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Dossier

Comparaison du Plexisol® P550 et du Medium de Consolidation® 4176

Mise en place dans l’imprégnation des supports peints et la consolidation des couches picturales
Guillemette Lardet

Résumés

Dans le cadre de la consolidation des couches picturales, les résines synthétiques permettent une imprégnation du support original. Face à la diversification des produits de restauration, il est primordial d’étudier ces matériaux et d’envisager leurs comportements et leurs réactions lorsqu’ils sont utilisés dans les interventions de restauration. Le Medium de Consolidation® 4176 a été comparé au Plexisol® P550 dans les opérations d’imprégnation des toiles, par la mesure de plusieurs paramètres comme la vitesse de pénétration, l’adhésivité et l’élasticité des films d’adhésifs.

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Texte intégral

Introduction

  • 1  CHEVALIER, A., « Histoire et évolution récente de l’usage des adhésifs synthétiques en restauratio (...)
  • 2  ALLEN, K. W., « Adhésion et adhésifs : principes de bases », dans Adhésifs et consolidants, Paris, (...)
  • 3  ROCHE, A., « Mécanismes de formation d’un film d’émulsion », p. 1.
  • 4  Le Medium de Consolidation® 4176 est un adhésif acrylique commercialisé par Lascaux Colours & Rest (...)

1Face à l’impulsion donnée à la fabrication de matériaux synthétiques au cours du XXe siècle, artistes et restaurateurs-conservateurs intègrent dans leur atelier ces nouveaux produits de synthèse1 alors que les adhésifs revêtent une place primordiale dans le domaine de la restauration2. Leur emploi de plus en plus fréquent dès la fin du XXe siècle, motive la diversification de leur application et de leur mise en œuvre notamment dans les opérations de consolidations des couches picturales et des supports. « On fait souvent appel à la même émulsion et on essaie de l’adapter en y ajoutant des additifs ou par une mise en œuvre spéciale. Il serait souhaitable que la gamme de ces produits s’élargisse un peu et que l’emploi de ces matériaux soit basé sur une étude plus rigoureuse3. ». Cette étude scientifique tente de trouver une alternative à l’imprégnation des toiles au Plexisol® P550, mais aussi d’élargir le panel d’adhésifs à la disposition des restaurateurs-conservateurs, grâce à une résine récemment commercialisée : le Medium de Consolidation® 41764 de chez Lascaux Colours & Restauro (ou MFK).

  • 5  NICOLAUS, K., Manuel de restauration des tableaux, Cologne, Editions Könemann, 1999, p. 114.

2Historiquement, l’imprégnation des supports peints revêt différentes formes : au XVIIe siècle, on parle de « nourrissement » par l’application d’huile siccative au revers des supports afin de minimiser les effets des variations hygrométriques5. Elle concerne aussi bien les supports textiles que les supports denses tels que le bois. Les mélanges de cire-résine ont également été employés à ce titre, en particulier au XIXe siècle. Après de nombreux essais empiriques, les colles synthétiques se sont imposées dans ce type d’opération, créant une couche d’isolation suffisante pour limiter la pénétration de l’adhésif de rentoilage ou de doublage au sein de la stratigraphie. En pratique, l’imprégnation a pour but de modifier volontairement le comportement hygroscopique et stratigraphique d’une toile afin de la stabiliser par une protection directe. Elle réduit alors la perméabilité d’un support, le stabilise et lui redonne une certaine homogénéité.

  • 6 MECKLENBURG, M. F., FUSTER-LOPEZ, L., OTTOLINI, S., « A look at the structural requirements of cons (...)

3Malgré des pratiques et des mises en œuvre différentes selon les ateliers, la consolidation des couches picturales répond à un défaut d’adhésion à l’interface support/préparation qui se manifeste par des soulèvements, des craquelures, des pulvérulences…6  L’adhésif le plus apte à consolider une couche picturale doit répondre à un cahier des charges préalablement défini lors du constat d’état d’une œuvre. L’introduction d’un matériau de nature différente au sein d’une stratigraphie provoque des modifications comportementales au sein même d’une peinture. Un adhésif d’imprégnation doit donc répondre à de nombreuses exigences, car il sera sollicité par tous les mouvements de la toile et les différentes manipulations. L’irréversibilité de l’opération d’imprégnation est un critère supplémentaire à la réflexion du choix d’un adhésif.

4Dans cette étude, le Medium de Consolidation® 4176 et le Plexisol® P550 sont donc comparés en fonction de plusieurs paramètres : la vitesse de pénétration, l’adhésion et l’élasticité qui sont des caractéristiques mécaniques essentielles à l’efficacité d’un adhésif d’imprégnation.

Deux adhésifs synthétiques

5 Nombreux sont les liants synthétiques utilisés pour le refixage et la consolidation des couches picturales (alcool polyvinylique, éther de cellulose…). Cependant l’étude ne porte ici que sur deux adhésifs soumis à comparaison : une émulsion acrylique aqueuse, le Medium de Consolidation® 4176 et une solution à base de solvants, le Plexisol® P550.

  • 7  HEDLUNG, H. P., JOHANSSON, M., « Prototypes of Lascaux’s Medium for consolidation – Development of (...)
  • 8  MARRIOT, S., « Lascaux 4176 Medium for Consolidation », dans The Picture Restorer, décembre 2010, (...)
  • 9  L’adhésif est recommandé par la fiche technique fournie par  Lascaux Colours & Restauro et Senneli (...)

