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RÉSUMÉ
La Joconde de Léonard de Vinci a été scannée par une caméra multispectrale : 240 000 000 spectres de réflexion diffuse répartis sur l'ensemble du tableau ont ainsi été enregistrés numériquement. L'analyse de ces spectres a permis dans un premier temps de chiffrer la couleur de chaque pixel et d'obtenir une image de très haute qualité. La prise en compte de l'absorption du vernis, très dégradé, a permis d'obtenir un dévernissage virtuel du tableau et de retrouver ses couleurs originelles. La comparaison des spectres enregistrés avec des bases de données spectrales a conduit à l'identification des pigments utilisés par l'artiste. Enfin, l'étude théorique des spectres a permis de décrire la composition du sfumato de Mona Lisa. Une terre d'ombre a été identifiée dans la couche superficielle de son visage, ainsi qu'un mélange composé de 1 % de vermillon et de 99 % de blanc de plomb dans la sous-couche. A été également mise en évidence la technique artistique du glacis, technique inventée par les Primitifs Flamands et qui était jusqu'alors inconnue en Italie.
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Mady ELIAS : Professeur à l'Université d'Evry Val d'Essonne (UEVE) - Anime le groupe « Optique et Art » à l'Institut des nanosciences de Paris (INSP) – Université Pierre et Marie Curie (UPMC) – UMR 7588 du CNRS
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Pascal COTTE : Directeur scientifique de Lumière Technology SA - Auteur de la caméra multispectrale présentée ici
INTRODUCTION
La Joconde de Léonard de Vinci a été scannée par une caméra multispectrale en octobre 2004. 240 000 000 spectres de réflexion diffuse répartis sur l'ensemble du tableau ont ainsi été enregistrés numériquement. L'analyse de ces spectres a permis dans un premier temps de chiffrer la couleur de chaque pixel et d'obtenir une image de très haute qualité. L'absorption du vernis, très dégradé, a ensuite été prise en compte pour obtenir un dévernissage virtuel du tableau et retrouver ses couleurs originelles. La comparaison des spectres enregistrés avec des bases de données spectrales a conduit à l'identification des pigments utilisés par l'artiste. Enfin l'étude théorique des spectres a permis de décrire la composition du sfumato de Monna Lisa. Une terre d'ombre a été identifiée dans la couche superficielle de son visage, ainsi qu'un mélange composé de 1 % de vermillon et de 99 % de blanc de plomb dans la sous-couche. La technique artistique du glacis a également été mise en évidence, technique inventée par les primitifs flamands et qui était jusqu'alors inconnue en Italie.
Monna Lisa painted by Leonardo da Vinci has been scanned with a multispectral camera in october 2004. 240 000 000 diffuse reflectance spectra divided on the whole painting have then been digitally recorded. In a first time, the analysis of these spectra allows quantifying the color of each pixel and producing an image with very high quality. The absorption of the aged varnish has then been taken into account. A virtual removing of the varnish has been realized and allows finding again the original colors. The comparison between the recorded spectra and spectral databases allows the identification of the pigments used by the artist. Finally, the theoretical study of the spectra allows depicting the composition of the Monna Lisa's sfumato. An Umber is identified in the upper layer of her face, and a mixture of 1 % vermilion and 99 % lead white is identified in the under layer. An artistic technique of art glaze is also underlined, a technique invented by the flemish primitive painters and unknown in Italy at this period.
Monna Lisa, spectres de réflexion diffuse, caméra multispectrale, sfumato, dévernissage virtuel, équation de transfert radiatif.
Monna Lisa, diffuse reflectance spectra, multispectrale camera, sfumato, virtual varnish removing, radiative transfer equation.
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Caméra multispectrale
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1. Analyse d'une œuvre d'art
L'objet principal de l'étude scientifique d'une œuvre d'art porte sur l'identification de ses constituants, leur agencement au sein des couches picturales et l'aspect visuel final. Ces informations sont alors au service du conservateur, du restaurateur et de l'historien d'art. Or les œuvres d'art sont uniques et fragiles. Il faut donc faire appel à des techniques non destructives, sans contact, portables et donnant si possible des résultats en temps réel. Le domaine des ondes électromagnétiques est alors privilégié. Plusieurs techniques répondent actuellement à ces besoins, qui sont résumées dans l'encadré ci-dessous . La caméra multispectrale présentée ici en regroupe plusieurs, à partir d'une seule acquisition, rapide et réalisable sur le lieu d'exposition de l'œuvre. La richesse d'information portée par chaque spectre enregistré ainsi que le grand nombre de spectres recueillis par la caméra en font un outil d'analyse exceptionnel. Nous détaillons ci-dessous ces techniques non destructives, classées selon le besoin spécifique des acteurs du monde artistique.
Techniques d'analyse non destructives in situ des œuvres d'art
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Techniques d'examen :
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la photographie noir et blanc en lumière diffuse et rasante, en couleur, en UV, en IR et fausses couleurs ;
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la radiographie et l'émissiographie de rayons X ;
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la réflectométrie IR.
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Techniques d'analyse :
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la spectrométrie de réflexion diffuse et la tomographie optique cohérente (OCT) pour l'identification des pigments et des colorants ;
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la spectrométrie Raman, la microfluorescence de rayons X et la diffraction X pour l'identification des pigments ;
-
la goniophotométrie et la microscopie confocale pour la quantification de l'état de surface ;
-
la spectrométrie d'émission de fluorescence...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - site Sagascience du CNRS : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosart/accueil.html
-
(2) - ELIAS (M.) - La lumière pour une meilleure connaissance des œuvres d'art. - Numéro spécial de L'Actualité chimique « Interactions Photon-Matière : de la Photochimie aux Photosciences », no 308-309, mai-juin 2007.
-
(3) - * - Projet européen Fingartprint no 022453 « Documentation et identification de peintures et d'objets polychromes, sans contact, à l'échelle micrométrique » Commission européenne FP6 pour la protection de l'héritage culturel. Participants : ICN (Amsterdam), UPMC (Paris), Université de Southampton, Ormylia Art Diagnotic Center (Grèce), Nanofocus (Allemagne) et ELDIM (France), janv. 2006-déc. 2008 Site web : http://www.fingartprint.org/
-
(4) - COTTE (P.), DUPOUY (M.) - * - Brevet France No 98 13291 – Patent for high resolution device for digitizing large size documents, oct. 1998.
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(5) - COTTE (P.), DUPOUY (M.) - * - Brevet JumboLux US6,603,582 B1...
ANNEXES
Solution pour la digitalisation de documents grand format – Brevet France/Europe No 98 13291 – Oct. 1998. Brevet US No US6,603,582 6 août 2001.
Solution de capteur CCD multispectral France/Europe No 2 871 325 (0406098). 7 juin 2004.
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Fabricant de la caméra multispectrale :
Lumiere Technology SAS http://www.lumiere-technology.com
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