L’inVia est utilisé pour l’étude des guerriers et des chevaux en terre cuite de la dynastie Qin
Parfois désigné comme la huitième merveille du monde, le site qui abrite les guerriers et les chevaux en terre cuite a été découvert en 1974. Il est composé de trois fosses couvrant plus de 20 000 mètres carrés, et constitue une partie du musée consacré au mausolée de l’empereur Qin Shihuang, plus grand tombeau impérial de Chine.
Les fosses contiennent environ 8000 guerriers et chevaux en terre cuite, ainsi que plus de 100 chars. Elles ont été inscrites en 1987 sur la liste du patrimoine mondial de l’UNESCO.
Ces sculptures sont situées dans le district de Lintong, Xi’an, dans la province de Shaanxi en Chine, à un kilomètre à l’est du mausolée de l’empereur Qin Shihuang. Chaque personnage de grandeur nature est unique de par ses détails complexes, notamment les expressions du visage et les costumes individualisés. À l’origine, les guerriers en terre cuite étaient peints en pigments de couleur vive, mais, au fil de leurs 2000 ans, les coloris se sont estompés et seules des petites traces de pigment se retrouvent sur les visages, les costumes et les chaussures.
La conservation, l‘étude et l‘analyse de ces précieux vestiges culturelles sont incroyablement complexes. Le Dr Yin Xia, directeur adjoint du département de conservation-restauration des vestiges du musée consacré au mausolée de l’empereur Qin Shihuang, utilise depuis 2006 la microscopie Raman pour étudier les pièces historiques. En 2008, le musée a fait l’acquisition d’un microscope confocal Raman inVia de Renishaw pour identifier les pigments des personnages en terre cuite, et ainsi obtenir les informations nécessaires pour leur conservation et leur restauration.
En plus de ses travaux au musée du site du mausolée de l’empereur Qin Shihuang, le Dr Xia est le directeur adjoint du principal site de recherche sur les vestiges culturels peints en céramique qui est placé sous l’autorité de l’administration gouvernementale du patrimoine culturel.Il est aussi tuteur universitaire à temps partiel à l’université du Nord-Ouest de la Chine. À l’université, ses recherches se concentrent essentiellement sur l’analyse et l’identification des vestiges peints.
Ayant commencé ses analyses sur des pigments de vestiges culturels en 2003, le Dr Xia a fait un certain nombre de découvertes fondamentales. Par exemple, sous le microscope polarisant, les particules de bleu chinois (BaCuSi4O10), pourpre chinois (BaCuSi2O6) et bleu foncé d’un nouveau pigment (BaCu2Si2O7) coexistent souvent dans un échantillon. Comme elles sont présentes en quantités infirmes (il n’y a parfois qu’une ou deux particules), il est difficile de les séparer individuellement par les moyens d’analyse classiques. Le Dr Xia a découvert le nouveau pigment bleu foncé pour la première fois avec le microscope Raman inVia1.
Le Dr Xia a participé à un certain nombre de programmes de conservation sur les vestiges historiques du mausolée de l’empereur Qin Shihuang et sur les personnages de Qin en terre cuite. Depuis 2004, il concentre ses recherches sur les personnages peints en terre cuite et les pigments retrouvés sur les vestiges historiques. Il a terminé l’analyse des fresques murales et des vestiges peints dans près d’un millier de sites répartis dans quatorze provinces et régions autonomes de Chine.
Le Dr Xia et son équipe ont aussi analysé la composition des pigments colorés sur des céramiques provenant de fouilles dans les tombes de la dynastie occidentale de Han à Weishan, dans la province de Shandong, et ont découvert pour la première fois le pourpre chinois sur ces vestiges culturels. Le pigment du pourpre chinois fut rarement utilisé sur les objets anciens, peints en couleurs. Par le passé, il n’a été retrouvé que dans quelques provinces telles que dans me Gansu, Shaanxi, Henan et le Jiangsu. La découverte de ce pigment dans les vestiges de la province de Shandong a élargi la région géographique où il fut utilisé, ce qui a une grande signification archéologique2.
De nombreuses techniques scientifiques permettent d’étudier les vestiges historiques, notamment l’analyse élémentaire, qui fait appel à la spectroscopie par fluorescence à rayons X (XRF), la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS), les méthodes d’analyse chimique et structurelle, telles que la spectrométrie Raman, la diffraction de rayons X (XRD) et l’analyse morphologique avec des microscopes en lumière polarisée (PLM) et des microscopes électroniques à balayage (MEB).
