The degradation of metal sheets in polychrome sculptures: the “applied brocades” of Savoy

Résumé Fr En

‪À la fin du Moyen Âge, la technique du « brocart appliqué » est le point culminant des tentatives d’imitation des tissus précieux à l’aide de pigments, matériaux organiques et feuilles métalliques (étain, dorure). Cet article se concentre sur les « brocarts appliqués » de 6 statues religieuses du Duché de Savoie, présentant une importante dégradation de leurs feuilles métalliques. Comprendre ces mécanismes de dégradation est crucial pour identifier les procédés de fabrication anciens ainsi que pour proposer des restaurations adaptées. Nous avons employé une approche multi-analytique impliquant à la fois des techniques non invasives mises en œuvre directement sur les œuvres (diffraction et fluorescence des rayons X), des techniques d’imagerie synchrotron sur les micro-prélèvements (tomographie de diffraction) et des techniques de laboratoire après préparation des prélèvements en coupe transverse (microscopie optique et électronique, imagerie par spectrométrie de masse ToF-SIMS). Les analyses de la feuille à base d’étain ne montrent plus aucune présence d’étain métallique mais indiquent l’existence de deux types de produits de dégradation de l’étain témoins d’une corrosion atmosphérique : la romarchite (SnO) et la cassitérite (SnO2). L'affinement des diagrammes de diffraction a permis de déterminer une taille moyenne de cristallites de 10 nm pour SnO2 et de 50 nm pour SnO, bien mieux cristallisé. La cassitérite est également présente dans une plus grande proportion que la romarchite. L’étude de la dorure montre systématiquement la présence conjointe d’or et d’argent. L’argent s’est corrodé sous forme de AgCl.‪

At the end of the Middle Ages, “applied brocade” was one of the most sophisticated ways of imitating prestigious textiles, using pigments, organic materials, and metallic sheets (tin and gilding). This article is dedicated to the study of “applied brocades” observed on 6 religious statues from the Savoy Duchy, where a severe degradation of the metallic parts has been systematically detected. The elucidation of the mechanisms of the metal sheet degradation is crucial for a better understanding of the ancient manufacturing techniques as well as for the selection of the best restorations. This article is based on a multi-analytical approach involving non-invasive and in situ analytical techniques (XRD, XRF), synchrotron imaging on micro-samples (CT-XRD), and analyses on cross-samples (SEM-EDX, and ToF-SIMS). Tin foil analyses show no evidence of metallic tin, but demonstrate the presence of two types of tin alteration products indicative of an atmospheric corrosion: romarchite (SnO) and cassiterite (SnO2). XRD pattern treatments highlight the average crystalline size of both corrosion products: about 10 nm for SnO2 and 50 µm for SnO. Cassiterite is also present in larger proportions than romarchite. The gildings show the presence of both gold and silver. The atmospheric corrosion of silver has been identified as AgCl.