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Dossier

Remplacement de la triéthanolamine au sein des savons résiniques et biliaires de R. Wolbers

Camille Polkownik
Traduction(s) :
Replacing the triethanolamine in Wolbers’ resin and bile soaps

Résumés

La triéthanolamine est l’un des ingrédients principaux des savons résiniques et biliaires. Elle présente un mauvais vieillissement (jaunissement) ainsi qu’une affinité avec la couche huileuse des peintures, laissant des résidus après utilisation. Il est donc intéressant de comprendre comment fonctionnent ces savons de façon à remplacer cet ingrédient problématique par des substituts facilement accessibles aux restaurateurs. Une brève introduction des savons sera faite, puis leurs principales utilisations, leur composition et fonctionnement seront expliqués. Ensuite, la polémique autour de ces produits sera résumée et permettra d’introduire la partie pratique, dans laquelle les nombreux essais réalisés dans le but de remplacer l’un des ingrédients principaux supposé problématique seront présentés.

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Texte intégral

Introduction

1Les savons résiniques et biliaires sont des produits aqueux composés à 95 % d’eau et sont utilisés pour le nettoyage des vernis à base de résines naturelles présents sur les couches picturales. Ils sont fabriqués en mélangeant un acide et une base dans l’eau, et selon les besoins du nettoyage, d’autres éléments comme des solvants, des chélatants et/ou des surfactants peuvent être ajoutés avant de gélifier le mélange.

  • 1  Hook, J., « The ICC Congress, Brussels, ‘Cleaning, retouching and coatings’ », dans Queensland Nat (...)

2Ils ont été élaborés dans les années 1980 par Richard Wolbers et ont été introduits au monde de la restauration lors du Congrès de l’ICC (Bruxelles 1990)1. Pourtant peu connus et rarement utilisés, ils sont une alternative aux produits traditionnels que sont les solvants pour le dévernissage, notamment dans le cas de sensibilités de la couche picturale aux solvants, de vernis encrassés ou contenant une part d’huile.

Utilisation des savons résiniques et biliaires

  • 2 Wolbers, R., Aqueous Methods for Cleaning Painting Surfaces. Londres : Archetype Publications, 2000 (...)

3Ces savons sont utilisés pour le dévernissage des vernis à base de résines naturelles que l’on trouve habituellement sur les peintures de chevalet, ou sur les instruments de musiques et les meubles.2 Ils sont considérés comme une alternative à la méthode traditionnelle (solvants) dans le sens où ils vont potentiellement fonctionner quand les solvants habituellement utilisés (cétones, alcools, hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques) ne donneront pas de résultats satisfaisants.

  • 3  Wolbers, R., op. cit., p. 42.
  • 4  Le pH (potentiel Hydrogène) permet d’évaluer la concentration de l’ion hydrogène dans une solution (...)

4Prenons par exemple, le cas de résidus de vernis dégradés et oxydés donc très polaires. Les solvants nécessaires à leur retrait sont logiquement polaires. Le problème est que la couche picturale est potentiellement soluble dans les solvants polaires, et bien que nécessaire au nettoyage des restes de vernis, ce retrait se fait au détriment de la couche picturale originale.3 Dans le cas de vernis encrassés, la poussière imprégnée dans le vernis créé une barrière pour les solvants, barrière qui peut être facilement détruite avec un produit à base d’eau. L’emploi d’un système de nettoyage aqueux implique un pH4 particulier : la combinaison des molécules d’eau à un certain pH (entre 5,5 et 8,5) permet de jouer sur les paramètres de solubilité de la résine et de la poussière en même temps.

  • 5 Byrne, A., « Wolbers’ cleaning methods : introduction », dans Queensland National Art Gallery Bulle (...)
  • 6 Erhardt, D., and Bischoff, J., « Resin Soaps and Solvents in the Cleaning of Paintings: Similaritie (...)

5Les savons résiniques et biliaires fonctionnement uniquement sur les vernis composés de résines naturelles mais aussi sur ceux contenant une part d’huile, ainsi que sur les vernis encrassés. Plus le vernis est vieux, oxydé, dégradé et donc polaire, mieux le savon fonctionne : cela repose sur le fait que leur polarité soit similaire.5 Ainsi, un cas typique d’utilisation des savons serait une couche picturale présentant des restes de vernis anciens, donc très dégradés, ne pouvant être retirés avec des solvants sans sensibiliser la couche picturale sous-jacente.6

  • 7 Caretti, E., Dei, L., « Cleaning II : Applications and Case Studies », dans Nanoscience for the Con (...)
  • 8 Wolbers, R., op. cit., pp. 51-52.
  • 9  Cremonesi, P., Nuovi Materiali e Metodi per la Pilitura dei Dipinti, Firenze : Phase, 1995, p. 42.

