Catégorie : Actualité FSP

Résumé :

Dans un contexte patrimonial les vibrations représentent une véritable menace quant à la préservation des objets. Pourtant, les dispositifs de protection des vibrations employés sont généralement très rudimentaires et les systèmes proposés dans la littérature scientifique ne sont pas appliqués, principalement par manque de considération pratique. Pour dépasser ces limites, les travaux présentés dans cette thèse s’articulent autour du développement d’un nouveau type de système de protection, basé sur le principe du contrôle actif de vibrations.

La conception du dispositif de contrôle commence par l’établissement d’un cahier des charges au double objectif. D’une part il définit les objectifs de contrôle des vibrations rencontrées en domaine patrimonial, d’autre part il formalise les considération pratiques des acteurs du patrimoine. Le cahier des charges permet alors d’identifier la stratégie de contrôle la plus adaptée au respect des spécifications formulées. En l’occurrence, le contrôleur est conçu comme un dispositif autonome et indépendant qui vient se greffer à la structure à protéger et utilisant un algorithme de contrôle adaptatif et de type feedforward.

Un dispositif de contrôle expérimental dont le contrôleur est actualisé par l’algorithme Filtered-x Least Mean Square (FxLMS) est conçu afin d’éprouver sa capacité à respecter le cahier des charges. Ce dispositif est testé dans un premier temps sur une structure à la dynamique relativement simple, puis sur un banc d’essai représentatif d’une situation couramment rencontrée en contexte patrimonial. Une fois le dispositif validé, un outil permettant de comparer quantitativement, objectivement et robustement les performances de différentes situations de contrôle est proposé. Cette méthodologie passe par l’extraction de descripteurs de performance, chacun d’entre eux devant représenter un aspect du contrôle qu’il est souhaitable de quantifier.

Si l’utilisation du FxLMS permet de valider le cahier des charges, une hypothèse forte de cet algorithme restreint son champ d’utilisation. Une solution à cette limite est l’utilisation d’algorithmes de contrôle plus récents et basés sur la paramétrisation de Youla-Kuçera. Une étude paramétrique définit les conditions à partir desquelles les performances du FxLMS ne sont plus acceptables, et l’utilisation du benchmark permet de quantifier les performances des nouveaux algorithmes proposés.

Hervé Lissek Professeur, LTS2, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Rapporteur)

Patrice Masson Professeur, GAUSS, Université de Sherbrooke (Rapporteur)

Ioan Doré Landau, Directeur de recherche émérite, GIPSA – Lab (Examinateur)

Marc Lethiecq Professeur des universites, GREMAN, Universite de Tours (Examinateur)

NicolasWilkie-Chancellier, Professeur des universités, SATIE, CY Cergy Paris Université (Directeur)

Henri Boutin, Maitre de conférence, STMS, Sorbonne Université (Encadrant)

Marguerite Jossic, Chargée de recherche, Musée de la Musique (Encadrante)

Sandie Le Conte, Responsable de laboratoire, Institut national du patrimoine (Encadrante)

Eléonore Kissel, Responsable Conservation-Restauration, Musée Quai-Branly (Invitée)

Résumé :
L’apparition d’efflorescences cristallines sur des objets calcaires stockés dans des environnements pollués est communément appelée « dégradation de Byne ». Elle résulte de l’émission de composés organiques volatils acides (COV) par les matériaux de stockage qui réagissent avec le carbonate de calcium dans les substrats poreux. Ceci conduit à la formation de divers sels organiques de calcium, parmi lesquels des acétates et des formiates, et provoque une détérioration irréversible des objets. Jusqu’à présent, seuls des objets macroscopiques subissant la dégradation de Byne étaient rapportés dans la littérature.
Le présent travail a été initié par le constat d’état de la collection micropaléontologique de foraminifères d’Alcide d’Orbigny (1802-1857), conservée au Muséum national d’Histoire naturelle. Des observations préliminaires ont montré que les spécimens étaient affectés par des efflorescences salines de morphologies diverses. D’autres collections endommagées ont également été étudiées, ainsi que des spécimens vieillis artificiellement. La caractérisation des efflorescences a été réalisée en tenant compte de la nature patrimoniale et de la fragilité des spécimens historiques, avec des méthodes sans contact telles que la spectroscopie micro-Raman et la diffraction des rayons X sur ligne Synchrotron. Ces résultats ont mis en évidence des produits de dégradation différents de ceux précédemment rapportés dans la littérature, parmi lesquels le polymorphe [β-Ca(HCOO)2] du formiate de calcium, connu pour être instable en conditions ambiantes. Les mécanismes de formation des sels de calcium à l’échelle microscopique ont ainsi été étudiés, ainsi que la stabilité des formiates de calcium. L’histoire matérielle de la collection d’Orbigny au MNHN a également été explorée pour mieux identifier l’impact des facteurs environnementaux.

Mots clés : pollution muséale, COV, fossiles calcaires, carbonate de calcium, spectroscopie Raman, DRX

Abstract:
The occurrence of crystalline efflorescence on calcareous objects stored in polluted environments is commonly known as “Byne’s decay”. It results from the emission of acidic volatile organic compounds (VOCs) by storage materials that react with calcium carbonate in the porous substrates. This leads to the formation of various calcium organic salts, among which acetates and formates, and causes irreversible deterioration for the objects. Until now, only macroscopic objects undergoing Byne’s decay were reported in the literature. The present work was initiated by the conservation report of Alcide d’Orbigny’s (1802-1857) micropaleontological collection of foraminifers, housed at the French Natural History Museum. Preliminary observations showed that specimens were affected by salt efflorescence with various morphologies. Other collections presenting a similar degradation were also investigated as well as artificially-aged specimens. Considering the heritage nature and the fragility of the specimens, efflorescence were characterized combining contactless micro-Raman spectroscopy and X-ray diffraction on synchrotron beamline. The results highlighted degradation products that differ from those previously observed on macroscopic calcareous collections, among which the polymorphic phase [β-Ca(HCOO)2] of calcium formate. The history of d’Orbigny’s collection at the MNHN was also investigated in order to highlight the impact of environmental factors.

Keywords : Museum pollution, VOC, calcareous fossils, calcium carbonate, Raman spectroscopy, XRD

Dr Ludovic BELLOT-GURLET, Professeur, MONARIS, SU-CNRS, Paris (rapporteur)

Dr Thibault DE GARIDEL-THORON, Chargé de Recherche, CEREGE, AMU-CNRS-IRD-INRAE, Aix-en-Provence (rapporteur)

Dr Anne CHABAS, Professeur, LISA, Paris-Est Créteil-CNRS, Créteil (examinatrice)

Dr Mathieu ROSKOSZ, Professeur, IMPMC, MNHN-SU-CNRS, Paris (examinateur)

Dr Sophie SEPULCRE, Maître de conférences, GEOPS, Paris-Saclay-CNRS, Orsay (examinatrice)

Dr Nathalie STEUNOU, Professeur, ILV, Paris-Saclay-CNRS, Versailles (directrice de thèse)

Dr Véronique ROUCHON, Professeur, CRC, MNHN-MC-CNRS, Paris (co-directrice de thèse)

Dr Marie-Béatrice FOREL, Maître de conférences, CR2P, MNHN-SU-CNRS, Paris (co-encadrante)