Caractérisation d’un colorant traditionnel mésoaméricain par spectroscopies non-invasives et méthodes séparatives

Grâce au concours financier de la Fondation des sciences du patrimoine (LabEx Patrima),  la Bibliothèque nationale de France va pouvoir accueillir un masterant pour caractériser un colorant traditionnel mésoaméricain par spectroscopies non-invasives et méthodes séparatives.
Le projet est co-porté par Anne Michelin (chercheuse au Centre de Recherche sur la Conservation des Collections, CRCC-MNHN), Witold Nowik (ingénieur de recherche au Laboratoire de recherche des monuments historiques, LRMH), Fabien Pottier (postdoctorant au CRCC), et Laurent Hericher (département des Manuscrits, BnF).
Mesure de micro-décoloration sur le Codex Borbonicus. @ Fabien Pottier, CRC.

L’étude du Codex Borbonicus réalisée récemment au CRCC1 a mis en évidence l’utilisation d’un colorant traditionnel extrait des feuilles de l’arbuste Justicia spicigera.

By i_am_jim (Own work) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

Cette identification, à ce jour unique dans un manuscrit mésoaméricain, a été réalisée à l’aide des spectroscopies de réflexion diffuse, de fluorescence UV et Raman. Trois problématiques concernant l’usage, l’analyse et le vieillissement de ce colorant émergent de ce résultat :

  • L’utilisation particulière de ce colorant souligne-elle une éventuelle spécificité technico-culturelle de la région de Mexico-Tenochtitlan au début du XVIème siècle ?
  • L’extrait de cette plante étant mal caractérisé chimiquement, à quelle(s) molécule(s) les signaux analytiques détectés sont-ils associés ?
  • Enfin, ce colorant étant réputé peu stable, quelle est son évolution moléculaire lors d’un vieillissement ? Quel impact cette altération peut-elle avoir sur son identification par les méthodes spectrales et séparatives ?

L’objectif du stage consistera donc à répondre à ces trois questionnements, d’une part grâce à l’étude d’un corpus quatre manuscrits mexicains issus des collections de la Bibliothèque nationale de France, à l’aide des spectroscopies non-invasives utilisées sur le Codex Borbonicus, d’autre part avec la caractérisation de l’extrait de Justicia spicigera à l’aide de méthodes spectroscopiques et séparatives, avant et après vieillissement artificiel. Il s’agit des manuscrits :

Le fond Mexicain de la BnF2 est riche de centaines de documents, datant du XVIème siècle pour les plus anciens. Ce corpus constitue une base de données unique des pratiques picturales manuscrites de cette région au début de la colonisation espagnole. Cette sélection de manuscrits sera donc étudiée in situ lors de plusieurs campagnes de mesures, qui permettront de caractériser les matériaux constituants les polychromies, par imagerie hyperspectrale Visible et proche IR, spectroscopie FORS, XRF, FTIR, Fluorescence UV et Raman.

En parallèle, des échantillons de Justicia spicigera seront étudiés en laboratoire (les feuilles de l’arbuste seront fournies par le jardin exotique de Menton (MNHN)). Un protocole analytique sera mis en place, permettant la séparation et la caractérisation du mélange moléculaire par chromatographie en phase liquide à haute performance (CLHP ou HPLC en anglais). Ce développement nécessitera l’optimisation du protocole d’extraction et des conditions de séparations (colonne, éluant,…), ainsi que le couplage de techniques de détection multiples (absorption, fluorescence, spectrométrie de masse).
Enfin, des échantillons sous diverses formes (extrait aqueux, couche picturale,…) seront exposés à un vieillissement artificiel puis caractérisés par méthodes spectroscopiques et séparatives. Cela permettra d’étudier les variations de composition de la préparation colorante, et la stabilité des signaux spectroscopiques associés.

