Les dimensions de la cellule d’irradiation sont de 4 x 4 m². La porte d’accès est large de 1 m et haute de 1 m 90 et donne ainsi les dimensions limites des objets qui peuvent être introduits dans cette pièce. Elle peut recevoir jusqu'à 4 m³ d’objets.

Dégradation des bois gorgés d'eau :

Les bois gorgés d’eau ont séjourné parfois pendant plusieurs siècles en milieu humide ou aqueux. Ils sont découverts à l’occasion de fouilles archéologiques terrestres, subaquatiques ou sous-marines.

Une faible proportion seulement des bois enfouis présente un bon état de conservation, car il faut des conditions particulières pour que soit évitée une dégradation rapide de ses éléments constitutifs. Les principaux responsables de la dégradation biologique et de la disparition des restes végétaux sont les insectes et les nombreux micro-organismes présents dans les sols aérés et qui se nourrissent des sucres de la cellulose.

Dans le fond des lacs, des rivières ou de la mer, et dans les sols où la nappe phréatique est restée constante à travers les siècles, l’absence d’oxygène (milieu anaérobie) peut préserver le bois d’une dégradation rapide. Mais un autre phénomène plus lent s’amorce qui entraîne la dissolution des composés du bois par l’eau (hydrolyse). Les bois perdent peu à peu leur cohésion et risquent de voir leur structure s’effondrer et leur volume perdu s’ils sont remis brusquement à l’air lors de leur exhumation.

Le paradoxe de cette dégradation en milieu aqueux réside dans le fait que l’eau, en créant des liaisons faibles avec le bois qu’elle dissout, devient propice à la conservation d’un " squelette " ligneux qui permet de retrouver en fouille des bois très anciens d’apparence intacts. Il est donc nécessaire de contrôler le séchage des bois en appliquant, lorsque sa structure est profondément affectée, une consolidation préalable qui vise à leur restituer tout ou partie de leurs qualités mécaniques.

Les solutions proposées par l’atelier pour la conservation-restauration des bois gorgés d’eau sont explicitées dans la rubrique bois gorgés d’eau.

Dégradation des bois secs :

Le bois est un matériau hygroscopique et anisotrope : ces caractéristiques sont à l’origine de dégradations observables sur de nombreux objets. Lors de variations climatiques du milieu ambiant, le taux d’humidité interne du bois change, ce qui provoque des gonflements ou des retraits d’amplitude différente selon les trois directions tangentielle, radiale et longitudinale du bois. Ces déformations peuvent provoquer des gauchissements et des fissurations ou pour le bois contraint des meubles, des arrachements ou des décollements de la marqueterie.

Une autre cause importante de dégradation des bois secs est l’attaque biologique par les insectes. Les plus répandus dans le mobilier et la statuaire sont le lyctus, l’anobium ou vrillette et les reticuliternus ou termites. Leurs larves des deux premiers se nourrissent en creusant des galerie dans le bois, à l’abri de la lumière. A la fin d’un cycle de vie, la larve se transforme en insecte qui laisse un trou d’envol à la surface de l’objet. Les termites sont des insectes de la taille des fourmis qui vivent en colonie et peuvent en digérer plusieurs tonnes de bois par an.

Les champignons ont eux aussi leur part dans la dégradation des bois secs. La mérule est le plus connu d’entre eux. Sous son action, le bois se déstructure sous forme de pourriture cubique sèche, les bois peints se boursouflent et se craquellent. Ces champignons se développent dans des milieux humides, obscurs et peu aérés qu’il convient d’assainir. Il faut aussi détruire les spores qui sont les agents reproducteurs très résistants.

Les solutions proposées par l’atelier pour la conservation-restauration des bois secs sont explicitées dans la rubrique bois secs.

Désinsectisation et désinfection :

La contamination d'objets en bois par des insectes xylophages ou des micro-organismes requiert des techniques d'intervention rapides et globales pour arrêter les dégradations. Le rayonnement gamma peut être employé pour la désinsectisation et la désinfection en masse d'objets du patrimoine.

Ce traitement curatif s'effectue par simple exposition des objets au rayonnement gamma dans une cellule d'irradiation, sans nécessiter l'utilisation de produits chimiques liquides ou gazeux. Le rayonnement gamma interagit sur la totalité des cellules du parasite pour une destruction de l'organisme tout entier.

Il est nécessaire d'adapter la dose de rayonnement à la nature des contaminants que l'on désire détruire. Ainsi une désinsectisation dure de une à quelques heures, alors qu'une désinfection nécessite une vingtaine d'heures. La cellule d'irradiation permet de traiter simultanément 2 à 3 m³ d'objets ; ces derniers peuvent être irradiés dans leur emballage de transport, ce qui évite les manipulations répétées pouvant être dangereuses pour les objets.