6Il existe peu de références bibliographiques sur le comportement du Medium de Consolidation® 4176, mais il demeure un adhésif réputé pour son bon pouvoir pénétrant, sa faible viscosité, son bon pouvoir adhésif à faible concentration et son intéressante stabilité dans des conditions de conservation extrêmes7. Il s’agit d’une émulsion où la taille moyenne des particules d’acrylate et de méthacrylate est d’environ 0,3 μm, lui permettant d’être un adhésif de faible viscosité (à 20°c, 1-5 mPa/s). Il est soluble dans les esters, les hydrocarbures aromatiques, l’acétone et l’éthylméthylcétone. Les résidus d’adhésif restant en surface peuvent être aisément retirés à l’aide de salive jusqu’à 24 heures après l’application8. Il possède aussi un poids en matière sèche plus faible (25%) que le Plexisol® P550 (40%) (Fig. 1). Malgré les études entreprises sur ce produit, son comportement au sein d’une stratigraphie de peinture n’a pas encore été étudié, même s’il est conseillé pour la restauration de peintures de chevalet dans certaines fiches techniques9. Il pourrait être une alternative intéressante dans l’imprégnation des supports peints.

Fig. 1 : Comparaison du Plexisol® P550 et du Medium de Consolidation® 4176

Fig. 1 : Comparaison du Plexisol® P550 et du Medium de Consolidation® 4176

En haut, à gauche : Le MFK se présente sous forme liquide et laiteuse dans des contenants allant de 250mL à 1L. En bas, à gauche : contenant commercial du Plexisol® P550. À droite : tableau comparatif des deux adhésifs étudiés.

Crédit photographique : http://www.kremer-pigmente.com/​en/​ready-made-colors/​lascaux-products/​lascaux-medium-for-consolidation-81012.html et (tableau) Guillemette Lardet

  • 10  DELCROIX, G., HAVEL, M., Phénomènes physiques et peinture artistique, Puteaux, EREC,  1988,  p. 81
  • 11  MEHRA, V. R., « Further develoments in cold lining (nap-bond system) », dans ICOM Triennal Meeting(...)

7Le Plexisol® P550 est un matériau souvent utilisé dans les traitements de consolidation des couches picturales et de stabilisation des supports. Il présente cependant des inconvénients notables dans sa mise en œuvre : la brillance au revers du support après séchage, une augmentation de la rigidité du support après application, le changement de couleur du support et une résistance au vieillissement controversé. Le Plexisol® P550 lui, est une solution organique dont le monomère de base est le méthacrylate de butyle (BMA). Ce polymère thermoplastique est obtenu à partir d’esters ; il est également incolore, transparent et demeure stable à la lumière, mais a tendance à réticuler et à devenir insoluble10. Son pouvoir adhésif est relativement moyen et il est assez visqueux à l’état commercial. Il est devenu courant dans les protocoles d’intervention ; V. R. Mehra le recommande dès les années 70 pour la consolidation et le refixage des peintures11.

  • 12  MARRIOT, S., « Lascaux 4176 Medium for Consolidation », dans The Picture Restorer, décembre, 2010, (...)

8Le Medium de Consolidation® 4176 et le Plexisol® P550, deux adhésifs acryliques,comportent des avantages et des inconvénients dans leur utilisation en tant qu’adhésif d’imprégnation (Fig.1 – les données mentionnées dans le tableau comparatif sont tirées des fiches techniques des produits des fournisseurs Lascaux Colours & Restauro, Kremer Pigmente, C.T.S, Sennelier, Talas et Deffner & Johann). Ils sont tous deux employés dans la consolidation des couches picturales, en restauration de tableaux pour le Plexisol® P550 et en restauration de sculptures en bois polychromes pour le MFK12.

Étude comparative de la vitesse de pénétration des deux adhésifs

9L’objectif de cette première étude est d’apprécier les capacités de pénétration capillaire des deux adhésifs par la mesure de leur vitesse de pénétration. Les concentrations ont été préalablement définies et la comparaison des produits est faite à concentration égale. La comparaison des résultats obtenus permettra de mettre en évidence un adhésif plus ou moins pénétrant que l’autre en fonction de la concentration et de définir des tendances de migration au sein d’un même substrat. L’expérience doit infirmer ou confirmer la réputation du MFK comme ayant un bon pouvoir pénétrant.

  • 13  KOTLIK, P., « Impregnation under low pressure », dans Studies in conservation, 1998, volume 43, n° (...)
  • 14  MECKLENBURG, M. F., FUSTER-LOPEZ, L., OTTOLINI, S. « A look at the structural requirements of cons (...)

10Il est primordial qu’un adhésif d’imprégnation ait une viscosité suffisante pour être véhiculé jusqu’à une interface à consolider13. Il ne doit cependant pas être trop visqueux et trop pénétrant et ainsi ne pas s’imposer jusqu’à la surface d’une couche picturale. La pénétration est un paramètre primordial pour une consolidation satisfaisante et dépend du substrat (porosité, homogénéité de surface…), de l’adhésif (nature du polymère, concentration, viscosité…), mais aussi des conditions environnementales14.

Protocole expérimental

11Pour la mise en place de ce protocole, des éponges  « carrées vaisselle » (de marque Spontex, 100%  cellulose, 206 x 185 x 5,8 mm)  susceptibles d’absorber un liquide de manière homogène ont été utilisées. Elles permettent une visualisation optimale de la pénétration capillaire du liquide par  la coloration de l’éponge lorsqu’elle est « mouillée ». Sur des éponges prédécoupées (5x2 cm), un trait distant de 4 cm d’une extrémité, a été tracé à l’aide d’un feutre à encre indélébile. Cette marque permet d’apprécier la vitesse de pénétration de chaque adhésif sur une même distance, soit 4 cm.