Après le Codex Borbonicus et les travaux d’Antonino Cosentino (https://bnf.hypotheses.org/577), ce projet illustre l’apport des méthodes d’analyse non invasive à l’étude et à la connaissance des codex mésoaméricains. Au-delà du cas particulier des codex, de nombreux exemples portant sur des manuscrits à divers états de conservation3 montrent combien l’imagerie hyperspectrale vient renouveler la codicologie. Cette science auxiliaire de l’histoire, qui déjà cherchait à aller au-delà de l’analyse macroscopique par l’identification physico-chimique des matériaux constitutifs des manuscrits (support, liants, colorants et pigments, etc.) et par l’imagerie scientifique que l’on pourrait qualifier de traditionnelle dans l’étude du patrimoine (photographie en UV, visible et IR ; radiographie), bénéficie depuis quelques années des développements apportés par les nouvelles techniques issues des avancées en matière d’enregistrement et de calculs numériques auxquels s’ajoutent les innovations dans l’analyse nanostructurale : 3D de surface, tomographie, imagerie hyperspectrale, photographie Haute Définition. Citons quelques unes de ces techniques :

  • spectroscopie Raman (du nom de Sir Chandrashekhara Venkata Râman, prix Nobel de physique en 1930),
  • spectroscopie de diffraction des rayons X (DRX [XRD en anglais]), spectroscopie X durs, spectrométrie de fluorescence des rayons X (SFX [XRF en anglais]),
  • microscopie électronique à balayage équipée de système de microanalyse X,
  • spectroscopie infrarouge, dont la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ou spectroscopie IRTF (ou encore FTIR, de l’anglais Fourier Transform InfraRed spectroscopy),
  • spectroscopie de diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS de l’anglais : Small Angle X-rays Scattering),
  • Fiber Optics Reflectance Spectra (FORS).
Il va de soi que les compétences exigées pour l’emploi de ces techniques et l’interprétation des données des analyses qui en résultent, impliquent la collaboration des paléographes et codicologues avec des ingénieurs et physico-chimistes. Au-delà de la collaboration c’est un véritable dialogue qui doit s’instaurer entre les spécialistes des sciences humaines et sociales, des sciences de l’information et des sciences physico-chimiques et du vivant.
C’est justement le défi qu’ont souhaité relever les porteurs du labEx Patrima en œuvrant à la constitution d’une communauté de chercheurs sensibilisés à l’approche interdisciplinaire et à la confrontation entre recherche et pratiques professionnelles du patrimoine.
Le projet sur les manuscrits méso-américains de la BnF en constitue un exemple de plus.
Pour aller plus loin concernant ces nouvelles techniques appliqués aux objets du patrimoine, nous renvoyons au carnet de recherche du C2RMF dédié à ces thèmes, Scientific imaging for cultural heritage / Images scientifiques pour le patrimoine.
  1. « Lumière sur les techniques de fabrication du Codex Borbonicus, un manuscrit aztèque rare », INSHS, 30 octobre 2017. Disponible en ligne, url : <http://www.cnrs.fr/inshs/recherche/codex-borbonicus.htm> ; Vahé Ter Minassian , « Les mystères d’un trésor aztèque au Palais-Bourbon », Le Monde, 6 octobre 2014. Disponible en ligne, url : <http://www.lemonde.fr/sciences/article/2014/10/06/azteques-un-calendrier-hors-du-temps_4501308_1650684.html> ; « Les sciences physico-chimiques appliquées à l’étude d’un manuscrit mésoaméricain, le Codex Borbonicus », FSP, 5 octobre 2017. Disponible en ligne, url : <https://fsp.hypotheses.org/487>. []
  2. Durand-Forest, Jacqueline de ; Swanton, Michael W., « Un regard historique sur le fonds mexicain de la Bibliothèque Nationale de France », Journal de la Société des Américanistes, 1998, vol. 84, n° 2, p. 9-19. Disponible en ligne, url : <http://www.persee.fr/doc/jsa_0037-9174_1998_num_84_2_1713> ; Galarza, Joaquín, Codex mexicains : catalogue [de la] Bibliothèque nationale de Paris, Paris : Société des américanistes, 1974, 1 vol. (97 p.). ; 25 cm. Disponible en ligne, url : <http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k255711v>. [Ne concerne que les manuscrits pictographiques] ;Omont, Henri, Catalogue des manuscrits mexicains de la Bibliothèque nationale, Paris : Emile Bouillon, 1899, 1 vol. (III-64 p.). Disponible en ligne, url : <http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k2557051>. []
  3. Cf. Les secrets du palimpseste d’Archimède, https://bnf.hypotheses.org/1402 ; Bernadette Arnaud, « Le secret de plomb des papyrus d’Herculanum« , Sciences et Avenir, 26 mars 2016 ; « La papyrologie d’Herculanum révolutionnée par l’imagerie multispectrale« , IRHT, 28 août 2015 []

Olivier Jacquot

Coordonnateur de la recherche > Délégation à la Stratégie et à la recherche > Bibliothèque nationale de France

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