphere and ii) lead-free bronze composition. Two atmospheres and two bronze exposure configurations were simulated in the simulation chambers. First, the bell bronze was altered by dry deposition under conditions corresponding to an urbanized marine atmosphere. On the other hand, experiments were carried out on the alteration by wet deposition simulating a marine atmosphere. They showed the formation of an outer layer of copper hydroxychloride and a stratified underlying layer of chlorinated and non-chlorinated copper products and tin products. Thus, these various studies show the great influence of atmospheric exposure conditions and alloy composition on the corrosion process of bell bronze. It is also favored by the complexity of the microinfiltrating networks caused by the double alteration phenomenon characteristic of the functioning of the bells.

PARIS 4e (Paris, 75) Cathédrale Notre-Dame. Transept, roses nord et sud, baies 219 et 220. Triforiums sud et nord, baies 123 et 124. Diagnostic, caractérisation des produits d’altération et conservation préventive

2025-02-25T00:00:00+01:00

REIMS (Marne, 51). Cathédrale Notre-Dame. Portail sud de la façade occidentale. Étude d'un fragment d'aile en métal

2022-11-18T00:00:00+01:00

Entre polychromie et corrosion : étudier les décors des plombs de faîtage du château d'Azay-le-Rideau

2021-10-04T00:00:00+02:00

PONT-CROIX (Finistère, 29). Église paroissiale Notre-Dame de Roscudon. Choeur, chapelle du Rosaire : restauration des vitraux

2020-06-21T00:00:00+02:00

L'objet de ce rapport était d'étudier 3 panneaux du vitrail (vers 1540) de la chapelle du Rosaire, actuellement dans le bras sud du transept, dont l'état de conservation posait de multiples problèmes de restauration liés, d'une part à l'agression des verres par les agents atmosphériques et, d'autre part, aux restaurations antérieures.

L'anticorrosion dans les monuments historiques = Dammarie les Lys

2020-06-21T00:00:00+02:00

PARIS (5e). Abbaye du Val de Grâce (ancienne). Coupole : réfection de la toiture. Essais comparatifs de corrosion de feuilles de plomb

2020-06-21T00:00:00+02:00

Treatments of corroded lead artefacts : an overview

2020-06-21T00:00:00+02:00

Par le passé, les objets en plomb corrodés étaient traités de différentes façons. Quelques méthodes de traitement étaient basées sur le nettoyage de la surface, et reposaient sur la dissolution de la couche de corrosion stable. D'autres méthodes mettaient en oeuvre la conversion des produits de corrosion en plomb métallique et étaient utilisées pour préserver le tracé qui est toujours présent dans la couche de corrosion et qui contient des informations sur la surface originale. De telles techniques sont particulièrement efficaces sur des objets en plomb qui ont été exposés à un environnement humide contenant des vapeurs acides organiques, des conditions dans lesquelles se forme préférentiellement une couche de corrosion active. Le volume des produits de corrosion dans une couche de corrosion active est plus grand que celui du métal d'origine, ce qui provoque des craquelures avec le temps, et par suite favorise l'accès des polluants au métal sous-jacent. Cette revue décrit les différentes méthodes de traitement appliquées aux objets en plomb ; il n'a pas pour objet de constituer un guide pratique relatif à la conservation des objets en plomb (résumé des auteurs ; trad. XXX ; cop. IIC).

La Restauration des grilles de Jean Lamour et des fontaines en plomb de Barthélémy Guibal de la place... = Paris

2020-06-21T00:00:00+02:00

A buried Roman bronze inkwell : chemical interactions with agricultural fertilizers

