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Les techniques fondées sur le rayonnement synchrotron ont révolutionné de nombreux domaines de la science des matériaux, notamment l’étude des matériaux du patrimoine culturel et de la biominéralisation. Cet ouvrage met en lumière les avancées récentes des principales méthodes exploitant ce rayonnement, ainsi que leurs applications à des matériaux spécifiques.
Rayonnement synchrotron, patrimoine culturel, biominéralisation présente les principes fondamentaux du rayonnement synchrotron et couvre les techniques reposant sur la spectroscopie, l’imagerie et la diffraction des rayons X. Il offre une vue d’ensemble des approches développées au cours des dernières décennies, illustrée par des études de cas portant sur les céramiques anciennes, la corrosion des matériaux ferreux, les mortiers des bâtiments de l’époque romaine, ou encore le processus de biominéralisation dans les épines d’oursin.
Chaque chapitre peut être lu de manière autonome, illustrant le lien étroit entre les méthodes d’analyse et les matériaux qu’elles permettent de mieux comprendre.
(FR) 1. Introduction au rayonnement synchrotron : application à l’étude des matériaux du patrimoine culturel et des biominéraux
2. L’utilisation du rayonnement synchrotron pour l’étude des matériaux du patrimoine culturel
3. La spectroscopie d’absorption des rayons X plein champ pour l’étude du patrimoine culturel
4. Cartographie et tomographie structurale par diffraction/diffusion : une analyse sélective locale des matériaux du patrimoine culturel
5. Apport du rayonnement synchrotron à l’étude des couvertes de céramiques anciennes
6. Apport des techniques synchrotron basées sur les rayons X pour l’étude de l’altération des matériaux en fer du patrimoine culturel
7. Études de microdiffraction des rayons X synchrotron sur les mortiers des anciens bétons romains
8. Stabilisation et cristallisation des phases de carbonate de calcium amorphe chez l’oursin adulte
Catherine Dejoie
Catherine Dejoie est scientifique de ligne à l’European Synchrotron Radiation Facility.
Pauline Martinetto
Pauline Martinetto est maître de conférences à l’Université Grenoble Alpes et à l’Institut Néel.
Nobumichi Tamura
Nobumichi Tamura est scientifique à l’Advanced Light Source du Lawrence Berkeley National Laboratory (États-Unis).
Chapitre 1
Introduction au rayonnement synchrotron : application à l’étude des matériaux du patrimoine culturel et des biominéraux (pages : 3-19)
Le principe du rayonnement synchrotron est abordé, avec une introduction sur l’application des techniques associées à l’étude des matériaux du Patrimoine et au processus de biominéralisation.
Chapitre 2
L’utilisation du rayonnement synchrotron pour l’étude des matériaux du patrimoine culturel (pages : 21-74)
Ce chapitre donne un aperçu de l’application du rayonnement synchrotron à l’étude des matériaux du Patrimoine culturel depuis les années 1990 en s’appuyant sur des résultats marquants. Les principales techniques utilisées sont décrites, et une série d’exemples, de l’étude des pigments utilisés dans une peinture à celle des encres de manuscrits ou parchemin, est ensuite donnés.
Chapitre 3
La spectroscopie d’absorption des rayons X plein champ pour l’étude du patrimoine culturel (pages : 75-108)
Dans ce chapitre, la technique de spectroscopie d’absorption des rayons X en mode transmission plein champ (FF-XANES) est décrite, et une sélection d'applications représentatives est présentée afin de donner un aperçu du potentiel offert par cette technique pour l'étude des matériaux du patrimoine culturel.
Chapitre 4
Cartographie et tomographie structurale par diffraction/diffusion : une analyse sélective locale des matériaux du patrimoine culturel (pages : 109-162)
Les matériaux du patrimoine culturel sont souvent très hétérogènes, et des techniques d’imagerie 2D et 3D permettant de remonter à des informations chimique et structurale résolues spatialement sont décrites dans ce chapitre.
Chapitre 5
Apport du rayonnement synchrotron à l’étude des couvertes de céramiques anciennes (pages : 163-191)
Les formes et les décors des objets en céramique sont d’excellents marqueurs culturels, et les techniques d’analyse basées sur le rayonnement synchrotron, notamment celles utilisant des microfaisceaux, se révèlent particulièrement bien adaptées à l’étude de la chimie et de la microstructure de ces matériaux complexes, comme exposé dans ce chapitre.
Chapitre 6
Apport des techniques synchrotron basées sur les rayons X pour l’étude de l’altération des matériaux en fer du patrimoine culturel (pages : 193-216)
Utilisés depuis plusieurs milliers d'années par les sociétés anciennes, les alliages à base de fer ne sont pas stables et subissent des processus de corrosion. L’étude d’objets anciens en fer peut aider à comprendre ces processus et améliorer les protocoles de restauration et de conservation, comme cela est illustré dans ce chapitre.
Chapitre 7
Études de microdiffraction des rayons X synchrotron sur les mortiers des anciens bétons romains (pages : 217-246)
Ce chapitre passe en revue les techniques utilisant le synchrotron synchrotron développées pour décrire les matrices cimentaires cristallines des mortiers qui lient les bétons antiques, en particulier à partir de la microfluorescence X et microdiffraction des rayons X.
Chapitre 8
Stabilisation et cristallisation des phases de carbonate de calcium amorphe chez l’oursin adulte (pages : 247-276)
Dans ce chapitre, un ensemble de techniques complémentaires utilisant le rayonnement synchrotron est mis en œuvre afin de mieux comprendre les mécanismes de biominéralisation chez les oursins adultes.
