Véronique Vergès-Belmin est Responsable du pôle Pierre au Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques.
Ce numéro de notre Lettre d’information est consacré au chlore et aux chlorures. Ces derniers sont des sels qui ont une action délétère sur les matériaux poreux.
Vous avez participé au projet européen «Assessment of desalination mortars and poultices for historic masonry» pouvez-vous faire le point sur les enjeux de ce projet ?
V.V-B :Vous l’avez souligné, les sels sont un des principaux agents destructeurs des matériaux poreux, des maçonneries et des mortiers. Face à cette menace dont on suppose que le changement climatique en cours va l’intensifier, au moins sur les bordures côtières ou le long des fleuves, ce projet visait à approfondir la connaissance des méthodes de dessalement, à améliorer, si possible, ces méthodes et les produits utilisés, aussi bien d’ailleurs que les techniques de mise en œuvre.
Le dessalement par compresses était, au moment du démarrage du projet en 2006, un procédé courant d’élimination des sels soluble des substrats poreux. Les publications concernant ce procédé étaient nombreuses mais il n’existait pas de synthèses qui permettait d’énoncer, par exemple, des recommandations générales. Nous n’avions alors que le travail normatif accompli sur le sujet en Allemagne par divers chercheurs et ingénieurs dans le cadre de l’association WTA, et une synthèse scientifique de la littérature du domaine que j’avais eu l’occasion de faire avec un collègue allemand, qui avait été publiée dans International Journal of Restauration.
Le dessalement par compresses est, de plus, une technique complexe dont le mécanisme n’était pas totalement exploré et dont l’efficacité à long terme était problématique. Le projet devait donc faire le point sur l’ensemble de ces sujets.
Qui ont été les partenaires du projet ?
Les partenaires comprenaient à la fois des institutions de recherche, des praticiens restaurateurs, des fabricants de produits:
Pour l’Italie, la faculté d’Architecture de l’Université de Venise, pour l’Allemagne, l’école de restauration de Cologne, pour les Pays-Bas, une contribution importante avec l’Université de Technologie d’Eindhoven, l’Université de Delft, l’Organisation néerlandaise de recherche scientifique appliquée (TNO), Remmers Bouwchemie (fournisseur de produits pour le bâtiment et la rénovation) et deux organismes représentant des gestionaires du patrimoine Néerlandais.
Pour la France, enfin, le LRMH, la Compagnie des Architectes en Chef des Monuments Historiques et l’entreprise de restauration Quelin-Groux. Les Etats –Unis étaient également présents avec le Getty Conservation Institute.
Cette équipe était très complémentaire, dans la mesure où le projet s’intéressait aux mécanismes fondamentaux d’échanges aux interfaces compresses/substrats, à l’amélioration des compresses en fonction de cette connaissance fine, et aux conditions de la mise en œuvre in situ.
Comment s’est partagée l’activité entre les partenaires ?
Globalement, l’Université de Venise s’est intéressée à l’évaluation des états de surface aux moyens de contrôles non destructifs ; le LRMH a travaillé sur la rhéologie des pâtes de compresses : par analogie avec les mortiers frais, nous nous sommes intéressés à l’adhésion, la consistance, l’ouvrabilité et le retrait de séchage en fonction de la teneur en eau des différentes recettes. TNO a plus particulièrement examiné l’influence des ingrédients sur les caractéristiques porales des compresses.
L’Université de Eindhoven a travaillé sur les mécanismes de transferts de l’eau et des ions en collaboration étroite avec l’Unniverstité de Cologne. Celle-ci a mené, ene début de projet, une enquête européenne sur les recettes de compresses en usage chez les restaurateurs. Cette enquête, jointe aux données de la littérature nous ont permis de fixer un corpus de recettes sur lesquelles travailler.
Le Getty Conservation Institute a, lui, travaillé sur un bâtiment patrimonial de la ville de New Orleans, connu sous le nom de Madame John’s Legacy, pour contrôler les modes d’application et l’efficacité de différentes recettes de compresses dans un environnement original, puisqu’il présente 100% d’humidité. Outre ce site, d’autres monuments en Allemagne, Italie et France ont servi de support pour une étude sur la détérioration par les sels et le dessalement par compresses : le château de Brühl en Allemagne, le cloître
de l’université de Venise, le bâtiment « Waag » à Amsterdam, l’église Saint-Philibert à Dijon.
Quels ont été les résultats majeurs du projet ?
On peut distinguer trois types de résultats : ceux concernant la compréhension des mécanismes de dessalement, ceux concernant l’amélioration des compresses (ce point découle du précédent) et la communication des résultats et des avancées techniques.
