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LABORATOIRE DE RECHERCHE
DES MONUMENTS HISTORIQUES
Le Laboratoire de recherche des monuments historiques :
UN OUTIL AU SERVICE DU PATRIMOINE
Le Laboratoire de recherche des monuments historiques est un service à compétence nationale du ministère de la Culture
et de la Communication (Direction générale des patrimoines) consacré aux études et recherches sur la conservation des
édifices et objets du patrimoine culturel (classés ou inscrits à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques).
Le LRMH est installé depuis 1970 dans les communs du château de Champs-sur-Marne, où il occupe à présent une
surface de 2000 m2. En 2010, l’équipe comprend trente-six personnes : géologues, chimistes, microbiologistes, documentalistes, photographe, personnel administratif, agents d’accueil et de surveillance.
La cour du Laboratoire de recherche des monuments historiques.
LES ÉQUIPEMENTS SCIENTIFIQUES
Pour ses observations et analyses de matériaux et de produits d’altération, le LRMH
dispose de toute une gamme d’équipements scientifiques :
· les analyses élémentaires : spectrométrie de fluorescence X, microscopie électronique à balayage associée à une microsonde à dispersion d’énergie (MEB-EDS), système
d’analyse élémentaire par laser (LIBS – laser induced breakdown spectroscopy) ;
· les analyses structurales et moléculaires : spectrométrie infrarouge à transformée de
Fourier (IRTF), diffractométrie de rayons X ;
· les méthodes séparatives : chromatographie en phase liquide à haute performance
(CLHP-DBD), chromatographie en phase gazeuse avec détection par spectrométrie de
masse (CPG-SM), chromatographie ionique (CI) ;
Analyse au microscope
électronique à balayage (MEB).
· le matériel d’essai : laboratoire de pétrophysique (porosimétrie, dilatométrie, colorimétrie, rugosimétrie), enceintes à vieillissement artificiel (enceintes climatiques, à SO2,
Xénotest) ;
· les analyses microbiologiques ;
· les appareils d’observations et mesures in situ (mesures d’humidité, de divers facteurs
climatiques, thermographie infrarouge, mesures de teneur en CO2, de pollution microbiologique, mesures de résistance mécanique, etc.).
Laboratoire de microbiologie.
LE LABORATOIRE DE RECHERCHE DES MONUMENTS HISTORIQUES
LES MISSIONS :
Le LRMH est chargé d’étudier :
· les techniques et les matériaux constitutifs du patrimoine (vitrail, peinture, polychromie, pierre, textile, métal, bois, béton) ;
· les phénomènes d’altération qui compromettent leur
conservation : altérations dues au vieillissement naturel,
à l’environnement climatique, à la pollution, aux microorganismes ;
· les traitements à appliquer ;
· les conditions de conservation des monuments et objet
traités, ce que l’on appelle la conservation préventive.
Cette contribution du LRMH à la connaissance et à la conservation des œuvres se fait dans un cadre pluridisciplinaire où
interviennent le scientifique, l’historien d’art, l’architecte et le
restaurateur dans un nécessaire dialogue autour de l’objet ou
Saint-Savin-sur-Gartempe (Vienne), abbatiale, peintures murales
du monument.
e
de la crypte, XII siècle, prélèvement d’un voile blanc de nature
microbiologique.
LES MOYENS : RECHERCHES ET ÉTUDES
Pour remplir ses missions, le LRMH mène plusieurs types de
recherches et d’études :
Des recherches de fond en liaison avec des laboratoires
d’universités, de grandes écoles ou du C.N.R.S. sur :
· la connaissance et la détermination des processus de dégradation des matériaux ;
· les produits ou les techniques utilisés en restauration : efficacité, durabilité, degré de réversibilité ;
· l’amélioration des techniques d’analyse, notamment dans le
domaine des analyses non invasives et investigations sur site.
