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Dossier

Caractérisation des plaques d'identification militaires en zinc provenant du site de Carspach (Alsace, Haut-Rhin, F)

Marie-Jeanne Scholl

Résumés

La fouille de l’abri « Kilian » à Carspach (Haut-Rhin, F), a permis d’étudier le comportement de métaux modernes en contexte archéologique, à travers l’exemple de plaques d’identification militaires en zinc. Assurer la préservation à long terme des plaques, et donc de leurs significations, nécessite de comprendre les mécanismes de corrosion du zinc archéologique et notamment d’évaluer la stabilité de l’état de conservation actuel. Ce travail rend compte de l'examen diagnostique de ces objets, notamment au-travers une description approfondie de la corrosion réalisée au moyen d’observations macro- et microscopiques ainsi que par des analyses physico-chimiques (XRF, SEM-EDX, FTIR et Raman) et propose une méthodologie pour aider au choix d’un protocole de traitement adapté à ce type d'objets.

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Texte intégral

Introduction

1L’étude de la corrosion des métaux archéologiques constitue depuis longtemps un vaste champ de recherche dans le domaine de la conservation et la restauration des métaux. Aujourd’hui, avec l’émergence de l’archéologie de la Grande Guerre, de nouveaux métaux font leur apparition dans les laboratoires des restaurateurs. Certains d’entre eux, tels les objets en zinc, habituellement peu présents en milieu archéologique, n’ont pas ou peu été étudiés, c’est pourquoi peu de données concernant des traitements spécifiques existent actuellement.

2La littérature issue de l’ingénierie ne permet que partiellement de répondre aux questions suscitées par la corrosion de ces métaux. La caractérisation des plaques d’identification militaires en zinc se base sur l’étude de cinq plaques retrouvées dans le cadre de la fouille du « Kilianstollen » à Carspach par le Pôle d’Archéologie Interdépartemental Rhénan (PAIR). Elle a été réalisée dans l’optique d’une part d’une meilleure compréhension des valeurs associées à ces objets dans le cadre de la conservation en archéologie, et d’autre part de documenter de la manière la plus complète possible l’aspect de la corrosion du zinc en milieu enfoui, pour finalement aider au choix d’un protocole de traitement. Elle repose donc sur une étude de l’état de conservation des objets ainsi que de la stabilité de la corrosion.

3Cette étude n’a pas la prétention d’expliquer les mécanismes chimiques en jeu dans la corrosion du zinc archéologique, mais vise un but précis, celui de la préservation à long terme des plaques, et par conséquent des informations que celles-ci contiennent.

Contexte

  • 1  LANDOLT, M. « Archéologie de la Grande Guerre. La galerie allemande du Kilianstollen à Carspach », (...)

4Les plaques d’identification militaires ont été retrouvées sur ou à proximité des corps de soldats allemands, à l’intérieur de l’abri « Kilian » situé à environ 6 mètres sous terre. Cette galerie souterraine de 125 m de long, située en parallèle à la première ligne de front allemande, était utilisée durant la Première Guerre mondiale comme lieu de vie pour les soldats des tranchées. Elle s’est effondrée en 1918 suite à un bombardement français, tuant 34 soldats allemands dont 21 d’entre eux sont restés ensevelis jusqu’à la fouille du site en 2011. Le site a été mis au jour à l’occasion de travaux d’aménagement d’une déviation dont le tracé passait directement sur l’abri1 (fig.1).

Fig.1 Vue d’une partie de l’abri Kilian en cours de fouille 

Fig.1 Vue d’une partie de l’abri Kilian en cours de fouille 

Abri dans lequel les corps des soldats allemands ont été retrouvés.

© M.Landolt, PAIR

  • 2  Information transmise par Solenne Milbled (restauratrice du patrimoine, PAIR), lors d’un entretien (...)

5Au total, ce sont 19 plaques qui ont été exhumées lors de la fouille. Mais de nombreux autres objets ont également été retrouvés (plus de 1200 lots, dont de l’équipement militaire, des objets personnels liés à la toilette, la nourriture, l’écriture, le jeu, la religion, l’argent, etc.). Le contexte de découverte des plaques est important pour comprendre leur état d’altération, car de nombreux paramètres entrent en compte dans leur processus de dégradation, dont la présence de certains matériaux avec lesquels elles ont pu être en contact. Certaines d’entre elles étaient en effet associées à d’autres objets ou parties d’objets, comme des morceaux de tissus (poche d’uniforme), de cuir (porte-monnaie, étui) ou de papier (livret2).

Description des plaques

  • 3  Composition déterminée à l’aide d’une analyse XRF, réalisée à la Haute Ecole Arc dans le cadre de (...)

6Les plaques en alliage de zinc3 sont de forme ovale et comportent deux perforations circulaires au niveau du bord supérieur central. Parmi le corpus d’objets étudiés, nous avons pu identifier, à l’aide des directives officielles du Ministère de la Guerre allemand, une plaque modèle 1915, mesurant 7 x 5 cm, et quatre plaques modèle 1916, mesurant 6.8 x 5.4 cm, pour une épaisseur de 1 mm chacune (fig.2). Ces dernières ont la particularité de pouvoir se scinder en deux afin d’en récolter la moitié et de laisser l’autre sur le corps du soldat mort au combat.