  • 15  Les concentrations utilisées pour le MFK sont expérimentales et inférieures à son poids sec qui es (...)
  • 16  Ce sont presque exclusivement des hydrocarbures benzéniques, soit du toluène, du xylène, de l’éthy (...)

12Au long de cette étude, ainsi que pour l’expérimentation des deux autres paramètres, chaque adhésif est testé dans les concentrations usuelles d’utilisation en atelier, soient 5%, 10% et 15%15. Le MFK, lui, est dilué dans l’eau permettant une plus faible toxicité au cours de l’expérience et une facilité de mise en œuvre. Dans la pratique, il peut aussi être dilué dans un mélange d’eau et d’éthanol (par exemple ¼ d’éthanol et ¾ d’eau) permettant d’augmenter la capacité de pénétration du mélange. Le Plexisol quant à lui est dissous dans du white-spirit enrichi en hydrocarbures aromatiques16.

13Pour chaque manipulation, l’éponge est déposée dans un récipient rempli avec 20 mL de liquide (Fig.2). Un même volume de liquide est incorporé à chaque prise de mesure afin que toutes les éprouvettes soient en contact avec le même volume d’adhésif. L’expérience débute lorsque l’éponge est en contact avec le liquide et le chronomètre – dont la précision est de ± 0,1 s – est mis en marche. La mesure du temps est prise lorsque le liquide a parcouru 4 cm.

Fig. 2 : Mise en place du protocole expérimental

Fig. 2 : Mise en place du protocole expérimental

Chaque éponge est plongée dans un récipient contenant 20 mL de liquide.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

Répétabilité des mesures

14Plusieurs paramètres expérimentaux demeurent imprécis : la contexture des éponges, leurs morphologies différentes, la mise en marche et l’arrêt du chronomètre par l’expérimentateur,… La répétabilité de l’expérience est effectuée en réalisant le  même test sur dix échantillons identiques afin de valider le protocole expérimental. Ces pré-tests ont été réalisés en utilisant de l’eau déminéralisée comme liquide et les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1 : Temps de pénétration de l’eau déminéralisée

Tableau 1 : Temps de pénétration de l’eau déminéralisée

L’eau a un temps de pénétration d’environ 8,15 secondes sur une distance de 4 cm.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

  • 17  SAPORTA, G., Probabilités, analyses des données et statistiques, Paris, Editions Technip, 2006, 62 (...)

15Les deux valeurs n°2 et 10 s’écartant de façon significative de la moyenne sont éliminées pour le calcul de cette moyenne et le calcul de l’écart-type. Ce dernier est calculé en considérant que nous avons à faire à une population finie, c’est-à-dire à une population relativement faible en nombre. Dans ce cas, le calcul de l’écart-type est purement algébrique et on emploie alors la relation17 :

16Après calcul de cet écart-type, nous obtenons une erreur relative d’environ 4% ce qui permet de valider le protocole expérimental.

Résultats expérimentaux

17Le tableau 2 montre la moyenne des temps de pénétration obtenus pour chaque éprouvette d’adhésif testé.

Tableau 2 : Temps de pénétration des deux adhésifs

Tableau 2 : Temps de pénétration des deux adhésifs

(À gauche : le tableau récapitulatif des mesures et des moyennes des temps de pénétration. À droite : diagramme des temps de pénétration des deux adhésifs.) Il est clairement évident que le MFK possède des temps de pénétration plus rapide que le Plexisol® P550.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

Interprétation des résultats

18À l’observation des résultats, le Medium de Consolidation® 4176 semble pénétrer plus rapidement sur la distance donnée que le Plexisol® P550. Cela pour l’ensemble des concentrations testées. Même si cette différence est minime, il est possible de dire que le Medium de Consolidation® 4176 est un adhésif plus pénétrant – avec une vitesse de pénétration plus rapide – que le Plexisol® P550. De plus, les temps de pénétration sont, comme attendu, croissants face à l’augmentation des concentrations : plus la concentration est élevée, plus le temps de pénétration augmente.

19À concentration égale, le Medium de Consolidation® 4176 semble pénétrer plus rapidement que le Plexisol® P550 : environ 1,1 fois plus rapidement pour une concentration de 5% et 10%. Cependant, pour une concentration de 15%, étant donné l’erreur relative de l’expérience, il n’y a pas de différence significative dans les temps de pénétration.

  • 18  Rappelons que plus la tension superficielle est basse, meilleure est la mouillabilité du substrat (...)

20Une différence de diffusion et de migration du liquide a été observée sur les éprouvettes lors de l’expérience : une pénétration linéaire/rectiligne pour le Medium de Consolidation® 4176 et une pénétration irrégulière pour le Plexisol® P550. Ces observations peuvent s’expliquer par une tension superficielle18 plus faible et une viscosité également plus faible du MFK. Les affinités des liquides avec le substrat peuvent aussi expliquer l’observation de ces phénomènes.

21Cette étude confirme les renseignements fournis par les fiches techniques commerciales sur la capacité de pénétration du MFK. Il pourrait donc être plus facilement véhiculé vers une interface à consolider et ainsi s’immiscer dans les plus petits interstices. Il pourrait alors être une solution dans le cas de refixage problématique et contraint par d’anciennes restaurations pour lesquelles des adhésifs trop visqueux ne sont pas efficaces.

Étude comparative de l’adhésivité des deux adhésifs

  • 19  ROCHE, A., Comportement mécanique des peintures sur toile : dégradation et prévention, Paris, CNRS (...)
  • 20  VELSON, H., « Setting the scene : considerations and decision making for planning and undertaking (...)

