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Dossier

Métamérisme

La problématique des retouches dans les tons bleus
Gaëlle Leclercq

Abstracts

In the field of the conservation-restoration of paintings, the retouching intervention is a critical act during which a metamerism phenomenon can easily be created in the blue hues. This research suggests an alternative to this problem. Indeed, it is possible to find some current pigments which have a similar spectral composition to traditional pigments usually used by the ancient painters and so, this option would reduce the risk of creating a metamerism.

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Editor's notes

Ecole supérieure des Arts Saint-Luc de Liège – Contact : Nico Broers

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Introduction

1Dans le milieu de la conservation-restauration, le métamérisme est un phénomène optique très gênant. Il arrive parfois au restaurateur de constater un changement de teinte dans ses retouches lorsque l’œuvre est restituée au musée ou à son propriétaire. Il s’agit là d’un phénomène de métamérisme révélé, en l’occurrence, par un changement d’éclairage. Les conditions lumineuses d’un milieu d’exposition n’étant pas les mêmes que celles présentes dans un atelier de restauration, elles peuvent révéler à l’observateur humain que la retouche ne possède pas la même composition spectrale que la couche picturale qui l’entoure. La perception de ce phénomène peut varier suivant la sensibilité visuelle du sujet humain et il peut également être révélé lors d’une prise photographique.

Le métamérisme

  • 1  Dictionnaire de la colorimétrie théorique et technique, AFNOR, Paris, 1975

2Selon le Dictionnaire de la colorimétrie de l’AFNOR, l’association française de normalisation, on définit comme métamères des réalisations colorées qui, bien que de compositions spectrales différentes sont homochromes dans des conditions d’éclairage et d’observation spécifiées.1 Ces deux représentations colorées possèdent donc leur propre courbe de réflexion, mais lorsqu’elles sont exposées sous un certain type d’éclairage, le rayonnement réfléchi donne à l’œil une information visuelle identique.

3Un métamérisme peut également être décelé dans d’autres conditions. Suivant les sujets, l’œil humain peut présenter certaines inégalités au niveau de la perception des couleurs. Celles-ci peuvent être dues :

  • à l’accroissement du jaunissement du cristallin pouvant apparaître avec l’âge ;

  • aux différentes densités (élevée ou faible) du pigment jaune macular contenu dans la rétine.

4Par conséquent, un observateur pourrait déceler un métamérisme alors qu’un autre n’y serait pas sensible.

5En dernier lieu, ce phénomène peut apparaître lorsqu’une œuvre est photographiée. Le métamérisme ne sera visible que sur la photographie puisque l’appareil photographique présente une plus grande sensibilité que celle de l’œil humain, notamment dans les longues longueurs d’onde.

Sensibilité spectrale

  • 2  Particules qui composent les ondes électromagnétiques

6Il pourrait être envisagé de réaliser cette étude dans la plupart des couleurs pouvant exister, mais le cas bien particulier des bleus est interpellant. En effet, dans le domaine des bleus, les photons2 présentent une énergie plus grande que celle présente dans les autres parties du spectre visible. Il en résulte que, pour une même différence de longueurs d’onde, la différence d’énergie sera plus importante dans les bleus que dans les verts et plus importante encore que dans les rouges. L’œil humain observera donc plus facilement une différence de couleur dans les bleus et par contre, il lui faudra une plus grande différence de longueurs d’onde pour qu’il détecte un changement de couleur dans les rouges. Un phénomène de métamérisme sera donc plus facilement révélé dans les tonalités bleues que dans les tonalités vertes ou rouges.

Objectif de la recherche

7Lors de la réalisation des retouches, le restaurateur est contraint d’employer des pigments différents de ceux utilisés à l’origine par l’artiste, et ce, pour diverses raisons : le manque de stabilité, des grains trop grossiers, des qualités d’autrefois inégalées… Comme ces matériaux ne possèdent pas les mêmes propriétés optiques, ils favorisent la création d’un métamérisme.