Chaque méthode a des avantages et des inconvénients. La XRF, par exemple, est une technologie analytique des éléments, mais elle ne permet pas l’analyse chimique structurelle. La XRD est largement utilisée pour l’analyse qualitative des matériaux des reliques culturelles, mais elle exige une grande quantité d’échantillon. La PLM peut analyser des échantillons par morphologie cristalline, couleurs et impuretés des particules, mais ne permet pas d’identifier la structure moléculaire des échantillons. Toutes ces méthodes analytiques jouent un rôle essentiel, mais, étant donné la nature précieuse et délicate des vestiges historiques, les analyses non destructives ont pris de plus en plus d’importance ce dernières années.
La spectroscopie Raman est une technique sans contact et non destructive, ce qui est idéal pour l’analyse des reliques historiques. Elle donne des informations sur l’origine, l’âge et l’authenticité, tout en préservant l’ensemble de l’échantillon. Elle est également assez souple pour pouvoir effectuer des mesures in situ, éliminant ainsi le besoin de prélever des fragments à analyser.
Selon le Dr Xia, de minuscules particules, déposées sur les gants du personnel du musée ayant déplacé les personnages en terre cuite, sont recueillies pour subir une analyse Raman. Ces échantillons peuvent être analysés à plusieurs reprises à l’aide de la spectroscopie Raman, sans les abîmer, ce qui permet aussi d’effectuer des analyses ultérieures avec d’autres techniques, telles que l’analyse au microscope électronique.
Avant d’utiliser la microscopie Raman la microscopie polarisante était un des outils principaux du laboratoire du Dr Xia. À la question de savoir pourquoi il a choisi un microscope Raman, le Dr Xia a répondu : « Nous ne pouvions pas établir la structure moléculaire d’un échantillon avec le microscope polarisant. Par exemple, si nous observons l’atacamite sous un microscope polarisant, nous ne pouvons pas le distinguer de ses isomères tels que la botallackite et la paratacamite, mais avec un microscope Raman, nous obtenons immédiatement ces résultats. »
Le microscope Raman InVia a été choisi par le musée consacré au site du mausolée de l’empereur Qin Shihuang, en raison de son extrême souplesse. « Le microscope Raman inVia de Renishaw et le spectromètre sont distincts, par conséquent, je peux configurer ce que je veux sur le microscope sans affecter l’ensemble du système. » Comme l’explique le Dr Xia : « Les produits des autres fabricants comportent des microscopes intégrées ou incorporés qui ne répondent pas à nos exigences. »
Il est important de comprendre les pigments de couleur pour l’archéologie scientifique et la conservation des vestiges culturels. Cela peut apporter des renseignements précieux sur l’évolution de la technologie des pigments anciens et contribuer au développement de programmes de conservation pertinents. Par ailleurs, les recherches sur la structure et la composition des pigments de couleur anciens constituent une base importante pour établir l’âge et l’origine des matières premières, ainsi que pour les programmes de conservation et de restauration des vestiges culturels. « Nous utilisons la microscopie Raman pour l’analyse de peintures de couleur, c’est un domaine de recherche intense » confirme le Dr Xia.
Pour de plus amples informations sur le microscope confocal Raman inVia de Renishaw, consultez : www.renishaw.fr/invia
Cette étude de cas est rédigée en se basant sur l’article intitulé « Exploring the potential of Raman spectroscopy for historical relic studies - Interview with Dr. Yin Xia » (Exploration du potentiel de la spectroscopie Raman pour les études des vestiges historiques - Entretien avec le Dr Yin Xia, directeur adjoint du musée département de conservation-restauration des reliques du musée consacré au mausolée de l’empereur Qin Shihuang), publié le 2 mai 2015 sur le site www.instrument.com.cn Auteur : Ye Jian.
Références
1. Development of Chinese barium copper silicate pigments during the Qin Empire based on Raman and polarized light microscopy studies. Journal of Archaeological Science 49 (2014) 500-509
2. Xia Yin, Wu Shuang Cheng, Cui Sheng Yuan, et al. Study on Coloured Pigments on Ancient Ceramics Unearthed from West Han Dynasty Tombs in Weishan, Shandong Province. Sciences of Heritage Conservation and Archaeology, 2008, 20 (2): 13-18