6La raison pour laquelle les savons fonctionnement uniquement sur les vernis composés de résines naturelles est que le mécanisme des savons est basé sur une affinité moléculaire entre l’acide et un terpène (résine naturelle). L’acide abiétique présente une structure moléculaire similaire à celle du copal et de la sandaraque alors que l’acide désoxycholique ressemble plus à la dammar et au mastic.7 Wolbers décrit le nettoyage avec les savons comme l’attraction d’une chaîne carbonée sur une autre.8 Les molécules sont similaires et s’attirent, ce qui dissout la couche : similia a similibus solvuntur ou « le semblable dissout le semblable ».9 Pour les nettoyages aqueux et particulièrement avec les savons résiniques ou biliaires, on parle d’action chimique, l’action se concentre sur les liaisons intramoléculaires c’est-à-dire les liaisons au sein de la molécule. Les solvants, au contraire, ont une action physique, ils agissent sur les liaisons intermoléculaires, c’est-à-dire les liaisons présentes entre les molécules.

  • 10  Communication personnelle de Paolo Cremonesi, discussion lors du Workshop KIK-IRPA, Mai 2014.

7Les savons résiniques et biliaires peuvent aussi être employés pour des allégements. Les restaurateurs de peintures savent combien il est peu aisé de faire un allégement avec des solvants, puisque ces derniers font gonfler l’entièreté de la couche. Par contre, les savons éliminent uniquement la partie la plus dégradée du vernis, à savoir la section supérieure qui a été la plus exposée à la lumière et aux agressions extérieures. Alléger la couche de vernis en enlevant la partie la plus jaunie offre un changement visuel non négligeable sans aller jusqu’à la couche picturale.10

Composition et préparation

  • 11  Cet ingrédient possède une volatilité basse, beaucoup plus basse que la plupart des solvants utili (...)

8La différence principale avec les solvants organiques traditionnellement utilisés pour ce genre de traitement est la non-volatilité des ingrédients composant le savon : un acide (l’acide désoxycholique ou l’acide abiétique), une base (la triéthanolamine -TEA-) et de l’eau.11 À ces ingrédients principaux peuvent être ajoutés un tensioactif, du solvant, un chélatant avant de gélifier le savon avec un ester de cellulose.

  • 12 Wolbers, R., op. cit., p. 39.
  • 13 Erhardt, D., Bischoff, J., op. cit., p. 142.

9L’appellation du savon résinique ou biliaire se fait en fonction de l’acide utilisé : si l’on utilise l’acide abiétique, on parle de « savon résinique » ou resin soap (Fig. 1) ; si l’on utilise l’acide désoxycholique, on parle de « savon biliaire » ou bile soap (Fig. 2).12 La non-volatilité des ingrédients implique que les savons ont besoin d’être rincés soigneusement sous peine de laisser des résidus potentiellement actifs après nettoyage.13

Fig.1 Sel d’abiétate de triéthanolammonium

Fig.1 Sel d’abiétate de triéthanolammonium

La réaction entre l’acide abiétique et la triéthanolamine produit le sel d’abiétate de triéthanolammonium.

Crédits: Richard Wolbers

Fig.2 Sel désoxycholate de triéthanolammonium

Fig.2 Sel désoxycholate de triéthanolammonium

La réaction entre l’acide abiétique et la triéthanolamine produit le sel de désoxycholate de triéthanolammonium.

Crédits: Richard Wolbers

10Deux recettes seront données : la recette originale de Wolbers et la recette de Cremonesi.

Wolbers

  • Eau 100 ml

  • Acide abiétique : 2 g

  • TEA : 5 ml

  • Solution de HCl (acide chlorhydrique) 1M.

  • 14  Le Ka est l’expression de la constance de dissociation d’un couple acide/base. Il mesure la force (...)
  • 15 Wolbers, R., op. cit., p. 41.

11Mettre un agitateur magnétique dans l’eau. Ajouter l’acide, puis la base. Mélanger pendant 2 minutes. Le mélange de l’acide à la base créé un sel, ou savon. La réaction entre l’acide abiétique et la triéthanolamine produit le sel d’abiétate de triéthanolammonium ; la réaction entre l’acide abiétique et la triéthanolamine produit le sel de désoxycholate de triéthanolammonium. Filtrer les éléments non dissous avec un filtre à café. Tamponner avec HCl 1 mole à pH 8 : ajouter goutte à goutte la solution d’acide chlorhydrique jusqu’à atteindre le pH désiré, c’est-à-dire à +/- 1 unité du pKa14 de la base. Par exemple, la TEA a un pKa de 7,8 ; la solution sera tamponnée entre pH 6,8 et 8,8. Ajouter les additifs si besoin : solvant, surfactant et/ou chélatant. Gélifier avec un ester de cellulose.15

Cremonesi

12Les proportions de la recette de Cremonesi sont les mêmes, c’est la préparation qui diffère.

  • 16  Communication personnelle de Paolo Cremonesi, discussion lors du Workshop KIK-IRPA, Mai 2014.

13Mélanger l’acide à la TEA avec un agitateur magnétique. Faire chauffer le mélange à 60 °C pendant 12 heures. Ajouter les 100 ml d’eau préalablement chauffée pour éviter un choc thermique. Tamponner avec HCl. Une fois la solution tamponnée, ajouter les additifs si besoin puis gélifier avec de l’hydroxypropylcellulose (Klucel H à 4 %). Cette marche à suivre est recommandée pour la préparation d’un savon résinique. En effet, l’acide abiétique se dissout difficilement et une partie conséquente de cet ingrédient est éliminée lors du filtrage. Le chauffage dans la TEA seule permet d’accélérer ce processus et de diminuer les pertes.16

Solutions tampons et pH

  • 17 Wolbers, R., op. cit., p. 37.