Ces recherches sont financées sur fonds propres et sur appels
à projets (Agence nationale de la recherche, Programme national de recherche sur la connaissance et la conservation du
patrimoine culturel lancé par le ministère de la Culture et de la
Communication, programmes européens).
Des études sur un monument ou sur une œuvre, à la
demande des maîtres d’œuvre et des responsables du Service
des monuments historiques, généralement dans le cadre d’une
étude préalable aux travaux de restauration. L’étude du Laboratoire peut être plus ou moins approfondie selon la difficulté
Colmar (Haut-Rhin), musée d’Unterlinden, peinture murale, Crucidu problème posé et l’importance du monument.
fixion aux armes des Hattsatt, fin du XVe siècle, analyse par LIBS.
Elle suit généralement plusieurs étapes :
· une étude de terrain, qui permet d’appréhender l’œuvre dans son contexte, de faire des observations précises des
altérations, et d’émettre les premières hypothèses sur l’origine des désordres. On établit ainsi le protocole d’étude, on
procède aux premières analyses, à l’échantillonnage et aux mesures relatives à l’environnement ;
· une étude en laboratoire, à partir de l’échantillonnage réalisé sur le monument, qui va du microprélèvement de
polychromie à la dépose d’un ou plusieurs panneaux de vitraux. On procède sur ces prélèvements à des observations
poussées, puis à des analyses de composition des matériaux et de leurs produits d’altération. La corrélation entre analyses
et observations in situ permet l’interprétation des phénomènes constatés ;
· des essais de traitement, réalisés le plus souvent par un restaurateur sous le contrôle du LRMH, qui aboutissent à des
conseils d’intervention ou de conservation préventive.
LES PÔLES
B o i s
·
T e x t i l e
·
G r o t
Chacun des pôles, spécialisé dans un type de matériau (pierre, textile, métal, bois, béton), un type d’œuvre (vitrail,
peinture, polychromie, grottes ornées) ou une discipline (microbiologie) suit une démarche analogue, des études
de cas aux recherches scientifiques de fond.
Bois
Les études du pôle bois portent aussi bien sur le mobilier (meubles, statuaire) que sur les structures (charpentes, pans de bois). L’amplitude du champ des prospections étant considérable,
les études et recherches sont, en général, effectuées en partenariat avec d’autres laboratoires
spécialisés.
Les Arcs (Var), chapelle Sainte-Roseline,
retable de la Nativité, XVIe siècle, détail
d’un panneau en bois peint altéré par des
insectes xylophages.
Les études de cas du pôle consistent, le plus souvent, en un diagnostic d’altération in situ ou
une identification de bois européens. Dernièrement, le pôle bois a participé à des chantiers
particulièrement importants : galerie d’Apollon au musée du Louvre, plafonds du château de
Champs-sur-Marne, etc.
Une partie des programmes actuels de recherche porte sur la conservation et la restauration
d’objets mobiliers, comme la détection acoustique d’insectes xylophages ou l’évaluation de
méthodes « douces » de désinsectisation (congélation, micro-ondes). D’autres programmes
sont plus spécifiquement dédiés à l’étude de structures bois, comme le diagnostic et renforcement local de structures bois par goujons collés.
Textile
Le pôle textile étudie à la fois les œuvres conservées dans les musées et les objets textiles
protégés au titre des monuments historiques.
Les études de cas comprennent aussi bien des conseils en conservation préventive (vitrines,
réserves, éclairage, conditions climatiques, altérations biologiques) que des analyses de fibres
naturelles et de colorants. Le pôle textile est le seul à effectuer ce type d’analyses en France.
Bayeux (Calvados), musée, détail de la
tapisserie de la reine Mathilde, XIe siècle.
Il mène divers programmes de recherche sur la réalisation de fac-similés textiles, la présentation de tapisseries sur plan incliné, le comportement des insectes kératophages, les méthodes
de désinsectisation par congélation et application de micro-ondes, etc.
