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Protéger et conserver les œuvres d’art avec du graphène

Une œuvre d’art accrochée au mur d’une galerie d’art ou d’un musée raconte une histoire, mais ce qui se trouve sous la surface peut en raconter une autre. Des solutions innovantes à base de graphène peuvent désormais assurer la préservation et la protection de ces trésors inestimables.

Technologies industrielles
Société

La plupart des œuvres d’art sont sujettes à la décoloration, au jaunissement et à l’altération de leurs couleurs au fil du temps en raison de facteurs environnementaux tels que les rayons ultraviolets et la lumière visible, et de divers agents oxydants. Les nouveaux matériaux utilisés dans la production artistique au XXe siècle affectent la stabilité et la longévité des œuvres d’art par rapport aux matériaux plus traditionnels. Tous ces facteurs peuvent entraîner des changements irréversibles de l’apparence des œuvres d’art, menaçant ainsi le patrimoine artistique. Le projet GRAPHENART, financé par l’UE, a apporté diverses solutions à ce problème. Les chercheurs ont mis au point des membranes de graphène de 10 cm x 10 cm qui peuvent être utilisées comme revêtement protecteur transparent contre la dégradation. Ils ont également produit des encres à base de graphène qui fournissent aux œuvres d’art et aux peintures anciennes et contemporaines un écran contre la lumière ultraviolette et la lumière visible, et une protection contre l’oxydation et l’humidité.

Un matériau miracle polyvalent

La polyvalence du graphène a encouragé des armées de chercheurs à explorer de nouvelles possibilités pour ce réseau bidimensionnel de carbone pur. «Le graphène représente un candidat idéal pour la protection des œuvres d’art dans les musées et les galeries, du fait du nombre impressionnant de ses propriétés physiques. Dont notamment sa haute résistance, sa grande flexibilité, son imperméabilité aux gaz corrosifs, son hydrophobie et son absorption de la lumière», explique le coordinateur du projet, Costas Galiotis. En outre, le matériau bidimensionnel adhère à toute surface propre grâce à la faible liaison de van der Waals. En raison de sa très faible épaisseur atomique, il s’enlève également très facilement, contrairement aux revêtements polymères commerciaux actuels. «Une autre caractéristique intéressante du graphène est sa capacité à absorber la lumière ultraviolette. Le graphène monocouche présente un large pic d’absorption à 270 nm, tandis que son absorption globale augmente presque proportionnellement avec le nombre de couche», explique Costas Galiotis. Ainsi, la valeur d’absorption du graphène monocouche est de 8 %, alors que cette valeur passe à 25 % pour le graphène à trois couches. Dans le spectre visible, le graphène monocouche absorbe environ 2 % de la lumière incidente et réfléchit les 98 % restants.

Prototypes du projet

Les chercheurs ont employé la méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour produire du graphène de haute qualité à grande échelle et un système de rouleau à rouleau pour déposer automatiquement les membranes de graphène résultantes sur les œuvres d’art. Des membranes transparentes ont été déposées sur plusieurs peintures, après les avoir exposées à un vieillissement accéléré, elles ont démontré une bonne protection contre la décoloration et l’altération des couleurs. L’incorporation de poudres de graphène dans les encres et les peintures a permis de renforcer la résistance à la dégradation. Il s’agit d’une avancée significative si l’on considère que la conservation des encres et des colorants contemporains et modernes reste peu étudiée, malgré le fait qu’ils soient abondamment utilisés dans les dessins, les peintures et autres œuvres d’art. Les membranes de graphène produites par le procédé CVD peuvent être placées directement sur les œuvres d’art, en particulier lorsque la transparence constitue une préoccupation essentielle. Costas Galiotis fait remarquer que «le voile de graphène transparent s’enlève facilement, il ne constitue donc pas une intervention irréversible sur l’œuvre d’art». Les «flocons» de graphène produits, dispersés dans les peintures et vernis colorés, ouvriront la voie à une utilisation plus large de nouveaux matériaux de protection sur le vaste marché des peintures architecturales.

Mots‑clés

GRAPHENART, graphène, œuvres d’art, membranes de graphène, encre, décoloration, dépôt chimique en phase vapeur (CVD)

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