14Etant donné que le mélange est aqueux, les notions de pH entrent en jeu. De façon simplifiée, il est important de rappeler que le nettoyage des peintures doit se faire entre pH 5,5 et pH 8,5, sous peine de gonflement et d’hydrolyse des liants organiques (<5,5), de saponification (>8,5)…17

  • 18 Wolbers, R., op. cit., p. 19.

15Le pH du système joue aussi un rôle important puisqu’il influe sur l’ionisation et donc la solubilité des matériaux à retirer. Par exemple, une résine naturelle a un pKa de 6,5. Utiliser une solution à un pH de 6,5 provoque un début d’ionisation, c’est-à-dire qu’une partie de la résine devient soluble dans l’eau. Plus le pH augmente, plus des groupes de molécules s’ionisent, ce qui augmente le caractère hydrophile. À partir d’un pH de 8,5, la résine est complètement ionisée et est solubilisable avec le savon (composé à 95 % d’eau).18

16Le pH d’un savon est généralement de 8. Pour garder ce pH constant tout au long du nettoyage et éviter de brusques variations qui pourraient rendre le mélange soit nocif pour la couche picturale, soit inutile pour retirer la couche de vernis, le savon est tamponné. Ainsi, son pH ne varie que très peu, même si de petites quantités d’acide ou de base sont ajoutées à cette solution, ou si elle est diluée. Pour fabriquer une telle solution, il faut que la base et l’acide présents dans la solution soient en quantités équimolaires. La zone tampon dépend du produit utilisé, et plus particulièrement de son pKa, à plus ou moins une unité autour de cette donnée.

Application et rinçage

  • 19  Les micelles sont les plus petits assemblages de tensioactifs existant dans un liquide. Ces assemb (...)
  • 20 Caretti, E., Dei, L., op. cit., p. 186.
  • 21 Wolbers, R., op. cit., p. 158.

17Les savons s’appliquent de la même façon qu’un gel de solvant(s) ou toute autre préparation gélifiée : à l’aide d’un pinceau ou d’un bâtonnet ouaté. Le mélange est travaillé le temps nécessaire à l’enlèvement de la couche désirée. Ce « travail » est essentiel au bon fonctionnement du mélange puisque les molécules de savon ont besoin d’une action mécanique pour former des micelles,19 nécessaires à l’enlèvement de la couche de vernis.20 Toutefois, ce mélange majoritairement aqueux ne doit pas rester trop longtemps en contact avec l’œuvre, l’eau pouvant avoir des effets désastreux aussi bien sur les couches picturales/préparation/encollage et les supports toile/papier/carton/bois.21

  • 22 Wolbers, R., op. cit., p. 163.
  • 23 Stavroudis, C., Blank, S., « Author’s Reply », dans WAAC Newsletter 12, 1990, n° 2, p. 31.

18En lisant les études sur les savons ou des rapports de traitements ayant utilisé ces produits, on peut constater qu’il y a autant de techniques de rinçage qu’il y a de restaurateurs. Toutefois, toutes les techniques ne sont pas bonnes. Wolbers22 conseille de rincer avec de l’eau déminéralisée ou de la salive puis du white spirit. La solution la plus consciencieuse semble celle proposée par Stavroudis et Blank,23 elle est en trois temps : un premier rinçage avec une solution tampon au pH du savon pour diluer les résidus sans faire précipiter l’acide (les acides abiétique et désoxycholique sont en solution en milieu alcalin mais précipitent sous forme de cristaux en dessous de pH 7,5) ; un second rinçage avec une solution à pH 7 puis un dernier rinçage avec un hydrocarbure aliphatique (White Spirit, Shellsol D40 ou T).

  • 24 Erhardt, D., Bischoff, J., op. cit., p. 145.

19Il est évident que la couche picturale doit pouvoir supporter un certain degré d’action mécanique, mais aussi des rinçages successifs. Enfin, la couche doit être la moins poreuse possible et présenter peu de craquelures ouvertes. Le gel, bien qu’il permette de réduire la pénétration des produits liquides dans la couche, peut être très difficile à ôter des craquelures s’il y est poussé lors du nettoyage.24

Analyse critique de la littérature

20Il existe quelques études sur les savons, leur mécanisme d’action et leurs effets sur la couche picturale : Koller (1990), Ford et Byrne (1991), Erhardt et Bischoff (1993, 1994). Ces études ont été réalisées peu après l’introduction des savons dans le monde de la restauration, et avaient peu d’expérience et de recul face à ces nouveaux produits.

  • 25 Koller, J., « Cleaning of a Nineteenth-Century Painting with Deoxycholate Soap: Mechanism and Resid (...)

21Par exemple, l’étude de cas de Koller25 conclue que les savons laissent de nombreux résidus blanchâtres après nettoyage. Lors de ce nettoyage, le savon biliaire a été rincé uniquement avec du white spirit, au lieu d’utiliser une solution aqueuse puis un hydrocarbure comme Wolbers le conseille. Il est fortement possible que ces résidus soient dus à un rinçage incomplet.

  • 26 Erhardt, D., Bischoff, J., « The Roles of Various Components of Resin Soaps, Bile Acid Soaps and Ge (...)
  • 27  La lixiviation est l’extraction de composés organiques à bas poids moléculaire présents dans un fi (...)

