L’analyse chimique des colorants présents dans les objets patrimoniaux permet, entre autres, de mieux comprendre les technologies employées dans leur fabrication. Ces colorants sont le plus souvent fixés sur des supports variés, comme des textiles ou des cuirs. Du fait de la nature fragile et précieuse de ces matériaux, une approche la moins invasive possible est nécessaire pour les étudier. Dans ce cas, la spectroscopie Raman fait partie des techniques analytiques de choix car elle permet d’analyser des traces organiques sur des micro-échantillons ou directement sur les objets, tout en préservant l’échantillon.

Malgré ces qualités, lorsque le colorant est analysé in situ, c’est-à-dire directement sur l’objet, seules quelques familles chimiques de colorants sont aisément identifiées par spectroscopie Raman conventionnelle. Ceci a notamment été constaté pour les colorants de type indigo. En revanche, pour l’essentiel des autres colorants naturels, les signaux intenses de fluorescence masquent leurs signatures de diffusion Raman. Dans ces conditions, l’obtention de données exploitables nécessite l’adaptation des conditions d’analytiques ou d’un pré-traitement des échantillons.

Parmi ces possibilités, une variante de la spectroscopie Raman, la spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS), est particulièrement adaptée. Le SERS repose sur l’utilisation de ce que l’on appelle un « substrat SERS », constitué de nanoparticules ou de surfaces nanostructurées intégrant des métaux. Les tailles, morphologies et composants de ces substrats permettent d’exalter le signal de diffusion Raman ce qui permet  la détection du colorant. La diversité des possibilités dans la mise en œuvre des substrats SERS permet le développement d’approches non-invasives ou minimalement invasives très adaptées aux applications patrimoniales.

Pour illustrer ce propos, les résultats présentés porteront sur des échantillons modèles préparés au laboratoire, mais aussi sur des corpus archéologiques et des collections muséales.