Développements méthodologiques pour l'analyse par rayons X d'oeuvres du patrimoine culturel : instrumentation mobile et intelligence artificielle appliquée au traitement de quantités massives de données

Methodological developments in X-ray analysis of Cultural Heritage artworks: mobile instrumentation and artificial intelligence applied to the analysis of big data

• Auteur / Autrice : Victor Poline
• Direction : Pauline Martinetto, Pierre Bordet
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Néel

Mots clés

Mots clés libres

Instrument mobile

Matériaux anciens et patrimoniaux

Rayons X et synchrotron

Données massives

Analyse non invasive et non destructive

Physico-chimie

Physico-chemistry

X-rays and synchrotron

Mobile instrumentation

Non-invasive and non-destructive analysis

Big data

Cultural Heritage materials

Résumé

Depuis quelques années, des projets en France et à l'étranger, au niveau européen entre autres (European Research Infrastructure for Heritage Science : http://www.erihs.fr), expérimentent une approche intégrée et interdisciplinaire, où différentes disciplines issues à la fois des sciences humaines et des sciences « exactes » s'enrichissent mutuellement. Plusieurs réseaux de recherche ont ainsi été récemment créés et ont fait émerger un nouveau domaine de recherche : les sciences du patrimoine. Le projet PATRIMALP (« Cross Disciplinary Program » IDEX UGA, 2018-2021, https://patrimalp.univ-grenoble-alpes.fr/), articulé autour de l'étude du patrimoine culturel matériel, contribue à développer ce type d'approche et a permis de mettre en pratique l'interdisciplinarité en faisant dialoguer entre eux historiens de l'art, physiciens et conservateurs-restaurateurs autour d' « objets-frontière », choisis car porteurs d'un intérêt scientifique pour chacune des disciplines impliquées. Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans la continuité de ces travaux de recherche interdisciplinaires. Les objets d'étude choisis ici (papyrus de l'Egypte ancienne, peinture murale et manuscrits médiévaux) ont été sélectionnés car ils pourront permettre de lever certains verrous méthodologiques qui se posent encore en science des matériaux. Ces verrous concernent à la fois les instruments utilisés pour réaliser la caractérisation physico-chimique des matériaux constitutifs des œuvres d'art et le traitement des quantités massives de données issues des techniques d'imagerie mises en œuvre. Le doctorant sera en charge de l'optimisation de l'instrument mobile MobiDiff, qui permet d'effectuer des mesures non invasives combinées de fluorescence et de diffraction des rayons X en un même point. Il participera à l'acquisition de données d'imagerie X au synchrotron sur micro-prélèvements ainsi qu'au développement des méthodes de traitement des données massives (analyse multivariée, intelligence artificielle) permettant d'en extraire les informations chimiques et structurales pertinentes.

For several years, projects in France and abroad, at the European level among others (European Research Infrastructure for Heritage Science: http://www.erihs.fr), have been experimenting a cross-disciplinary approach, where specialists from various disciplines (from both the Humanities and the 'exact' Sciences) pool their expertise and knowledge. Several research networks have recently been created and have led to the emergence of a new research field: Cultural Heritage Sciences. The PATRIMALP project ('Cross Disciplinary Program' IDEX UGA, 2018-2021, https://patrimalp.univ-grenoble-alpes.fr/), based on the study of material cultural heritage, contributes to the development of this type of approach and has enabled interdisciplinarity to be put into practice by bringing together art historians, physicists and conservators-restorers around 'boundary objects', chosen because of scientific interest for each of the disciplines involved. This PhD project builds on this ongoing interdisciplinary research works. The case studies chosen here (ancient Egyptian papyri, medieval wall paintings and manuscripts) have been selected because they will allow to overcome certain methodological challenges that still exist in materials science. These challenges concern both the instruments used to carry out the physico-chemical characterization of the materials constituting the artworks and the processing of the big data resulting from the imaging techniques used. The PhD student will be in charge of the optimization of the mobile instrument MobiDiff, which allows to perform combined non-invasive X-ray powder diffraction (XRPD) and fluorescence (XRF) measurements at the same point. He will participate in the collection of X-ray imaging data on micro-samples at synchrotron as well as in the development of big data processing methods (multivariate analysis, artificial intelligence) which allow the extraction of relevant chemical and structural information.