8L’objectif de cette recherche vise à concevoir une alternative simple et accessible au problème qu’est le métamérisme. Pour ce faire, nous sommes allée à la source du problème : à savoir la composition spectrale des pigments. En théorie, le risque de créer un phénomène de métamérisme pourrait être réduit si des concordances spectrales étaient décelées entre les pigments bleus qu’utilisaient autrefois les peintres et les pigments bleu produits actuellement. Ces derniers serviraient donc de substituts « idéaux ».

9Antérieurement, les pigments bleus traditionnels qui étaient les plus souvent employés dans la peinture étaient le smalt, l’azurite, l’indigo et le lapis-lazuli Il est donc probable que le restaurateur soit confronté à un problème de réintégration picturale dans une de ces tonalités. Il semblait donc logique que ces pigments anciens constituent les pigments à substituer.

10Ces pigments traditionnels ont donc été comparés à un choix assez vaste de pigments bleus produits actuellement. Après observation de leurs courbes de réflexion, deux catégories distinctes de pigments bleus apparaissent: ceux présentant une réflexion élevée dans les grandes longueurs d’onde et inversement ceux présentant une réflexion moins élevée.

Fig. 1Courbes de réflexion des pigments bleus traditionnels

Fig. 1Courbes de réflexion des pigments bleus traditionnels

On constate que l’azurite et l’indigo possède une réflexion assez faible dans les grandes longueurs d’ondes tandis que le smalt et le lapis-lazuli possède une réflexion élevée dans ces mêmes longueurs d’ondes.

Crédits: STANIFORTH, S., Retouching and colour matching: the restorer and metamerism, dans Studies in Conservation, 1985, n°1, p.101-111

11C’est en se basant sur cette distinction que furent sélectionnés les pigments utilisés pour substituer les pigments traditionnels. Nous avons choisi :

  • pour substituer le Lapis-lazuli (référence Kremer : 10 540) : l’Outremer artificiel (45 080) et le bleu de Cobalt (45 7141);

  • pour substituer l’Azurite (10 210) : le bleu Bremer (10 180), le bleu de Cobalt (45 7141), le bleu de Coeline-zirkon (45 400) et le bleu Ploss (10 170) ;

  • pour substituer le Smalt (10 010) : l’Outremer artificiel (45 080), le bleu de Cobalt (45 710), le bleu de Cobalt (45 700), le bleu Han (10 071) et le bleu Han (10 072) ;

  • pour substituer l’Indigo (36 000) : le bleu de Prusse Milori (45 200) et le bleu de Prusse Paris (45 210).

  • 3  RENE de la RIE, E., Photochemical and thermal degradation of films of dammar resin, dans Studies i (...)

12L’ensemble des pigments testés provient de la firme Kremer. Il est préférable de n’avoir qu’une seule et même source de fournisseur afin de réduire les pigments aux origines diverses.3 Les échantillons de pigments ont été appliqués sur des plaquettes en verre et le vernis à retoucher sélectionné afin de lier les pigments entre eux est une résine acrylique commercialisée sous le nom de Paraloïd B72®. Notre choix s’est porté sur ce dernier puisqu’il fallait réduire au maximum les paramètres pouvant avoir une incidence sur les résultats des différents tests effectués et celui-ci offrait un maximum de garantie concernant des facteurs tels que la souplesse, le jaunissement, la température de transition vitreuse, la réversibilité, les qualités optiques et les stabilités chimique et physique.

Accélérations de dégradation

13Dans le domaine de la conservation-restauration, il est important de se soucier de l’évolution de nos matériaux et de nos interventions. Sachant qu’il n’existe aucun matériau dont les propriétés ne se modifient pas en vieillissant, il semble nécessaire d’évaluer ces propositions à long terme afin de prouver leur fiabilité et offrir une garantie que celles-ci se conservent en vieillissant. C’est suivant cette logique qu’une accélération de dégradation a été initiée par certaines conditions lumineuses et climatiques afin de vieillir prématurément les échantillons créés à cet effet.