22Un adhésif doit avoir une adhésivité satisfaisante et suffisante pour pouvoir résister aux forces de cisaillement au sein d’une stratigraphie. L’adhésion est le résultat d’un ensemble de phénomènes physiques et/ou chimiques et est un « accrochage mécanique (qui) apparaît entre un substrat poreux et un adhésif liquide si ce dernier est en mesure de le pénétrer correctement19 »20.

23Le but de cette expérience est de comparer le pouvoir adhésif du Plexisol® P550 – qui est déjà une propriété reconnue du produit – à celui du Medium de Consolidation® 4176. Cette adhésivité résulte de phénomènes physico-chimiques et mécaniques agissant à l’interface entre deux corps.

24L’objectif est de déterminer le poids nécessaire à l’arrachage d’échantillons imprégnés afin de quantifier l’efficacité adhésive de chaque consolidant. Les valeurs obtenues permettront de déterminer le meilleur consolidant d’un point de vue mécanique.

Protocole expérimental

25Pour réaliser les éprouvettes, des imprégnations ont été simulées entre deux morceaux de toile de lin industrielle (15 x 15 fil/cm², 320 g -  échantillons de 5,5 cm de côté). La moitié des échantillons a été préparée de manière classique (décatissage et encollage à l’aide de colle de peau à 10%) et l’autre moitié n’a pas subi de préparation préalable (Fig. 3).Les deux morceaux de toile ont été agrafés entre eux et les couches d’adhésifs ont été passées de façon identique à une imprégnation classique :

  • 10 échantillons ont reçu 4 imprégnations au Plexisol® P550 à 5% ;

  • 10 échantillons ont reçu 4 imprégnations au Plexisol® P550 à 10% ;

  • 10 échantillons ont reçu 4 imprégnations au MFK à 5% ;

  • 10 échantillons ont reçu 4 imprégnations au MFK à 10%.

  • 21  L’adhésif est appliqué à l’aide d’un spalter au revers de la toile.  Cette étape a été répétée à q (...)

26Après des imprégnations successives21, les échantillons ont été réactivés sur une table basse pression afin de créer une adhésion entre les deux toiles (Pression : 100Ba, Chaleur : 70°C). L’adhésif atteint sa température de ramollissement (54°C pour le Plexisol® P550) et l’adhésion se crée entre les deux substrats. Ils sont ensuite prêts à subir les tests de cisaillement sur un bâti de traction construit à cet effet, les agrafes étant ôtées des échantillons.

Fig. 3 : Préparation des échantillons

Fig. 3 : Préparation des échantillons

À gauche : Superposition des deux toiles dans la préparation des éprouvettes. À droite : Échantillons en cours de réactivation sur une table basse pression.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

27La mesure de la force nécessaire à la rupture s’est effectuée sur un bâti de traction. Ce dernier est constitué d’une traverse coulissante qui permet de créer la contrainte au cours de l’expérience. Cette traverse est mobile grâce à l’action rotative et manuelle de deux tiges filetées. Les échantillons ont été préparés avec deux languettes en non-tissé appliquées à l’aide de Plextol® B500 épaissi au xylène, afin d’être placé sur le bâti de traction et d’appliquer des forces opposées. Chacun d’eux a en effet été placé entre deux mâchoires : une première mâchoire mobile fixée à la traverse coulissante au bout de laquelle est fixé un dynamomètre électronique avec une précision de ± 0,01kg, puis une seconde mâchoire fixe (Fig. 4).

28Le système est mobile et permet d’augmenter l’écartement entre les deux mâchoires, entraînant une extension du dynamomètre et permettant de mesurer la force de traction exercée sur chaque échantillon. Un niveau est fixé sur la traverse coulissante afin d’appliquer une force similaire et parallèle sur l’échantillon. La machine permet d’exercer deux forces axiales de direction opposées et l’essai de traction débute lorsque la contrainte est appliquée sur l’échantillon et que le dynamomètre subit une première force (Fig. 5).

Fig. 4 : Vue générale du bâti de traction

Fig. 4 : Vue générale du bâti de traction

À gauche : Bâti de traction dans sa construction générale. À droite : Fixation du dynamomètre sur la traverse coulissante du bâti.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

Fig. 5 : Vue d’un échantillon placé sur le bâti de traction avant le début de l’expérience

Fig. 5 : Vue d’un échantillon placé sur le bâti de traction avant le début de l’expérience

Des languettes d’intissé ont été appliquées à l’aide de Plextol® B500 épaissi au xylène.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

29La contrainte est augmentée jusqu’à l’arrachage, ou désassemblage, des deux toiles imprégnées. La procédure est simple et utile à la reconnaissance du pouvoir collant des adhésifs. La rotation des tiges filetées doit être identique tout au long de l’expérience ; c’est à ce moment que le niveau à bulle est nécessaire.

Répétabilité des mesures

30Comme précédemment, la fiabilité du protocole expérimental est vérifiée à l’aide de dix pré-tests effectués sur les échantillons imprégnés de Plexisol® P550 à 5% soumis à des tests d’arrachage sur le bâti de traction. Les résultats obtenus (tableau 3) expriment le poids maximal, nécessaire à l’arrachage des échantillons imprégnés. Deux résultats (n°1 et n°3) se démarquent de l’ensemble des mesures obtenues et sont éliminés pour affiner le calcul d’erreur.

Tableau 3 : Résultats des tests de répétabilité du protocole expérimental

Tableau 3 : Résultats des tests de répétabilité du protocole expérimental

Les tests d’arrachage sur les échantillons imprégnés de Plexisol® P550 avoisinent 2,5 kg.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

31Après calcul de cet écart-type, nous obtenons une erreur relative d’environ 3% ce qui permet de valider notre protocole expérimental.