Les programmes actuels portent essentiellement sur l’étude des fils métalliques utilisés en textile et les problèmes d’infestation des collections textiles par les insectes kératophages.
Grottes ornées
L’art rupestre peut se dégrader très vite sous l’effet de phénomènes naturels, dus aux conditions atmosphériques ou à l’intervention humaine. La connaissance et la conservation de ce
patrimoine unique impliquent une recherche pluridisciplinaire comprenant des scientifiques,
des archéologues, des préhistoriens, des restaurateurs collaborant avec les chercheurs du
Laboratoire.
Montignac (Dordogne), grotte de Lascaux,
entre –18 000 et – 15 000 ans, vue de
l’entrée du diverticule axial.
Les études menées par le pôle grottes ornées comportent, le plus souvent, des contrôles et des
études climatiques et microbiologiques (la présence régulière de nombreux visiteurs nécessite une surveillance permanente du climat et des développements de micro-organismes), des
expertises et des conseils en conservation, la mise au point et l’expérimentation de techniques
de nettoyage.
Certaines de ces études sont menées en collaboration avec le pôle microbiologie.
Les sites étudiés se situent en France (grottes de Lascaux, Combarelles, Font-de-Gaume, etc.)
et à l’étranger (Sierra de Arica au Chili, parc national Serra da Capivara au Brésil).
t e s
o r n é e s
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P i e r r e
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B é t o n
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M é t
Pierre
Les recherches et études sur la pierre concernent un domaine particulièrement vaste par la
nature des œuvres et la diversité des matériaux (marbre, calcaire, granite, brique, etc.).
Les études de cas portent aussi bien sur des questions d’identification de pierre que de conservation. Elles comportent généralement des observations sur le terrain, des études pétrographiques et minéralogiques, des mesures physiques diverses (porosité, distribution porale, capillarité, résistance à la compression, vitesse du son, etc.).
Les programmes de recherche du pôle pierre sont divers. Certains s’intéressent aux questions
d’altération et étudient par exemple l’incidence des propriétés physico-chimiques et microstructurales des grès à meules sur leur résistance à l’altération par les sels. D’autres programmes
portent sur des questions de conservation, comme la mise au point de techniques de réassemblage de pierres fracturées ou fissurées adaptées aux sites du pourtour méditerranéen ou
l’optimisation des compresses de dessalement pour pierres et maçonneries. On peut également
citer un projet sur l’évaluation des techniques de lutte contre les remontées capillaires dans les
maçonneries anciennes.
Des édifices importants comme le château de Chambord, les cathédrales de Reims, de Chartres, de Bourges, de Strasbourg ou la basilique de Saint-Denis sont suivis régulièrement par le
Laboratoire.
Reims (Marne), cathédrale Notre-Dame,
façade occidentale, détail du portail sud,
XIIIe siècle.
Nîmes (Gard), cathédrale Notre-Dame-etSaint-Castor, façade occidentale, XIe siècle,
auscultation des pierres en nacelle.
Béton
Aujourd’hui considéré comme un matériau du patrimoine à part entière, le béton est présent
dans de nombreux édifices protégés au titre des monuments historiques (renforcements de
structures traditionnelles, monuments et ornements en béton : églises, ponts, sculptures, verrières...). Depuis 1997, le Laboratoire de recherche des monuments historiques étudie le problème
de la conservation des bétons datant de la fin du XIXe siècle au milieu du XXe siècle.
Les études menées par le pôle concernent non seulement les altérations de ces bétons, mais
aussi l’identification des ciments anciens, et enfin l’élaboration de protocoles de restauration.
Du fait de l’ampleur des surfaces à ausculter dans le domaine des bétons armés, le pôle s’est
entouré d’un réseau de laboratoires experts.
Paris, église du Saint-Esprit, bas-relief
illustrant le mois de mars, 1941-1942.
Essai de nettoyage laser.