2020-06-21T00:00:00+02:00

La dégradation d'objets archéologiques conduit quelquefois à des produits de corrosion inhabituels. On a utilisé diverses techniques pour analyser le disque supérieur d'un objet rare, un encrier romain. Fait de bronze au plomb et décoré d'argent et de cuivre, l'objet était bien préservé malgré quelques changements. Les produits de corrosion ont été analysés et se sont révélés être principalement à base de plomb. Parmi eux, des sulfates et phosphates de plomb tels que l'anglésite et l'hydroxypyromorphite ont été identifiés et détectés partout sur la surface. L'objet a été découvert au cours de fouilles au milieu d'un champ où étaient cultivés de céréales. Ces produits de corrosion particuliers peuvent résulter de l'interaction spécifique de l'alliage métallique avec les résidus de fertilisants et d'engrais agricoles utilisés préquemment depuis des décennies dans ce champ. Cette information est significative en raison de la nature des changements observés (résumé des auteurs ; cop. IIC).

Studies of lead corrosion in acetic acid environments

2020-06-21T00:00:00+02:00

La Restauration du quadrige en bronze de l'Arc de Triomphe du Carrousel, de la Vierge en plomb doré... = Paris

2020-06-21T00:00:00+02:00

Lead and its alloys : metallurgy, deterioration and conservation

2020-06-21T00:00:00+02:00

Metals handbook : corrosion

2020-06-21T00:00:00+02:00

Metals

2020-06-21T00:00:00+02:00

Les Objets du Titanic : la mémoire des abîmes

2020-06-21T00:00:00+02:00

Le problème de l'altération des plombs anciens = Bourges

2020-06-21T00:00:00+02:00

GUENGAT (Finistère, 29). Église paroissiale Saint-Fiacre. Vitraux (XVIe siècle) : restauration

2020-06-21T00:00:00+02:00

BOURGES (Cher, 18). Jardins de l'archevêché (ancien, actuel Hôtel de ville). Restauration de quatre grands vases en "bronze galvanique" de Cugnot (1884)

2020-06-21T00:00:00+02:00

Symposium on atmospheric corrosion of non-ferrous metals = Atlantic City

2020-06-21T00:00:00+02:00

La Conservation des vitraux anciens : recherches au Laboratoire de Recherche des Monuments...

2020-06-21T00:00:00+02:00

Résumé : Exposés depuis des siècles à l'action des agents chimiques et physiques de leur environnement - vent, grêle, pierres, bangs supersoniques, pollutions chimique et biologique - les vitraux se trouvent dans un état de conservation alarmant : les verres sont corrodés et ont perdu leur transparence, la peinture fixée autrefois sur leur surface par cuisson, disparaît, les réseaux de plombs sollicités par les pressions du vent se déforment.

MANS (LE) (Sarthe, 72). Cathédrale Saint-Julien. Nef, baie XVI. "L'Ascension", vitrail (XIIe siècle) : état sanitaire et préconisation pour l'élimination et la re-traitabilité du polyuréthane "Viacryl"

2020-06-21T00:00:00+02:00

Electrochemical tests as alternatives to current methods for assessing effects of exhibition materials on metal artifacts

2020-06-21T00:00:00+02:00

La restauration de la colonne Vendôme: au-delà du chantier

2020-06-21T00:00:00+02:00

PARIS (1er) (Île-de-France). Sainte-Chapelle. Vitraux, maçonnerie et toiture : diagnostic pour le projet de restauration

2020-06-21T00:00:00+02:00

BOURGES - 18, Cher (Centre). Cathédrale Saint-Étienne. Choeur, baie 4, vitraux (XIIIe siècle) : polymère polyuréthane utilisé comme revêtement protecteur

2020-06-20T00:00:00+02:00

La lèpre de l'étain : cas de l'orgue de Dom Bedos de l'église Sainte-Croix de Bordeaux

2020-06-20T00:00:00+02:00

Maladie de l'étain : étude de l'orgue de l'église Sainte-Croix de Bordeaux

2020-06-20T00:00:00+02:00

La limite de la surface d'origine des objets métalliques archéologiques : caractérisation, localisation et approche des mécanismes de conservation = Musée d'Amman Cisjordanie

