19th - 20th century zinc white paints : multidimensional physico-chemical characterisation

Les peintures au blanc de zinc des XIXe et XXe siècles : caractérisation physico-chimique multi-dimensionnelle Cette thèse explore les propriétéset l’emploi des peintures à l’huile à base deblanc de zinc de l’échelle nano- et microscopique jusqu’à l’échelle macroscopique desœuvres d’art.Le blanc de zinc (ZnO), pigment modernedéveloppé à la fin du XVIIIe siècle en tantqu’alternative non toxique au blanc de plomb,a été adopté dans la peinture à l’huile au milieudu XIXe siècle. Initialement utilisé aux côtésdu blanc de plomb, son pouvoir couvrant plusfaible et sa brillance en ont fait un pigment dechoix pour les mélanges de couleurs, les pointslumineux, mais aussi les empâtements et lespréparations. Cependant, il peut provoquer desproblèmes de conservation, par exemple en raison de la formation de savons de zinc, ce qui aété le focus principal de plusieurs études.Connaître ce pigment est donc crucial pourles études techniques des œuvres d’art et leurconservation. Dans ce but, cette rechercheest centrée sur deux axes : l’étude des propriétés physico-chimiques du blanc de zinc et del’ampleur et des modalités d’emploi du pigment.L’analyse de plusieurs types de matériaux estcomplétée avec des recherches documentaires etune enquête auprès des professionnels du patrimoine.Le premier axe est abordé à traversl’analyse, à l’échelle nano- et micromètrique,d’un large corpus, unique et varié, de matériauxd’artiste historiques et modernes des fabricantseuropéens et américains principaux, et d’unesélection d’échantillons issus d’œuvres, qui sontcomparés à des matériaux de référence et desmodèles de peinture. Plusieurs types de techniques d’analyse sont utilisés, allant de méthodes de laboratoire conventionnelles (microscopie optique et électronique, DRX) jusqu’à delarges instrumentations telles que l’accélérateurde particules AGLAE (PIXE, IBIL) et le synchrotron ESRF (DRX à haute résolution angulaire). Plusieurs composés ont été identifiés dansles matériaux de peinture, ce qui met en évidence certaines pratiques et adulterations desfabricants de couleurs. L’hydrozincite, probable produit de dégradation du ZnO, a été identifié dans plusieurs échantillons. Cette étudesouligne, parmi les matériaux historiques etmodernes, des différences de composition, detaille des particules de ZnO et de comportementde luminescence. La morphologie et la taille desparticules de ZnO et la pureté des matériauxanalysés suggèrent une synthèse par méthodeindirecte. La variété des comportements de luminescence, affectés également par d’autres facteurs liés au pigment et à son environnement,est, au contraire, plus difficile à interpréter.Le deuxième axe est abordé à partir descampagnes de fluorescence X sur une cinquantaine d’œuvres analysées in-situ dans lesmusées, et l’étude détaillée d’une sélection depeintures au laboratoire. Cette recherche explore différents emplois du pigment à partird’exemples précoces jusqu’à la moitié du XXesiècle, et constitue une véritable base de données des œuvres qui contiennent du blanc dezinc. En outre, l’étude souligne les limites del’identification du blanc de zinc, notamment surla seule base des analyses non-invasives de fluorescence X. L’intérêt d’un protocole non-invasifpour l’identification du pigment basé sur sa photoluminescence a été mis en valeur, ce qui estcomplémentaire à l’emploi de la cathodoluminescence pour l’étude invasive de matériaux depeinture.Cette recherche constitue donc une référencesur les propriétés physico-chimiques et l’emploidu blanc de zinc, offrant des informations surl’histoire matérielle du pigment et des œuvresd’art modernes en ouvrant des perspectives surleur conservation et authentification.