Dans le domaine de la recherche, le pôle étudie les moyens de conservation des bétons anciens
(nettoyage de salissures, élimination de recouvrements biologiques, traitement de la corrosion
des armatures ou encore dessalement de dalles de verre), ainsi que les techniques de diagnostic de la corrosion des armatures en acier dans les bétons anciens. Il prend également part à
des programmes de recherche nationaux et européens.
Royan (Charente-Maritime), église
Notre-Dame, 1955-1958. Essais croisés de
mesures de vitesse de corrosion.
a l
·
V i t r a i l
·
P e i n t u r e
m u r a l e
Métal
Sculptures en cuivre ou en alliage cuivreux, charpentes en fer ou en acier, statues en fonte,
couvertures en plomb, éléments en aluminium, une grande variété de métaux est présente dans
les monuments historiques. Du fait de leurs utilisations diverses, les problèmes posés pour leur
conservation et leur restauration sont multiples. Les travaux du pôle portent sur l’identification
des métaux, les causes et les formes de leurs altérations, et la définition des moyens à mettre
en œuvre pour y remédier. Le pôle s’est construit un réseau d’experts qui lui permet d’assurer
une assistance scientifique et technique à la maîtrise d’ouvrage et à la maîtrise d’œuvre.
Paris, place de la Concorde, fontaine de
Jacques-Ignace Hittorff, 1836-1840, détail
d’une sculpture en cours de restauration,
cuivrage sur fonte.
Paris, fontaine Carpeaux, 1867-1874, détail
d’un des chevaux réalisé par Emmanuel
Frémiet.
Il mène des programmes de recherche sur des thèmes variés et travaille notamment sur l’évaluation de l’efficacité et de la durabilité des produits de protection sur la statuaire en cuivre
et alliage cuivreux, tant vis-à-vis des intempéries et de la pollution, que des graffitis. Il étudie
également le plomb (fabrication des plombs de sertissage d’après le texte d’Antoine de Pise
au XIVe siècle, analyse des décors polychromes des couvertures en plomb au Moyen Âge) ou
encore les traitements de finition des fontes d’art françaises en France et dans le monde au
XIXe et au début du XXe siècle.
Certains programmes de recherche sont menés en collaboration avec d’autres pôles du Laboratoire et avec des laboratoires spécialisés. Le pôle métal participe également à des programmes
de recherche européens.
Vitrail
Les vitraux posent de graves problèmes de conservation du fait de leur fragilité et de leur exposition directe aux intempéries et à la pollution atmosphérique.
Le Mans (Sarthe), cathédrale Saint-Julien,
vitrail de l’Ascension, XIIe siècle, détail d’un
groupe d’apôtres.
Cathédrale Saint-Julien du Mans, détail
d’une tête d’apôtre vue en lumière réfléchie
et présentant des altérations du verre.
Les études de cas visent à mettre en évidence les facteurs primordiaux de dégradation des
vitraux et à tester différentes méthodes de traitement. Elles peuvent comprendre des études de
la composition des verres et de leur décor (grisailles, émaux), la mise en évidence de l’altération
du verre et des grisailles (par des observations et des analyses), des essais de traitement en
laboratoire (nettoyages, refixages de grisaille, collages et comblements de lacunes de pièces
cassées, etc.).
Le pôle vitrail mène des travaux de recherche sur les phénomènes d’altération des verres et
des peintures dus aux facteurs environnementaux (pluies, pollution, vent, condensation, microorganismes). Il étudie également les produits de restauration, à travers différents thèmes, tels
que le vieillissement des polymères et des colorants utilisés pour les collages et les comblements de lacunes de pièces cassées, ou encore les consolidants appropriés au refixage des
grisailles et des émaux fragilisés. Enfin, il s’intéresse aux méthodes préventives de protection
des vitraux, notamment à la pose de verrières extérieures.
