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Texte intégral
Master thesis

Stabilisation des vestiges archéologiques en fer associés à des restes de bois : caractérisation du degré de minéralisation et refléxions sur leur comportement dans des bains alcalins

    2015

174 p.

Mémoire de master: Haute Ecole Arc Conservation-Restauration, 2015

Conservation et restauration
archéologie
bois
fer
English French German Wood, like any material of organic nature, is rarely found in archaeological excavations, unlike iron remains. Sometimes these two materials find themselves in contact during their burial in the ground, either because they are part of the same object, or because they were brought together voluntarily or accidentally. Sometimes wood may have been preserved in contact with a metallic artifact, thanks to a mineralization process of the organic part. But its original shape is very often incomplete. The wood remains, as small as they are, may still bear archaeological information of great value, sometimes enabling the understanding and reconstruction of archaeological artifacts or context. To preserve the technological integrity of the whole, these remains require particular thoughts on their treatment. The combination of the two materials, each with different sensitivities and conservation needs, generally does not allow to treat one of them without risks to the other. The archaeological iron is a very unstable material at its excavation, due to its chloride contamination from the soil. Stabilization treatments, especially by immersion in alkaline solutions, are often used for the removal of these chlorides. However, these solutions can be a risk to the preservation of the wood remains. The extent of it will be different depending on their state of alteration or mineralization, characterizing the proportion of inorganic materials that have impregnated or replaced the wood. This thesis aims to evaluate the behavior of wood remains in alkaline baths, according to their degree of mineralization. First, the way to assess that degree, which is one of the difficult phases before choosing an appropriate treatment, has been deepened. Several observations were made from a corpus of archaeological objects from different sources, using imaging methods (binocular microscope, optical and scanning electron microscopes), and analysis (energy diffraction spectroscopy, Fourier transform infrared and Raman microspectroscopy) and microchemical tests. These have led to a better understanding of the structure and how wood is impregnated by iron corrosion products as well as the inherent fragility of the wood remains. Different forms of mineralization could thus be highlighted. Secondly, we have implemented several series of tests. Samples of mineralized wood and iron objects associated with wood remains were immersed in alkaline baths for a defined period. The chemical and physical-mechanical impacts of these baths have been documented. The collected observations were then compared with the experiences of conservation professionals who have already faced the treatment of such objects in the past. We were so able to underline the most important points to be considered regarding long-term stabilization of these remains. Le bois, comme tout matériau de nature organique, est rarement retrouvé en fouilles archéologiques, contrairement aux vestiges en fer. Il arrive parfois que ces deux matériaux se trouvent en contact durant leur enfouissement dans le sol, soit parce qu’ils font partie d’un même objet, soit parce qu’ils ont été associés de manière volontaire ou accidentelle. Parfois, le bois peut avoir été préservé au contact de l’objet métallique, notamment grâce à un processus de minéralisation de la partie organique. Mais sa forme d’origine est très souvent incomplète. Ces restes de bois, aussi petits soient-ils, peuvent néanmoins être porteurs d’informations archéologiques de grande valeur, permettant parfois la compréhension et la reconstitution d’artefacts archéologiques ou de leur contexte. Afin de préserver l’intégrité technologique de l’ensemble, ces vestiges nécessitent une réflexion particulière sur leur traitement. L’association des deux matériaux, qui ont chacun des sensibilités et des besoins en conservation différents, ne permet généralement pas de traiter l’un des deux sans risques pour l’autre. Le fer archéologique est un matériau très instable à sa sortie de fouille, en raison de sa contamination par des chlorures issus du sol. Des traitements de stabilisation, notamment par immersion dans des solutions alcalines, sont souvent employés pour le retrait de ces chlorures. Or, ces solutions peuvent constituer un risque pour la préservation des restes de bois, dont l’ampleur sera différente selon leur état d’altération ou de minéralisation, caractérisant la proportion de matières inorganiques ayant imprégnés ou remplacés le bois. Ce mémoire a pour but d’évaluer le comportement des restes de bois dans les bains alcalins, selon leur degré