Outil CLAMTEC

Ecorr n’est utilisé par les corrosionnistes que pour donner des tendances de comportement électrochimique (passivation et corrosion, (voir section Electrochimie / Principes de base). Nous avons tenté au sein de l’Unité de recherche en conservation-restauration de la Haute Ecole Arc (UR-Arc CR) de maîtriser ces tendances afin d’utiliser les mesures de Ecorr en fonction du (vs) temps comme technique d’analyse qualitative des matériaux (spot test), portable, d’emploi facile et peu invasive. Cette analyse se fait par comparaison des tracés Ecorr vs temps d’un matériau inconnu en présence de trois solutions distinctes (KNO3 1% - en masse, eau minérale Henniez et sesquicarbonate de sodium 1% - en masse) à ceux des matériaux d’une base de données prédéfinie (Degrigny et al. 2010). Le protocole de mesure a été systématisé afin de limiter les erreurs liées à l’opérateur ; il requiert en particulier le repolissage de la surface du métal entre chaque mesure. Une importante base de données a été constituée pour les alliages base cuivre et grâce à la création d’un logiciel[1] de mesure de Ecorr vs temps et d’aide à la comparaison des tracés (à partir de la somme des trois distances entre tracés du métal inconnu et ceux des matériaux de la base de données), nous avons pu faciliter le travail de collecte des données et d’interprétation des résultats.

L’outil CLAMTEC a été utilisé pour déterminer la composition d’un choix d’objets base cuivre de la collection du Musée International de l’Horlogerie de La Chaux-de-Fonds. Une application est donnée ci-dessous avec le timbre inférieur de cette horloge lanterne du XVIIIe siècle identifié par l'outil CLAMTEC comme étant un bronze quaternaire de composition CuSn11Zn1.7Pb2.7NiSi alors qu’en réalité il s’agit d’un bronze quaternaire de composition CuSn5Zn8.3Pb2.1S1.8FeNiSb (analyse élémentaire par fluorescence X). L’outil CLAMTEC est donc capable de reconnaître la nature du matériau, un bronze quaternaire, avec des concentrations assez proches de la réalité. Cette information acquise avec un outil peu coûteux est suffisante au conservateur-restaurateur pour étayer son plan d’intervention.

Horloge Lanterne, XVIIIe siècle. Utilisation de l’outil CLAMTEC pour analyser le matériau du timbre inférieur.

Comparaison des tracés du matériau inconnu (traits pleins) et ceux des matériaux de la base de données CLAMTEC (traits pointillés). La meilleure correspondance est obtenue avec les tracés de gauche, ce qui permet de proposer pour le métal de composition inconnue la composition CuSn11Zn1.7Pb2.7NiSi.

L’application de l'outil CLAMTEC aux alliages argent-cuivre est plus complexe. Ces matériaux sont souvent enrichis en argent en surface, ce qui fausse les analyses.

D’autres mesures ont été réalisées sur des objets base cuivre étamés. Les résultats sont ici plus prometteurs car l’étain a un potentiel distinct de celui du cuivre et de ses alliages. L’outil CLAMTEC pourrait ainsi permettre d’identifier la présence de traitements de surface (étamage) sur des bronzes à l’étain.

A l’avenir, nous aimerions tester l’outil CLAMTEC sur les alliages d’aluminium qui ne sont pas toujours faciles à analyser avec des outils d’analyse élémentaire portables comme la fluorescence X.

Texte de Christian Degrigny (christian.degrigny(at)he-arc.ch)

Référence:

Degrigny, C., Guibert, G., Ramseyer, S., Rapp, G., Tarchini, A., Qualitative analysis of historic copper alloy objects by measuring corrosion potential versus time, in proceedings of the ICOM-CC Metal WG interim meeting, METAL 2010, Mardikian, P., Chemello, C., Watters, C. and Hull, P. (eds), Clemson University, Charleston (USA), (2010), 335-341.