Examens
Analyse élémentaire
Analyse moléculaire et structurale
Analyse organique
Physique de la couleur
Appareils nomades

La connaissance approfondie d'une oeuvre d'art ou d'un objet archéologique, sous ses divers aspects comme la structure ou la composition chimique des matériaux constitutifs, est un préalable à toute recherche en histoire de l'art ou en archéologie, ainsi qu'à toute intervention en conservation-restauration. Des moyens techniques de plus en plus sophistiqués sont utilisés à cette fin et tout particulièrement la plupart des méthodes modernes de chimie analytique.
Une méthode unique ne peut bien évidemment fournir une documentation complète de l'œuvre et généralement plusieurs méthodes d'examen et d'analyse sont associées. Le choix des méthodes dépend du type d'œuvre, de la nature des matériaux et du contexte de l'étude. La nécessité de préserver l'intégrité de l'œuvre a conduit à privilégier les méthodes non destructives et tout spécialement celles ne nécessitant que d'infimes prélèvements ou mieux encore celles permettant une analyse in-situ sans prélèvement.
En outre dans de nombreux cas, il est fait appel à des instruments mobiles, de préférence peu encombrants et portables, ce qu'a rendu possible la miniaturisation de leurs composants.
Le Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France dispose en propre d'une vaste panoplie de techniques couramment utilisées en science des matériaux, mais qui ont été adaptées aux matériaux du patrimoine et quelquefois perfectionnées pour satisfaire au mieux au critère de non-destructivité. Des analyses complémentaires sont quelquefois nécessaires à l'aide d'équipements extérieurs mis à la disposition du C2RMF par le biais d'une prestation de service ou d'une collaboration.

Examen d'une radiographie. © F. Guenet

La première étape de toute étude systématique des oeuvres consiste à une description morphologique complète à l'aide de plusieurs techniques d'examen, principalement la photographie sous divers modes d'éclairage (lumière visible directe ou rasante, UV, infrarouge), et la radiographie X. Des variantes de ces techniques ont été mises au point pour résoudre des problèmes particuliers (réflectographie infrarouge pour visualiser le dessin sous-jacent des peintures de chevalet, ou émissiographie X pour mettre en évidence des détails superficiels d'objets opaques aux rayons X).

	Structure cristalline de la cérusite, carbonate de plomb de formule PbCO3. Ce composé entre dans la fabrication de pigments et de maquillages antiques.

L'étape suivante a pour objectif d'identifier les matériaux constitutifs de l'œuvre. Pour les matériaux inorganiques, on dispose d'un large choix de méthodes d'analyse élémentaire, soit directement appliquées sur l'œuvre (fluorescence X, analyse par faisceau d'ions), soit nécessitant un petit prélèvement (spectrométrie d'émission atomique avec torche à plasma, microscopie à balayage couplée à la spectrométrie X). Le système d'analyse par faisceau d'ions AGLAE (Accélérateur Grand Louvre d'Analyse Elémentaire) constitue le fleuron de ce vaste ensemble de techniques d'examen et d'analyse. C'est à ce jour la seule installation de ce type totalement dédiée à l'étude du patrimoine culturel. Elle est équipée de plusieurs lignes expérimentales parmi lesquelles une ligne de faisceau extrait à l'air, spécialement conçue pour l'analyse directe des oeuvres d'art sans prélèvement. Cet instrument intervient soit pour des actions ponctuelles de diagnostic, à la demande des conservateurs de collections, au moment de l'acquisition ou de la restauration d'œuvres, soit le plus souvent pour des recherches en histoire de l'art ou en archéologie. Son rôle s'étend de la simple identification des matériaux par analyse des éléments majeurs, à la détermination de leur provenance grâce à la composition en éléments traces et à la compréhension des techniques de fabrication des oeuvres ou des mécanismes de leur vieillissement.
Le choix est plus restreint pour les matériaux organiques qui nécessitent toujours de petits prélèvements. La principale méthode est la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. On fait également parfois appel à la spectrométrie d'absorption infrarouge.

Dans de nombreux cas, la simple analyse élémentaire ne suffit pas à identifier les matériaux sans ambiguïté. Elle est alors complétée par une analyse structurale au moyen de la diffractométrie des rayons X ou de la micro-spectrométrie Raman.

Enfin, un critère supplémentaire est fourni par l'analyse de la couleur par spectro-gonio-
photocolorimetrie.

La désintégration de l'isotope 14 du carbone permet de dater la matière organique.

L'âge de l'œuvre est un critère essentiel pour s'assurer de son authenticité ou la replacer dans un ordre chronologique. Une datation indirecte peut déjà être obtenue par une similitude de composition chimique avec des objets d'âge connu. Le plus souvent il est fait appel à des méthodes de datation directe, fondées sur des phénomènes radioactifs. Les seules dont dispose actuellement le C2RMF sont la thermoluminescence et la luminescence stimulée optiquement dont l'application est restreinte aux céramiques et à certaines pierres chauffées. Cependant, à partir du début de 2003, une installation nationale de mesure du carbone 14 par accélérateur entrera en fonctionnement sur le site de Saclay du CEA. Le C2RMF est un des initiateurs du projet et coordonne l'utilisation de l'instrument pour la communauté des archéologues. L'âge des objets pourra être déterminé par la mesure directe de la teneur en 14C à partir d'un prélèvement de matière contenant au moins 1 mg de carbone.