Corrosion du plomb aux Archives Nationales de France

	Réserves des Archives Nationales de France. © Brun

Pour répondre à une demande croissante des conservateurs, le C2RMF a développé une méthodologie permettant d’identifier les causes et la nature de l’altération des collections métalliques à l'intérieur des salles d'exposition ou dans les réserves. De 1998 à 2000 une étude au Centre historique des Archives nationales a permis de diagnostiquer l'altération, comprendre les mécanismes de corrosion, évaluer l'influence des micro-climats et des polluants de l'air intérieur sur les œuvres pour sélectionner les meilleures conditions de conservation. A cette occasion, un protocole d'évaluation de la corrosion a été mis au point qui comporte les étapes suivantes :

Bulle d'Honorius III. Archives Nationales de France. © C2RMF, M. Dubus

La corrosion de l'œuvre depuis sa création reflète son histoire. Les produits de corrosion contiennent des informations sur sa fabrication, son utilisation, son abandon, sur d'éventuels traitements de restauration. Ces renseignements sont nécessaires pour diagnostiquer son état de conservation mais ne permettent pas d'identifier les causes immédiates de son altération ni d'agir de façon préventive sur son environnement.
La diffraction des rayons X (DRX) et la spectrométrie de rétro diffusion par particules chargées (RBS) ont été utilisées pour analyser la surface de sceaux en plomb (bulles) sans prélèvement. Le traitement des spectres de rétro diffusion, sous la forme de profils de concentration, met en évidence un appauvrissement en plomb de la surface de l'objet, corrélé à une incorporation d'éléments légers, carbone et oxygène. La diffraction X permet de préciser la nature des composés, qui sont principalement des carbonates de plomb.

	Bulle de Léon XIII. Archives Nationales de France. © C2RMF, M. Dubus

Pour connaître les causes d'un processus en cours, il faut étudier des témoins de composition proche des œuvres, qui sont exposés dans les mêmes conditions que les œuvres (mêmes polluants, mêmes conditions climatiques). Contrairement aux objets de musée, des prélèvements ou une mise sous vide sont possibles avec ces témoins, leur géométrie et leurs dimensions sont choisies en fonction des appareils de mesure pour réunir les meilleures conditions expérimentales et obtenir les meilleurs résultats. Toutes les conditions sont rassemblées pour que la corrosion observée soit le reflet fidèle de l'action de l'environnement actuel sur un métal aux caractéristiques proches des œuvres, ce qui permet ensuit de cibler les analyses d'air.
Des coupons de plomb ont été exposés durant six mois parmi les collections dans différents magasins des Archives, d'une part pour caractériser les produits de corrosion formés et identifier ainsi les différents paramètres responsables de l’altération, et d'autre part pour détecter les zones d'exposition ou de stockage à risque. Les résultats montrent que l'épaisseur des produits de corrosion augmente sans cesse tout au long de la période d'exposition, mais avec des faciès d'altération différents selon les emplacements : diffusion des éléments légers de la surface vers l'intérieur du métal qui révèle la formation de carbonates de plomb plus ou moins hydratés dans l'air ambiant des réserves, forte corrosion sous forme d'une croûte constituée d'acétate, de formiate, et de carbonate de plomb dans les tiroirs des meubles en chêne.

Croissance de cristallites octaédriques et de feuillets à la surface d'un coupon de plomb pur exposé durant 6 jours dans l'air à une humidité relative de 30%. © C2RMF, C. Bonnet

L'étude de l'altération des témoins de plomb montre le rôle important de l'humidité relative dans les réactions d'oxydation et de carbonatation du plomb. La phase aqueuse qui se forme à la surface du métal en deçà du seuil critique de 50% d'humidité relative agit comme un solvant des constituants gazeux de l'atmosphère, tandis qu'au-delà la corrosion est comparable à une corrosion électrochimique.
La caractérisation des polluants de l'air est confiée à un laboratoire qui possède les compétences et l'expérience voulues dans les domaines des contrôles atmosphériques. Les analyses contribuent à mieux connaître la nature des facteurs de risque de l'environnement physico-chimique, et il devient possible de remonter à la source et d'identifier les matériaux de construction, de décoration ou d'ameublement indirectement responsables de l'altération.
Les résultats indiquent que les concentrations d'aldéhydes correspondent à des valeurs couramment observées dans l'air des locaux non industriels (habitats, bureaux). En revanche les teneurs en acides acétique et formique sont nettement plus élevées dans l'air ambiant des réserves que dans les boîtes d'archivage. Dans certains cas ces concentrations peuvent atteindre des concentrations de l'ordre du mg/m3 d'acide acétique.

En se déplaçant sur le terrain, le laboratoire a pour objectif d'aider les personnels responsables à mieux conserver leurs collections, tant dans les musées que dans les dépôts d'archives. L'étude des mécanismes de corrosion, de l'influence des micro-climats en atmosphère intérieure et des polluants émis par le mobilier, a permis de mettre en place une politique concrète de prévention aux Archives nationales de France : validation du mobilier existant, choix de matériaux et de techniques de protection adaptés. Cette méthode intéresse toutes les institutions patrimoniales qui conservent des collections d'objets en plomb.