22Ensuite, l’étude d’Erhardt et de Bischoff26 a utilisé des savons dont le pH était de 10,3, alors que le maximum recommandé est de 8,5. Les savons contenaient 25 % de TEA au lieu de 5 %, ce qui est cinq fois la dose recommandée et le temps de pause était de 15 minutes, ce qui est plutôt long pour un gel aqueux. Ceux-ci provoquaient des assombrissements et une saturation de la couche picturale après nettoyage, une lixiviation27 élevée, des ramollissements, des changements de texture. Ces résultats peuvent être expliqués par une trop grande quantité de TEA, provoquant des résidus et donc une saturation chromatique ; des pH trop élevés provoquant une saponification et une lixiviation ; des temps de pause trop longs (15 minutes) ou encore de mauvais rinçages (cyclohexane puis eau).

  • 28 Ford, B., Byrne, A., « The lipid stripping potential of resin soaps gels used for cleaning oil pain (...)
  • 29 Erhardt, D., Bischoff, J., op. cit., p. 16.

23Toutefois, l’étude de Ford et Byrne28 est intéressante dans le sens où elle compare les taux de lixiviation entre un nettoyage avec différents solvants (toluène 100 %, acétone 30 %, éthanol 30 %, DMF 100 %), produits alcalins (ammoniaque 1 % et 30 %, TEA 100 %) et savons résiniques et biliaires ; puis une comparaison est effectuée entre les taux de lixiviation produits par un savon biliaire et un savon résinique. Les auteurs en viennent aux conclusions suivantes : les savons lixivient moins que les solvants et beaucoup moins que les produits alcalins (ammoniaque, DMF…) bien qu’ils soient légèrement alcalins (pH 8) ; le savon résinique lixivie moins que le savon désoxycholique, même utilisés en quantité similaire. Cette différence est due à la CMC, deux fois plus haute pour l’acide désoxycholique : l’activité de surface et la détergence sont donc deux fois plus fortes pour une même quantité d’acide.29 Toutefois, il est important de replacer ces informations dans un contexte pratique. Pratique-t-on vraiment des nettoyages au toluène ou au DMF (maintenant DMSO) pur ? Les comparaisons avec les solvants acétone ou éthanol à 30 % sont plus proches de la pratique actuelle. La vérification des recettes utilisées lors de l’étude est vitale puisque si les savons employés n’ont pas les mêmes proportions que ceux de Wolbers, les résultats sont difficilement utilisables pour comparer et tirer des conclusions. D’autres paramètres, comme l’application, le taux de pause, et le processus de rinçage sont aussi décisifs pour valider et utiliser les résultats de l’étude.

24Un élément qui n’est toutefois pas contestable est le mauvais vieillissement de la TEA, qui jaunit/brunit très rapidement à la lumière et au contact de l’air. Ce produit est donc problématique si des résidus sont laissés sur/dans la couche picturale après nettoyage.

Partie pratique : essais de remplacement de la triéthanolamine

  • 30  Ces recherches, malheureusement sans résultats probants faute de matériel approprié, ne seront pas (...)

25L’auteur a trouvé intéressant d’essayer de remplacer la triéthanolamine au sein du savon sans toutefois en diminuer l’efficacité. Ensuite, observer et comparer la quantité de résidus laissés après nettoyage entre ces nouveaux savons et les savons à la TEA serait particulièrement utile, mais étant donné le faible budget alloué à cette étude, seules furent possibles l’utilisation d’un traceur fluorescent et l’observation sous microscope U.V après nettoyage furent possibles.30

Analyse de la triethanolamine

  • 31  Communication personnelle de Richard Wolbers, via email, Octobre 2013.

26Il faut d’abord bien comprendre ce qu’est la TEA afin de lui trouver le meilleur remplacement possible. Il s’agit d’un composé organique composé d’un alcool et d’une amine (tri-éthanol-amine). Avec la combinaison des propriétés des amines et des alcools, la TEA peut subir des réactions particulières à chaque groupe : les amines agissent comme base faible et peuvent former des sels (ou savons) ; les alcools sont hygroscopiques, peuvent être estérifiés et faire gonfler une couche d’huile ou de vernis. La TEA possède aussi un pouvoir détergent non négligeable, lié à sa basicité et à son pouvoir tensioactif ; et c’est aussi un chélatant. Enfin, une de ses particularités repose sur sa structure moléculaire, elle possède une partie polaire et une partie apolaire, permettant un rinçage à l’eau et aux solvants hydrocarbures aliphatiques (ou aromatiques, bien que ces derniers ne soient pas toujours recommandés à cause de leur toxicité élevée et de leur tendance lixiviante).31

Produits de remplacement

27Richard Wolbers a été contacté et a conseillé les produits suivants pour remplacer la TEA :

  • l’hydroxyde de sodium (soude - NaOH),

  • l’hydroxyde de potassium (potasse - KOH)

    • 32  Communication personnelle de Richard Wolbers, via email, Octobre 2013.
    • 33  Communication personnelle du Dr. Spike Bucklow, discussion informelle au Hamilton Kerr Institute ( (...)

    l’ammoniaque (NH4OH).32 Ce dernier produit est d’ailleurs déjà utilisé depuis quelques années par le Hamilton Kerr Institute à Cambridge.33

  • 34  Communication personnelle du Dr. Spike Bucklow, discussion informelle au Hamilton Kerr Institute ( (...)