Résultats expérimentaux et interprétations

32Le tableau 4 montre le tableau des résultats obtenus concernant le pouvoir adhésif des deux produits testés.

Tableau 4 : Tableau et diagramme des résultats des tests d’adhésivité

Tableau 4 : Tableau et diagramme des résultats des tests d’adhésivité

En haut : Tableau récapitulatif des mesures et moyennes recueillies lors de l’expérience. En bas : Diagramme des moyennes des poids nécessaires à l’arrachage des échantillons imprégnés.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

33Le Medium de Consolidation® 4176 nécessite un poids plus important à la rupture que le Plexisol® P550. La résistance à cette rupture est, comme attendu, croissante avec la valeur de la concentration. Pour une concentration de 5% et de 10%, le MFK possède un pouvoir collant d’environ 45% plus élevé que le Plexisol® P550 aux mêmes concentrations.

34Dans le cadre de la consolidation d’une couche picturale, le MFK pourrait être utilisé pour des cas particuliers de refixage. En effet, certains peuvent être problématiques au vu d’anciens traitements de restauration et de la nature intrinsèque de certains matériaux constitutifs après vieillissement. Il pourrait avoir une efficacité intéressante pour la consolidation de couches picturales en soulèvement. Cette étude montre d’intéressants résultats, connaissant la réputation du Plexisol® P550 comme ayant un pouvoir adhésif moyen.

  • 22  MECKLENBURG, M. F., FUSTER-LOPEZ, L., OTTOLINI, S., « A look at the structural requirements of con (...)

35Dans une étude publiée dans Adhesives and Consolidants in Painting Conservation22, les forces d’adhésion moyennes de différents adhésifs sur des substrats tels qu’une toile de lin, du polyester ou du kraft, sont parlants. Le Plexisol® P550 et le Medium de Consolidation® 4176 sont comparés parmi d’autres produits : le MFK possède une meilleure adhésion que le Plexisol sur des supports comme le kraft.

Étude comparative de l’élasticité des deux adhésifs

  • 23  MASSCHELEIN-KLEINER, L., Liants, vernis et adhésifs anciens, Bruxelles, IRPA, 1992, p. 38.
  • 24  DELCROIX, G., HAVEL, M., Phénomènes physiques et peinture artistique, Puteaux, EREC,  1988,  p. 24 (...)

36Le but de l’expérimentation est d’évaluer la souplesse d’un film d’adhésif qui va subir l’ensemble des mouvements du support toile. Cette souplesse est l’élongation maximale que peut subir un film sans se rompre ; cette mesure étant directement liée à l’élasticité et à la plasticité du film23. L’élasticité, liée aux facultés d’étirement et d’orientation des chaînes macromoléculaires d’une structure dans le sens de la contrainte, est caractérisée par une limite élastique au-delà de laquelle le matériau adopte un comportement plastique et une déformation irréversible. Le comportement élastique d’un matériau est son aptitude à recouvrer ses dimensions initiales après annulation d’une contrainte24.

37Un adhésif d’imprégnation est sollicité par les mouvements du support variant selon les conditions hygrométriques et les différentes manipulations d’une œuvre. L’adhésif doit donc être suffisamment souple pour absorber ces modifications comportementales et ainsi jouer son rôle de consolidation, de manière optimale et durable. Tout matériau possède une zone d’élasticité plus ou moins importante qui dépend de nombreux paramètres physiques, mécaniques et chimiques. La souplesse des films d’adhésifs est donc liée à leur élasticité et à leur plasticité.

Protocole expérimental

38Les films d’adhésifs ont été réalisés dans des moules en aluminium (6 x 6 cm) posés sur une plaque de Plexiglas. L’étanchéité de chaque moule est assurée par des joints de silicone et une feuille de papier siliconé est appliquée sur le Plexiglas afin de ne créer aucune adhérence avec les films d’adhésifs. Chaque adhésif est déposé dans son moule à l’aide d’une seringue dans des quantités égales, à savoir 15 mL pour chaque film. La planéité du support pendant le séchage est vérifiée avec un niveau à bulles d’air afin d’obtenir des films homogènes et réguliers. Une fois secs, les films sont démoulés et des éprouvettes de 6 x 2 cm sont découpés.

39Les temps de séchage se sont révélés nettement plus rapides pour les échantillons de Medium de Consolidation® 4176 (environ une semaine) ; a contrario le Plexisol® P550 sèche moins rapidement (plus d’une semaine). La transparence des films de Plexisol® P550 est, visuellement, demeurée identique après séchage. Cependant, il est intéressant de remarquer que le MFK, initialement laiteux et opaque à l’état liquide, devient transparent après séchage.

40Les films d’adhésifs sont ensuite soumis à des tests d’allongement sur le bâti de traction. Ils sont placés entre les deux pinces : au  bout de la pince mobile est fixée une contrainte dont la charge est croissante au cours de l’expérience. Deux traits distants de 2 ± 0,01 cm ont été placés sur les films à l’aide d’un stylo à encre indélébile. L’écartement progressif entre les deux repères sera mesuré au cours de l’expérience. Le système d’allongement est constitué d’une bouteille progressivement remplie d’eau jusqu’à la rupture de l’échantillon. L’expérience débute avec une charge constante de 20 ± 0,1 g constituée par la bouteille, la pince et le système d’accrochage. Cette charge n’exerçant aucun allongement sur le film éprouvette (Fig.6).