Emballages spécifiques :

Lyophilisateur :

Lyophilisation :

La technique de lyophilisation est un procédé qui permet d'assécher un matériau par sublimation, c'est-à-dire un processus naturel qui initie le passage direct de l'eau congelée à l'état de vapeur sans passer par la phase liquide. Il est fortement conseillé de faire précéder la sublimation par une phase d'imprégnation du bois par un produit cryoprotecteur pour limiter les effets de gonflement du bois lorsque l'eau liquide présente dans le bois se transforme en glace.

La lyophilisation se divise en deux phases. Tout d'abord les objets sont congelés jusqu'à une température de -30°C, puis dans une seconde phase le séchage est réalisé par sublimation de l'eau lorsqu'un vide primaire (1-5 mbar) est établi dans l'enceinte. La vapeur d'eau lors du séchage est captée sur les pièges froids portés à -50 / -60°C. La remontée en température, lors du séchage, est mesurée par des thermocouples introduits au cœur du bois, ce qui permet de contrôler la fin du traitement de lyophilisation.

Polyéthylène glycol :

Les polyéthylène glycols (PEG) sont des polymères solubles dans l’eau dont le poids moléculaire varie en fonction du nombre de groupements d’oxyde d’éthylène n dans la molécule. Leur formule chimique s ‘écrit : H(OCH₂CH₂)_nOH.

Les polyéthylène glycols utilisés couramment par ARC-Nucléart sont le PEG 200 (n ~ 4 ), le PEG 400 (n ~ 9) et le PEG 4000 (n ~ 90).

Les PEG 200 et PEG 400 sont liquides à température ambiante. Leur viscosité leur permet une rapide diffusion dans les matériaux organiques humides. Ils jouent un rôle de stabilisateur dimensionnel vis à vis de l’humidité, après séchage. La concentration en PEG 200 ou PEG 400 dans les solutions d’imprégnation des bois gorgés d’eau n’excède pas 20 % sinon la surface de l’objet après séchage serait trop hygroscopique. Elle est de 30 % pour le traitement des cuirs gorgés d’eau.

Le PEG 4000 est solide à température ambiante. Ainsi, il joue un rôle de consolidation des cellules du bois quand ce dernier est sec et il renforce sa structure. La concentration de PEG 4000 atteint 40 % pour une imprégnation suivie d’une lyophilisation et 80 à 90 % pour une imprégnation à saturation suivie d’un séchage contrôlé.

Les PEG sont des produits cryoprotecteurs qui pendant la lyophilisation limitent les effets de gonflement du matériau lorsque l'eau liquide présente dans le bois se transforme en glace.

Le rayonnement gamma :

Certains atomes naturels ou artificiels ont des noyaux instables ; ils sont dits radioactifs et sont appelés radio-isotopes ou radionucléides.

Les noyaux d'atomes radioactifs se transforment spontanément en d'autres noyaux d'atomes, radioactifs ou non. Cette transformation est appelée désintégration et s'accompagne d'une émission de différents types de rayonnements.

Emis par un radionucléides tel que le Cobalt 60, le rayonnement gamma est une onde électromagnétique comme la lumière ou les rayons X. D'un pouvoir plus pénétrant, il traverse de fortes épaisseurs de matériau et son action est efficace à l'intérieur des objets. Les sources de Cobalt 60 qui fournissent le rayonnement utilisées à ARC-Nucléart n'induisent aucune radioactivité dans la matière traversée.

Son action radiobiologique provoque des lésions dans les molécules d’ADN, siège de l’information génétique. Il interagit sur la totalité des cellules et entraîne la destruction de l’organisme tout entier si la dose appliquée est adaptée. Il peut donc permettre la désinsectisation et la désinfection de matériaux contaminés.

Résines radiodurcissables :

Les familles de molécules organiques susceptibles de polymériser sous rayonnement sont principalement les acryliques et les polyesters insaturés.

Ces derniers sont des polymères composées de fonctions diacides et anhydrides avec des doubles liaisons. Ces doubles liaisons sont susceptibles de participer à des réactions de polymérisation.

Ces macromolécules se présentent, à la température ambiante, à l’état solide ou très visqueux. Elles sont rendues liquides par ajout d’un solvant monomère.

Dans le cas des résines utilisées dans le procédé Nucléart pour la consolidation des matériaux, ce solvant est le styrène, dont la proportion est ajustée pour assurer une viscosité qui permette l’imprégnation du liquide au cœur d’un objet.

Sous rayonnement gamma, la polymérisation de la résine styrène polyester est activée. Des radicaux libres sont créés sur les doubles liaisons du polyester et sur celles du styrène qui permettent le pontage entre les deux molécules pour construire un réseau tridimensionnel. La formation de ce réseau provoque le durcissement progressif qui aboutit, de façon irréversible, à l’état solide.

Support de présentation :

La présentation d’un objet peut nécessiter la fabrication d’un support, réalisé dans des matériaux sélectionnés en fonction du projet muséographique.

Le support est conçu en intégrant certaines caractéristiques de l’objet telles que sa fragilité, son poids, sa portée, sa forme, l’assemblage des différents fragments, tout en assurant la sécurité, l’esthétique générale et l’innocuité des matériaux de construction.