Fig. 2 Différents modèles de plaque

Fig. 2 Différents modèles de plaque

a) Vue de face d’une plaque modèle 1915 (en haut) et d’une plaque modèle 1916 (en bas) avant traitement © M.-J.Scholl, HECR Arc b) Schémas des différents modèles selon les directive 594 (réf.1085/7.15.B3) et 792 (1727/8.16.B3) du Ministère de la Guerre 

© S.Lalisse

  • 4  LALISSE, S. Les Plaques d’Identité allemandes, 1869-1918 [en ligne] 2012 [Consulté le 30.11.2013].
  • 5  Information transmise par Michaël Landolt (archéologue, PAIR), lors d’un entretien à Sélestat (F), (...)

7Concernant leur fabrication, toutes les plaques ont été réalisées à partir de tôles de zinc laminées et découpées selon un processus industriel. Comme leur nom l’indique, elles sont utilisées pour l’identification de l’individu qui la porte au-travers des informations qui y ont été inscrites lors de l’engagement du soldat dans l’armée : nom et prénom de la personne, sa date de naissance, sa provenance, mais aussi la désignation de l’unité de dépôt, à savoir les numéros de la compagnie et du bataillon dans lequel le soldat était affecté, ainsi que son matricule4. Ces plaques devaient officiellement être portées autour du cou, mais il n’est pas exclu que certains soldats les aient portées de manière non-réglementaire dans une poche de l’uniforme, dans un porte-monnaie ou encore dans des petites pochettes en cuir, comme l’attestent les vestiges retrouvés à Carspach5.

  • 6  HAROUARD, G., et al. « Le mobilier des conflits contemporains : comment conserver des objets et ma (...)

8Ces objets sont d’une importance fondamentale dans le cadre de la fouille de Carspach, puisqu’ils permettent d’attribuer un nom aux corps des soldats découverts dans l’abri effondré et le cas échéant de restituer la dépouille aux familles ou descendants6.

Problématique de conservation

9La problématique de conservation est donc liée ici à une dimension à la fois juridique et éthique, puisqu’il s’agit de conserver la mémoire d’une personne disparue au-travers de la possibilité de lecture des inscriptions sur la plaque qui lui appartenait. Pour obtenir ou préserver ces informations, l’objet nécessite parfois une intervention de conservation-restauration plus ou moins importante selon l’état d’altération de la plaque lors de sa découverte.

10Des éléments exogènes peuvent ainsi cacher ces informations et donc entraver la lisibilité de l’objet, comme des morceaux de tissu de l’uniforme du soldat, des éléments issus du sol, des produits de corrosion ou encore des restes organiques provenant du corps du défunt (fig.3). Quant à la corrosion du métal, responsable de plusieurs types d’altérations, elle constitue un des facteurs principaux de dégradation des plaques en zinc. Elle est susceptible d’être réactivée, car comme tous les matériaux excavés après de nombreuses années, les plaques subissent lors de leur mise au jour un choc lié au changement brutal d’environnement de conservation, pouvant générer d’importantes altérations.

Fig. 3 Remise en contexte de l’une des plaques étudiées

Fig. 3 Remise en contexte de l’une des plaques étudiées

a) Problème de lisibilité lié à la présence de matériaux exogènes © M.-J.Scholl, HECR Arc b) contexte de découverte de la plaque n°1017-2 

© M. Landolt, PAIR

  • 7  Une strate est définie comme une « partie des matériaux constitutifs présentant une certaine homog (...)
  • 8  CRONYN, J. M. The elements of archaeological conservation, Londres, New York, Routledge, 1996, p.8

11L’enjeu principal de ce travail consiste à identifier et décrire de la manière la plus détaillée possible, les différentes strates7 que l’on retrouve sur les plaques. Ceci devra permettre une meilleure compréhension de l’objet et de son état de conservation actuel, nécessaire avant le choix d’une intervention de conservation-restauration appropriée. A l’instar des métaux archéologiques, la localisation de la surface d’origine est essentielle, car elle permet de définir une limite quant au retrait des matériaux situés au-dessus de celle-ci lors de l’intervention, et par conséquent de conserver la lisibilité de l’objet, sachant que ce retrait est une intervention irréversible. Elle comprend donc parfois la préservation de produits de corrosion8.

Méthodes d’étude

Description  de la corrosion

12La description de la corrosion des plaques en zinc constitue une partie du constat d’état des altérations, qui concerne uniquement les altérations physico-chimiques des plaques. Différentes méthodes d’étude, complémentaires les unes aux autres, ont été utilisées. Deux plaques d’identification fracturées représentatives de la collection ont été sélectionnées pour le prélèvement d’échantillons afin d’obtenir une coupe transversale observable sous microscope et servant de base à la réalisation de microanalyses.

13L’observation des plaques constitue une part essentielle de la description de la corrosion, que ce soit à l’œil nu, par des méthodes d’imagerie (loupe binoculaire, microscopie optique et électronique à balayage, photographie sous lumière ultraviolette, radiographie X) ou encore par un sondage au scalpel qui permet de ressentir les propriétés physiques de la matière constituant les strates.

  • 9  BERTHOLON, R. « Proposition d’une méthode de description de la corrosion des objets métalliques ar (...)

14La méthode de description utilisée se base sur les documents de travail mis au point par Régis Bertholon9, impliquant les notions de faciès de corrosion, de strate et d’interface. L’étude a lieu en trois temps :

  • Observation des différents caractères (surfaces, matière interne, éléments stratigraphiques) ;

  • Transcription des informations au moyen d’une fiche de description, sous la forme d’un tableau, et de critères descriptifs, issus de référentiels adaptés à chaque caractère ;

    • 10  Représentation de l’objet en coupe transversale montrant les différentes strates de corrosion.

    Codification des informations et représentation schématique de la stratigraphie10.