En ce qui concerne la compréhension des mécanismes de dessalement, les deux voies de transport d’ions ont été explorées : celle des compresses que l’on laisse sécher, où le transport est assuré par l’advection [mouvement ] d’eau que provoque une différence de pression capillaire entre compresse et substrat, celle des compresses humides où le dessalement se fait par diffusion des ions entre deux systèmes différents suivant un gradient de concentration dans la solution jusqu’à équilibre entre les systèmes.
Dans la première voie, c’est la distribution porale des compresses qui commande l’efficacité du transport d’eau : la taille des pores de la compresse doit être significativement moindre que celle des pores du substrat. Le travail sur la composition des compresses et les tailles de pores obtenues en fonction de l’association de divers ingrédients (sable, argile, cellulose) et de leur arrangement granulaire a été poussé jusqu’à la modélisation des compresses, ce qui est très intéressant pour la formulation de compresses adéquates au chantier concerné.
Les études de cas sur différents sites retenus par les partenaires ont permis de comparer les méthodes, les produits et les applications.
Ce travail fondamental a amené la Société Remmers, l’un des partenaires du projet, à mettre en fabrication des nouvelles compresses de dessalement.
Enfin, résultats non moins importants d’un tel projet, des communications et des formations ont été proposées à la communauté des acteurs du domaine.
Un colloque de clôture des travaux s’est tenu à Cologne fin 2009, au cours duquel ont été présentés tous les résultats du projet. Les Actes sont en cours de publication.
Des formations et des communications ont également eu lieu en France, avec une Journée ICOMOS, et en Italie, à Rome, dans le cadre du cours internationnal biennal sur la conservation de la pierre de l’ICCROM. De même, aux USA, le Getty Conservation Institute a organisé, à New Orleans, une semaine de formation sur l’altération par les sels et le dessalement par compresses, animée par quatre des chercheurs impliqués dans le programme Desalination.
Notons enfin que le projet a alimenté (et réciproquement !) une partie de la thèse de Victoria Voronina de l’Université de Eindhoven, Salt extraction by poulticing : an NMR study.
Concernant le LRMH, quelle est aujourd’hui son activité dans ce domaine ?
Nous maintenons une veille technologique sur l’efficacité des traitements et sur la question des traces laissées sur le substrat par le traitement. Enfin nous travaillons sur un sujet qui a bien des affinités avec celui-ci, celui du nettoyage des surfaces par compresses.
En savoir plus :
Vergès-Belmin, V., H. Siedel. 2005. Desalination of masonries and monumental sculptures by poulticing: A review. Restoration of Buildings and Monuments: An International Journal = Bauinstandsetzen und Baudenkmalpflege: Eine international Zeitschrift 11: 391–408.
Pel, L., A. Sawdy, V. Voroninaa. 2010. Physical principles and efficiency of salt extraction by poulticing. Journal of Cultural Heritage 11 (1): 59–67.
Bourgès, A., V. Vergès-Belmin. 2011.Application of fresh mortar tests to poultices used for the desalination of historical masonry [texte imprimé et ressource électronique] / In : Materials and structures, ISSN 1359-5997, vol. 44, n° 7, August-Sept. 2011, p.1233-1240.
Bourgès, A., V. Vergès-Belmin. 2008. Comparison and optimization of five desalination systems on the inner walls of Saint Philibert Church in Dijon, France.In Salt Weathering on Buildings and Stone Sculptures, 22–24 October 2008, The National Museum Copenhagen, Denmark [Proceedings from the internationalconference], ed. J. S. Albertsen, 29–40. Lyngby: Technical Universityof Denmark, Department of Civil Engineering.
Bourgès, A., Lubelli B. , Vergès-Belmin V.2012. Le dessalement par compresses : état des recherches / Ann Bourgès, Barbara Lubelli et Véronique Vergès-Belmin In : Monumental, ISSN 1168-4534, 2010, semestriel 2, p. 82-83.
Vergès-Belmin V., Heritage A., Bourgès, A. 2011. Powdered cellulose poultices in stone and wall painting conservation / In : Studies in conservation, ISSN 0039-3630, vol. 56, n° 4, 2011, p. 281-297.
Lubelli B., van Hees R. P.J., (2010) ‘Desalination of masonry structures: Fine tuning of pore size distribution of poultices to substrate properties‘, Journal of Cultural Heritage 11 (1) 10-18.
Site web du projet : http://www.bk.tudelft.nl/en/about-faculty/departments/rmit-en-media-sciences/rmit/onderzoeksprogramma/eu-project-desalination/content/