Préparations antiques de sels de métaux lourds à usage cosmétique ou médical

Intitulé complet
Révéler la chimie des préparations antiques à usage cosmétique ou médical impliquant des sels de métaux lourds

Sujet

Plusieurs médecins de l’Antiquité (Galien, Pline l'Ancien, Dioscoride, etc.) ont décrit des produits utilisés pour traiter différentes maladies oculaires. Ils sont généralement fabriqués à partir de recettes complexes combinant notamment des oxydes ou carbonates métalliques. Ce sont spécialement des sels mixtes de plomb, zinc, cuivre qui semblent utiles et sélectionnés par ces auteurs pour avoir des propriétés

bactéricides. Des études précédentes ont par exemple montrées que deux chlorures de plomb artificiels ont été délibérément synthétisés dans l’Égypte ancienne (Walter et al., 1999) en vertu de leurs propriétés dans le traitement des maladies des yeux ou les affections cutanées (Tapsoda et al., 2010). Cependant la chimie complexe de ces préparations n’a pas encore été totalement élucidée et de nombreux échantillons et systèmes restent à documenter au regard des collections archéologiques et des textes anciens. Un des chalenges à relever est le besoin d’analyses non invasives ou très faiblement destructives adaptés aux échantillons anciens et aptes à caractériser leurs différents composants.

L’approche analytique proposée fait principalement appel à une combinaison entre la spectroscopie Raman et la diffraction des rayons X pour étudier la structure des minéraux issus des procédés de préparation et leur microstructure qui peut être mise en relation avec leurs propriétés. Les nouveaux systèmes Raman du LADIR permettant l’enregistrement des basses fréquences avec de très faibles puissances Laser seront essentiels pour caractériser ces composés de métaux lourds dans la gamme de fréquence la plus sensible à leur ordre structural. L’ordre local sondé par spectroscopie vibrationnelle sera complémentaire des études par diffraction X (analyse des profils de raies de diffraction et affinement de Rietveld) développées au LAMS. Il s’agira de relever, notamment par cette combinaison analytique, les défis posés par l’interprétation des signatures de ces solutions solides complexes. L’enjeu sera ensuite d’envisager la transposition des stratégies analytiques des systèmes de laboratoire vers des appareillages portables pour accéder directement aux objets anciens sur leurs lieux d’exposition ou de stockage.

Pour mener à bien ces études, des collections archéologiques européennes et asiatiques sont déjà à disposition et des échantillons seront synthétisés pour évaluer les protocoles proposés.

Des simulations thermodynamiques seront aussi réalisées pour évaluer les domaines de stabilité des phases d’intérêt (hydroxydes, chlorures et carbonates de plomb, cuivre et zinc) dans les systèmes aqueux. Une approche expérimentale sera réalisée sur éprouvette pour étudier leurs propriétés et réactivités, notamment par spectroscopie Raman et DRX in situ.

Cette thèse nécessitera un important travail analytique réalisé essentiellement dans deux laboratoires de l’UPMC sur le site du campus Jussieu (Paris) et d’Ivry sur Seine. Le travail sera réalisé en alternance sur les deux sites, en co-encadrement entre le LADIR (Ludovic Bellot-Gurlet) et le LAMS (Philippe Walter).

Profil des candidats

Formation Master dans le domaine de la physico-chimie. Des connaissances dans les domaines de la chimie-physique et/ou la chimie des matériaux et/ou la chimie analytique sont souhaitées. Une expérience des spectroscopies vibrationnelles ou de la cristallographie sera la bienvenue.

Contacts

Ludovic Bellot-Gurlet, Philippe Walter