Plusieurs programmes de recherche sont menés en collaboration avec des universités. Le pôle
vitrail participe aussi à des projets européens sur la conservation des vitraux.
e t
p o l y c h r o m i e
·
M i c r o b i o l o g i e
Peinture murale et polychromie
La conservation des peintures murales dépend étroitement de l’environnement dans lequel
elles se trouvent. En effet, elles sont la plupart du temps soumises à des phénomènes d’altération (condensations, remontées d’eau, infiltrations, etc.) qui peuvent porter préjudice à leur
aspect structural ou esthétique.
Les études du pôle portent essentiellement sur les techniques de peinture (coupes stratigraphiques, analyses de pigments et de liants), les anciennes interventions de restauration (localisation et identification des anciens produits utilisés), l’état de conservation (recherche des causes
d’altération et identification si nécessaire), l’environnement des œuvres (suivis climatiques et
contrôles diagnostiques de l’état de conservation des matériaux supports). Le pôle étudie plusieurs grands ensembles : peintures murales de l’abbatiale de Saint-Savin-sur-Gartempe et
de la chapelle de l’abbaye de Chaalis, portails polychromes des cathédrales d’Angers et de
Bourges, etc.
Des programmes de recherche sont également menés sur les produits et méthodes de traitement les mieux adaptés à la conservation et à la restauration des peintures et sur l’amélioration
de la connaissance des œuvres (étude des matériaux, histoire des techniques de mise en peinture). En parallèle, le pôle travaille sur le développement de nouvelles méthodes d’analyse et de
diagnostic, en partie non destructives (spectroscopie sur plasma induit par laser, thermographie
infrarouge par excitation aléatoire, vibrométrie laser doppler).
Fontaine-Chaalis (Oise), chapelle de l’abbaye
de Chaalis, détail de la peinture murale de la
contre-façade par le Primatice, XVIe siècle.
Chapelle de l’abbaye de Chaalis, détail de
la coupe stratigraphique d’un échantillon de
peinture murale.
Il participe également à des études menées dans le cadre de missions internationales.
Microbiologie
L’objectif du pôle microbiologie est de caractériser la nature et les causes des altérations dues
à des micro-organismes tels que les bactéries actinomycètes, les champignons, les algues et les
lichens. Il s’agit d’un pôle transversal, puisque ces phénomènes concernent, sous des formes
diverses, tous les matériaux du monument (pierre, béton, peinture, bois, textile, etc.).
Les études de cas, demandées aussi bien par des interlocuteurs extérieurs au Laboratoire que
par les autres pôles, sont axées sur l’identification de développements microbiologiques sur
tous supports (champignons supérieurs, moisissures, algues, lichens), sur des tests et propositions de traitement, ainsi que sur le suivi de la contamination biologique de sites, telles les
grottes ornées.
Plusieurs programmes de recherche sont actuellement en cours. Certains portent sur l’efficacité
et l’innocuité des produits biocides ou encore sur la biominéralisation (produits de protection,
patines biominérales, mortiers biologiques). D’autres s’intéressent à la détection des contaminations par la voie des composés organiques volatils d’origine microbienne ou à l’étude
de l’impact et de l’optimisation de la lumière artificielle sur le système photosynthétique des
micro-organismes chlorophylliens.
Chambéry (Savoie), château des ducs de
Savoie, prélèvement de penicillium biverticillé et de penicillium terverticillé (x 400),
identifiés après coloration au «bleu coton».
Les Salles Lavauguyon (Haute-Vienne), église
Saint-Eutrope, XIIe-XIIIe siècles, aspect des
recouvrements d’algues sur les maçonneries
et les décors peints du côté nord.
LABORATOIRE DE RECHERCHE
DES MONUMENTS HISTORIQUES
LES PARTENAIRES
Le Laboratoire de recherche des monuments historiques travaille en collaboration avec les maîtres d’ouvrage et
maîtres d’œuvre des restaurations de monuments ou d’objets mobiliers, les restaurateurs et les entreprises de restauration. Il s’est également constitué un réseau de partenaires scientifiques (laboratoires universitaires, du CNRS
et de grandes écoles) qui lui permettent d’élargir ses compétences.
