Collections d’Histoire naturelle

Les collections d’histoire naturelle soulèvent des difficultés en matière de conservation qui touchent à la fois des matériaux inorganiques et organiques. Un premier exemple touche les collections minéralogiques et paléontologiques, où certains spécimens, riches en sulfures de fer, s’oxydent spontanément lorsqu’ils sont exposés à l’humidité et à l’oxygène. Cette oxydation concerne principalement le soufre qui passe d’un état réduit de sulfure à un état oxydé de sulfate. La pyrite, sulfure de fer des plus communs et donc présent dans de nombreux sites fossilifères, est particulièrement emblématique de ces phénomènes d’altération. Les fossiles dits « pyriteux », lorsqu’ils sont enfouis sous terre, généralement dans des conditions réductrices, se conservent des millions d’années. En revanche, dès leur extraction, ils ont tendance à s’oxyder en donnant lieu à des croissances cristallines de différents types de sulfates qui altèrent la lisibilité de l’empreinte fossile et fragilisent l’encaissant. L’altération est parfois spectaculaire jusqu’à provoquer une désintégration complète du spécimen. Elle met en jeu des mécanismes encore plus complexes que pour les minéraux eux même car le matériau qui constitue le fossile est composite et poreux. Son comportement dépend de nombreux facteurs : porosité, taille des cristaux de pyrite, mais aussi présence de bactéries.
Un autre exemple de difficulté récurrente peut être trouvé dans les collections en fluide et les spécimens naturalisés où les tissus biologiques, en particulier les peaux, sont sujettes à des dégradations irréversibles. Sur certains spécimens, les peaux deviennent pulvérulentes tandis que, sur d’autres, les tissus présentent un aspect poisseux suggérant un phénomène de gélatinisation. En outre, les recherches taxonomiques sur ces spécimens impliquent de plus en plus souvent le recours à des analyses biomoléculaires (séquençage ADN) ce qui nécessite d’évaluer soigneusement l’impact des différentes techniques de conservation choisies par le passé ou actuelles sur la préservation des biomolécules du spécimen. Enfin, certains préservatifs employés sont toxiques: il est donc nécessaire d’identifier précisément ces solvants pour minimiser les risques d’exposition des agents manipulant les collections.


Recherches

Les travaux entrepris visent à mieux comprendre les mécanismes d’altération des spécimens de collections naturelles et des matériaux qui les conditionnent et à identifier les paramètres les plus influents. Il est donc important de reproduire l’altération en conditions de laboratoire pour mieux l’étudier. Des tests de vieillissement artificiel sont donc conduits pour reproduire sur du matériel fraichement prélevé des dégradations similaires à celles observées sur les spécimens de collection.
L’objectif à long terme de ces démarches est de définir une politique de conservation qui soit à la fois préventive (diagnostic des risques potentiels et des conditions de conservation les plus appropriées), mais aussi active (développement de méthodes curatives permettant de limiter ou de stopper les dommages).

Projets / études de cas

1- Comportement au séchage de bois lignitisés fossiles
Sont concernés par ce projet des bois lignitisés fossiles provenant principalement de deux sites: Rivecourt (65 Ma, Oise), aujourd’hui inondé et Angeac (130 Ma, Charente), actuellement en cours de fouille et bien connu du grand public pour avoir livré des restes de sauropodes. Ces bois contiennent des sulfures organiques intégrés à la lignite, mais aussi des inclusions de sulfures inorganiques exclusivement constituées de pyrite. Ces inclusions sont de tailles variées allant du macro- au microscopique et leur oxydation donne lieu à des efflorescences cristallines de sulfate. Ces bois sont, au moment de leur excavation, gorgés d’eau. Leur séchage constitue une étape délicate : trop lent, il provoquer des efflorescences cristallines, trop rapide, des contraintes mécaniques conduisant à de nombreuses fractures. Des recherches ont donc été entreprises pour mieux comprendre les mécanismes d’altération au cours du séchage, mais aussi au cours du « lavage » de ces bois qui bien souvent, restent sur le site en conditions immergées d’une campagne de fouille à l’autre.

2- Altération des matériaux cellulosiques par des ions ferreux en milieu acide
On observe souvent une altération des matériaux cellulosiques qui sont au contact de spécimens pyriteux en cours d’altération. Nous cherchons à mieux comprendre les mécanismes physicochimiques de cette altération principalement provoquée par la présence conjointe de fer et de sulfates au cœur du papier. La dégradation des papiers en présence de fer est généralement attribuée à des mécanismes d’hydrolyse acide et/ou d’oxydation radicalaire de type Fenton. Les travaux, menés avec une approche relativement fondamentale visent à identifier le mécanisme dominant de l’altération, de manière à proposer des stratégies de remédiation plus efficaces.

3- Identification des fluides en collections « humides »
La préservation des collections en fluide nécessite de connaitre les traitements fixatifs (éventuels), les solutions de conservation en présence ainsi que la nature biochimique des dégradations nuisant à la visibilité du spécimen mais aussi mettant potentiellement en péril son intégrité. Les méthodes actuellement utilisées en collections, basées sur des tests chimiques (test de Schiff, mesure de pH) ou des mesures densimétriques, nécessitent d’une part l’ouverture des bocaux et ne permettent pas d’obtenir d’informations précises sur les concentrations en solvants ou sur la nature des produits présents dans le cas de mélanges. Ce projet vise d’une part à mettre en place une stratégie analytique une première identification in situ non destructive des fluides (sans ouverture du contenant) et d’autre part à identifier plus précisément la nature des mélanges et l’origine des dégradations observées (lixiviation de biomolécules, acidification, attaques fongiques, décoloration, formation de précipités).


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