Afin de décrire la peinture dans sa globalité, nous souhaitons préciser à la fois la formulation des œuvres de façon qualitative mais aussi, lorsque cela est possible, quantitativement.
Les propriétés physico-chimiques des ces formulations et les mécanismes mis en jeu lors du séchage d’une peinture à l’huile seront également étudiés. Une peinture est traditionnellement constituée d’un pigment broyé dans un liant.
L’usage de l’huile se généralise dans la peinture à partir du XVe siècle : les peintres savent alors comment améliorer ses propriétés de séchage, par chauffage et emploi de siccatifs à base de plomb. Suivant la nature des différents constituants, leur mélange et leur proportions, les propriétés de la peinture vont être modifiées : consistance avant application, aspect de la peinture sur la toile, séchage, conservation à court et long terme. Au cours du séchage puis du vieillissement du film pictural, des défauts peuvent survenir : ils sont intrinsèques à la nature du film ou dus à une formulation inappropriée et apparaissent sous la forme de craquelures, de protubérances… Pour comprendre ces phénomènes, une étude de la peinture à différentes échelles spatiales et temporelles est nécessaire.Ò
Exemple des peintures de Léonard de Vinci :
Analyse quantitative par fluorescence X
L’étude des peintures par fluorescence X est essentiellement qualitative : l’interprétation des spectres de fluorescence X est difficile dans le cas de couches superposées. Le logiciel PyMca, développé à l’ESRF, permet une analyse quantitative multicouche performante. En considérant l’atténuation des rayons X par absorption, il est possible de calculer la composition et l’épaisseur des couches à partir d’une modélisation de la stratigraphie de l’œuvre. Nous avons pu analyser par cette méthode l’ensemble des œuvres de Léonard de Vinci exposées au Louvre en nous intéressant plus particulièrement à la réalisation des ombres des visages (de Viguerie et al., Angewandte Chemie, 2010.).
Liant des glacis, formulations et propriétés :
Léonard de Vinci utilise la superposition de fines couches de peinture translucides, appelés glacis pour créer des effets de profondeur et de volume. La composition exacte de ces glacis n’est pas connue. La lecture de traités de peinture et livres de recettes, du XVe au XIXe siècle, permet de préciser les matériaux ayant pu être utilisés et leur préparation: huiles, résines, essence.
Afin d’améliorer le rendu final de l’œuvre, l’huile a pu être traitée au préalable par une cuisson en présence d’un oxyde métallique siccatif (oxyde de plomb). Les propriétés rhéologiques de ces systèmes ont été étudiées ainsi que l’évolution de leurs propriétés viscoélastiques en cours de séchage pour des films minces (< à 30 µm). Ces propriétés rhéologiques et mécaniques sont cruciales pour l’aspect de la peinture (traces de pinceau, coulures…) et sa conservation (formation de craquelures…).
Collaboration ESPCI, SIMM, G. Ducouret, A. Chateauminois, F. Lequeux.
L’étude rhéologique de ces systèmes met en évidence les réponses spécifiques de chaque système, dues à leur différente structure : comportement newtonien dans le cas des huiles seules et des mélanges huile/résine/essence, et rhéofluidifiant, plastique, voire thixotrope dans le cas des huiles cuites.
De même, la mesure des modules viscoélastiques indique des comportements différents suivant le type de formulation. De plus, lors du séchage, les films passent d’un état liquide à un état caoutchouteux et / ou vitreux. Le suivi de l’évolution des propriétés viscoélastiques permet ainsi le suivi du séchage du film.