  • 11  Réalisées conjointement avec Edith Joseph, adjointe scientifique de l’équipe de recherche et dével (...)

15Afin de compléter la stratigraphie, une série d’analyses élémentaires et moléculaires11 XRF, SEM-EDX, FTIR et Raman, ont été effectuées dans les locaux de la Haute Ecole Arc, à l’Institut de Microtechnique de la Chaux-de-Fonds (IMA) et à la Haute Ecole des Arts de Berne (HKB).

16Ces analyses ont entre autres permis d’obtenir des données qualitatives et quantitatives sur la composition de l’alliage constitutif des plaques, mais aussi du milieu d’enfouissement (au-travers du sédiment restant à la surface de l’objet), ainsi que d’éventuels composés organiques et inorganiques associés aux produits de corrosion au sein des différentes strates.

Localisation de la limite de la surface d’origine

  • 12  BERTHOLON, R. La limite de la surface d’origine des objets archéologiques métalliques. Caractérisa (...)
  • 13  BERTHOLON, R. « Archaeological metal artefacts and conservation issues : long-term corrosion studi (...)

17La notion de limite de la surface d’origine (ou limitos) a été définie de manière approfondie par Régis Bertholon12. Il s’agit de l’interface formant la limite entre les matériaux constitutifs de l’objet et l’environnement qui l’entourait au moment de son abandon13, c’est-à-dire au moment où l’objet cesse d’être en utilisation. En l’occurrence ici ce moment correspond à l’effondrement de l’abri sur les soldats en mars 1918.

18Certaines caractéristiques des strates (cohésion, dureté, porosité, densité aux rayons X, couleur, éclat, etc.), nommés « marqueurs », peuvent fournir des indices quant à la localisation de la limite de la surface d’origine. Nous distinguons trois types de marqueurs :

  • Les marqueurs supérieurs, qui indiquent que la limite se trouve au-dessous de la strate,

  • Les marqueurs inférieurs, qui indiquent que la limite se trouve au-dessus de la strate,

  • Les marqueurs correspondants, qui indiquent que la limite correspond à l’interface de deux strates.

Stabilité de la corrosion

  • 14  Test de vieillissement accéléré des matériaux de conservation, consistant à observer l’oxydation o (...)

19Pour évaluer la stabilité de l’état actuel de conservation des plaques, nous avons utilisé un échantillon enrobé. La méthode, mise au point de manière expérimentale, se base sur un test de corrosion accélérée, proche d’un test d’Oddy14. L’échantillon a été placé pendant 48 heures dans un milieu hermétique (bocal) comportant une atmosphère saturée en humidité (lit d’ouate imbibé d’eau). Une photographie, prise périodiquement sous loupe binoculaire permet d’observer tout changement au sein de la coupe transversale qui indiquerait une éventuelle instabilité de l’état actuel de l’objet.

Etude des plaques

Constat d’état

20Les plaques en zinc sont altérées par la corrosion, dont le faciès est multiforme : corrosion généralisée (l’ensemble de l’objet est corrodé) et corrosion non-uniforme (différentes formes de corrosion peuvent apparaître sur une même plaque). La corrosion apparaît parfois sous forme de couches et parfois sous forme de piqûres localisées.

21Les produits de corrosion ont par endroit remplacés presque tout le métal, conférant aux plaques une certaine fragilité. Ceci est notamment visible sur les clichés obtenus à la radiographie X (fig.4), car les produits de corrosion sont moins denses que le métal.

Fig. 4 Radiographie X des plaques étudiées

Fig. 4 Radiographie X des plaques étudiées

De haut en bas et de gauche à droite n°1004-22, 1008-1, 1007-4, 1010-28, 1017-2

© S. Milbled, PAIR

22Les plaques comportent en surface différents matériaux, masquant en partie les inscriptions, mais renfermant aussi des informations archéologiques sur le contexte historique et d’enfouissement.

23Parmi les altérations physiques (fig.5) relevées sur les objets, et qui découlent parfois d’altérations physico-chimiques liées au processus de corrosion, nous pouvons citer :

  • des fragmentations

  • des irrégularités de la surface et des bords

  • des croûtes et dépôts exogènes

  • des lacunes

  • des fissurations

Fig. 5 Etat de conservation de l’une des plaques

Fig. 5 Etat de conservation de l’une des plaques

Vue de face de l’une des plaques fracturées 

© M.-J.Scholl, HECR-Arc

Stratigraphie et formes de corrosion

24La description des caractères des strates se base sur une stratigraphie, établie à partir de la synthèse des observations réalisées à différents endroits sur les objets étudiés (fig.6), complétée par  les résultats d’analyse et les méthodes d’imagerie appliquées aux deux échantillons prélevés.

Fig. 6 Stratigraphie de la corrosion et codification des strates

Fig. 6 Stratigraphie de la corrosion et codification des strates

a) Stratigraphie représentant une plaque en coupe transversale (strates majeures et mineures)  b) Types de strates et codes principaux associés utilisés dans le cadre de cette étude 

© M.-J.Scholl, HECR-Arc © R.Bertholon

  • 15  Pour les descriptions et résultats d’analyse complets, voir : SCHOLL, M.-J. Caractérisation des pl (...)

25Le tableau suivant présente les différentes strates identifiées sur les plaques15.

  • 16  ROBBIOLA, 1990, p.44.

Strate majeure

Strate mineure

Description

Remarques

M1

Nodule fin, isolé, gris (fig.7).

Alliage binaire de zinc (98.2%) et de plomb (1.8%). Le plomb apparaît sous forme de petites inclusions blanches, orientées horizontalement (sens du laminage)

Compact, tendre et malléable.

