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Alternative au traitement PEG

​Identification de nouvelles formulations de résine

Publié le 25 novembre 2016

​Le traitement des bois gorgés d'eau par imprégnation de polyéthylène glycol (PEG) est considéré, depuis de nombreuses années, comme un traitement standard, appliqué par l'ensemble des ateliers spécialisés dans la conservation des vestiges archéologiques. Néanmoins, depuis les premières publications, relatives au Vasa, de nos collègues suédois qui ont alerté, en 2000, la communauté scientifique sur l'oxydation des produits soufrés dans le bois archéologique, cette famille de produits commence à être de plus en plus contestée et des équipes essayent d'identifier de nouvelles formulations de produits consolidants pour les remplacer. Il est notamment reproché au PEG son caractère trop hydrophile rendant le matériau traité trop sensible à l'humidité de l'air, en particulier pour les objets contenant des sels métalliques.

Dans ce contexte, ARC-Nucléart, en association avec le Laboratoire de Photochimie Moléculaire et Macromoléculaire (LPMM) de Clermont-Ferrand et la Société d’Etudes et de Sauvegarde d’Archéologie Minière (SESAM, responsable des fouilles des mines anciennes du Thillot dans les Vosges), a entrepris une étude, dans le cadre d'un projet soutenu par le ministère de la Culture (PNRCC n° 0006722). Le but de cette recherche est d’identifier de nouvelles formulations de résine pouvant résister à un degré d'humidité élevé, pour le traitement des vestiges miniers ne pouvant être déplacés et donc à conserver in-situ. ARC-Nucléart a étudié plus particulièrement les acides gras, connus pour leur caractère hydrophobe. Le produit le plus prometteur est, en fait, un di-acide carboxylique, l'acide azélaïque (HOOC-(CH2)7-COOH), qui possède la propriété d'être solide et pratiquement insoluble dans l'eau en-dessous de 70°C. La même résine est liquide et soluble dans l'eau en toute proportion au-dessus de 70°C.

Cette curiosité peut se révéler théoriquement intéressante pour le traitement des objets gorgés d'eau.

Il est, en effet, possible de réaliser l'imprégnation du bois à 70°C pour permettre la diffusion de la résine au sein du bois humide. Après la phase d'imprégnation, l'objet doit être essuyé et refroidi. La résine, en se solidifiant, devient insoluble. Le séchage peut se faire à l'air libre, car la résine présente au sein du bois empêche l'effondrement cellulaire. Par conséquent, un cycle de séchage par lyophilisation devient inutile.

Par ailleurs, des premiers essais concluants ont été réalisés sur des échantillons de bois très dégradé en hêtre provenant du site de fouille de Charavines Colletière. Ces pièces ont été imprégnées dans une solution à 60% de di-acide azélaïque. On a pu constater qu'il n'y avait eu aucune fissuration des objets, même après leur séchage, et que les surfaces avaient conservé toute la "fraîcheur" de leur état archéologique humide initial.

Cependant, malgré les résultats très prometteurs obtenus avec des premiers échantillons, et les nombreux avantages potentiels de ce nouveau procédé (bois moins hygroscopique, pouvoir consolidant plus important, respect des couleurs, du volume et des états de surface initiaux des objets, durée de traitement sensiblement moins élevée qu'un traitement au PEG, séchage contrôlé et lyophilisation inutiles pour le séchage final des objets…), il est encore prématuré d'appliquer ce procédé pour des objets patrimoniaux.

Il reste encore, notamment, à étudier l'effet à long terme de l'acidité du di-acide sur les molécules constitutives du bois.

En outre, il faudra définir un protocole pour nettoyer la surface des bois des excès de résine. Enfin, une autre question importante se pose : quelle est l'efficacité de l'acide azélaïque pour résoudre les problèmes de traitement d'objets composites, en particulier ceux contenant des concrétions soufrées ?