28Ces propositions peuvent être quelque peu surprenantes étant donné que la soude et la potasse dont des bases fortes (pKa 13 et 13,5) et ne sont pas des produits idéaux pour la réalisation de solutions tampons. L’ammoniaque, bien que considérée comme base faible (pKa 9,2) est très volatile et ne permet pas de garder un mélange stable, même gélifiée. Sa volatilité était considérée comme un avantage par Bucklow dans le sens où la quantité de résidus serait potentiellement diminuée car évaporée.34 Un dernier élément important est le pouvoir lixiviant élevé de ces produits, ce qui n’en fait pas des candidats parfaits pour le nettoyage de couches picturales huileuses. Enfin, quatre autres substituts ont été testés :

  • Le Bis Tris (2-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol), base faible (amine organique tertiaire) utilisée pour les solutions tampons dans l’industrie de la biochimie, pKa 6,5.

  • Le Trizma Base (2-Amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol), amine faible et chélatant utilisé dans les solutions tampons, pKa 8.

  • Ethomeen C25 (Poly(oxy-1,2-ethanediyl), a-hydroxy-w-hydroxy)( C30H63ClNO15X), amine tertiaire éthoxylée, notamment utilisée dans les gels de solvants de Wolbers, pKa 7 (calculé par l’auteur).

  • Di-sodium tétraborate (borax), minerai de bore, utilisé comme insecticide, conservateur alimentaire, détergent, pKa 9,1.

29Ces produits ont été choisis en fonction de leur pKa afin de pouvoir tamponner le savon au pH voulu. Ainsi, différents savons sont réalisés, allant de pH 7,5 à 8,5.

30Le savon résinique puis le savon biliaire ont été préparés avec les 8 bases différentes, TEA incluse de façon à comparer l’efficacité des nouveaux savons. Chacun des 16 savons a été divisé en 4 petites fioles (Fig. 3) auxquelles des additifs ont été ajoutés :

  • un solvant (alcool benzylique 3 %)

  • un tensioactif (Surfonic JL-80X 1 % en remplacement du Triton X-100)

  • un solvant (3 %) et un tensioactif (1 %)

  • la quatrième a été laissée comme témoin.

Fig.3 Ensemble des savons préparés

Fig.3 Ensemble des savons préparés

64 savons ont été préparés puis testés sur différentes couches de vernis naturels.

Photo Camille Polkownik

31Les savons ont ensuite été gélifiés avec un ester de cellulose type Klucel G. Malgré plusieurs tentatives, certains savons ne se sont pas formés : les savons soude-acide abiétique, potasse-acide abiétique et ammoniaque-acide désoxycholique. Aucune conclusion concrète n’a pu être tirée de ces échecs, même après consultation avec un chimiste.

32Une fois les 64 savons prêts, ils ont été testés sur différentes couches picturales vernies présentes dans l’atelier de restauration de peintures de La Cambre (Figs. 4-9).

33Après avoir testé les savons sur plus de 20 couches de vernis différentes, 7 ont réagi positivement aux savons. Les observations générales sont réunies dans le tableau ci-dessous :

Savons

Résultats

TEA, pH 7,8

Bon enlèvement du vernis. Léger voile brillant/saturation chromatique si le rinçage n’est pas suffisant.

Bis Tris, pH 7,3

Peu de résultats : le temps d’action est très long. Peut être attribué au pH bas du savon (7,5).

Trizma Base, pH 7,8

Très bons résultats, aussi bons voire mieux que la TEA. Enlèvement rapide du vernis, sans trop d’action mécanique.

Ethomeen C25, pH 7,6

Peu de résultats : comme le Bis Tris, temps d’action très long, la couche de vernis est à peine entamée ; pH trop bas (7,5) ?

Di-sodium tétraborate, pH 8,3

Très bons résultats, aussi bons voire mieux que la TEA.

Soude, pH 8

Aucun résultat

Potasse, pH 8

Aucun résultat

Ammoniaque, pH 8,2

Aucun résultat

Etudes de cas

34Le premier cas est une huile sur panneau datée du XVIIe siècle, attribuée David Ryckaert III (fig. 4).

Fig. 4 L‘amateur, David Ryckaert III (XVIIe)

Fig. 4 L‘amateur, David Ryckaert III (XVIIe)

Œuvre du XVIIe siècle, Musée des Beaux-Arts de Liège, Belgique.

Photo Militza Ganeva.

35Cette œuvre était recouverte de restes de vernis anciens, de surpeints et d’un vernis plus récent. Après le retrait du vernis récent des surpeints avec un mélange de solvants organiques, des restes de vernis anciens ne pouvaient être retirés de la couche picturale (fig. 5). Ils n’étaient pas sensibles aux solvants organiques, même les solvants très polaires utilisés purs. Par contre, ceux-ci sensibilisaient la couche picturale. Différents savons ont été testés et il s’est avéré que les savons biliaires étaient ceux qui fonctionnaient le mieux : le savon biliaire à la TEA de Wolbers, les savons biliaires avec le Trizma Base et ceux à base de borax, avec et sans additifs. Au final, c’est le savon au borax avec des additifs (alcool benzylique 3 % et surfactant Surfonic JL-80X 1 %) qui a été utilisé, puisqu’il donnait les meilleurs résultats avec une action mécanique moindre (fig. 6). Ces résultats peuvent être attribués à un pH plus élevé, et aux additifs qui ont permis de renforcer l’action initiale du savon.

