L'imagerie hyperspectrale au service de l'étude et de la conservation du patrimoine

Le projet Hyperspec est né de la nécessité d'acquérir des méthodes d'analyse non destructives. Ce sont des méthodes qui ne nécessitent pas de faire des prélèvements dans les objets que nous étudions. Quel est l'intérêt d'étudier les matières colorantes dans les peintures murales ou dans les enluminures médiévales ? Le premier, c'est de comprendre les matériaux et les techniques qui ont été utilisées à ces époques-là et de faire des comparaisons entre époques. Cela permet d'avoir des informations sur la circulation d'ateliers ou de matières premières. Il y a aussi un autre intérêt qui est les questions de conservation et de restauration. C'est-à-dire, quel est l'effet de l'environnement sur l'état d'altération des pigments et des peintures ? Un autre objectif aussi est la restitution des polychromies. Par exemple, nous avons travaillé sur le portail royal de la cathédrale de Bordeaux où visiblement il n'y a plus aucune trace de polychromie. Mais on a pu réussir à détecter des petites zones qui restent encore intactes de pigments d'origine qui ont permis de reconstituer l'ensemble de la polychromie du portail royal. Qu'est-ce qu'un système d'imagerie hyperspectrale ? C'est un système qui permet de faire de l'image avec une composante d'une zone du spectre qui n'est pas visible par les yeux, qui est l'infrarouge. Utiliser cette composante dans l'infrarouge, ça permet d'avoir une idée, en faisant des images en fausses couleurs infrarouges, d'avoir une idée du type de pigment qui a été employé pour la peinture. On peut aussi, avec la caméra hyperspectrale, éclairer avec des UV et avoir une idée des repeints qui ont pu être faits sur cette peinture ou des altérations ou des liens organiques qui auraient pu être déposés sur cette peinture. En fait, il s'agit simplement d'un scan de la peinture. Et au cours de ce scan, on prend l'image, mais aussi les spectres de réflectance qui sont associés à chaque pixel de l'image. Ce système d'imagerie hyperspectrale est constitué d'un système d'éclairage, donc de deux lampes halogènes et d'un système d'acquisition de l'image, avec une caméra qui permet d'obtenir une image et également un spectromètre qui va permettre d'enregistrer le spectre de réflectance. La caméra est positionnée sur un rail de translation qui va scanner l'enluminure et qui va permettre d'obtenir ligne par ligne et pixel par pixel le spectre de réflectance qui va être caractéristique de chaque pigment présent dans l'enluminure. On n'a pas une information ponctuelle, c'est-à-dire que la plupart des méthodes qu'on utilise habituellement sont des méthodes qui permettent d'avoir une information sur une toute petite partie de l'œuvre. C'est-à-dire que soit on fait un prélèvement dans une peinture murale, c'est-à-dire une tête d'épingle sur plusieurs dizaines de mètres carrés. Donc il faut être sûr que cette partie-là qu'on a prélevée est représentative de l'ensemble. Ou alors dans une enluminure, si on a une méthode ponctuelle, c'est choisir une zone qu'on veut étudier. L'avantage de l'imagerie hyperspectrale, c'est qu'on a l'ensemble de l'œuvre. C'est-à-dire qu'on a toute l'image et on a le spectre de réflectance pour chaque point de l'image. Tous ces spectres de réflectance sont ensuite comparés à une base de données qui a été préalablement établie. Donc on a un nuancier qui a été fait selon les techniques médiévales. Donc on a à peu près 150 pigments référencés actuellement. Et donc ça permet par comparaison de spectre d'identifier les pigments, la plupart des pigments employés dans les enluminures que l'on étudie. Donc la base de données des pigments de référence a été réalisée en collaboration avec un enlumineur qui travaille selon les techniques anciennes qui sont décrites dans les traités médiévaux, comme celui du moine théophile ou de Cennino-Cennini pour le XIVe siècle. Et il a réalisé environ 150 pigments, comme le vert de gris. Donc soit les pigments sont en poudre, soit ils ont été déposés sur des parchemins, donc sur des pots d'animaux, pour être au plus proche des enlumineurs que l'on étudie. Donc l'intérêt de ce système, qui est d'obtenir pixel par pixel un spectre de réflectance, ça va nous permettre par la suite de cartographier sur toute l'enluminure tous les pigments qui ont été employés. Donc l'ensemble des données acquises est très important. Donc pour simplifier un petit peu les résultats obtenus, on peut réaliser un traitement statistique, qui est une analyse en composante principale et qui va permettre de donner une signature spectrale de l'enluminure qui va être caractéristique d'une enluminure et des pigments employés pour la réaliser. Donc en 1947, le chanoine Marcadet lègue sa collection à l'État. Ce n'est pas uniquement les enluminures, mais aussi des tableaux, des objets liturgiques, des pièces d'orfèvrerie. Cette collection est conservée pendant une vingtaine d'années dans la cathédrale de Bordeaux, où elle est exposée. Et puis ensuite, pour des raisons de conservation et de sécurité, les objets sont un petit peu dispersés. Une partie va, en particulier les enluminures, aux archives départementales de la