LA DOCUMENTATION, LA PHOTOGRAPHIE ET LA VIDÉO
Le Centre de documentation rassemble, conserve et communique ouvrages, revues, actes de congrès, thèses, mémoires, tirés-à-part, se rapportant aux problèmes d’altération des œuvres d’art et aux méthodes de conservation
et de restauration du patrimoine. Le fonds documentaire conserve également les rapports du LRMH illustrés de
photographies, graphiques, histogrammes.
Le LRMH est également doté d’un service de photographie et de vidéo qui permet d’illustrer les rapports par des
prises de vue sur site et par des photographies scientifiques sous différents éclairages. Sont également réalisées
des vidéos présentant des expérimentations du Laboratoire ou des restaurations remarquables.
Deux bases de données permettent l’exploitation de cette documentation :
· une base de données de références bibliographiques « CASTOR » pour le fonds documentaire écrit (22 000
notices) ;
· une base d’images numérisées « IMAGE » pour le fonds photographique (45 000 diapositives couleur ou images
numériques et 20 000 photos en noir et blanc).
Le Centre de documentation est ouvert à tous (historiens d’art, archéologues, architectes, scientifiques, restaurateurs, étudiants, etc.), sur rendez-vous uniquement au 33 (0)1 60 37 77 90 ou à [email protected], du lundi au
vendredi, de 9h à 17h, sans interruption.
La documentation au Laboratoire
de recherche des monuments historiques.
LES RELATIONS INTERNATIONALES
Chartres (Eure et Loir) cathédrale, détail
d’un panneau de vitrail de la baie 50,
façade occidentale, montrant d’anciens
collages silicone étudiés dans le cadre du
projet Constglass.
L’ENSEIGNEMENT ET LA FORMATION
Le Laboratoire de recherche des monuments historiques assure une fonction d’enseignement auprès des étudiants
et des différents acteurs du patrimoine (architectes, conservateurs, restaurateurs, etc.) au travers de cours et de
conférences.
En partenariat avec différentes écoles et universités, il co-encadre chaque année des étudiants (masters, doctorats)
dans le cadre de leurs recherches et accueille régulièrement des stagiaires.
Cours sur le vitrail donné à des élèves de
l’Institut national du patrimoine.
LRMH
29, rue de Paris · 77420 CHAMPS-SUR-MARNE
Tél : 33 (0)1 60 37 77 80 · Fax : 33 (0)1 60 37 77 99
E-mail : [email protected]
Site web : www.lrmh.culture.fr
Conception graphique Nadine Guyon · Photos LRMH · 2010
Le LRMH est associé aux grands organismes internationaux traitant de la conservation des biens culturels : ICOM,
ICOMOS, IIC, Corpus Vitrearum, ICCROM. Plusieurs chercheurs du Laboratoire jouent un rôle dans ces organismes
et sont appelés à des missions internationales. Le LRMH participe également à des programmes de recherche soutenus par la commission européenne (PCRD) tels que DESALINATION (dessalement des pierres et maçonneries par
compresses et mortiers), MEDISTONE (techniques de réassemblage de pierres fracturées ou fissurées adaptées aux
sites du pourtour méditerranéen), CONSTGLASS (étude des matériaux de conservation pour les vitraux), ROCARE
(mise au point d’une normalisation des applications des ciments romains dans la restauration du patrimoine bâti),
CHARISMA (infrastructures dédiées à la recherche avancée sur le patrimoine culturel, synergie pour une approche
multidisciplinaire de la conservation et de la restauration).
ICOM : Conseil international des musées – ICOMOS : Conseil international des monuments et des sites – IIC : Institut
international de conservation – ICCROM : Centre international d’études pour la conservation et la restauration des biens
culturels – PCRD : programmes cadres de recherche et de développement.