La microscopie électronique est un autre atout du laboratoire pour accroître la compréhension des roches constitutives des œuvres sculptées et de l'apparition de désordres structurels.
L'analyse minéralogique sur poudre de pierre s'effectue par broyage de fragments dans un creuset. La poudre est ensuite disposée en épaisseur constante sur une plaquette qui est enfin insérée dans l'appareil
Neptune
La caractérisation du marbre
Afin d'entreprendre une étude de structure de la statue il faut ajouter au modèle numérique de la géométrie de la forme, une caractérisation du matériau dont l'œuvre est constituée, en l'occurrence, un marbre blanc à veine grise. Une partie de l'étude a été menée sur des échantillons de pierre extraits de la statue elle-même. Il s'agissait des carottes issues des percements effectués pour insérer les goujons lors de la restauration. Cette étude, effectuée par Philippe Blanc et Philipe Bromblet en 2008, a permit d'établir que ce marbre avait été extrait de la carrière antique du mont Pentelli en Grèce. Les tests complémentaires, indispensables à l'établissement des caractéristiques physiques du matériau, exigeaient quant à eux une plus grande qantité de matière et l'utilisation de tests destructeurs. Il ont été effectués par Kévin Beck, Xavier Bruneteau et Laura Michel au laboratoire du Crmd (Cnrs d'Orléans) et au Cnrs de Nancy, sur un proche homologue naturel puisqu'il est issue des carrières de Dyonisos actuellement exploitées à une cinquantaines de kilomètres de la carrière antique.
1. Analyse minéralogique faite par observation de lames minces en microscopie optique :
(Analyse faite par Philippe Bromblet, CICRP)
Il s’agit d’un marbre blanc à grain fin (taille moyenne des cristaux 500µm). Maximum grain size (MGS) 1mm. Texture hétéroblastique. Contours courbes à indentés. Structure mosaïque. Faible orientation (stress).
Ce faciès correspond parfaitement aux caractéristiques du marbre du Mont Penteli au nord d’Athènes.
Référence bibliographique: Lazzarini L., Archaeometric aspects of white and coloured marbles used in antiquity: the state of art, Per Mineral. 2004, 73, Special issue 3: A show case of the Italian research in applied petrology, 113-125.
Figure 5 : Courbe contrainte / déformation en compression simple pour un échantillon de marbre (diamètre : 40 mm / hauteur : 80 mm)
4. Analyse mécanique faite par un test de compression simple :
Sur l’échantillon testé, la porosité totale du marbre est très faible avec une valeur de moins de 1%. La densité apparente et la densité réelle sont donc quasi identiques. La densité réelle est proche de la valeur de la densité du minéral principale constituant le marbre : la calcite qui est égale à 2,71.
La gamme de pores située vers 200-300 µm de diamètre est certainement due à des pores de surface comme des rayures ou éclats sur la surface de l'échantillon qui est découpé à la scie diamantée. La gamme de pores située vers 0,1-1 µm de diamètre est peut-être une porosité de fissure dans le matériau et/ou des pores de surface lié à la rugosité naturelle du marbre car l’échantillon est brut de sciage et non poli.
Figure 4 : Distribution porale du marbre par porosimétrie au mercure
3. Analyse porosimétrique faite par Porosimétrie au mercure :
Sur l’échantillon testé, la porosité totale du marbre est très faible avec une valeur de moins de 1%. La densité apparente et la densité réelle sont donc quasi identiques. La densité réelle est proche de la valeur de la densité du minéral principale constituant le marbre : la calcite qui est égale à 2,71.
La gamme de pores située vers 200-300 µm de diamètre est certainement due à des pores de surface comme des rayures ou éclats sur la surface de l'échantillon qui est découpé à la scie diamantée. La gamme de pores située vers 0,1-1 µm de diamètre est peut-être une porosité de fissure dans le matériau et/ou des pores de surface lié à la rugosité naturelle du marbre car l’échantillon est brut de sciage et non poli.
Figure 3 : Diffractogramme des rayons X sur poudre du marbre
2. Analyse minéralogique faite par Diffraction des rayons X :
Sur l’échantillon testé, le marbre est constitué principalement par des cristaux de calcite CaCO3.
On remarque aussi la présence d’autres minéraux sous forme de traces comme du quartz par exemple.
Figure 2 : Marbre vu en lumière polarisée et analysée au microscope optique
Figure 1 : Marbre vu en lumière polarisée au microscope optique
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