Fig. 6 : Dispositif expérimental

Fig. 6 : Dispositif expérimental

À gauche : Vue d’un échantillon en cours d’expérience. Le film d’adhésif d’allonge et se déforme jusqu’à la rupture. À droite : Manipulation en cours d’expérience ; la charge augmente par l’ajout d’eau de manière progressive.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

41L’observation d’essais tests révèle une rupture des films entre 100 et 160 g. L’application de la charge est donc progressive et le poids augmente de 10g en 10g. À chaque augmentation de la charge, l’allongement de l’échantillon est mesuré à l’aide d’un pied à coulisse numérique d’une précision de ± 0,01mm, selon la relation Lfinale – Linitiale. L’expérience s’achève lorsque la déformation devient continue, la mesure de l’allongement ne pouvant pas avoir lieu. Ce procédé permet aussi d’avoir une indication de la résistance à la traction des films d’adhésifs c’est-à-dire leur force de cohésion.

Répétabilité des mesures

42La fiabilité de l’expérience est vérifiée avec le même protocole expérimental sur des échantillons d’adhésif de Medium de Consolidation® 4176 à 20%. Les résultats obtenus et les moyennes exprimées correspondent aux ΔL = Lfinale – Linitiale en mm.

Tableau 5 : Répétabilité des tests d’allongement des films d’adhésifs

Tableau 5 : Répétabilité des tests d’allongement des films d’adhésifs

Les tests d’élasticité sont réalisés ici, sur des films d’adhésif de MFK à 20%.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

43Le tableau 5 montre qu’aucun résultat ne s’écarte de la moyenne, aussi tous sont conservés pour le calcul de l’écart-type. L’incertitude relative obtenue (de 4 à 7%) montre que le protocole expérimental est fiable.

Résultats expérimentaux et interprétations

44Selon le même dispositif expérimental, les autres films d’adhésifs ont été soumis à la même expérience. La mesure étudiée est donc l’allongement des échantillons ΔL = Lfinale – Linitiale. Les courbes d’élasticité représentent uniquement les moyennes dans un souci de clarté du texte. Elle représente la courbe de traction F=f(ε).

Fig. 7 : Courbes d’allongement des films d’adhésifs

Fig. 7 : Courbes d’allongement des films d’adhésifs

Les films de MFK et de Plexisol® P550 à 15% sont comparés dans cette expérience.

Crédit photographique : Guillemette Lardet

45De l’analyse des courbes d’élasticité dans la figure 7, la rupture du film arrive plus tard pour le Plexisol® P550 que pour le MFK. Les films de Plexisol® P550 sont capables d’absorber plus de contrainte, environ 4,5 fois plus, que ceux de MFK à concentration égale. Le Plexisol® P550 apparaît plus résistant à la rupture que le MFK mais ce dernier révèle des propriétés élastiques intéressantes. Le Plexisol® P550 possède une amplitude et une capacité d’allongement moins importantes que pour le MFK. En effet, pour une même force, l’allongement est plus important pour les films de MFK. La déformation du Plexisol® P550 ne s’établit pas instantanément quand la contrainte est appliquée au début de l’expérience ; on parle alors d’élasticité incomplète s’il existe une déformation résiduelle.

46Le Plexisol® P550 apparaît moins souple et semble confirmer sa réputation de matériau rigide. Il se déforme plus lentement à la contrainte. Sa rigidité est d’autant plus flagrante que l’épaisseur des films d’adhésifs à 15% est plus importante que celle du MFK à la même concentration alors qu’un volume identique de liquide a été utilisé dans la fabrication des échantillons. Ce phénomène s’explique par la proportion en matière sèche plus importante pour le Plexisol® P550 (40%) que pour le MFK (25%). Le film sec est déjà plus rigide qualitativement que celui de MFK, à la même concentration.

47Les deux adhésifs possèdent des propriétés mécaniques intéressantes. Le Plexisol® P550 est apte à supporter les contraintes et les mouvements d’un support. Cependant il a tendance à rigidifier considérablement le support original et à modifier sa masse. Le Medium de Consolidation® 4176 tend, lui, à supporter une faible contrainte à la rupture et possède une souplesse plus significative à la contrainte.

Conclusion

48Les recherches menées sur le Medium de Consolidation® 4176 en restauration-conservation des œuvres peintes ne sont pas anodines et demandent une véritable réflexion scientifique. Par cette dernière, il a été montré que le Medium de Consolidation® 4176 possède des propriétés intéressantes. Il semble avoir une meilleure capacité de pénétration et un pouvoir adhésif plus important que le Plexisol®P550. Son élasticité quant à elle, paraît être suffisante pour supporter les mouvements d’un support au même titre que le Plexisol® P550. Le MFK possède cependant une capacité d’allongement plus importante ce qui le rend moins cassant et plus souple que le Plexisol® P550. Le bon pouvoir adhésif du MFK combiné à sa faible teneur en matière sèche lui permet d’être utilisé à faible concentration tout en étant efficace. Dans l’optique de restaurations minimalistes, ne cherche-t-on pas à être le moins interventionniste ? La faible toxicité des solvants de dilution est encore une fois un atout majeur à la fois pour l’œuvre, mais aussi pour le restaurateur.

  • 25  MARRIOTT, S., « Lascaux 4176 Medium for Consolidation », dans The Picture Restorer, 2010, n°37,  p (...)
  • 26  BERGER, G. A., ZELIGER, H. I., « Procédures de mise au point d’adhésifs pour peintures : importanc (...)

