Analyse d'images micro-tomographiques pour la conservation du patrimoine bâti.
Résumé
Les monuments historiques, aussi bien les bâtiments, que les statues et autres ouvrages d'arts accusent le poids des ans et sont dégradés, voire parfois fortement endommagés. Ces ouvrages sont des parties intégrantes de notre patrimoine et sont donc des œuvres d'art irremplaçables qu'il convient de protéger, entretenir et réparer. De plus, ils sont au cœur d'un colossal enjeu économique : le tourisme. C'est pour cela que de nombreux architectes, restaurateurs et scientifiques mettent en commun leurs efforts pour tenter de préserver ce patrimoine. L'altération des pierres mises en œuvre commence en fait, dès que la pierre est extraite de la carrière, c'est-à-dire dès qu'elle est soumise au milieu atmosphérique. Elle est alors contrainte à un ensemble d'actions qui peuvent aboutir à terme à sa destruction. Les agressions subies par la pierre sont aussi diverses que complexes. On peut les classer suivant leurs origines : - Des origines physiques comme l'action du vent, des pluies battantes, du soleil, du gel, des contraintes mécaniques, ... - Des origines chimiques dues à la présence de sels et à la pollution urbaine ou agricole, ... - Enfin, des origines biologiques telles que bactéries, microorganismes, mousses, lichens... Ainsi, l'altération d'une pierre dépend de son environnement (au sens large du terme), mais aussi du type de pierre, c'est-à-dire de la nature même de ses constituants et de son réseau poreux. Dans la majorité des cas, le principal vecteur de l'altération est l'eau. Sous forme liquide, elle rentre par capillarité dans le réseau poreux des pierres et peut, soit geler et induire des contraintes mécaniques, soit dissoudre les minéraux les plus solubles. Ainsi, la circulation de l'eau dans une pierre s'accompagne d'une dissolution, puis d'une recristallisation des minéraux lors de l'évaporation de l'eau. Pour une pierre mise en œuvre dans un bâtiment cette circulation n'est pas unidirectionnelle, car elle dépend des conditions hygrométriques et thermiques qui évoluent au cours des journées et des saisons. On observe ainsi un transfert d'eau et de matière vers l'intérieur du bloc (lors des précipitations ou grâce à l'humidité ambiante) puis vers l'extérieur (lors des phases d'évaporation). Il y a ainsi une modification dans le temps du réseau poreux. D'autre part, l'apport de composés exogènes sous la forme de particules ou de gaz, et ayant pour origine la pollution de l'atmosphère entraîne fréquemment des réactions chimiques et une évolution des minéraux présents à la surface des pierres exposées à une telle pollution. De nouveaux minéraux peuvent alors apparaître par précipitation à cette occasion alors que d'autres disparaissent par dissolution. Ces effets se traduisent par une modification de la surface de la pierre (de quelques µm à plusieurs cm). Cette action peut parfois être bénéfique par la création d'une couche naturelle et protectrice que l'on nomme patine. Cependant, dans les autres cas, cette modification conduit à terme à un endommagement irrémédiable de la pierre.