Fig. 5 Avant nettoyage des restes de vernis oxydés

Fig. 5 Avant nettoyage des restes de vernis oxydés

Les restes de vernis oxydés assombrissent la couche picturale et provoquent des brillances non désirées. Ils ne peuvent être retirés avec les méthodes traditionnelles sans sensibiliser la couche picturale originale.

Photo Camille Polkownik

Fig.6 Après nettoyage des restes de vernis oxydés

Fig.6 Après nettoyage des restes de vernis oxydés

Le savon biliaire au disodium tétraborate (pH 8,5) a permis d’enlever les restes de vernis sans sensibiliser la couche picturale.

Photo Camille Polkownik

36Le second cas est une huile sur toile datée du XVIIIe siècle, Portrait du Bourgmestre Maigret, par Lamet, (fig. 7).

Fig. 7 Portrait du Bourgmestre Maigret, Lamet

Fig. 7 Portrait du Bourgmestre Maigret, Lamet

Œuvre datée de 1743, Musées de Verviers, Belgique

Photo Jade Roumi.

37Des restes de vernis encrassés étaient présents après le dévernissage et ne pouvaient être retirés de la couche picturale sans sensibiliser cette dernière (fig. 8).

Fig.8 Avant nettoyage des restes de vernis oxydés et encrassés

Fig.8 Avant nettoyage des restes de vernis oxydés et encrassés

Les restes de vernis oxydés associés à une couche de crasse assombrissent la couche picturale et provoquent des brillances non désirées. Ils ne peuvent être retirés avec les méthodes traditionnelles sans sensibiliser la couche picturale originale.

Photo Jade Roumi.

Fig.9 Après nettoyage des restes de vernis oxydés et encrassés

Fig.9 Après nettoyage des restes de vernis oxydés et encrassés

Le savon résinique au Trizma Base (pH 8,5) a permis d’enlever les restes de vernis sans sensibiliser la couche picturale.

Photo Jade Roumi.

38De plus, la texture de la toile (creux et crêtes) avait aggravé ces irrégularités de dévernissage. Après avoir testé différents produits (solvants, émulsions, gels de Pemulen) sans succès, les savons ont donné de bons résultats. Encore une fois, les savons à base de borax et de Trizma Base donnent d’aussi bons, voire de meilleurs résultats que les savons à la TEA. Le savon utilisé sur ce cas pour homogénéiser le nettoyage est un savon résinique avec du Trizma Base, sans aucun additifs (fig. 9). Cette précision est importante puisqu’elle montre que les additifs (solvant ou surfactant) ne sont pas la raison pour laquelle les savons fonctionnent.

Conclusion

39Au final, les essais de remplacement de la TEA furent un succès, puisque certains « nouveaux savons » fonctionnent aussi bien voire mieux que les savons à base de TEA : ce sont les savons avec du Trizma Base et au di-sodium tétraborate. Les savons à base d’Ethomeen C25 et Bis Tris entament tout juste la couche de vernis, leur faible efficacité peut être mise sur le compte des pH bas de ces savons (7,5). Enfin, les savons à base de soude, potasse et ammoniaque n’ont donné aucun résultat sur les peintures testées.

40Concernant la question des additifs ajoutés aux savons, ils n’étaient utiles que dans les cas où ils accéléraient l’action déjà existante des savons, ce qui indique qu’ils ne sont pas essentiels au fonctionnement desdits savons. Ils sont plutôt un moyen de renforcer l’action si celle-ci est trop lente et requiert trop d’action mécanique. Dans le cas de l’alcool benzylique, il permet de faire légèrement baisser la polarité du mélange, ce qui peut être utile dans le cas d’une résine moyennement dégradée. Il est évidemment difficile de décider du degré précis de dégradation du vernis, c’est la raison pour laquelle il est intéressant de préparer une certaine quantité de savon, de la diviser et d’y ajouter les différents additifs tout en laissant une fiole de savon sans additif pour effectuer les tests et cibler au mieux le type de nettoyage.

41Un dernier point doit toutefois être mis en avant : aucune donnée n’a pu être produite sur les résidus laissés par ces nouveaux savons après nettoyage. Laissent-ils plus, moins ou autant de résidus que les savons à la TEA ? Aucun changement chromatique ou textural n’ont pu être observé à l’œil nu, mais ce n’est pas pour autant que des résidus ne sont pas présents. L’étude des résidus potentiels laissés par les savons à base de Trizma Base et di-sodium tétraborate doit être poursuivie en laboratoire avec du matériel spécifique : microscope SEM, traceurs radio-isotopes, et toujours en comparaison avec les savons originaux à base de TEA.

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Bibliographie

cremonesi, P., Materiali e Metodi per la Pulitura di opere Policrome, Italie, Phase Prodotti per il restauro, 1997.