Vieillissement artificiel par la lumière

  • 4  Il est important de préciser que ce chiffre n’est qu’une approximation.

14Les échantillons ont été placés dans une enceinte équipée d’une source lumineuse artificielle pour accélérer leur dégradation. La Suntest CPS+ a donc été utilisée pour simuler la lumière naturelle, elle est équipée d’une lampe à arc xénon qui offre une distribution spectrale assez semblable à celle de la lumière naturelle dans les régions UV et visible. Le facteur d’accélération produit sur les échantillons avoisinait 7,4 pour nos régions4 et ils y ont été placés pendant 168 heures.

Vieillissement artificiel par conditionnement climatique

15Les échantillons ont également été placés dans la Climacell, une chambre conditionnée qui permet de simuler des conditions climatiques diverses, elle accélère donc la dégradation des matériaux y étant introduits.

  • 5  Entre autres: FELLER, R.L., Accelerated Aging: Photochemical and Thermal Aspects, The Getty conser (...)

16Les échantillons ont subi pendant 336 heures une température de 90 degrés Celsius à 30 % d’humidité relative. Nous nous sommes inspirés de paramètres utilisés dans des tests de vieillissement effectués antérieurement5; ceux-ci s’intéressaient à des matériaux ayant des fonctions et/ou une stabilité similaires aux nôtres.

17Le degré d’humidité relative n’est pas très élevé. Étant donné qu’il s’agit d’une substance filmogène (Paraloïd B 72®), il fut préférable de ne pas trop l’élever afin d’éviter certains phénomènes gênants tels que des chancis qui perturberaient l’interprétation des résultats.

Résultats

18L’œil n’étant pas un attribut perceptif objectif, les différentes propositions de substituts ont été étudiées scientifiquement afin de présenter des résultats neutres et dénués de toute subjectivité. L’interprétation des données colorimétriques et spectrophotométriques nous a donc permis de juger de la pertinence à court et à long terme de cette solution apportée au problème du métamérisme.

19Suite à l’interprétation et à la confrontation des données scientifiques recueillies, il apparaît que le bleu de cobalt 45 7141 et l’outremer artificiel 45 080 semblent convenir au lapis-lazuli 10 540 avant et après vieillissements. Notons que le bleu de cobalt présente une courbe de réflexion remarquablement similaire à celle du lapis-lazuli.

Fig. 2 Courbes de réflexion du lapis-lazuli 10 540 et de son substitut le bleu de cobalt 45 7141

Fig. 2 Courbes de réflexion du lapis-lazuli 10 540 et de son substitut le bleu de cobalt 45 7141

Lapis-lazuli avant vieillissements. En rouge : Bleu de cobalt avant vieillissements

20Le pigment jugé le plus apte à substituer l’azurite 10 210 est sans conteste le bleu de Coeline-zircon 45 400 que ce soit avant ou après vieillissements. Il est important de constater que le bleu de cobalt 45 7141 ne convient absolument pas à ce pigment traditionnel. Le bleu Ploss 10 210 représente, quant à lui, un pigment qui pourrait être intéressant avant vieillissements, mais il perd toute garantie suite aux trois vieillissements subis. Il change, en effet,  radicalement de tonalité. Le bleu Bremer 10 180 présente certaines qualités qu’il conserve en vieillissant, mais cela ne fait pas de lui le substitut idéal de l’azurite.

