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Détection en temps réel de composés organiques volatils

Les matériaux organiques patrimoniaux sont soumis à des processus de vieillissement et d’altération qui aboutissent à l’émanation de composés organiques volatils (COVs). Leur identification rapide et exhaustive est un atout majeur qui peut permettre un diagnostic rapide pour la détection de produits d’altération et de risques éventuels pour l’environnement ou la santé des personnels et du public. La caractérisation des émanations peut conduire à une meilleure appréhension des processus rentrant en jeu dans la dégradation des biens culturels et la multiplicité des composés peut permettre de catégoriser les matériaux et les objets patrimoniaux en fonction de la distribution de ces COVs. Les exemples d’artefacts émissifs sont nombreux dans les collections patrimoniales : les spécimens d’histoire naturelle (pesticides utilisés en taxidermie, composés émanant de bocaux non étanches dans les collections en fluide), les films photographiques, les polymères synthétiques ou naturels, les objets de design, les matériaux de stockages ou de présentation (boîtes, vitrines, bâtiments). D’autres part, l’identification d’odeurs fugaces provenant par exemple de tessons archéologiques ou émis par des moisissures peut générer des informations pertinentes en archéologie ou en conservation préventive.

Toutefois, la détection de composés organiques volatils (COVs), sur site et en temps réel, est difficile, du fait notamment de la diversité des fonctions chimiques de ces composés ce qui rend délicate son application en science de la conservation. Actuellement la mesure des COVs nécessite des prélèvements d’échantillons sur le terrain puis une analyse en laboratoire par des méthodes séparatives (en particulier GC-MS). Les prélèvements passifs sur un matériau adsorbant (TENAXTM, fibres SPME) sur une durée déterminée ne permettent pas de détecter des pics de pollution ni de localiser précisément l’origine des émissions de COVs. Il y a donc un besoin pour des analyseurs de terrain rapides et capables de détecter simultanément une grande variété de composés à des concentrations faibles (ppm-ppb).

Le projet vise à équiper la communauté s’intéressant aux matériaux anciens du patrimoine et à leur préservation, d’un spectromètre de masse à réaction de transfert de protons (PTR-MS), équipement performant qu’elle n’a eu que rarement la possibilité d’utiliser à ce jour et qui permettra des avancées majeures en matière de connaissance des biens culturels et de leur environnement muséal. En outre, la détection de molécules identifiées comme responsables d’un processus de dégradation dans l’air environnant les objets des collections ouvre la voie à un diagnostic précoce de certaines dégradations avec une technique rapide et non invasive.

Le matériel envisagé est un équipement commercial. L’utilisation pourra se faire in-situ dans les collections patrimoniales ou en laboratoire. Cet équipement permettra de lever les verrous scientifiques présentés plus haut et également d’identifier des situations particulières nécessitant des recherches approfondies. Il s’agira au travers de projets innovants de répondre aux besoins des scientifiques du patrimoine et des responsables de collections. L’appareil transportable sera localisé au CRC sur le site du Jardin des Plantes (MNHN, Paris), qui possède un parc analytique comportant les instruments complémentaires pour ce type d’analyse (GC-MS). L’accès à cet équipement sera ouvert aux membres du DIM dans le cadre de la mise en oeuvre d’un projet scientifique lié à des thématiques de préservation ou de conservation.

Ce projet d’équipement est porté par trois membres du Centre de Recherche sur la Conservation – équipe CRC (MNHN/ CNRS/MC) : Sophie Cersoy (enseignant-chercheur, MNHN, spécialiste de la préservation des collections en fluide), Michel Sablier (Directeur de Recherche, CNRS, spécialiste du développement des méthodes séparatives appliquées aux biens culturels et de la réactivité d’espèces en phase gazeuse) et Bertrand Lavédrine (Professeur, MNHN, spécialiste de la préservation du Patrimoine photographique). Contact : sophie.cersoy@mnhn.fr.