de minéralisation. Dans un premier temps, la manière d’évaluer ce degré, qui constitue l’une des phases difficiles avant le choix d’un traitement approprié, a été approfondie. Plusieurs observations ont été réalisées à partir d’un corpus d’objets archéologiques de différentes provenances, à l’aide de méthodes d’imagerie (loupe binoculaire, microscopes optique et électronique à balayage), et d’analyse (spectroscopie en diffraction d’énergie, microspectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et Raman) ainsi que des tests microchimiques. Celles-ci ont permis de mieux comprendre la structure et la manière dont le bois est imprégné par les produits de corrosion du fer ainsi que les fragilités intrinsèques des restes de bois. Différentes formes de minéralisation ont ainsi pu être mises en évidence. Dans un second temps, nous avons mis en place plusieurs séries de tests. Des échantillons de bois minéralisé ainsi que des objets en fer associés à des restes de bois ont été immergés dans des bains alcalins durant une période définie. Les impacts chimiques et physico-mécaniques de ces bains ont été documentés. Les observations récoltées ont ensuite été mises en parallèle avec les expériences de professionnels de la conservation qui ont déjà été confrontés au traitement de tels objets par le passé. Nous avons ainsi pu souligner les points les plus importants dont il faut tenir compte vis-à-vis de la stabilisation à long terme de ces vestiges. Holz, wie auch jedes andere organische Material, ist selten in archäologischen Ausgrabungen erhalten, Eisenfunde hingegen schon. Manchmal befinden sich diese beiden Materialien während der Bestattung in der Erde in Kontakt mit einander. Dies ist der Fall wenn sie Teil des gleichen Objekts sind, oder weil sie in unmittelbarer Nähe zueinander lagen. Manchmal wurde das Holz in Kontakt mit Metallgegenständen, dank einer Mineralisierung des organischen Teils erhalten. Aber seine ursprüngliche Form ist sehr oft unvollständig. Die Holzreste, wie klein sie auch sind, können dennoch Träger von archäologischer Information von großem Wert sein. Vielfach können sie das Verständnis und die Rekonstruktion von archäologischen Artefakten oder Kontexten ermöglichen. Um organische Reste mit aller enthaltenen Information zu erhalten, erfordern diese Spuren besondere Überlegungen zu ihrer Behandlung. Die Kombination der zwei Materialien, welche unterschiedliche Empfindlichkeiten und Erhaltungsbedürfnisse haben, erlauben in der Regel nicht die Behandlung des einen ohne Risiko für das andere. Archäologisches Eisen ist nach der Bergung, aufgrund der Kontamination mit Chloriden, ein sehr instabiles Material. Stabilisierungsbehandlungen, insbesondere durch Eintauchen in alkalische Lösungen, werden häufig zur Entfernung dieser Chloride verwendet. Jedoch können diese Lösungen eine Gefahr für die Erhaltung der Holzreste darstellen. Je nach Mineralisierungsgrad, und dem Anteil der anorganischen Materialien, die das Holz imprägniert oder ersetzt haben, ist das Risiko bei der Entsalzung unterschiedlich hoch. Diese Arbeit zielt darauf ab, das Verhalten von Holzreste in alkalischen Bädern, nach dem Grad der Mineralisierung, zu untersuchen. Zum einen wurde eine Methode erarbeitet um den Grad der Mineralisierung zu messen, um so die Auswahl einer geeigneten Behandlung zu ermöglichen. Mehrere Beobachtungen wurden mit einer Auswahl von archäologischen Objekten von verschiedenen Fundorten gemacht. Bei den durchgeführten Arbeiten wurden bildgebenden Verfahren (Binokular, optische und Rasterelektronenmikroskopie), und Analyseverfahren (Energiebeugungsspektroskopie, Fourier Transformation Infrarot- und Raman Mikrospektroskopie) und mikrochemische Tests eingesetzt. Diese haben zu einem besseren Verständnis der Struktur und einem besseren Verständnis der Prozesse bei der Imprägnierung von Holz durch Eisenkorrosionsprodukte geführt. Verschiedene Formen der Mineralisierung konnten so differenziert werden. Weiterhin wurden Testreihen zur Stabilität von Holz in alkalischen Lösungen durchgeführt. Proben von mineralisiertem Holz und Eisenobjekte mit Holzresten wurden für einen definierten Zeitraum in alkalischen Bädern eingebracht. Die chemischen und physikalisch-mechanischen Wirkungen dieser Bäder wurden dokumentiert. Die resultierenden Beobachtungen wurden dann mit den Erfahrungen von Konservierungs-Fachpersonen, die vergleichbare Objekte in der Praxis behandelt haben, vergleichen. Die wichtigsten Punkte gegenüber der langfristigen Stabilisierung dieser Spuren werden hervorgehoben.
Language
  • French
Classification
Arts, entertainment, sport
Notes
  • Orientation objets archéologiques et ethnographiques
  • Haute Ecole Arc Conservation-Restauration Neuchâtel
  • hesso:hearc-cor
License
License undefined
Identifiers
  • RERO DOC 277795
  • RERO R008546734
Persistent URL
https://sonar.ch/hesso/documents/313440
Statistics
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  • 2015_MA_CRAE_Scholl_Stabilisation_vestiges_archeo_fer_bois.pdf: 111