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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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La Joconde virtuellement dévernie
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2. Caméra multispectrale
L'idée de la caméra multispectrale développée en France par Lumière Technology date de 1996. Elle a donné lieu au dépôt de deux brevets en 1998 et 2001 . Sa validation sur les œuvres d'art a été réalisée dans le cadre du projet européen CRISATEL (Conservation Restauration Innovation Systems for image capture and Archiving to enhance Training Education and lifelong Learning) de septembre 2001 à septembre 2004. La numérisation de la Joconde a été effectuée en octobre 2004 (figure 4). Depuis, le musée Van Gogh d'Amsterdam, le musée Kröller-Müller d'Otterlo, le musée des Beaux-Arts de Lille, l'Art Institute de Chicago, le musée d'art de Cleveland, le musée Czartoryski de Cracovie ainsi que de nombreuses collections publiques et privées ont fait appel à sa numérisation.
2.1 Caractéristiques de l'éclairage
La principale difficulté technique porte sur l'éclairage des œuvres. Un éclairage statique traditionnel nécessiterait une quantité de lumière incompatible avec la fragilité des œuvres (une puissance de 130 kW de lumière blanche pour une toile de 12 m2 avec la configuration décrite ci-dessous). Ce problème a été résolu en ne concentrant la lumière que là où elle est utile, grâce à un projecteur en rotation, générant un faisceau lumineux mobile. La puissance nécessaire a ainsi été réduite à 2,4 kW, sans préjudice pour l'œuvre.
Le système d'éclairage est composé deux projecteurs contenant chacun huit lampes à décharge aux halogénures métalliques (béryllium, thallium) associées à un réflecteur elliptique et placés de part et...
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Caméra multispectrale
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - site Sagascience du CNRS : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosart/accueil.html
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(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/
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(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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