49À ce stade des recherches, de nombreux paramètres restent encore à tester, à approfondir avant de pouvoir intégrer le Medium de Consolidation® 4176 dans le panel d’adhésifs d’imprégnation à la disposition des restaurateurs de tableaux, notamment son comportement au vieillissement au sein d’une stratigraphie de peinture. Même s’il est déjà employé dans le cadre de la restauration de sculptures en bois polychrome, le Medium de Consolidation® 4176 possède tous les avantages requis pour que son emploi se généralise dans la restauration de peintures. Cette émulsion pourrait répondre à des problématiques rencontrées notamment dans l’art contemporain, mais aussi pour certains tableaux anciens. Elle pourrait également permettre une consolidation efficace et suffisante pour des supports ou des couches picturales sensibles à l’eau25. La consolidation serait alors effective sans que le support n’ait gonflé ou ne se soit tâché. Il semble répondre à aux exigences requises pour un adhésif adapté à la conservation-restauration : l’adhérence, l’absence d’interaction chimique continue et d’interaction de structure, la compatibilité avec le substrat, la durabilité, l’applicabilité et la réversibilité comme l’avait énoncé G. A. Berger26.

  • 27  McGLINCHEY, C., PLOEGER, R., COLOMBO, A., SIMONUTTI, R., PALMER, M., CHIANTORE, O., PROCTOR, R., L (...)

50Le Medium de Consolidation® 4176 prouve son efficacité dans la consolidation des couches picturales. Il reste cependant à diversifier les méthodes de mises en œuvre. Toutefois, le Medium de Consolidation® 4176 paraît être un adhésif supplémentaire à ajouter au panel des adhésifs synthétiques déjà utilisés dans le domaine de la conservation. L’étude de nouveaux produits est justement au centre des préoccupations et des recherches menées et présentées lors des colloques27.

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Notes

1  CHEVALIER, A., « Histoire et évolution récente de l’usage des adhésifs synthétiques en restauration des supports toile », dans Revue Coré, 2007, n°19, p. 53-58.

2  ALLEN, K. W., « Adhésion et adhésifs : principes de bases », dans Adhésifs et consolidants, Paris, SFIIC, 1984, p. 1.

3  ROCHE, A., « Mécanismes de formation d’un film d’émulsion », p. 1.

4  Le Medium de Consolidation® 4176 est un adhésif acrylique commercialisé par Lascaux Colours & Restauro depuis 2004, remplaçant l’Acronal® 300D anciennement fabriqué par BASF. Son but était de pouvoir consolider les sculptures polychromes et autres surfaces peintes. Le MFK est un acrylique styréné à base d’ester acrylate et d’ester méthacrylate. Le styrène est la cause de nombreuses questions concernant le vieillissement du MFK et son impact sur les matériaux constitutifs d’une œuvre. Il se présente sous une forme liquide et laiteuse à l’état commercial.

5  NICOLAUS, K., Manuel de restauration des tableaux, Cologne, Editions Könemann, 1999, p. 114.

6 MECKLENBURG, M. F., FUSTER-LOPEZ, L., OTTOLINI, S., « A look at the structural requirements of consolidation adhesives for easel paintings », dans  Adhesives and Consolidants in Paintings Conservation, London, Archetype Publications, 2012, p. 7-8.

7  HEDLUNG, H. P., JOHANSSON, M., « Prototypes of Lascaux’s Medium for consolidation – Development of a new custom-made polymer dispersion for use in conservation », dans Restauro, 2005, n°6, p. 432-439. Cet article résume les expériences menées pour la mise en place de ce nouvel adhésif. Il étudie la résistance des films d’adhésifs à la chaleur, à l’humidité, à la lumière et aux rayons ultraviolets et infrarouges.

8  MARRIOT, S., « Lascaux 4176 Medium for Consolidation », dans The Picture Restorer, décembre 2010, n°37, p. 34-35.

9  L’adhésif est recommandé par la fiche technique fournie par  Lascaux Colours & Restauro et Sennelier. Il est aussi possible de le rencontrer dans certains traitements de restauration cités par Sally Marriott dans son article mentionné ci-avant : pour la consolidation de couches picturales de tableaux de la St Botolph’s Church à Cambridge…

10  DELCROIX, G., HAVEL, M., Phénomènes physiques et peinture artistique, Puteaux, EREC,  1988,  p. 81.

11  MEHRA, V. R., « Further develoments in cold lining (nap-bond system) », dans ICOM Triennal Meeting, 4th Venise, Paris, ICOM committe for conservation, 1975, p. 90.

12  MARRIOT, S., « Lascaux 4176 Medium for Consolidation », dans The Picture Restorer, décembre, 2010, n°37, p. 34-35.

13  KOTLIK, P., « Impregnation under low pressure », dans Studies in conservation, 1998, volume 43, n°1, p. 42-48.

14  MECKLENBURG, M. F., FUSTER-LOPEZ, L., OTTOLINI, S. « A look at the structural requirements of consolidation adhesives for easel paintings », dans  Adhesives and Consolidants in Paintings Conservation, London, Archetype Publications, 2012, p. 9-10.

15  Les concentrations utilisées pour le MFK sont expérimentales et inférieures à son poids sec qui est de 25%. Le choix de ces concentrations est aussi basé sur des conseils recueillis de certains restaurateurs utilisant ce produit.

16  Ce sont presque exclusivement des hydrocarbures benzéniques, soit du toluène, du xylène, de l’éthylbenzène, du triméthyléthylbenzène… dont la teneur varie entre 1 et 20%.

17  SAPORTA, G., Probabilités, analyses des données et statistiques, Paris, Editions Technip, 2006, 622 p.

18  Rappelons que plus la tension superficielle est basse, meilleure est la mouillabilité du substrat et meilleure est la pénétration.