2020-06-20T00:00:00+02:00

La surface d'origine de l'objet métallique archéologique correspond à sa surface lors de son abandon. En raison de la corrosion survenue durant l'enfouissement, la surface d'origine se retrouve transformée au sein de la stratigraphie des produits de corrosion. Lors de la découverte de l'objet, la forme de l'objet est perdue, les détails de la surface sont masqués. Afin de reconnaître la forme, les dimensions et les décors de l'objet, données indispensables à son étude archéologique, il est essentiel de localiser la limite de la surface d'origine. A partir d'un historique de cette notion dans la littérature spécialisée en conservation-restauration depuis la fin du XIXe siècle, il est proposé une nouvelle définition de ce concept. Une nouvelle méthode de description de la corrosion adaptée aux métaux profondément corrodés est développée. Basée sur le découpage raisonné de l'objet corrodé en plusieurs strates et interfaces dont les caractères sont définis à l'aide de descripteurs, cette méthode conduit également à la définition de structures et de types de corrosion. Une méthode de localisation de la limite de la surface d'origine est proposée à partir de la définition de marqueurs. Les marqueurs sont des caractères des strates indiquant une position relative de cette limite. 3 types en sont définis: marqueurs inférieurs, supérieurs et correspondants. Cette méthode est appliquée à la localisation de la limite de la surface d'origine du Rouleau de cuivre de Qumrân. La validité de quelques marqueurs proposés est discutée à la lumière des connaissances actuelles des mécanismes de corrosion (résumé de l'auteur).

The methods for lead and lead alloys = Amsterdam

2020-06-20T00:00:00+02:00

The corrosion and conservation of metallic antiquities and works of art

2020-06-20T00:00:00+02:00

Choix d'un procédé fiable de dorure sur supports plomb, cuivre et zinc

2020-06-20T00:00:00+02:00

Corrosion and passivation behaviour of lead in aqueous carbonate media

2020-06-20T00:00:00+02:00

Inhibition treatment of the corrosion of lead artefacts in atmospheric conditions and by acetic acid vapour : use of sodium decanoate

2020-06-20T00:00:00+02:00

Konservierungsprobleme bei korrodierten Altertümern aux Metall : Blei und Zinn

2020-06-20T00:00:00+02:00

Patination of lead : an infra-red spectroscopic study

2020-06-20T00:00:00+02:00

Study of ancient lead materials : a gallo-roman sarcophagus - contribution of the electrolytic treatment to its restoration = Lyon Musée de la civilisation gallo romaine

2020-06-20T00:00:00+02:00

Lead = Spoleto - Spolète

2020-06-20T00:00:00+02:00

Some remarks on lead corrosion and lead conservation

2020-06-20T00:00:00+02:00

Some observations on the treatment of a hoard of lead coins from Andipatti = Madras - Inde

2020-06-20T00:00:00+02:00

Untersuchungen über die metallangreifenden Eigenschaften von flüchtigen Säureanhydriden

2020-06-20T00:00:00+02:00

El plomo como soporte del objeto historico artistico : un acercamiento

2020-06-20T00:00:00+02:00

A lead lip plug from Western Mexico

2020-06-20T00:00:00+02:00

Advanced electrochemical monitoring of underside corrosion of sheet lead roof coverings = Bologne

2020-06-20T00:00:00+02:00

Stabilisation et consolidation d'objets en plomb très dégradés : essai de traitement électrolytique

2020-06-20T00:00:00+02:00

A comparison of three chelating agents for the treatment of corroded lead

2020-06-20T00:00:00+02:00

A study of the corrosion and the technology of lead coins from Andipatti, Tamil Nadu = Madras - Inde

2020-06-20T00:00:00+02:00

Evaporated metal films as indicators of atmospheric pollution

2020-06-20T00:00:00+02:00

Metallurgical investigation of Roman lead pipes from Pompeii

2020-06-20T00:00:00+02:00

Étude d'une nouvelle famille d'inhibiteurs de corrosion pour la protection d'éléments métalliques du patrimoine

2020-06-20T00:00:00+02:00