Corrosion atmosphérique et altération mécanique du bronze campanaire : un patrimoine sonore et artistique en danger ?
ANR « jeune chercheur » 2018-2022
Porteur : Aline Petitmangin, Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA, université de Créteil)
Partenariats : CICRP (Jean-Marc Vallet), Institut de Chimie des Matériaux Paris Est Créteil, Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Maine, Laboratoire de Mécanique Multiphysique et Multiéchelle (Lille), Laboratoire de Minéralogie et Cosmochimie-Muséum National d’Histoire Naturelle
Le CICRP est associé à cette ANR « jeune chercheur » pour une assistance sur la caractérisation des phénomènes physico-chimiques des altérations en mettant en particulier à disposition sa plateforme de vieillissement naturel pour l’étude de la corrosion en atmosphère marine des bronzes constituant les cloches. En effet, ce projet vise, dans des conditions atmosphériques réalistes (dépôts secs / humides), à comprendre et à évaluer les conséquences des processus de corrosion subis par le matériau, en surface et à l’intérieur même de l’alliage, dans son environnement naturel, urbain (vieillissement artificiel et naturel à Créteil) et marin (vieillissement naturel à Marseille).
En 2020, a été poursuivie la campagne de prélèvement d’échantillons vieillis, installés sur la plateforme du CICRP sur le toit des réserves du Mucem. Une première réunion intermédiaire de l’ensemble des partenaires a en particulier été menée, au cours de laquelle ont été présentés les résultats obtenus par les différentes équipes.
En 2021 s’est tenue une deuxième réunion en distanciel portant sur l’avancée des travaux et la suite du projet qui s’est achevé à la fin de l’année 2022.
En 2022, une thèse a été soutenue à l’université de Créteil (Contribution à l’étude de l’altération du bronze campanaire, C. Blanc) et le rapport final établi par la coordinatrice a été envoyé à l’ANR. Les principaux résultats obtenus ont été :
Plus particulièrement à Marseille, site marin pollué, avec des expositions en conditions abritées et exposées aux intempéries, le plomb des globules présents dans l’alliage sain migre en extrême surface tout d’abord hors des inclusions, sous forme PbO en conditions abritées et sous forme PbCO3 en conditions exposées, ce dès 1 mois d’exposition ; puis il migre dans les couches de corrosion. Dès 12 mois, se développe la stratification de la couche de corrosion en conditions abritées, avec une corrosion préférentielle de la phase α de l’alliage. L’ensemble des résultats a mis en évidence, dans les premiers stades de corrosion, l’impact du plomb sur la propagation des réseaux micro infiltrants du chlore et du soufre dans la couche de corrosion en formation.
En 2023, ce projet s’est achevé. Comme l’a écrit A. Petitmangin dans son rapport final sur ce projet qu’elle a coordonné, il a permis d’établir le processus de corrosion du bronze campanaire, de mettre en évidence les zones préférentielles des chemins de la corrosion ainsi que son effet sur les propriétés mécaniques et acoustiques du bronze. Par ailleurs et d’un point de vue méthodologique, la micro-indentation permet de créer des microfissures dans l’alliage. Enfin, l’analyse comparée de l’acoustique d’une cloche et de celle des éprouvettes campanaires s’est avérée efficace et l’analyse vibratoire non linéaire semble être un bon outil pour évaluer la corrosion.
