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DIM PAMIR Projet : METAMEB METaux Anciens analysés par Microscopie Electronique à Balayage

Laboratoire Porteur : NIMBE, CEA Saclay, 91191-Gif sur-Yvette cedex, Philippe Dillmann

Laboratoire co-porteur : IRAMAT, Enrique Vega

Le Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l’Altération (NIMBE UMR3685 et IRAMAT UMR7065) est fortement interdisciplinaire entre la chimie (science des matériaux et corrosion) et les sciences humaines (archéologie et histoire). Les études menées au LAPA sont développées en collaboration étroite avec d’autres laboratoires du DIM (LSCE, ArScan, ICMMO, LRMH,…), et font partie intégrante de nombreux programmes de recherche aux niveaux national et international. Ces recherches impliquent d’adapter les méthodologies analytiques aux questions spécifiques liées à la conservation et à l’archéométrie des métaux du patrimoine. Le Microscope Electronique à Balayage du LAPA, couplé à la micro-analyse multi-élémentaire, est un composant essentiel du dispositif analytique partagé par l’ensemble de ces études. En effet, ce MEB est équipé d’un système EDX dont une des spécificités est l’analyse automatique de particules (jusqu’à plusieurs milliers) afin de collecter des informations, à la fois de chimie élémentaire et de morphologie, sur les volumes représentatifs des objets fortement hétérogènes que sont les métaux du patrimoine. Cette analyse multi-champs est une première étape obligatoire pour les études de provenance des métaux puisqu’elle permet de faire un premier tri statistique pour ensuite établir des signatures chimiques à partir des éléments traces analysés en spectrométrie de masse. Il s’agit aussi d’une étape indispensable dans la méthodologie de datation 14C des objets en alliages ferreux qui relèvent souvent d’un assemblage constitué d’éléments d’origines multiples. La vitesse d’acquisition des données ainsi que l’automatisation de la détection précise de zones d’intérêt sont deux aspects critiques, notamment en ce qui concerne les cartographies étendues qui sont cruciales dans les études de la corrosion des métaux anciens. Compte tenu de ces éléments, l’ancienneté de l’équipement (la mise en service remonte à janvier 2012) apparaît comme un facteur limitant majeur (multiplication des pannes, limites des capacités de détection,…). Aussi, afin de maintenir opérationnelles nos stratégies analytiques, et offrir un appareil optimisé pour l’analyse des métaux et de leurs produits d’altération, nous envisageons l’acquisition d’un MEB haute résolution à effet de champ (FEG), adapté à l’imagerie de matériaux complexes à différentes échelles, avec chambre large et platine motorisée de précision, couplé à un système EDX amenant des progrès substantiels en terme, par exemple, de résolution à basse énergie et de taux de comptage (jusqu’à 10 fois supérieur au système actuel).

L’appareil et ses méthodologies d’analyse et de traitement des résultats sera ouvert à toute équipe du DIM désirant étudier les métaux du patrimoine et en particulier les ferreux (mise en forme, provenance et datation), et au-delà tout autre matériau du patrimoine. Dans cet esprit, tout partenaire désireux de s’associer au projet est le bienvenu.