Brillant (éclat métallique).

Pas de différence de composition entre les différents modèles de plaques (1915 et 1916).

S1

Couche voire croûte, pouvant être assez épaisse, discontinue, gris-brun clair.

Sables fins (10%), limons (75%), argiles (15%) : particules pseudo-sphériques arrondies, éléments organiques.

Très poreuse, molle, friable voire pulvérulente.

Granulométrie16:

Grains de quartz : 0.2 à 0.035 mm.

Grains de limon :

35 μm à 2 μm.

Grains d’argile : moins de 2 μm.

S1.S1e

Idem.

Forme par endroit des amas.

S1.POM1e

Strate fine, discontinue, brun pâle.

Microstructure des fibres : armure toile (standard : dessus/dessous) avec torsion du fil en S.

Fibres textiles cellulosiques (coton) et sédiment.

Très poreuse, molle, friable voire pulvérulente.

Peut provenir d’un vêtement que portait le soldat lors de l’effondrement de la galerie.

NMM1

Strate fine, isolée, noir-brun pâle.

Microstructure des fibres : torsion du fil en S.

Fibres textiles (laine).

Très poreuse, molle, friable.

Restes du cordon utilisé pour le port de la plaque autour du cou.

NMM2

Strate très fine, isolée, noire.

Poil humain.

Tendre et cassant.

Provient du corps du soldat auquel la plaque est associée.

NMM3

Strate fine à très volumineuse, isolée, noir-gris.

Microstructure des fibres : feutrée et/ou armure toile avec torsion du fil en S.

Fibres textiles (laine et/ou coton).

Tendre et sectile.

Peut provenir d’un vêtement que portait le soldat lors de l’effondrement de la galerie.

D1

Amas, fin, dispersé gris-brun clair.

Composition non-déterminée.

Poreux, mou et friable.

Fluorescence jaune sous lumière UV.

D2

Voile fin, dispersé, orange.

Oxydes de fer (goethite FeO(OH))

Peu poreux, tendre et sectile.

Peuvent provenir de la corrosion d’objets ferreux à proximité.

CP1e

Croûte épaisse (voire amas), discontinue, brune (fig.8).

Sulfures/sulfates de zinc (?), restes organiques (?), sédiment.

Compacte, dure et friable.

Eclat résineux, nacré.

Fluorescence orange sous lumière UV.

CP2i

Couche plus ou moins épaisse, discontinue, grise à gris-orange clair (fig.9).

Mélange de carbonates de zinc (smithsonite ZnCO3) et d’autres produits de corrosion (fig.10).

Poreuse, dure et cassante.

Translucide.

Fluorescence bleu foncé.

Présence de fissures simples, parallèles ou perpendiculaire.

Présence d’inclusions de métal corrodé (CM1 (A)).

CP2.CP1i

Idem, couleur à tendance grise.

Idem.

CP2.CP2i

Idem, couleur à tendance gris-orange clair.

Présence de sulfures/sulfates de zinc (?).

Idem, opaque.

CP3i

Amas ou couche, d’épaisseur variable, isolée ou discontinue, blanche (fig.9).

Hydroxycarbonates de zinc (hydrozincite Zn5(CO3)2(OH)6) (?)

Très poreuse, molle et pulvérulente.

Fluorescence bleu clair.

Présence de fissures simples et parallèles.

CP3.CP1i

Idem.

Idem.

CP3.CP2i

Amas très fin, isolé.

Microstructure cristalline, isométrique.

Composition non-déterminée.

Très poreux, mou et pulvérulent.

Transparent, nacré.

Forme une géode.

Fluorescence bleu clair.

CP3.SV1i

Fissure longitudinale, d’une épaisseur de moins de 0.1 mm, dispersée, entourée des cristaux de CP3.CP2i.

Présence d’éléments issus du sol.

CP4i

Veine fine, isolée, noire (fig.9).

Carbonates de zinc (smithsonite ZnCO3)

Compacte, dure et cassante.

CP5e

Amas fin, isolé, blanc.

Hydroxycarbonates de zinc (hydrozincite Zn5(CO3)2(OH)6) (?)

Très poreux, mou et pulvérulent.

Fluorescence bleu clair.

CM1 (A)

Nodule très fin, dispersé, gris foncé.

Carbonates de zinc (smithsonite ZnCO3) et métal (plomb).

Compact, dur et cassant.

Eclat submétallique.

CM1.CM1

Nodule très fin, isolé, noir.

Métal (plomb).

Compact, tendre et malléable.

Eclat métallique.

CM1.CP1

Nodule très fin, isolé, gris.

Carbonates de zinc (smithsonite ZnCO3).

CM1 (B)

Couche fine, discontinue, gris foncé.

Carbonates de zinc (smithsonite ZnCO3) et métal (plomb).

Compact, dur et cassant.

Eclat submétallique.

Présence de fissures simples et parallèles.

CM1.CM1

Nodule très fin, isolé, noir.

Métal (plomb).

Compact, tendre et malléable.

Eclat métallique.

CM1.CP1

Couche fine, discontinue, grise.

Carbonates de zinc (smithsonite ZnCO3).

Compact, dur et cassant.

Présence de fissures simples et parallèles.

SV1i

Fissure longitudinale, d’une épaisseur de moins de 0.1 mm, dispersée.

Présence d’éléments issus du sol.