Cremonesi, P., Nuovi Materiali e Metodi per la Pilitura dei Dipinti, Firenze : Phase, 1995.

Erhardt, D., and Bischoff, J., « Resin Soaps and Solvents in the Cleaning of Paintings : Similarities and Differences », dans 10th Triennial Meeting, (Washington, 22-27 August 1993), pp. 141-46.

Erhardt, D., and Bischoff, J., « The Roles of Various Components of Resin Soaps, Bile Acid Soaps and Gels, and Their Effects on Oil Paint Films », dans Studies in Conservation, 1994, n° 39, pp. 3-27.

Ford, B., Byrne, A., « The lipid stripping potential of resin soaps gels used for cleaning oil paintings »,dans Australian Institute for Conservation of Cultural Material Bulletin, 1991, volume 17, n° 1 & 2, , pp. 51-60.

Hook, J., « The ICC Congress, Brussels, ‘Cleaning, retouching and coatings’« , dans Queensland National Art Gallery Bulletin, volume 17, n° 3 et 4, pp. 1-3.

Koller, J., « Cleaning of a Nineteenth-Century Painting with Deoxycholate Soap : Mechanism and Residue Studies », dans Cleaning, retouching and coatings, Preprints of the Contributions to the Brussels Congress. (Bruxelles 3-7 Septembre 1990), Londres : International Institute for Conservation of Historic and Artistic Works, pp. 106-110.

Stavroudis, C., Blank, S., « Author’s Reply », dans WAAC Newsletter 12, 1990, n° 2, p. 31.

Wolbers, R., Aqueous Methods for Cleaning Painting Surfaces. Londres, Archetype Publications, 2000.

Fiche technique de la triéthanolamine, Sigma Aldrich. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/90279?lang=fr&region=FR

Communication personnelle de Richard Wolbers, via email, Octobre 2013.

Communication personnelle du Dr. Spike Bucklow, discussion informelle au Hamilton Kerr Institute (Cambridge), Mars 2014.

Communication personnelle de Paolo Cremonesi, discussion lors du Workshop KIK-IRPA, Mai 2014.

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Notes

1  Hook, J., « The ICC Congress, Brussels, ‘Cleaning, retouching and coatings’ », dans Queensland National Art Gallery Bulletin, 1991, volume 17, n° 3 et 4, p. 1.

2 Wolbers, R., Aqueous Methods for Cleaning Painting Surfaces. Londres : Archetype Publications, 2000, p. 62.

3  Wolbers, R., op. cit., p. 42.

4  Le pH (potentiel Hydrogène) permet d’évaluer la concentration de l’ion hydrogène dans une solution. Cette grandeur chimique mesure le caractère acide ou basique d’une solution aqueuse. Plus la solution est acide, plus la valeur du pH est faible et inversement.

Le pH se mesure sur une échelle (graduée de 1 en 1) qui va, par convention, de 0 à 14.

5 Byrne, A., « Wolbers’ cleaning methods : introduction », dans Queensland National Art Gallery Bulletin, volume 17, n° 3 et 4, 1991, p. 4.

6 Erhardt, D., and Bischoff, J., « Resin Soaps and Solvents in the Cleaning of Paintings: Similarities and Differences », dans 10th Triennial Meeting, (Washington, 22-27 August 1993), p. 142.

7 Caretti, E., Dei, L., « Cleaning II : Applications and Case Studies », dans Nanoscience for the Conservation of Works of Art, 2013, p. 186.

8 Wolbers, R., op. cit., pp. 51-52.

9  Cremonesi, P., Nuovi Materiali e Metodi per la Pilitura dei Dipinti, Firenze : Phase, 1995, p. 42.

10  Communication personnelle de Paolo Cremonesi, discussion lors du Workshop KIK-IRPA, Mai 2014.

11  Cet ingrédient possède une volatilité basse, beaucoup plus basse que la plupart des solvants utilisés pour le dévernissage, et risque ainsi de rester piégé plus longtemps au sein de la couche picturale.

12 Wolbers, R., op. cit., p. 39.

13 Erhardt, D., Bischoff, J., op. cit., p. 142.

14  Le Ka est l’expression de la constance de dissociation d’un couple acide/base. Il mesure la force des acides et des bases dans un solvant à une température donnée, indépendamment de la concentration. Il permet de connaître le niveau de dissociation : c’est le rapport entre les ions dissociés et les molécules neutres non dissociées.

15 Wolbers, R., op. cit., p. 41.

16  Communication personnelle de Paolo Cremonesi, discussion lors du Workshop KIK-IRPA, Mai 2014.

17 Wolbers, R., op. cit., p. 37.

18 Wolbers, R., op. cit., p. 19.

19  Les micelles sont les plus petits assemblages de tensioactifs existant dans un liquide. Ces assemblages se constituent après saturation de l’interface eau/huile. Les têtes sont polaires et hydrophiles et les queues apolaires et hydrophobes. Les molécules forment des grappes sphéroïdales et emprisonnent soit l’eau, soit l’huile selon l’orientation.

