Le point focal Raman sur le bleu égyptien romain élucide la cuprorivite désordonnée, la phase de verre vert et les composés traces

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 15596 (2022) Citer cet article

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Les analyses comparatives discutées de boules de pigments impériales romaines et de peintures murales fragmentaires découvertes dans les villes antiques d'Aventicum et d'Augusta Raurica (Suisse) au moyen de la microspectroscopie Raman se rapportent à une étude antérieure sur les composés traces dans le bleu égyptien du début du Moyen Âge (St. Peter, Gratsch, Tyrol du Sud, Italie du Nord). La pléthore de minéraux associés nouvellement détectés aux matières premières ayant survécu à la procédure de synthèse valide l'utilisation de sable de quartz correspondant à la composition des sédiments transportés par le fleuve Volturno dans le golfe de Gaeta (Campanie, sud de l'Italie) avec un minerai de cuivre sulfuré grillé et un cendres végétales alcalines mélangées comme agent fluxant. Ainsi, les résultats corroborent un site de production de pigments monopolisé situé dans le nord des Champs Phlégréens persistant au cours des premiers siècles après JC, ce qui est conforme aux déclarations des écrivains romains antiques Vitruve et Pline l'Ancien et aux preuves archéologiques récentes. Au-delà de cela, les spectres Raman révèlent, à travers des déplacements progressifs des pics et des changements de largeur de bande, des conditions de processus localement divergentes et des inhomogénéités de composition provoquant un désordre du réseau cristallin dans la cuprorivite chromophore ainsi que la formation d'une phase de verre vert contenant du cuivre, cette dernière probablement en dépendance de la concentration du flux alcalin, même si les réactions à l'état solide prédominent dans la synthèse.

A l'époque romaine, le bleu d'Egypte circulait dans tout l'Empire sous forme quasi standardisée de petites boules d'environ 15 à 20 mm de diamètre, le peintre définissait ainsi la granulométrie respective et par là la nuance du bleu et le pouvoir couvrant du sol. pigment artificiel lui-même1,2. Au premier siècle avant JC, Vitruve a fourni les conseils suivants pour sa préparation dans son manuel d'architecture De architectura libri decem (Liber VII, Caput XI), laissant de côté tout détail sur les quantités et la température de traitement : « Les recettes du bleu [ciel] ont été découvertes pour la première fois. à Alexandrie, puis Vestorius commença également à le fabriquer à Puteoli. […] Le sable est moulu avec de la fleur de natron […] si finement qu'il devient presque comme de la farine. Le cuivre [minerai], brisé par des limes grossières jusqu'à ce qu'il soit comme de la sciure, est saupoudré de ce sable jusqu'à ce qu'il s'accroche. Ensuite, on le forme en boules en le faisant rouler entre les mains et en les liant ensemble pour qu'elles sèchent. Une fois sèches, les boules sont mises dans un pichet en céramique, et les pichets sont mis dans un four »3. Au vu des preuves archéologiques et des informations concordantes données par Vitruve et Pline l'Ancien (Ier siècle après JC)4, les recherches actuelles supposent un site de production monopolisé dans la zone des anciennes villes de Cumes et Liternum (Golfe de Pozzuoli, Campanie, Italie du Sud), alors que la fabrication en Europe centrale est exclue en raison d'un manque très probable de capacités technologiques5,6,7,8,9,10. Selon des expériences de laboratoire modernes, le bleu égyptien est synthétisé à partir d'un mélange de matières premières de sable de quartz, de calcaire, de minerai de cuivre sulfuré ou de carbonate de cuivre et de flux alcalin sous forme de natron ou de cendres d'halophytes (usines de sel) à des températures comprises entre 850 et 1000. °C dans des conditions oxydantes9,11,12,13,14,15,16.

Ce n'est que récemment qu'une étude sur un fragment de fresque murale bleue monochrome appartenant à l'église médiévale Saint-Pierre au-dessus de Gratsch (Tyrol du Sud, Italie du Nord, Ve/VIe siècle après J.-C.) au moyen d'une imagerie microspectroscopique Raman couvrant une zone a abouti à l'identification de 26 minéraux jusqu'au niveau sub-permille en plus de la cuprorivaite chromophorique CuCaSi4O10 - un assemblage évocateur du type et de la provenance des matières premières et des réactions chimiques se produisant lors de la fabrication et de l'application du pigment ainsi que du vieillissement de la couche picturale17. En particulier, certains minéraux accessoires attribuables au sable de quartz, qui ont survécu au traitement sans altération thermique, étaient révélateurs d'une importation du bleu égyptien en question depuis les champs Phlégréens du nord de la Campanie. Comme détaillé ci-dessous, des analyses analogues de boules de pigment et d'un fragment de peinture murale découverts dans les vestiges archéologiques des anciennes villes romaines d'Aventicum et d'Augusta Raurica (Suisse) (Fig. 1) ont encore élargi la pléthore de composés traces et ont révélé, au-delà, des particularités concernant respectivement la formation des phases cristallines et amorphes ou l'histoire thermique du bleu artificiel.