19  ROCHE, A., Comportement mécanique des peintures sur toile : dégradation et prévention, Paris, CNRS Editions, 2003, p. 113.

20  VELSON, H., « Setting the scene : considerations and decision making for planning and undertaking treatments », dans Adhesives and Consolidants in Painting Conservation, London, Archetype Publications, 2012, p. 2-3.

21  L’adhésif est appliqué à l’aide d’un spalter au revers de la toile.  Cette étape a été répétée à quatre reprises afin que les fibres de la toile apparaissent saturées.

22  MECKLENBURG, M. F., FUSTER-LOPEZ, L., OTTOLINI, S., « A look at the structural requirements of consolidation adhesives for easel paintings », dans  Adhesives and Consolidants in Paintings Conservation, London, Archetype Publications, 2012, p. 16.

23  MASSCHELEIN-KLEINER, L., Liants, vernis et adhésifs anciens, Bruxelles, IRPA, 1992, p. 38.

24  DELCROIX, G., HAVEL, M., Phénomènes physiques et peinture artistique, Puteaux, EREC,  1988,  p. 248-252.

25  MARRIOTT, S., « Lascaux 4176 Medium for Consolidation », dans The Picture Restorer, 2010, n°37,  p. 34.

26  BERGER, G. A., ZELIGER, H. I., « Procédures de mise au point d’adhésifs pour peintures : importance des tests de validité », dans Adhésifs et consolidants, Paris, SFIIC, 1984, p. 9.

27  McGLINCHEY, C., PLOEGER, R., COLOMBO, A., SIMONUTTI, R., PALMER, M., CHIANTORE, O., PROCTOR, R., LAVEDRINE, B., DE LA RIE, E., « Lining and Consolidating Adhesives : Some new developments and Areas of future research », dans Adhesives and Consolidants for Conservation : Research and Application, 2011, p. 1.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Comparaison du Plexisol® P550 et du Medium de Consolidation® 4176
Légende En haut, à gauche : Le MFK se présente sous forme liquide et laiteuse dans des contenants allant de 250mL à 1L. En bas, à gauche : contenant commercial du Plexisol® P550. À droite : tableau comparatif des deux adhésifs étudiés.
Crédits Crédit photographique : http://www.kremer-pigmente.com/​en/​ready-made-colors/​lascaux-products/​lascaux-medium-for-consolidation-81012.html et (tableau) Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-1.jpg
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Titre Fig. 2 : Mise en place du protocole expérimental
Légende Chaque éponge est plongée dans un récipient contenant 20 mL de liquide.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
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Titre Tableau 1 : Temps de pénétration de l’eau déminéralisée
Légende L’eau a un temps de pénétration d’environ 8,15 secondes sur une distance de 4 cm.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
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Titre Tableau 2 : Temps de pénétration des deux adhésifs
Légende (À gauche : le tableau récapitulatif des mesures et des moyennes des temps de pénétration. À droite : diagramme des temps de pénétration des deux adhésifs.) Il est clairement évident que le MFK possède des temps de pénétration plus rapide que le Plexisol® P550.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-5.jpg
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Titre Fig. 3 : Préparation des échantillons
Légende À gauche : Superposition des deux toiles dans la préparation des éprouvettes. À droite : Échantillons en cours de réactivation sur une table basse pression.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
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Titre Fig. 4 : Vue générale du bâti de traction
Légende À gauche : Bâti de traction dans sa construction générale. À droite : Fixation du dynamomètre sur la traverse coulissante du bâti.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
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Titre Fig. 5 : Vue d’un échantillon placé sur le bâti de traction avant le début de l’expérience
Légende Des languettes d’intissé ont été appliquées à l’aide de Plextol® B500 épaissi au xylène.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
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Titre Tableau 3 : Résultats des tests de répétabilité du protocole expérimental
Légende Les tests d’arrachage sur les échantillons imprégnés de Plexisol® P550 avoisinent 2,5 kg.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-9.jpg
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Titre Tableau 4 : Tableau et diagramme des résultats des tests d’adhésivité
Légende En haut : Tableau récapitulatif des mesures et moyennes recueillies lors de l’expérience. En bas : Diagramme des moyennes des poids nécessaires à l’arrachage des échantillons imprégnés.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-10.jpg
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Titre Fig. 6 : Dispositif expérimental
Légende À gauche : Vue d’un échantillon en cours d’expérience. Le film d’adhésif d’allonge et se déforme jusqu’à la rupture. À droite : Manipulation en cours d’expérience ; la charge augmente par l’ajout d’eau de manière progressive.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-11.jpg
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Titre Tableau 5 : Répétabilité des tests d’allongement des films d’adhésifs
Légende Les tests d’élasticité sont réalisés ici, sur des films d’adhésif de MFK à 20%.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-12.jpg
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Titre Fig. 7 : Courbes d’allongement des films d’adhésifs
Légende Les films de MFK et de Plexisol® P550 à 15% sont comparés dans cette expérience.
Crédits Crédit photographique : Guillemette Lardet
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/3986/img-13.jpg
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Pour citer cet article

Référence électronique

Guillemette Lardet, « Comparaison du Plexisol® P550 et du Medium de Consolidation® 4176  », CeROArt [En ligne], 4 | 2014, mis en ligne le 19 mars 2014, consulté le 25 mai 2017. URL : http://ceroart.revues.org/3986

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Auteur

Guillemette Lardet

Guillemette Lardet, restauratrice diplômée d’un master II conservation-restauration du patrimoine, spécialisation peintures de chevalet. École de Condé Paris. lardet.guillemette@gmail.com

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Droits d’auteur

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