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Thèse soutenue

Etude et développement de la spectroscopie d'émission optique sur plasma induit par laser pour l'analyse de terrain : un exemple d'application aux œuvres d'art

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Auteur / Autrice : Romain Bruder
Direction : Nelly Lacome
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie analytique
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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La LIBS est une technique d’analyse élémentaire encore peu utilisée pour l'analyse de terrain du patrimoine culturel. Trois grandes problématiques ont été le sujet de cette thèse, afin de mieux maîtriser son utilisation dans ce domaine :Passage du laboratoire vers le terrain : la faisabilité de l’identification de pigments sur un chantier de restauration a été illustrée. La complémentarité LIBS-spectroscopie Raman a été démontrée pour l’identification de pigments et les études stratigraphiques. Impact visuel de l’analyse LIBS sur l’œuvre : les dimensions du cratère d'ablation sont contrôlées par la mise en forme et la focalisation du faisceau laser. Les décolorations périphériques observées sont dues à des dépôts oxydés. Des seuils de perception ont été établis en fonction de l’énergie délivrée, ce qui donne la possibilité d'éviter ces décolorations. Effets de matrice : la normalisation de droites d'étalonnage de Cu dans diverses matrices métalliques par la quantité de matière ablatée, la température et la densité électronique du plasma ne corrige pas complètement les variations entre matériaux. Pour les expliquer, la proportion d'atomes ablatés présents sous forme de vapeur atomique dans le plasma est déterminée. Ce paramètre dépend de la nature et de la concentration de l'élément, ainsi que de la matrice considérée, ce qui implique que l'émission du plasma ne semble pas représentative de la composition du matériau et qu'une quantification fiable ne peut être menée qu'à l'aide d'étalons.