Fig. 7 Vue du noyau métallique restant au sein d’un échantillon en coupe

Fig. 7 Vue du noyau métallique restant au sein d’un échantillon en coupe

a) Image SEM,  BSE, montrant la présence d’un noyau métallique b) Détail des nodules de plomb inclus dans l’alliage ainsi que dans les strates corrodées (en blanc) c) Spectre d’analyse EDS du noyau métallique 

© IMA

Fig. 8 Aspect de CP1e

Fig. 8 Aspect de CP1e

Couche dure et adhérente, vue sous loupe binoculaire 1.2x 

© M.-J.Scholl, HECR-Arc

Fig. 9 Strates constituées de produits de corrosion

Fig. 9 Strates constituées de produits de corrosion

a) Vue des strates CP2i, CP3i et CP4i sous microscope optique, dark field, 50x b) Aspect des strates, vue sous loupe binoculaire, 1.2x 

© M.-J.Scholl, HECR-Arc

Fig. 10 Analyses FTIR et Raman de la couche CP2i

Fig. 10 Analyses FTIR et Raman de la couche CP2i

Spectres FTIR (transmission) [1402, 867, 743 cm-1] (en haut) et spectre Raman [1736, 1408, 1092vs, 730, 303s, 196m cm-1] (en bas) confirmant la présence de smithsonite (ZnCO3, groupe calcite), au sein de la strate CP2i 

© HKB

26La corrosion s’étend sur toute l'épaisseur des plaques, et possède une structure multicouche. Différentes formes de corrosion, qui peuvent se rencontrer dans une même plaque, ont été caractérisées (fig.11) :

Fig.11 Formes de corrosion observables sur les différentes plaques 

Fig.11 Formes de corrosion observables sur les différentes plaques 

Schémas des formes de corrosion identifiées, où M = métal, CM = métal corrodé, CP = produit de corrosion

© M.-J.Scholl, HECR-Arc

27La forme A se caractérise par la présence d’un noyau métallique non-corrodé (M1) autour duquel se trouvent des strates constituées principalement de produits de corrosion de natures différentes (strates CP). Nous observons également la présence d’inclusions de métal corrodé enrichies plomb (CM1 (A)).

28La forme B se présente sous la forme d’une large couche de métal corrodé (CM1 (B)) dans laquelle sont incluses des strates constituées de produits de corrosion (strates CP).

29La forme C comporte uniquement des strates de produits de corrosion dans lesquelles se trouvent des inclusions de métal corrodé (CM1 (A)), tout comme dans la première forme. Le noyau métallique a ici disparu.

Limite de la surface d’origine

30Suite à l’étude des différentes strates, nous constatons que la limite de la surface d’origine semble avoir été conservée, elle est d’ailleurs bien visible au microscope optique sur les échantillons en coupe (fig.12).

Fig.12 Limite de la surface d’origine

Fig.12 Limite de la surface d’origine

Localisation de la limitos (en rouge) sur les échantillons prélevés pour les analyses 

© M.-J.Scholl, HECR-Arc

31Parmi les marqueurs de la limite de la surface d’origine, nous pouvons citer :

  • les marqueurs supérieurs, que constituent les strates telles que le sédiment (S1), les matériaux non-métalliques (NMM) et les dépôts (D), qui sont généralement peu adhérents avec la plaque ;

  • les marqueurs inférieurs, à savoir les strates composés principalement de produits de corrosion durs, de couleur grise à gris-foncé, en raison de la présence de nodules de plomb, visibles sous microscope électronique à balayage ;

  • les marqueurs correspondants que constituent les inscriptions sur la plaque.

32Quelques difficultés liées à la localisation de la limitos peuvent néanmoins être rencontrées, lorsque nous nous trouvons en présence de la strate brune (CP1e), qui empêche d’accéder la surface de la plaque, en raison de son adhérence avec la surface.

33Les strates blanches et pulvérulentes (CP3i et CP5e) peuvent également induire en erreur le conservateur-restaurateur lors d’une intervention, car celles-ci possèdent des caractéristiques physiques similaires, CP3i se trouvant au-dessous et CP5e au-dessus de la limitos.

34Il faut donc faire preuve d’une capacité d’abstraction afin d’imaginer la forme que pouvait revêtir l’objet non-altéré avant l’enfouissement. Des recherches préalables sur les inscriptions censées y figurer ainsi que sur la typologie des lettres sont donc nécessaires afin de pouvoir dégager celles-ci correctement.

Résultats de l’étude

Diagnostic

35L’altération des plaques est principalement due à des facteurs mécaniques et physico-chimiques (présence d’eau, notamment) liées à leur enfouissement au sein d’un environnement très hétérogène et en constante évolution.

  • 17  Le loess est une roche sédimentaire poreuse semblable à du limon, riche en calcite (CaCO3), de cou (...)

36Outre les éléments présents naturellement dans le sol loessique17 d’Alsace, le contexte archéologique est lui aussi à prendre en compte, car la présence des corps humains, parfois en contact direct avec les plaques, ainsi que les objets leur étant associés, peut avoir une influence sur la forme et la nature de certains produits de corrosion, voire engendrer une accélération de la corrosion en augmentant l’acidité locale du milieu.

  • 18  « Conducteur ionique contenant des ions positifs et négatifs (cations et anions) qui se déplacent (...)
  • 19  ZHANG, X. G. Corrosion and Electrochemistry of Zinc. New York, Plenum Press, 1996, p.21-22.

