Des nanoparticules volent au secours des cathédrales (vidéo)

Comment restaurer et protéger les cathédrales européennes grâce à des techniques plus performantes ?

C’est l’objectif des chercheurs du projet européen Nano-Cathedral : ils identifient des nanoparticules capables de renforcer les blocs de pierre de ces monuments.

À la cathédrale de Pise, la phase de restauration actuellement en cours a débuté il y a quatre ans. “Nous allons voir que les méthodes traditionnelles sur un tel chantier sont appelées à évoluer grâce à la chimie et à la science des matériaux,” précise notre reporter Julián López Gómez.

Les blocs de pierre utilisés depuis le XIe siècle pour édifier cette cathédrale sont restaurés par des technologies courantes comme les lasers, mais aussi par une technique totalement nouvelle. Un produit contenant des nanoparticules spécifiques est appliqué sur les parties endommagées et ses effets sont étudiés de près. Objectif : consolider la structure interne des blocs qui pour cet édifice, sont principalement en marbre.

Produits consolidants

“Le marbre a une porosité très faible, explique Roberto Cela, ingénieur civil au sein de l’organisation Opera della Primaziale Pisana. Ce qui nous oblige à utiliser des particules vraiment nanométriques pour qu’elles puissent pénétrer dans la pierre tout en garantissant une certaine transpirabilité et une bonne efficacité du traitement,” souligne-t-il.

Ces chimistes qui participent au projet de recherche européen Nano-Cathedral étudient différents produits consolidants dont le carbonate de calcium que l’on obtient à partir d’oxyde de calcium, d’eau et de dioxyde de carbone. Les nanoparticules naturellement présentes dans la solution ont la capacité de pénétrer la pierre et de renforcer sa structure quand elle se décompose. “Il est important que ces particules aient la même nature chimique que les pierres qui doivent être traitées, indique Dario Paolucci, chimiste à l’Université de Pise. C’est pour s’assurer qu’avec le temps, poursuit-il, ces particules n‘évoluent pas selon des processus mécaniques et physiques qui pourraient éventuellement amener les pierres à se casser.”

Créer des échantillons

Cinq cathédrales européennes dont celle de Saint-Etienne à Vienne sont intégrées à ce projet. Dans la capitale autrichienne, les scientifiques étudient les caractéristiques mécaniques de leurs pierres. Mais comme il est difficile d’effectuer de nombreux prélèvements sur les cathédrales, ils se sont fabriqués leurs échantillons à partir de pierres ordinaires qu’ils ont vieillies.

Matea Ban, spécialiste de la science des matériaux, à l’Université technique de Vienne précise : “On a essayé de les stocker au congélateur, on a essayé des sels et des acides et on s’est finalement orienté vers le vieillissement thermique. Donc on chauffe la pierre et ensuite, à des températures données, les minéraux qui sont à l’intérieur se dilatent dans certaines directions et quand ils se dilatent, ils exercent une pression sur les minéraux autour, ils se fissurent et on a besoin de ces fissures pour les consolider,” affirme-t-elle.

Adhérer à la pierre, mais pas trop

Les produits consolidant ont été appliqués sur toute une série de calcaires, de grès et de marbres représentatifs de ceux qui ont servi à la construction des cathédrales. Pour déterminer lesquels étaient les plus intéressants, les chercheurs ont scruté des propriétés très précises.

“Tout d’abord, le produit doit être bien absorbé par la pierre, fait remarquer Johannes Weber, pétrologue à l’Université des arts appliqués de Vienne. Ensuite, au cours de son évaporation, il doit précipiter au bon endroit à l’intérieur de la structure de la pierre, il ne doit pas trop rétrécir : tous les matériaux rétrécissent en séchant, les produits consolidants aussi, dit-il avant d’ajouter : Ces derniers doivent parfaitement adhérer aux grains de la pierre, mais ils ne doivent pas obturer complètement les pores de la pierre.”

Des tests en conditions réelles sont en cours sur les sites participants. Par leurs travaux, les chercheurs espèrent contribuer à mieux protéger le patrimoine culturel européen.

(Source : Euronews)

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