Elaboration de traitements de conservation à base de réseaux de polysiloxanes pour le renforcement et la désacidification simultanés adaptables à différents papiers : exemple des papiers de presse

Development of conservation treatments based on polysiloxane networks adaptable to different papers for simultaneous strengthening and deacidification : example of newsprint paper

• Auteur / Autrice : Camille Piovesan
• Direction : Odile Fichet, Anne-Laurence Dupont
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Cergy
• Date : Soutenance le 04/07/2016
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physico-chimie des polymères et des interfaces (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Fondation : Fondation des Sciences du Patrimoine
• Jury : Président / Présidente : Hervé Cheradame
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Odile Fichet, Isabelle Fabre francke, Thierry Lalot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérard Mortha, Patrick Navard

Mots clés

Mots clés libres

Aminoalkylalcoxysilane

Copolymérisation

Cellulose

Conservation

Renforcement

Désacidification

Aminoalkylalkoxysilane

Copolymerization

Cellulose

Conservation

Strengthening

Deacidification

Résumé

Ces travaux de thèse ont permis de développer une méthodologie qui permet la désacidification et le renforcement simultanés du papier, en vue de l’application à des papiers de presse anciens. Les traitements novateurs proposés sont des réseaux à base de polysiloxanes à fonctionnalité alcaline, synthétisés à partir d’un mélange de monomères difonctionnel (AMDES ou DIAMINO) et trifonctionnel (APTES). Leur incorporation et les effets engendrés ont tout d’abord été démontrés sur un papier modèle pur cellulose de coton.La caractérisation d’une collection de papiers de presse de la Bibliothèque nationale de France (BnF) a permis d’obtenir des informations sur l’évolution de la composition de ces papiers entre 1950 et 2010 et d’étayer ainsi le choix de cinq autres papiers modèles de composition variée comme supports pour l’étude de l’application des traitements. L’évaluation de l’efficacité des traitements en fonction de la composition des papiers a été basée principalement sur les propriétés chimiques d’alcalinisation (mesures de réserve alcaline) et de résistance mécanique conférées (essais de résistance mécanique).La stabilité chimique des traitements face à deux types d’agression (exposition à l’acide formique et hygrothermique) a été étudiée. Une fois optimisés en proportions relative des monomères, ces traitements ont été appliqués à des papiers modèles pré-dégradés par des vieillissements artificiels permettant ainsi d’étudier l’efficacité des traitements en fonction de l’état de dégradation du papier. Le traitement identifié comme le plus efficace a ensuite été appliqué à un papier journal datant de 1922.

This dissertation describes the development of novel conservation treatments for simultaneous strengthening and deacidification of paper, for the purpose of the application to aged newsprint. The newly proposed treatments are based on the incorporation of polysiloxane networks with an alkaline functionality, synthesized from a mixture of bifunctional (AMDES or DIAMINO) and trifunctional (APTES) monomers. The application and the generated effects on a paper made of cotton linters were firstly demonstrated.The characterization of a collection of newsprint papers from the national French Library (BnF) dating from 1950 to 2010 yielded information about the evolution of the composition of the papers during this period. These results have comforted the choice of five more model papers as supports for the treatments. The efficiency of the treatments was appraised mainly based on the chemical properties of alkalization (alkaline reserve measurements) and conferred mechanical strength (mechanical testing).The chemical stability of the treatments when exposed to two types of aggressions (exposure to formic acid and hygrothermal ageing) was studied. Once the relative proportions of the monomers were optimized, the treatments were applied to model papers artificially pre-degraded in order to study the effectiveness of the treatments according to the state of degradation of the paper. The most effective treatment identified was then applied to a newsprint paper dating from 1922.