37Selon le schéma de base de la corrosion du zinc, il se forme au stade initial de l’attaque une couche d’oxydes ou d’hydroxydes qui se transforment, en fonction de l’électrolyte18 en présence, en carbonates et hydroxycarbonates de zinc, le protégeant d’une attaque ultérieure. La transformation des oxydes et hydroxydes en composés insolubles peut être ralentie par un pH local de l’environnement très acide ou très alcalin, car ces produits de corrosion sont amphotères, ilsauront donc tendance à être solubles dans l’eau en fonction du pH, ce qui expliquerait les lacunes dont certaines plaques sont sujettes19.

38Le zinc étant un métal avec un potentiel d’oxydo-réduction élevé, il n’est donc pas étonnant de découvrir des plaques presque totalement minéralisées aujourd’hui. Les caractéristiques physico-chimiques de l’alliage constitutif des plaques ainsi que la technique de fabrication  jouent également un rôle sur l’aspect de la corrosion.

Pronostic

  • 20  Qui protège le métal sous-jacent d’une nouvelle corrosion.

39La stabilité de l’état de conservation des plaques va de pair avec les caractéristiques physico-chimiques des différentes strates décrites. Nous avons pu constater d’une part que le noyau métallique restant est toujours réactif, puisqu’il s’est oxydé après seulement quelques heures en chambre humide, et d’autre part que les strates comportant des produits de corrosion semblent stables chimiquement (pas de signes apparents d’une corrosion active). Certains produits de corrosion (notamment les carbonates de zinc), semblent être passivants20.

40Il faut toutefois noter que la présence des produits de corrosion pulvérulents au sein de certaines strates peut engendrer des faiblesses mécaniques et rendre la plaque friable à ces endroits (fig.5). Mais ceci ne semble pas avoir d’influence sur l’état de conservation actuel des plaques, qui peut être interprété comme stable.

41Si l’on met en lien le potentiel informatif des plaques et leur état de conservation actuel, nous pouvons constater :

  • que la plupart des inscriptions ont pu être conservées au sein des strates compactes et adhérentes comportant certains produits de corrosion de nature passivante ;

  • qu’une partie des inscriptions est perdue, pour les plaques qui possèdent des lacunes ou des strates de produits de corrosion pulvérulents à ces endroits,

  • et enfin qu’une partie de ces inscriptions reste masquée par les matériaux situés en surface.

42Un risque de perte de matière et donc d’informations est à prendre en compte, dans le cas où les strates adhérentes, situées au-dessus de la limite de la surface d’origine, venaient à être retirées, car les parties situées sous celle-ci peuvent se détacher sous la forme de feuillets (conséquence du laminage des plaques) en raison de la présence de produits de corrosion pulvérulents dans les strates sous-jacentes.

43Un nettoyage des matériaux exogènes peut donc être effectué, en fonction de l’adhérence des strates situées à la surface. Un nettoyage mécanique au scalpel, voire un couplage mécanique-chimique, serait préférentiel, mais un nettoyage chimique serait aussi possible en augmentant la viscosité de la solution afin de limiter la pénétration à l’intérieur de la plaque.

Recommandations de conservation

44Une stabilisation mécanique est nécessaire pour en permettre le transport et assurer le stockage ou l’exposition des plaques, mais aussi pour permettre la manipulation lors de leur étude, qui présente un fort risque d’altération par cassure.

45Certaines plaques très altérées peuvent aussi nécessiter une consolidation pour prévenir les cassures, notamment pour les zones comportant des strates de produits de corrosion blancs.

46Enfin, malgré la stabilité apparente de ces objets, un contrôle des conditions environnementales est recommandé, selon les standards de conservation des métaux ne comportant pas de corrosion active (HR inférieure à 40 % HR et stable, température basse et stable, absence de polluants, dont notamment les composés organiques volatils), ceci afin d’éviter tout risque de corrosion du noyau métallique encore présent.

Conclusion

47Les observations et les analyses réalisées dans le cadre de cette étude ont permis de déterminer que la limite de la surface d’origine a pu être conservée sur les plaques en zinc, notamment grâce à la nature de certains produits de corrosion. Mais certains matériaux adhérents constituant des strates situées au-dessus de celle-ci empêchent de la dégager facilement et donc de pouvoir lire les informations sous-jacentes. De plus, la limite est parfois située dans ou au-dessus de strates pulvérulentes, d’où la difficulté de sa préservation.

48L’interprétation des résultats d’analyse sur la composition des produits de corrosion constituant les strates CP représente l’une des difficultés de ce travail, notamment en raison du manque de données actuelles sur les produits de corrosion du zinc archéologique, mais aussi des limites propres à chaque technique d’analyse, comme la limite de détection, ou encore la trop grande hétérogénéité chimique caractéristique des métaux issus d’un contexte archéologique.

49La stratigraphie de la corrosion élaborée dans ce travail permet de faire le lien avec ce qu’un restaurateur peut observer par la stratigraphie lorsqu’il est confronté à un tel objet. Le cas de Carspach est pour l’instant unique, mais il n’est pas impossible de retrouver d’autres plaques militaires en zinc, sur des sites liés à la Première Guerre mondiale.

  • 21  DESFOSSES, Y., et al. L'archéologiedelaGrandeGuerre, Rennes, Ouest-France, 2008, p.28.

50Pour terminer, ce projet va au-delà de la simple conservation matérielle d’un objet, car chaque plaque militaire renferme des informations liées à un individu ce qui permet de le reconnaître et le distinguer d’un inconnu. C’est donc par un devoir de mémoire que l’archéologie se penche aujourd’hui sur ces vestiges, comme le souligne Yves Desfossés dans son ouvrage sur l’archéologie de la Grande Guerre, lorsqu’il se rend sur le terrain : « Jusque-là, la Grande Guerre n’avait été pour moi qu’un évènement un peu particulier de notre histoire, désormais c’était beaucoup plus. Non, décidemment, on ne pouvait ignorer totalement les traces de leur passage, leur accorder un minimum d’attention était devenu incontournable, au moins par respect pour cette génération sacrifiée21. »

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Bibliographie

CRONYN, J. M. The elements of archaeological conservation, Londres, New York, Routledge, 1996.