20 Caretti, E., Dei, L., op. cit., p. 186.

21 Wolbers, R., op. cit., p. 158.

22 Wolbers, R., op. cit., p. 163.

23 Stavroudis, C., Blank, S., « Author’s Reply », dans WAAC Newsletter 12, 1990, n° 2, p. 31.

24 Erhardt, D., Bischoff, J., op. cit., p. 145.

25 Koller, J., « Cleaning of a Nineteenth-Century Painting with Deoxycholate Soap: Mechanism and Residue Studies », dans Cleaning, retouching and coatings, Preprints of the Contributions to the Brussels Congress. (Bruxelles Septembre 1990), p. 109.

26 Erhardt, D., Bischoff, J., « The Roles of Various Components of Resin Soaps, Bile Acid Soaps and Gels, and Their Effects on Oil Paint Films », dans Studies in Conservation, 1994, n° 39, pp. 3-4.

27  La lixiviation est l’extraction de composés organiques à bas poids moléculaire présents dans un film de peinture polymérisé. Ces composés sont libres et non polymérisés, ils ne sont pas incorporés à la matrice et sont fluides sous leur forme solide : ils agissent comme des plastifiants de la couche picturale.

28 Ford, B., Byrne, A., « The lipid stripping potential of resin soaps gels used for cleaning oil paintings »,dans Australian Institute for Conservation of Cultural Material Bulletin, 1991, volume 17, n° 1 & 2, p. 58.

29 Erhardt, D., Bischoff, J., op. cit., p. 16.

30  Ces recherches, malheureusement sans résultats probants faute de matériel approprié, ne seront pas présentées dans cet article.

31  Communication personnelle de Richard Wolbers, via email, Octobre 2013.

32  Communication personnelle de Richard Wolbers, via email, Octobre 2013.

33  Communication personnelle du Dr. Spike Bucklow, discussion informelle au Hamilton Kerr Institute (Cambridge), Mars 2014.

34  Communication personnelle du Dr. Spike Bucklow, discussion informelle au Hamilton Kerr Institute (Cambridge), Mars 2014.

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Table des illustrations

Titre Fig.1 Sel d’abiétate de triéthanolammonium
Légende La réaction entre l’acide abiétique et la triéthanolamine produit le sel d’abiétate de triéthanolammonium.
Crédits Crédits: Richard Wolbers
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 96k
Titre Fig.2 Sel désoxycholate de triéthanolammonium
Légende La réaction entre l’acide abiétique et la triéthanolamine produit le sel de désoxycholate de triéthanolammonium.
Crédits Crédits: Richard Wolbers
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 92k
Titre Fig.3 Ensemble des savons préparés
Légende 64 savons ont été préparés puis testés sur différentes couches de vernis naturels.
Crédits Photo Camille Polkownik
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 3,2M
Titre Fig. 4 L‘amateur, David Ryckaert III (XVIIe)
Légende Œuvre du XVIIe siècle, Musée des Beaux-Arts de Liège, Belgique.
Crédits Photo Militza Ganeva.
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 468k
Titre Fig. 5 Avant nettoyage des restes de vernis oxydés
Légende Les restes de vernis oxydés assombrissent la couche picturale et provoquent des brillances non désirées. Ils ne peuvent être retirés avec les méthodes traditionnelles sans sensibiliser la couche picturale originale.
Crédits Photo Camille Polkownik
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 4,8M
Titre Fig.6 Après nettoyage des restes de vernis oxydés
Légende Le savon biliaire au disodium tétraborate (pH 8,5) a permis d’enlever les restes de vernis sans sensibiliser la couche picturale.
Crédits Photo Camille Polkownik
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 5,5M
Titre Fig. 7 Portrait du Bourgmestre Maigret, Lamet
Légende Œuvre datée de 1743, Musées de Verviers, Belgique
Crédits Photo Jade Roumi.
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 2,9M
Titre Fig.8 Avant nettoyage des restes de vernis oxydés et encrassés
Légende Les restes de vernis oxydés associés à une couche de crasse assombrissent la couche picturale et provoquent des brillances non désirées. Ils ne peuvent être retirés avec les méthodes traditionnelles sans sensibiliser la couche picturale originale.
Crédits Photo Jade Roumi.
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 6,4M
Titre Fig.9 Après nettoyage des restes de vernis oxydés et encrassés
Légende Le savon résinique au Trizma Base (pH 8,5) a permis d’enlever les restes de vernis sans sensibiliser la couche picturale.
Crédits Photo Jade Roumi.
URL http://ceroart.revues.org/docannexe/image/4822/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 5,2M
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Pour citer cet article

Référence électronique

Camille Polkownik, « Remplacement de la triéthanolamine au sein des savons résiniques et biliaires de R. Wolbers », CeROArt [En ligne], 5 | 2016, mis en ligne le 24 février 2016, consulté le 27 mars 2017. URL : http://ceroart.revues.org/4822

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Auteur

Camille Polkownik

Après des études en conservation d’œuvres peintes à l’école des Beaux Arts d’Avignon (France) puis à l’École nationale supérieure des Arts visuels de La Cambre à Bruxelles (Belgique), Camille Polkownik a travaillé en tant que stagiaire au sein l’atelier de restauration de peintures de l’Art Gallery of New South Wales (Sydney, Australie) avant de poursuivre son perfectionnement au Hamilton Kerr Institute (Cambridge, Angleterre). camille.polkownik@hotmail.fr

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