Fig. 3Courbes de réflexion de l’azurite 10 210 et de son substitut le bleu de coeline-zircon 45400

Fig. 3Courbes de réflexion de l’azurite 10 210 et de son substitut le bleu de coeline-zircon 45400

Azurite avant vieillissements. En rouge : bleu de coeline-zirkon avant vieillissements

21Le bleu de cobalt 45 700 semble être le pigment le plus adéquat pour le smalt 10 010 et il conserve ses propriétés en vieillissant. Le bleu Han 10 071 est intéressant et présente l’avantage de se rapprocher du smalt en vieillissant, contrairement au bleu Han 10 072 qui s’éloigne davantage de la courbe du pigment traditionnel avec le temps. L’outremer artificiel 45 080 n’est pas à éliminer de cette sélection, mais il ne constitue pas le substitut le plus approprié.

Fig. 4 Courbes de réflexion du smalt 10 010  et de son substitut le bleu de cobalt 45 700

Fig. 4 Courbes de réflexion du smalt 10 010  et de son substitut le bleu de cobalt 45 700

Smalt avant vieillissements. En rouge : bleu de cobalt avant vieillissements

22Enfin, l’indigo 36 000 présente des propriétés davantage similaires à celles du bleu Milori 45 200 qu’à celles du bleu de Paris 45 210. Il est important de constater chez ces deux pigments substituts, une absence de pic dans les grandes longueurs d’onde.

Fig. 5 Courbes de réflexion de l’indigo 36 000  et de son substitut le bleu Milori 45 200

Fig. 5 Courbes de réflexion de l’indigo 36 000  et de son substitut le bleu Milori 45 200

Indigo avant vieillissements. En rouge, bleu Milori avant vieillissements

Influence de l’éclairage

23Ces propositions de substituts ont été placées sous un éclairage incandescent et un éclairage fluorescent afin de relever le moindre changement de teinte pouvant entraîner un phénomène de métamérisme. On observe deux tendances distinctes sur la façon dont les échantillons réagissent. D’une part, certains tendent vers des tonalités verdâtres et d’autre part, on observe des tonalités plus chaudes, à tendance violette. En fonction de la tendance que va adopter le pigment traditionnel, les pigments substituts vont donc soit correspondre, soit adopter l’autre tendance. Lors de la comparaison des résultats, on observe une seule discordance : l’azurite 10 210 possède une tendance froide sous éclairage incandescent tandis que son substitut le bleu de cobalt 45 714 1 possède une tendance plus chaude, davantage tirée vers le violet. Du reste, les résultats sont concluants :

  • Le lapis-lazuli 10 540 et ses substituts présentent une tendance chaude.

  • Le smalt 10 010 et ses substituts tendent vers une tonalité plus chaude.

  • L’indigo possède une tendance verdâtre moins marquée chez ses substituts.

Incidences extérieures

24Après vieillissements, on ne constate pas d’incidence notable provenant du vernis à retoucher. En effet, on note très peu de changements d’absorption et de réflexion du Paraloïd B72 suite aux différents vieillissements occasionnés.

25Certains pigments tels que de la terre d’ombre naturelle, l’ocre jaune, et le noir d’ivoire… ont été ajoutés aux pigments substituts afin que ceux-ci obtiennent une teinte similaire à celle du pigment traditionnel. Ces pigments ont également subi les mêmes conditions de vieillissement en étant testés purs dans du Paraloïd B72 afin de juger de leur éventuelle incidence.

26En étudiant les résultats obtenus, on ne peut prouver explicitement l’influence occasionnée par ces pigments ajoutés. On remarque cependant que le noir d’ivoire 47 150 pourrait être à la base d’une baisse de réflexion chez certains pigments substituts lors des différents vieillissements. Il n’est cependant pas possible d’établir une correspondance entre ce pigment et un vieillissement en particulier. On observe également que la laque d’alizarine 23 610 pourrait engendrer une hausse de réflexion chez certains pigments substituts dans les trois vieillissements.

Conclusion

27Il est important de préciser que les résultats obtenus et la conclusion de cette recherche ne se prétendent pas absolus. De plus, les vieillissements provoqués sont artificiels, il ne s’agit que d’une approximation de ce qui pourrait se produire naturellement. La retranscription des résultats tente néanmoins d’être la plus fidèle et objective possible.