BERTHOLON, R. La limite de la surface d’origine des objets archéologiques métalliques. Caractérisation, localisation et approche des mécanismes de conservation, Paris, Université de Paris I, 2000.

BERTHOLON, R. « Proposition d’une méthode de description de la corrosion des objets métalliques archéologiques : schéma général », dans Cahier Technique de Conservation-Restauration des biens culturels, n°9, 2002, p.56-65.

BERTHOLON, R. « Archaeological metal artefacts and conservation issues : long-term corrosion studies », dans DILLMANN, P. Corrosion of metallic heritage artefacts: Investigation, conservation and prediction for long-term behaviour, Cambridge, Woodhead, 2007, p.31-40.

DESFOSSES, Y., et al. L'archéologie de la Grande Guerre, Rennes, Ouest-France, 2008.

HAROUARD, G., et al. « Le mobilier des conflits contemporains : comment conserver des objets et matériaux complexes ? », dans LANDOLT, M. et SCHNITZLER, B. A l’Est du nouveau ! L’archéologie de la Grande Guerre en Alsace et en Lorraine. Strasbourg, Edition des musées de Strasbourg, 2013, à paraître

LANDOLT, M. « Archéologie de la Grande Guerre. La galerie allemande du Kilianstollen à Carspach », dans Archeologia, n°499, 2012, p.30-44.

LALISSE, S. Les Plaques d’Identité allemandes, 1869-1918 [en ligne] 2012 [Consulté le 30.11.2013]. http://plaques-identite.eu/main_dossier.php?page=P2

ROBBIOLA, L. Caractérisation de l’altération de bronzes archéologiques enfouis à partir d’un corpus d’objets de l’âge du Bronze. Mécanismes de corrosion, Université de Paris 6, Paris, 1990.

SCHOLL, M.-J. Caractérisation des plaques d'identification militaires en zinc provenant du site de Carspach (Alsace, Haut-Rhin, F), Mémoire de Bachelor, Haute école de conservation-restauration Arc, Neuchâtel, 2013, non-publié.

SELWYN, L. Métaux et corrosion. Un manuel pour le professionnel de la conservation. Ottawa, Institut Canadien de Conservation, 2004.

ZHANG, X. G. Corrosion and Electrochemistry of Zinc. New York, Plenum Press, 1996.

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Notes

1  LANDOLT, M. « Archéologie de la Grande Guerre. La galerie allemande du Kilianstollen à Carspach », dans Archeologia, n°499, 2012, p.30-44.

2  Information transmise par Solenne Milbled (restauratrice du patrimoine, PAIR), lors d’un entretien à Sélestat (F), en date du 30 mai 2013.

3  Composition déterminée à l’aide d’une analyse XRF, réalisée à la Haute Ecole Arc dans le cadre de notre mémoire de Bachelor en conservation.

4  LALISSE, S. Les Plaques d’Identité allemandes, 1869-1918 [en ligne] 2012 [Consulté le 30.11.2013].

5  Information transmise par Michaël Landolt (archéologue, PAIR), lors d’un entretien à Sélestat (F), en date du 30 mai 2013.

6  HAROUARD, G., et al. « Le mobilier des conflits contemporains : comment conserver des objets et matériaux complexes ? », dans LANDOLT, M. et SCHNITZLER, B. A l’Est du nouveau ! L’archéologie de la Grande Guerre en Alsace et en Lorraine. Strasbourg, Edition des musées de Strasbourg, 2013, à paraître.

7  Une strate est définie comme une « partie des matériaux constitutifs présentant une certaine homogénéité selon les caractères observés. » (BERTHOLON, R. « Proposition d’une méthode de description de la corrosion des objets métalliques archéologiques : schéma général », dans Cahier Technique de Conservation-Restauration des biens culturels, n°9, 2002, p.3)

8  CRONYN, J. M. The elements of archaeological conservation, Londres, New York, Routledge, 1996, p.8.

9  BERTHOLON, R. « Proposition d’une méthode de description de la corrosion des objets métalliques archéologiques : schéma général », dans Cahier Technique de Conservation-Restauration des biens culturels, n°9, 2002.

10  Représentation de l’objet en coupe transversale montrant les différentes strates de corrosion.

11  Réalisées conjointement avec Edith Joseph, adjointe scientifique de l’équipe de recherche et développement de la Haute Ecole Arc de Neuchâtel.

12  BERTHOLON, R. La limite de la surface d’origine des objets archéologiques métalliques. Caractérisation, localisation et approche des mécanismes de conservation, Paris, Université de Paris I, 2000.

13  BERTHOLON, R. « Archaeological metal artefacts and conservation issues : long-term corrosion studies », dans DILLMANN, P. Corrosion of metallic heritage artefacts: Investigation, conservation and prediction for long-term behaviour, Cambridge, Woodhead, 2007, p.35.

14  Test de vieillissement accéléré des matériaux de conservation, consistant à observer l’oxydation ou la corrosion de plaquettes métalliques témoins dans un bocal fermé hermétiquement et chauffé à 60 °C pendant 28 jours, en présence du matériau à tester. Ce test peut fournir des indications sur la présence de vapeurs organiques volatiles issues des matériaux de conservation.

