Maladie du verre de l'épave de l'amiral Phips (1997)

(17 août 1997)

À l'automne de 1690, après sa mission d'invasion ratée, Sir William Phips, avec son armée de mercenaires, retourne en catastrophe vers la Nouvelle-Angleterre. Dans sa course effrénée, il perd une partie de sa flotte.

La fouille subaquatique menée à l'été de 1996, et qui s'est poursuivie à l'été 1997, porte sur l'épave d'un navire appartenant à la flotte de Phips. La fouille révèle un trésor inestimable. Sa valeur tient à la richesse de l'information tirée de cette épave datant de la fin du XVIIe siècle. Cette information, digérée et interprétée par les chercheurs, en étonne plus d'un.

Les restaurateurs doivent toutefois s'assurer que les objets survivront à leur passage des fonds marins à l'air ambiant et qu'ils le feront dans leur intégrité. Ce changement d'ambiance est critique à divers degrés pour l'ensemble des objets et le danger qu'il représente varie selon la nature des matériaux : fer, plomb, bois, cuir, verre, céramique, etc.

Du verre pas ordinaire

Mis à part le verre provenant de sites archéologiques très anciens, du Moyen Âge par exemple, le verre trouvé dans les fouilles archéologiques se conserve en général assez bien. Il suffit souvent de le débarrasser des sels solubles qu'il contient en le rinçant pendant plusieurs jours avant de le sécher graduellement. Toutefois, l'état du verre recueilli dans le site de l'anse aux Bouleaux était bien différent. On avait remarqué que dès son passage de l'eau salée à l'eau douce, le matériau s'opacifiait, s'irisait et s'enduisait graduellement d'un produit d'aspect poudreux qui avait toutes les allures d'oxydes de fers. Après quoi, il entrait en processus d'exfoliation. Cette exfoliation, que certains comparent à une lèpre, occasionnait une perte importante de matière : toute la couche superficielle, sur une épaisseur pouvant aller jusqu'à 2 mm, se détachait par écailles. Évidemment, une altération de cette importance empêche tout remontage des tessons, ceci s'ajoutant à la perte de la surface originelle. Une opération de consolidation d'urgence a été entreprise in situ, mais sans succès. Avec le temps, les verres devenaient de plus en plus fragiles, si bien qu'il a même fallu interrompre le rinçage. Il apparaissait évident que les tessons de verre devaient être consolidés avant d'être soumis à toute autre intervention.

Agents de couplage à la rescousse

Dans l'industrie, on utilise les composés organosiliciés (ou silanes) pour faciliter la cohésion entre les fibres de verre et les résines de synthèse, ce qui a pour effet de produire des matériaux composites aux propriétés physico-chimiques souhaitées. Lorsqu'ils sont utilisés de la sorte, les produits organiques à base de silicium sont appelés agents de couplage. En se fixant sur le substrat, ces agents font le pont entre celui-ci et la résine polymère et en améliorent l'adhésion.

Des restaurateurs avaient déjà obtenu certains succès avec ces agents sur des pierres poreuses et sur du verre. C'est donc dans cette direction que nous avons orienté notre recherche. Nous avons sélectionné un silane hydrophile (qui est compatible avec l'eau), puisque nous voulions retourner les verres consolidés dans l'eau pour terminer l'élimination des sels solubles. Il s'agit de l'amino-propyle-triéthoxysilane (A-1100). Cet agent devait aussi être compatible avec la résine de consolidation, un acrylique, le méthyle-acrylate d'éthyle-métacrylique ou B-72. La résine acrylique a la préférence parce qu'elle est très stable dans le temps, c'est-à-dire que sa couleur, ainsi que sa résistance chimique et physique ne s'altèrent pas.

Nous avons testé la concentration la plus efficace de chacune des composantes (silane et consolidant) de même que la méthode d'application : immersion dans une solution composée du silane et du consolidant, ou immersion dans le silane, suivie d'un séchage, et de l'immersion dans le consolidant. Après avoir déterminé la concentration et la méthode, nous avons vérifié comment les tessons supportaient les différents traitements, tels le dessalement et l'élimination chimique et électrochimique des fers.

Résultats

Nous avons obtenu de bons résultats après une immersion de 15 minutes dans une solution d'eau et de silane, à 10 % chacun dans l'éthanol (les silanes ont besoin d'eau pour réagir). L'immersion est suivie d'un séchage de 30 minutes dans une enceinte fermée, puis d'une réimmersion dans la solution de silane enrichie d'acrylique à 5 %. Cette étape dure 1 heure 30 minutes. Le séchage entre les deux immersions a pour objectif de fixer l'agent de couplage au verre. Cette opération doit toutefois s'effectuer de façon contrôlée pour empêcher l'assèchement complet des tessons dont les écailles ne sont souvent retenues que par la tension superficielle de l'eau ou de la solution de traitement. Comme le séchage est probablement incomplet et que tout le silane n'a pas eu le temps de se fixer au verre, nous le réimmergeons dans la solution de silane additionnée de consolidant. Après le traitement, les tessons sont mis à sécher dans une enceinte fermée de façon à éviter la migration du consolidant vers la surface.

Les tessons consolidés et séchés ont subi avec succès un traitement de rinçage de plusieurs jours. Ils ont aussi très bien résisté à divers traitements d'élimination chimique des fers : avec de l'acide thioglycolique à 5 % et à pH 7, avec du citrate d'ammonium à 5 % ou encore avec du dithionite à 5 % et à 50 oC, suivi de DTPA à 10 %. Nous avons également soumis deux tessons au traitement d'électrophorèse.

Une fois consolidés, les tessons retirés de l'épave ont pu subir sans trop de dommage l'opération de dessalement.

L'approche 1997

Le verre provenant de la campagne de fouille de 1997 a donc été maintenu dans l'eau salée dont le pH est légèrement alcalin (8.8), ceci dans le but d'éviter l'oxydation des fers présents en grande quantité dans le contexte marin de l'épave. Dès son arrivée au laboratoire, il a subi le traitement de consolidation au silane-acrylique. Une fois séché, il a été traité avec un agent « séquestrant » chargé de retirer le fer, qu'on soupçonne être le grand responsable des écaillages et des pertes. Le fer en s'oxydant, augmente de 10 fois son volume. Il est tout à fait plausible que cette expansion soit responsable des dommages observés. Le rinçage qui a suivi a permis à la fois d'éliminer le fer encore séquestré dans le verre et les sels solubles.



F. Rémillard, N. Herbert et M. Singer
Centre de conservation du Québec

Page précédente Retour à l'index