28Enfin, il faut noter que s’il n’existe actuellement pas de solution qui éliminerait ce problème dans le cadre d’interventions de restauration, on peut cependant prendre certaines mesures de précaution afin de l’éviter au maximum :

  • Opter pour une source lumineuse avec une répartition spectrale la plus uniforme possible.

  • Éviter les pigments qui sont réputés « changeants » sous certaines sources lumineuses. Par exemple : dans les tonalités bleues, le bleu de céruléum est à éviter.

  • Se renseigner sur les conditions d’éclairage choisies pour la conservation de l’œuvre que l’on restaure et les appliquer lors de l’exécution des retouches.

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Notes

1  Dictionnaire de la colorimétrie théorique et technique, AFNOR, Paris, 1975

2  Particules qui composent les ondes électromagnétiques

3  RENE de la RIE, E., Photochemical and thermal degradation of films of dammar resin, dans Studies in conservation, n°33, 1988, p.53-70

4  Il est important de préciser que ce chiffre n’est qu’une approximation.

5  Entre autres: FELLER, R.L., Accelerated Aging: Photochemical and Thermal Aspects, The Getty conservation Institute, 1994, p.5-9, RENE de la RIE, E., Photochemical and thermal degradation of films of dammar resin, dans Studies in conservation, n°33, 1988, p.53-70, ERHARDT, D., TUMOSA, C.S., MECKLENBURG, M., Natural and accelerated thermal aging of oil paint films, dans Tradition and innovation, advances in conservation, I.C.C., Contributions to the Melbourne Congress, 10-14 octobre 2000, p.65-69

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List of illustrations

Title Fig. 1Courbes de réflexion des pigments bleus traditionnels
Caption On constate que l’azurite et l’indigo possède une réflexion assez faible dans les grandes longueurs d’ondes tandis que le smalt et le lapis-lazuli possède une réflexion élevée dans ces mêmes longueurs d’ondes.
Credits Crédits: STANIFORTH, S., Retouching and colour matching: the restorer and metamerism, dans Studies in Conservation, 1985, n°1, p.101-111
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/1818/img-1.png
File image/png, 76k
Title Fig. 2 Courbes de réflexion du lapis-lazuli 10 540 et de son substitut le bleu de cobalt 45 7141
Caption Lapis-lazuli avant vieillissements. En rouge : Bleu de cobalt avant vieillissements
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/1818/img-2.png
File image/png, 26k
Title Fig. 3Courbes de réflexion de l’azurite 10 210 et de son substitut le bleu de coeline-zircon 45400
Caption Azurite avant vieillissements. En rouge : bleu de coeline-zirkon avant vieillissements
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/1818/img-3.png
File image/png, 26k
Title Fig. 4 Courbes de réflexion du smalt 10 010  et de son substitut le bleu de cobalt 45 700
Caption Smalt avant vieillissements. En rouge : bleu de cobalt avant vieillissements
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/1818/img-4.png
File image/png, 32k
Title Fig. 5 Courbes de réflexion de l’indigo 36 000  et de son substitut le bleu Milori 45 200
Caption Indigo avant vieillissements. En rouge, bleu Milori avant vieillissements
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/1818/img-5.png
File image/png, 27k
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References

Electronic reference

Gaëlle Leclercq, « Métamérisme », CeROArt [Online], EGG 1 | 2010, Online since 20 November 2010, connection on 26 July 2017. URL : http://ceroart.revues.org/1818

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About the author

Gaëlle Leclercq

Gaëlle Leclercq est titulaire d’un Master en conservation-restauration, orientation peinture de chevalet et elle s’est spécialisée en vue d’obtenir un Master II en conservation-restauration, orientation matériaux contemporains. Le sujet de son mémoire de fin d’étude porte sur le métamérisme et la problématique des retouches dans les tons bleus. Elle complète actuellement sa formation par un master en gestion culturelle.

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