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La composition chimique des verres et des grisailles

La caractérisation chimique des différents matériaux, verres et peintures, présente un double intérêt : la recherche de marqueurs technologiques et la recherche de marqueurs d'altération. Dans le cadre d’une collaboration entre le LRMH et le C2RMF, des analyses quantitatives des verres et des grisailles sont réalisées par faisceau d'ions sur l'accélérateur AGLAE (Accélérateur Grand Louvre d'Analyse Elémentaire). Ces méthodes allient une grande sensibilité à une totale innocuité pour les objets patrimoniaux et permettent une analyse directe sur les panneaux de vitraux non dessertis.

L’analyse mécanistique de l’altération des verres de type médiéval

L’objectif est la compréhension des mécanismes d’altération responsables de la dégradation physico-chimiques des vitraux du Moyen Age. Un corpus d’échantillon anciens (XIVe et XIXe siècle) et de verres modèles exposés en site réel ont permis de corréler les phénomènes et de progresser dans la compréhension des processus chimiques et physiques au sein de la matrice vitreuse.

Les phénomènes de brunissement des verres

Sous l'effet de l'environnement, les verres médiévaux de composition potassique subissent de fortes modifications chimiques qui entraînent une altération des propriétés optiques du verre. Dans le cas particulier des verres contenant à partir de 0,1 pds % d'oxyde de manganèse, composé utilisé comme colorant ou décolorant dans l’industrie verrière depuis les temps anciens, il apparaît dans certains cas un brunissement qui entraîne une perte totale de transparence du verre.

L’étude des matériaux organiques (consolidant des grisailles et des verres, collage de verre) utilisés au cours des restaurations

Le projet européen « CONSTGLASS » N°044339 (2007-2010) a permis de faire le point sur les principaux matériaux utilisés pour la conservation-restauration des vitraux, d’évaluer leur durabilité, leur réversibilité ainsi que leur re-traitabilité. La thématique sur la consolidation des verres ainsi amorcée se poursuit dans le projet « NANOMATCH » N°283182 (2011-2014) qui regroupe différents matériaux.

Les méthodes préventives de protection des vitraux par une verrière extérieure en évaluant l'impact environnemental

Le projet européen « VIDRIO » N°EVK4-CT-2001-45 (2002-2005) a permis de faire le point sur l’efficacité des verrières de protection en évaluant les systèmes mis en place à la Sainte-Chapelle de Paris, à la basilique Saint-Urbain de Troyes et à la cathédrale de Cologne. Les préconisations de cette étude sont toujours d’actualité.

Elles ont pour rôle dans un premier temps, sur demande de la direction générale des affaires culturelles (DRAC), d’aider l’architecte à l’élaboration du cahier des clauses techniques particulières (CCTP) et dans un deuxième temps d’apporter un soutien scientifique et technique au cours de la restauration.

Les analyses permettent l’identification des morphologies de surface, des produits d’altération et des microorganismes pour déterminer les pathologies. Les conseils peuvent porter sur les différentes méthodes de nettoyage (traitement chimiques ou mécaniques), sur les choix des matériaux organiques à utiliser (collage, consolidant, comblement de lacunes). Ces études viennent également compléter la connaissance des matériaux et la documentation des œuvres (analyse de la composition des verres et de leur décor (grisailles, émaux).

Les études (« État sanitaire et analyses scientifiques pour les restaurations ») actuellement en cours sont les suivantes :

• Paris (1er) – 75, Paris (Île-de-France), Sainte-Chapelle
  Nef, baies 107, 109, 111, 113, Vitraux (XIIIe siècle)
• Paris (1er) – 75, Paris (Île-de-France), Sainte-Chapelle
  Rose occidentale : baie 115, Vitraux (XVe siècle)
• Saint-Denis – 93, Seine-Saint-Denis (Île-de-France), Basilique Saint-Denis
  Chœur, baies 1 à 9, vitraux (XIIe-XIIIe siècles)
• Chartres – 28, Eure-et-Loir (Centre), Cathédrale Notre-Dame
  Nef - Baies Hautes. Baie 131 (XIIIe siècle)
• Strasbourg – 67, Bas-Rhin (Alsace), Cathédrale Notre-Dame
  Transept, baies 212, 214, vitraux (XIIIe siècle)
• Bayonne – 64, Pyrénées-Atlantiques (Aquitaine), Cathédrale Notre-Dame
  Nef - Fenêtres hautes : baies 214, 216, 218, 220, 222, 224,Vitraux (XVe siècle)
• Milly-la-Forêt – 91, Essonne (Île-de-France), Le Cyclop
  Sculpture monumentale (XXe siècle) de Jean Tinguely : face aux miroirs de Niki de Saint Phalle
• Auch - 32, Gers (Occitanie), cathédrale Sainte-Marie Chapelle Saint-Louis, baies 4, 6 et 8, vitraux (XVIe siècle)
• Versailles - 78, Yvelines (Ile-de-France), chapelle royale
  Etude de toutes les baies de la chapelle (XVIIe, XIXe, XX, siècles)