Hygromécanique des panneaux en bois et conservation du patrimoine culturel. Des pathologies... aux outils pour la conservation

Cotutelle avec l'Università degli Studi di Firenze. Qui a délivré le titre de docteur, école doctorale Gestione Sostenibile delle Risorse Agrarie e Forestali.Up to the end of the Renaissance, wood was the main support for the art painting, mainly because of its softness, easy way to work with and its mechanical resistance (the specific resistance of the poplar can be compared with the one of the steel) and its good durability. Since a long time, restoration ateliers have preferred to keep secret the problems of conservation and restoration of these wood paintings. Some of them have open their minds now, and there is need for an understanding of phenomenons; this is why they work in an open relationship with scientists. Two approaches have been considered in this work. On the one hand, discussions restoration and conservation people, in order to find solution suited to their needs. On the other hand, the involved phenomenon involved are really complex, consequently, there is also the need for the development of specifics tools. These tools have to take into account the mechanical structure, humidity and specific characteristics of wood. One of the goal is to predict the painting behaviour along time, first with the study of their actual state, by the in-situ monitoring of the shape (preferably non-destructive, without contact, optical measuring). It was also necessary to develop some experiments, as characterisation test, wood material behaviour modelling, in order to predict wooden painting evolution. Applications of these study were mainly concerning the analysis of the painting Mona Lisa, the Couronnement d'épines and of recent curative technics (frame with springs for example).Jusqu'à la fin de la Renaissance le bois est resté le principal support pour la peinture, grâce à ses caractéristiques de relative légèreté, sa facilité de mise en œuvre, sa résistance mécanique (résistance spécifique du peuplier comparable à celle de l'acier), et sa durabilité dans le temps. Outre les aspects historico-artistiques des diverses œuvres, les problèmes techniques liés à la conservation et à la restauration des peintures sur bois sont restées - jusqu'à des temps récents - quasi secrets, par les ateliers de restauration. Depuis peu, ces derniers ont reconnu la nécessité d'une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu et travaillent maintenant en relation avec les scientifiques. Dans le cadre de cette thèse deux approches ont été envisagées. D'une part se trouve le dialogue avec les artisans de la restauration et de la conservation et la formulation de leurs attentes dans le but de leur proposer des solutions en adéquation avec leur besoin. D'autre part, les phénomènes à appréhender sont très complexes ce qui justifie en parallèle le développement d'outils spécifiques prenant en compte la mécanique des structures, l'humidité et les caractéristiques spécifiques du matériau bois. Un des objectifs est la prédiction du comportement des tableaux à long terme de par l'étude de leur état par le suivi de comportement in-situ par l'appareillage (mesures non destructives, éventuellement sans contact : mesures optiques) des tableaux en exposition ou de répliques. Pour cela, il a été nécessaire de développer des essais de caractérisation, des modèles de comportement matériau spécifiques au bois et de technique de couplage de codes ou de méthodes numériques dédiées pour simuler les couplages de structure et de matériau dans ce type de problématique. Les applications de cette étude ont porté sur l'analyse et la prédiction du comportement de la Monna Lisa [del Giocondo], le Couronnement d'épines de l'église saint-Didier en Avignon et de diverses techniques récentes de restauration (châssis à ressorts, par exemple)