15  Pour les descriptions et résultats d’analyse complets, voir : SCHOLL, M.-J. Caractérisation des plaques d'identification militaires en zinc provenant du site de Carspach (Alsace, Haut-Rhin, F), Mémoire de Bachelor, Haute école de conservation-restauration Arc, Neuchâtel, 2013, non-publié.

16  ROBBIOLA, 1990, p.44.

17  Le loess est une roche sédimentaire poreuse semblable à du limon, riche en calcite (CaCO3), de couleur brun-jaunâtre, plutôt humide, douce, mais s’effritant au toucher.

18  « Conducteur ionique contenant des ions positifs et négatifs (cations et anions) qui se déplacent dans un champ électrique (p. ex. une solution aqueuse contenant des sels dissous). » (SELWYN, L. Métaux et corrosion. Un manuel pour le professionnel de la conservation. Ottawa, Institut Canadien de Conservation, 2004, p.215)

19  ZHANG, X. G. Corrosion and Electrochemistry of Zinc. New York, Plenum Press, 1996, p.21-22.

20  Qui protège le métal sous-jacent d’une nouvelle corrosion.

21  DESFOSSES, Y., et al. L'archéologiedelaGrandeGuerre, Rennes, Ouest-France, 2008, p.28.

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Table des illustrations

Titre Fig.1 Vue d’une partie de l’abri Kilian en cours de fouille 
Légende Abri dans lequel les corps des soldats allemands ont été retrouvés.
Crédits © M.Landolt, PAIR
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 180k
Titre Fig. 2 Différents modèles de plaque
Légende a) Vue de face d’une plaque modèle 1915 (en haut) et d’une plaque modèle 1916 (en bas) avant traitement © M.-J.Scholl, HECR Arc b) Schémas des différents modèles selon les directive 594 (réf.1085/7.15.B3) et 792 (1727/8.16.B3) du Ministère de la Guerre 
Crédits © S.Lalisse
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 176k
Titre Fig. 3 Remise en contexte de l’une des plaques étudiées
Légende a) Problème de lisibilité lié à la présence de matériaux exogènes © M.-J.Scholl, HECR Arc b) contexte de découverte de la plaque n°1017-2 
Crédits © M. Landolt, PAIR
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 196k
Titre Fig. 4 Radiographie X des plaques étudiées
Légende De haut en bas et de gauche à droite n°1004-22, 1008-1, 1007-4, 1010-28, 1017-2
Crédits © S. Milbled, PAIR
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 128k
Titre Fig. 5 Etat de conservation de l’une des plaques
Légende Vue de face de l’une des plaques fracturées 
Crédits © M.-J.Scholl, HECR-Arc
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 112k
Titre Fig. 6 Stratigraphie de la corrosion et codification des strates
Légende a) Stratigraphie représentant une plaque en coupe transversale (strates majeures et mineures)  b) Types de strates et codes principaux associés utilisés dans le cadre de cette étude 
Crédits © M.-J.Scholl, HECR-Arc © R.Bertholon
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 128k
Titre Fig. 7 Vue du noyau métallique restant au sein d’un échantillon en coupe
Légende a) Image SEM,  BSE, montrant la présence d’un noyau métallique b) Détail des nodules de plomb inclus dans l’alliage ainsi que dans les strates corrodées (en blanc) c) Spectre d’analyse EDS du noyau métallique 
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 92k
Titre Fig. 8 Aspect de CP1e
Légende Couche dure et adhérente, vue sous loupe binoculaire 1.2x 
Crédits © M.-J.Scholl, HECR-Arc
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 188k
Titre Fig. 9 Strates constituées de produits de corrosion
Légende a) Vue des strates CP2i, CP3i et CP4i sous microscope optique, dark field, 50x b) Aspect des strates, vue sous loupe binoculaire, 1.2x 
Crédits © M.-J.Scholl, HECR-Arc
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 92k
Titre Fig. 10 Analyses FTIR et Raman de la couche CP2i
Légende Spectres FTIR (transmission) [1402, 867, 743 cm-1] (en haut) et spectre Raman [1736, 1408, 1092vs, 730, 303s, 196m cm-1] (en bas) confirmant la présence de smithsonite (ZnCO3, groupe calcite), au sein de la strate CP2i 
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 64k
Titre Fig.11 Formes de corrosion observables sur les différentes plaques 
Légende Schémas des formes de corrosion identifiées, où M = métal, CM = métal corrodé, CP = produit de corrosion
Crédits © M.-J.Scholl, HECR-Arc
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 40k
Titre Fig.12 Limite de la surface d’origine
Légende Localisation de la limitos (en rouge) sur les échantillons prélevés pour les analyses 
Crédits © M.-J.Scholl, HECR-Arc
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4059/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 148k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Marie-Jeanne Scholl, « Caractérisation des plaques d'identification militaires en zinc provenant du site de Carspach (Alsace, Haut-Rhin, F) », CeROArt [En ligne], 4 | 2014, mis en ligne le 21 mars 2014, consulté le 27 mars 2017. URL : http://ceroart.revues.org/4059

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Auteur

Marie-Jeanne Scholl

Marie-Jeanne Scholl est titulaire d’un Bachelor en conservation préventive, obtenu en 2013 à la HECR Arc de Neuchâtel, en Suisse. Elle poursuit actuellement ses études au sein de la HECR Arc afin d’obtenir un Master en conservation-restauration spécialisation objets archéologiques et ethnographiques. mariejeanne.scholl@gmail.com

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