Etude multi-échelles des interactions entre la couche de produits de corrosion formés sur des objets en cuivre du patrimoine et les traitements de protection organique

International audienceEn milieu extérieur, les statues en bronze et en cuivre subissent desaltérations causées par l’eau et la pollution atmosphérique qui entraînent desmodifications physiques et esthétiques de l’œuvre par la formation d’une couche deproduits de corrosion (CPC) composée d’une fine couche de cuprite Cu2O (5 à 10µm d’épaisseur) à l’interface métal/CPC et d’une couche externe et plus épaisse (de20 à 50 µm) constituée majoritairement de brochantite Cu4SO4(OH)6.Pour limiter ces effets, les restaurateurs utilisent principalement destraitements par des cires microcristallines mais qui nécessitent de fréquentesrestaurations. La recherche de nouveaux traitements inhibiteurs de la corrosion, etqui plus est non toxiques, est un enjeu majeur dans le domaine du patrimoine. Lesnouveaux traitements à base de solutions de carboxylates à longue chaîne carbonéesaturée ont été développés notamment sur les alliages ferreux [1] et semblentprometteurs pour les alliages cuivreux. Cependant peu d’informations existent sur lesmécanismes d’interaction couche de CPC/carboxylate aux échelles micro et submicrométrique.Ainsi nos travaux portent sur l’étude de l'efficacité du traitement de la CPC pardes composés carboxylates (HC10), en visualisant leur pénétration ainsi que lesinteractions CPC/carboxylate de l’échelle micrométrique à nanométrique via unensemble de techniques analytiques complémentaires. Des analyses élémentaire,chimique et structurale sont réalisées par couplage MEB-EDS, XPS, µRaman etDRX. Ainsi, la pénétration du traitement à l’intérieur de la couche externe de la CPCa pu être mise en évidence. Afin de déterminer finement et localement la distributionspatiale des constituants de la CPC, une méthodologie spécifique visant à obtenirl’empreinte spectrale de ces composés de référence par XPS et nano-Auger a étédéveloppée. Ce travail méthodologique sera présenté puis appliqué à l’analysed’échantillons issus de la toiture de la cathédrale de Metz non traités et traités pardes solutions de HC10 pendant différentes durées d’immersion