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ATRAMAP : Analyse des éléments en TRAces dans les Matériaux Anciens et Patrimoniaux

Ce projet vise à proposer en Île-de-France une nouvelle méthode d’analyse chimique élémentaire de nombreux matériaux pour la recherche de traces et d’ultra-traces, en complément des grands instruments actuellement disponibles.

Le Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France dispose d’un panel de techniques pour l’analyse chimique élémentaire des matériaux anciens et patrimoniaux (pXRF, XRF 2D, MEB-EDS, PIXE, ICP-AES), qu’il met déjà à disposition de nombreux partenaires à l’échelle francilienne, nationale, et internationale. À l’occasion du renouvellement de son ICP-AES, le C2RMF souhaite profiter de la nouvelle génération d’appareils couplant laser et spectrométrie de masse (LA-ICP-MS) pour offrir à la communauté un nouvel outil pour l’analyse de traces dans une large gamme de matériaux d’intérêt patrimonial dont notamment pierres, verres, métaux, terres cuites, roches, pigments et matières dures animales.

La technique n'est pas disponible actuellement dans le champ des laboratoires "sciences du Patrimoine" en région francilienne, or de nombreuses publications en France et à l’étranger montrent clairement qu’elle joue un rôle déterminant pour le développement de nouvelles problématiques liées à la connaissance des matériaux anciens (provenance, caractérisation fine des techniques, relations à l’environnement, altération des matériaux, etc.).

Pour s’assurer de performances optimales sur une large gamme de matériaux, et en particulier pour s’abstraire au maximum des interférences spectrales, nous visons un spectromètre de masse en tandem ICP-MS-MS (dit aussi à triple quadripôle). Pour bénéficier au mieux des technologies actuelles en matière de laser et notamment limiter le fractionnement, proposer des profilages résolus en profondeur, et donner accès à une imagerie chimique de qualité, nous souhaitons acquérir un laser à excimère ArF (193 nm), associé à une cellule d’ablation la plus grande et la plus polyvalente possible. Ainsi, dans la limite des dimensions de cette dernière, tout type d’échantillon solide peut-être soumis à l’ablation pour en réaliser son analyse, sans procédure de préparation complexe.

La sensibilité de la technique est exceptionnelle (meilleure que le ppm), et la gamme d’éléments analysables est très large (de la masse 7, lithium à la masse 238, uranium). La grande résolution surfacique (quelques microns) et en profondeur du laser permettra de traquer inclusions, dépôts et revêtements ténus. Le nouvel appareil offrira un complément appréciable aux techniques disponibles en Île-de-France, dont notamment les techniques d’imagerie chimiques proposées par NEW AGLAE et le synchrotron SOLEIL (par exemple PUMA) : profondeur sondée importante, accès aux ultra-traces (dont terres rares), profilage, et même mesure de certains rapports isotopiques. Cela permettra aussi de renforcer le développement national de la technique, en synergie avec le Centre Ernest Babelon IRAMAT à Orléans, pionnier dans le domaine.

Porteurs et partenaires

Le projet ATRAMAP est porté par le C2RMF (Benoît Mille et David Bourgarit). Plusieurs institutions franciliennes ont d’ores et déjà manifesté leur intérêt pour ce projet qui s’inscrit pleinement dans plusieurs axes thématiques du DIM-MAP : le LRMH, le musée du Louvre, l’UMR 7055 PréTech et le LAPA/NIMBE. Ce cercle de partenaires a vocation à être fortement élargi, n’hésitez pas à nous contacter.