Sujet Altération des textiles de fibres naturelles en environnement intérieur : le rôle des polluants atmosphériques
Date mardi 15 octobre 2019 à 14h
Lieu Université Paris Est Créteil, salle des thèses, bâtiment P2, niveau dalle
Résumé
Les textiles sont des matériaux à la fois quotidiens, omniprésents dans nos intérieurs, mais aussi de prestige, comme en témoigne leur profusion dans les collections des musées et monuments historiques. La préciosité et l’unicité de ceux-ci nécessitent de les préserver sur des périodes prolongées durant lesquelles l’environnement a un impact déterminant. Ce travail de thèse vise à comprendre le rôle précis de l’environnement d’exposition des textiles dans la dégradation des fibres naturelles qui les composent, et plus particulièrement les mécanismes encore méconnus de dégradation liés à la présence de polluants atmosphériques, gazeux et particulaires.
Pour y parvenir, une approche environnementale a été utilisée. Tout d’abord, quatre musées et monuments historiques situés dans des milieux contrastés - urbain (Musée de Cluny, Paris), semi-rural (château de Fontainebleau), marin (musée de la Tapisserie de Bayeux et Villa Kérylos, Beaulieu-sur-Mer) - ont été sélectionnés pour représenter la variété des conditions de conservation des textiles en France. Ces sites ont été étudiés de manière exhaustive (microclimat, concentration en polluants gazeux, granulométrie et chimie des aérosols, morphochimie des particules déposées, vitesse d’empoussièrement) afin de disposer de données environnementales complètes. Certaines pièces des monuments ont également été sélectionnées comme plateformes d’exposition de textiles-modèles (coton, laine et soie) pour un vieillissement naturel.
Les données environnementales collectées ont été utilisées pour conditionner des expériences de vieillissement accéléré en laboratoire. La chambre CIME, dédiée à l’étude de l’interaction entre les matériaux et leur environnement, a été utilisée pour reproduire le dépôt sec de particules clés identifiées sur sites (mélange de calcite, argiles, suies, mascagnite et halite) et pour exposer les textiles empoussiérés artificiellement et naturellement à plusieurs polluants gazeux (SO2, NO2, CO2, O3, COV). Les concentrations des espèces gazeuses et les conditions thermo-hygriques ont été choisies en accord avec les mesures effectuées sur site.
Ce dispositif expérimental, mettant en parallèle mesures et expositions in-situ avec expériences en laboratoire, a permis de mettre en évidence et de suivre à la fois la réactivité des couches de particules et l’évolution des fibres exposées aux polluants.
Le dépôt est le premier à réagir en formant des efflorescences. La croissance de celles-ci peut se faire entre les fibres des textiles. Ces néoformations de sulfates, nitrates et formates se produisent indépendamment de la nature du substrat. Elles peuvent être dommageables pour les textiles car leur emplacement au sein des fibres les rend difficiles à dépoussiérer et ces nouveaux mélanges de sels peuvent avoir des points de déliquescence plus bas, favorisant ainsi la formation de films d’eau.
Les fibres sont également altérées par le contact avec les polluants gazeux : le SO2 et l’acide formique mènent à la rupture de liaisons des chaînes polymères du coton et des liaisons peptidiques de la soie, tandis que le NO2 engendre plutôt des oxydations des fibres. Le coton est le plus sensible au NO2 (combinaison de l’oxydation et de l’hydrolyse des fibres). Si l’acide formique attaque la laine en entraînant des ruptures de liaisons covalentes, comme pour les autres fibres naturelles étudiées, cette fibre résiste mieux au SO2 que la soie et semble même être protégée des altérations futures suite à son exposition à ce polluant. Dans tous les cas, les altérations provoquées par les polluants gazeux sont exacerbées en présence de dépôt, quelle que soit sa composition chimique.
Cette recherche combinant étude environnementale et simulation réaliste des vieillissements de textiles-modèles met clairement en évidence le caractère non protecteur des particules et la nécessité de limiter leur impact en condition intérieure.