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novembre 2014

Neutronique et archéologie

Intérêt croissant pour la neutronique en archéologie

Paris, le 18 novembre 2014

Les dix dernières années ont été témoins d’un intérêt croissant de la communauté archéologique pour les techniques scientifiques basées sur l’utilisation de neutrons, permettant d’aller plus loin sous les surfaces des peintures et objets. Les données ainsi collectées fournissent des informations sur la structure de ces éléments à l’échelle microscopique et sont utiles à la fois pour comprendre le monde historique d’où ils proviennent et nos techniques modernes de conservation et de restauration.

L’une des dernières installations neutroniques à annoncer son soutien à cette communauté de plus en plus importante est la partie de l’Institut Laue Langevin détenue par la Grande-Bretagne, l’un des leaders mondiaux de la technique des neutrons exploitant depuis plus de 40 ans la plus brillante source de neutrons au monde. Début novembre, l’ILL entreprend une étude de faisabilité sur un ensemble d’instruments récemment adaptés, qui commencera par l’analyse d’une série d’objets recueillis sur les champs de bataille de l’époque napoléonienne, afin d’identifier les informations qu’ils détiennent sur les régiments et soldats perdus.

Pourquoi utiliser des neutrons ?

Ils capturent parfaitement la présence d’atomes de lumière dans les composants organiques tels que les poignées en bois et les revêtements en cuir. Ce sont des détails que les techniques radiologiques, plus adaptées à l’analyse des composants métalliques lourds, ne peuvent pas déterminer.

Il s’agit de techniques non destructrices qui ne nécessitent pas de découper l’échantillon et permettent de le conserver intact.

Alors que la radiologie offre une résolution élevée très précise à l’échelle nano et micrométrique, les techniques neutroniques couvrent une vaste plage d’échelles vous permettant d’analyser des objets entiers à l’échelle quotidienne, jusqu’au niveau atomique. Les études de diffraction des neutrons peuvent voir des inscriptions, motifs et textures de surface pourtant estompés.

Exemples d’études récentes

La première analyse d’un objet archéologique à l’ILL s’apprête à être menée sur une série d’objets recueillis sur les champs de bataille de l’époque napoléonienne, notamment des boutons en laiton autrefois ornés d’écussons de régiment ou de motifs militaires qui ne sont plus visibles à l’œil nu. On espère que l’imagerie neutronique révèlera le régiment du soldat et donc la position de son régiment sur les champs de bataille.

Étude de hache préhistorique : l’analyse d’une hache à tête de cuivre trouvée avec les restes d’un homme parfaitement préservé âgé de 5 200 ans, a montré qu’elle avait été fabriquée par une série d’étapes alternées de forgeage à chaud et à froid, repoussant les origines de cette technique de plus de mille ans tout en constituant une étape majeure vers la compréhension des procédés métallurgiques.

Les neutrons ont été utilisés pour examiner l’intérieur de balles de plomb et la diffraction des neutrons a permis d’analyser la déformation interne afin de savoir si elles avaient été tirées ou non. Dans la récente étude publiée sur les objets de la Mary Rose, la puissante technique de l’imagerie neutronique a révélé des fragments de fer de forme cubique encastrés dans les balles de canon en plomb souple, révélant les secrets des projectiles perforants.

Lors de la récente conférence Synchrotron Radiation and Neutrons in Art and Archaeology ont été présentés les résultats de l’étude d’un ancien arc japonais, montrant de quelle manière les neutrons pouvaient être utilisés pour étudier sa structure et identifier les différents types de bois utilisés dans sa fabrication.

L’ILL et l’archéologie

En tant que centre de science neutronique phare au niveau mondial, l’ILL fournit aux scientifiques un flux très élevé de neutrons alimentant quelque 40 instruments de pointe. La recherche s’intéresse en particulier aux sciences fondamentales dans divers secteurs : physique de la matière condensée, chimie, biologie, physique nucléaire et sciences des matériaux, ainsi que l’étude archéologique et paléontologique occasionnelle.

Le nouveau programme archéologique de l’ILL est mené par Duncan Atkins et fait suite à un atelier sur l’imagerie neutronique qui s’est déroulé plus tôt cette année à l’institut. L’imagerie est l’une des techniques pouvant être utilisées dans la caractérisation archéologique objective et entre 60 et 70 archéologues étaient présents à l’atelier.

Dans le cadre de l’étude de faisabilité de l’ILL, Duncan et ses collègues ont adapté les instruments existants tels que le SALSA (un analyseur neutronique de déformation avancé), développé pour explorer les déformations de composants techniques tels que les ailes d’avion.

À propos de L’Institut Laue-Langevin

L’ILL est un centre de recherche international situé à Grenoble, France. Il est le leader en science et technologies neutroniques depuis près de 40 ans, les premières expériences ayant été réalisées en 1972. L’ILL exploite l’une des sources de neutrons les plus puissantes au monde, qui alimente un parc de 40 instruments de pointe qui sont constamment modernisés. Chaque année, 1 200 chercheurs de plus de 40 pays viennent à l’ILL pour faire des recherches en physique de l’état condensée, chimie (verte), biologie, physique nucléaire et science des matériaux. Le Royaume-Uni, avec la France et l’Allemagne est un associé et un investisseur majoritaire d’ILL.

http://www.ill.eu/fr