Gironde. L'étude stylistique des enluminures de la collection Marcadet, qui a déjà été entreprise par Charlotte de Noël à la Bibliothèque nationale, a permis de montrer qu'il y avait, mais déjà des travaux antérieurs l'avaient montré, qu'il y a une collection d'enluminures qui vient de cinq provenances différentes. Il y a des enluminures, la majorité sont des enluminures médiévales françaises, mais il y a aussi des italiennes, allemandes, des Pays-Bas et espagnoles. Et puis, au cours des années 2000, la décision de remettre en valeur cette collection a été décidée. Il y a un certain nombre de travaux qui ont été faits sur la constitution de la collection, sur l'inventaire des œuvres et sur la façon dont a été constituée cette collection. Et puis, l'idée a germé de restaurer ces œuvres, en particulier les enluminures, qui ont été confiées à deux restauratrices, Coralie Barbe et Rebecca Zéa. L'une est à Bordeaux, l'autre à Paris. Et donc, en ce moment, en tant que la salle d'exposition qui va recueillir ces œuvres-là n'est pas tout à fait organisée, les enluminures sont conservées chez les restauratrices. Je suis Coralie Barbe, je suis restauratrice de livres et de documents graphiques. On m'a confié la restauration de quelques enluminures qui proviennent de la collection Marcadé. J'ai pu observer que ces feuillets ont évidemment subi différents dommages dus à leur stockage et à leur manipulation. Ils étaient assemblés par couture et il y avait bien souvent des tensions et de la colle qui ont pu occasionner certaines déformations. Et puis, une fois qu'ils ont été déposés de leur manuscrit original à des fins de vente, ils ont été parfois montés afin d'être vendus et valorisés. Et on observe également des traces d'anciens collages qui sont liées à ces montages datant probablement du XIXe siècle. Alors, dans un premier temps, il va falloir libérer les enluminures des anciens supports ou des anciens supports de montage. Il va y avoir un traitement de nettoyage, c'est-à-dire de dépoussiérage, d'élimination des couches superficielles de poussière qui ont pu se déposer au cours du temps. Et puis, lorsque le feuillet est particulièrement déformé, on va envisager une remise à plat qui va nécessiter une humidification. C'est-à-dire qu'on va déposer ces feuillets enluminés dans des chambres d'humidification afin que le parchemin se relaxe sur un temps prolongé. Et à l'issue de cette humidification, qui permet également aux couches picturales de se réhydrater, ce feuillet a été remis à plat. Même s'il présente encore quelques déformations qui sont le témoin de sa nature collagénique et de sa nature animale, originale, il reste beaucoup plus plan que ce qu'il n'était auparavant du fait de son histoire, de son montage, des contraintes auxquelles il a pu être exposé. Et à l'issue de ces traitements, on va envisager un montage. Donc, certains montages, qu'on appelle des montages sur tirants, en fait, ont été développés. Il s'agit de disposer des sortes de ressorts, des tirants, sur tout le pourtour du feuillet enluminé. Et les ressorts vont jouer un petit rôle qui va absorber l'élongation et la rétractation du parchemin afin de le maintenir plan sur le long terme. Le restaurateur peut poursuivre le cadre, c'est-à-dire l'encadrement, les filets dorés et les filets noirs, afin de clôturer l'image, mais sur la partie qui a été apportée, sur le matériau qu'il a apporté lui lors de son intervention. Il n'y a jamais aucune retouche qui est effectuée sur l'œuvre elle-même. Malgré la stabilité des produits et des matériaux qu'on emploie et pour lesquels on a un certain souci, c'est vraiment très rare qu'on ait à le faire sur des enluminures. On préfère respecter au maximum l'authenticité de l'objet. Le projet HyperSpec, qui avait pour but d'explorer sur différents types d'objets cette nouvelle approche de l'imagerie, en appui des méthodes habituellement mises en œuvre, a été appliquée à d'autres types d'objets que les enluminures de la collection Marcadet. La mise en œuvre du système de configuration portable a été testée sur les peintures murales de Bienniez en Espagne qui conservent dans son chevet, sur le mur frontal, une peinture du XVIe siècle. L'objectif de l'étude était d'identifier les pigments et comparer les résultats obtenus avec ceux d'une équipe de l'université de Bilbao, avec un rame en portable et une fluorescence portable. Une application de l'imagerie Hyperspectrale a été aussi réalisée sur cinq peintures de Goya conservées au musée de Saragosse. La méthode a été appliquée aussi sur des céramiques glacurées du monde islamique, du XIVe au XVIIIe siècle, et de différentes origines, qui diffèrent entre elles par le cerne noir qui délimite la zone colorée par le type de glacure. L'intérêt de l'imagerie Hyperspectrale est qu'il n'est pas nécessaire de prélever ce à quoi les conservateurs sont très réticents. Il reste bien entendu beaucoup à faire, en particulier pour l'étude des peintures modernes, des céramiques ou des altérations des parois des grottes. L'imagerie Hyperspectrale est une méthode nouvelle qui offre de bons potentiels en raison de son caractère non-invasif et qui demande un long et patient travail de développement.