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Texte intégral
Bachelor thesis

Caractérisation du champ de détection de l'appareil XRF : établissement d'une méthodologie pour la détection de fines couches métalliques

    2017

89

Mémoire de bachelor: Haute Ecole Arc Conservation-Restauration, 2017

Conservation-restauration
étain
XRF
champ de détection
English French The aim of this Bachelor's thesis was to understand the limits of the XRF for the detection of a tin coat on a corroded iron artefact when an iron oxides layer covers the coating. We focused on the influence of the iron oxides’ layer by listing the significant parameters and observing them separately trough experiments. The research was mainly focused on the iron oxides’ thickness that would define this limit of detection. We have based our analysis on the Beer-Lambert law, which describes the electromagnetic radiation’s intensity’s attenuation (therefore applicable to X-rays) through a medium as a function of the thickness, nature and density of this medium. It hence became evident that the limiting thickness of detection would vary depending on the other two. A samples batch specifically designed to demonstrate these different parameters allowed to have on a single plate a range of iron oxides’ thicknesses ranging from the finest - where the detection of tin is possible - to the thickest -where tin is no longer detected. By changing the nature and the iron oxides’ density, not only we managed to observe as a function of these different parameters the variation-limit of the iron oxides’ thickness for the detection of the tin coating, but also noted the importance of choosing the apparatus’ settings as being strongly significant for the definition of what one should consider as a too low intensity X-radiation to be detected. These samples did not allow us to compare the values experimentally obtained with those predicted mathematically. The comparison between our mock-ups and the reality of an archaeological object however allowed to identify the different constraints requiring to reevaluate the different parameters listed in this work. Finally, we discussed a possible model for the semi-quantification of tin thickness through a layer of iron oxides that would previously be well characterized. To proof our hypothesis, we created a second experimental sample model that, although still perfectible, gave us encouraging results for further investigations. Ce travail de Bachelor avait pour but de comprendre les limites de la XRF pour la détection d’un revêtement d’étain dans le cas où une couche d’oxydes de fer recouvre ledit revêtement. Nous nous sommes en particulier concentrés sur l’influence de la couche d’oxydes de fer en listant les paramètres influents et en les observant séparément de manière expérimentale. Nos interrogations se sont principalement portées sur l’épaisseur d’oxydes qui définirait cette limite de détection. Nous nous sommes basés sur la loi de Beer-Lambert, qui décrit l’atténuation de l’intensité d’un rayonnement électromagnétique (donc applicable à des rayons X) à travers un milieu en fonction de l’épaisseur, la nature et la densité de ce milieu. Il est dès lors apparu que l’épaisseur limite de détection varierait en fonction des deux autres facteurs. Un lot d’échantillons créé pour mettre en évidence ces différents paramètres a permis de regrouper sur une seule lame une gamme d’épaisseurs d’oxydes de fer allant de la plus fine, où la détection de l’étain est possible, à la plus épaisse, où l’étain n’est plus détecté. En variant la nature et la densité des oxydes de fer, nous sommes non seulement parvenus à observer en fonction de ces différents paramètres la variation-limite de l’épaisseur d’oxydes de fer pour détecter le revêtement étamé, mais avons aussi relevé l’importance du choix des réglages de l’appareil comme étant fortement influent sur la définition-même de ce que l’on doit considérer comme un rayonnement X d’intensité trop faible pour être détecté. Ces échantillons n’ont pas permis de comparer les valeurs obtenues expérimentalement à celles prédites mathématiquement. La comparaison entre nos échantillons modèles et la réalité d’un objet archéologique a cependant permis de relever différentes contraintes qui demandent de réévaluer les différents paramètres listés dans ce travail. Pour finir, nous avons abordé un modèle possible pour la semi-quantification de l’épaisseur d’étain au travers d’une couche d’oxydes de fer qui seraient parfaitement caractérisés. Pour apporter des valeurs expérimentales à nos réflexions, nous avons alors créé un second modèle d’échantillon qui, bien qu’encore perfectible, a révélé des résultats encourageant la suite des recherches.
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 306415
Persistent URL
https://sonar.ch/hesso/documents/313452
Statistics
Document views: 66 File downloads:
  • 2017_BA-CRAE-Granget-Elodie-Caracterisation_du_champ_de_detection_de_l_appareil_XRF.pdf: 267