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Enregistrer au format PDF Une étude de Peter KONECZNY

Introduction sur les gels de retouche B72

Pour une meilleure utilisation des gels de retouches en réintégration picturale

Résumé scientifique : Les gels de retouche B72 élargissent le panel des médiums de retouche disponibles pour les restaurateurs de peinture. L’emploi de ces gels peut être envisagé lorsque les qualités d’une peinture recherchées ne peuvent être facilement obtenues par l’utilisation d’une solution de résine pigmentée seule. Ils permettent au restaurateur d’imiter le traitement et les coups de pinceau de la matière originale créée par l’artiste. Un coffret de huit gels offre une gamme de supports, pouvant être mélangés entre eux ou mélangés avec des solutions de polymères traditionnelles afin de fournir une grande variété d’effets et de textures. Les gels sont fabriqués à partir de résine acrylique [PARALOID B72], de solvants [ETHERS DE PROPYLENE GLYCOL], d’un agent photostabilisant de type amine encombrée [HALS : hindered amine light stabiliser ; responsable de la contexture gel : le TINUVIN®622] [2] et deux gels contenant de la fumée de silice ou silice micronisée. Cet article décrit les propriétés de l’aspect liquide cristallin de ces gels et certaines applications possibles.

Introduction

Les gels B72 sont des mediums de retouche aux propriétés remarquables. Les propriétés du medium sont modifiées par le développement d’une phase liquide cristalline dans la solution de résine de retouche. Ceci permet au medium de s’adapter aux exigences de la tâche à accomplir en imitant la rhéologie, les modalités d’utilisations et d’aspect du medium original employé par l’artiste. Les gels de retouche B72 ont été développé dans mon atelier de restauration il y a plus de 17 ans, afin de pallier aux lacunes des médiums de retouche traditionnels tels les solutions de polymères diluées dans des solvants organiques.

Lorsqu’une reconstruction des zones lacunaires est nécessaire, en particulier les grandes surfaces, la retouche ne se limite pas au simple fait de faire correspondre la couleur et le métamérisme [3] de la peinture originale [4]. Il faut aussi imiter les coups de pinceau de l’artiste, imiter la texture, la transparence de la peinture et également les propriétés de diffusion de la lumière sur la surface dans le cas d’œuvres non vernies.

L’utilisation d’une solution de polymère comme medium de retouche a ses limites. Les coups de pinceau et les textures sont traditionnellement imités dans un processus en deux parties où un matériau de remplissage est utilisé pour créer la structure de la peinture qui sera ensuite recouverte d’une fine couche de couleur constituée généralement d’une solution de résine pigmentée. Imiter une manière particulière de peindre et poser des glacis dans le frais ou bien effectuer des glacis sur une large zone peut s’avérer difficile, voire impossible à réaliser.

Une retouche sur une peinture ou des surfaces absorbantes provoque une décoloration du support et peut créer des auréoles de séchage plus sombres autour de la couche de peinture originale. Les retouches à base de solution résineuse, sur une peinture mate et non vernie sont compliquées à réaliser, car il est difficile de contrôler avec précision le taux de brillance de la surface. Il est également difficile d’imiter les effets de la peinture avec un medium gras, car la peinture à base de solution de résine ne possède pas l’onctuosité nécessaire.
L’utilisation des gels de retouche B72 permet au restaurateur de remédier aux insuffisances des solutions de résine utilisées traditionnellement pour la retouche.

J’ai commencé à expérimenter le médium gras traditionnel il y a environ vingt ans afin de comprendre son processus de mise en œuvre et dans le but de créer un medium de retouche stable, réversible, aux propriétés rhéologiques et optiques, identiques.

Figure 1 Gamme des 8 gels de retouche B72®

Cette réussite est devenue possible grâce à la découverte de la méthode du développement en phase liquide cristalline des solutions constituées de Paraloid B72 dissout dans l’éther du propylène glycol, ce qui donne un gel consistant. Cette gamme de gels s’est progressivement agrandie au cours de ma pratique en atelier afin de satisfaire les exigences en matière de retouches parfois spécifiques et difficiles à réaliser, se rapportant à la fois aux œuvres anciennes et modernes. Parmi un large éventail de gels, huit gels ont été sélectionné (figure 1) pour leur capacité à parer aux difficultés de retouche les plus courantes.

Trois solvants avec différents taux d’évaporation sont utilisés :

  • Dowanol PM®,
  • Dowanol PnP®
  • et Dowanol DPM® (tableau 1).

 

Tableau 1 Propriétés et recommandations d’utilisation de la gamme des gels de retouche B72

Concentration

Dowanol PM®

Dowanol PnP®

Dowanol DPM®

 

Liquide cristallin (LC) + fumée de silice ou silice micronisée (Si)

Liquide cristallin (LC)

Liquide cristallin (LC)

Liquide cristallin (LC)

25%

Fast-Hard 25 Si
Utilisation : couteau à peindre, empâtements, textures, sous- couche

 
20%  

Fast-Heavy 20
Utilisation : couteau à peindre, empâtement, textures

Slow-Heavy 20
Utilisation : empâtement, peinture, glacis

 
10%

Fast-Light 10 Si
Utilisation : sous-couche, peinture

Fast-Light 10
Utilisation : peinture, glacis

Slow-Light 10
Utilisation : peinture, glacis

Very Slow-Light 10
Utilisation : peinture, glacis

7,5%  

Fast-Very Light 7.5
Utilisation : glacis

 

 

Le choix d’un gel ou d’un mélange de gels avec différents temps de séchage dépend de l’importance et de la complexité de la retouche. La gamme de 8 gels de retouche B72 varie selon la concentration de Paraloid B72, sa dureté/sa douceur, et son temps de séchage. Les gels contenant de la fumée de silice ou silice micronisée ont un effet mat en séchant. Le fait de mélanger les gels entre eux ou avec une solution de résine permettrait de réajuster les propriétés du médium à retoucher afin de l’adapter aux exigences spécifiques de la mise en œuvre et de l’aspect final de la peinture sèche.

Propriétés des gels de retouche B72 comparé aux mediums traditionnels

Les propriétés rhéologiques et d’utilisation des Gels de retouche B72 sont modifiées par le développement d’une phase liquide cristalline de la résine de retouche. En 1888 en manipulant le benzoate de cholestéryle, le botaniste autrichien, Friedrich Reinitzer a pu observer une « double fusion » transitoire, réversible et répétable lors d’un chauffage ou d’un refroidissement (Sluckin et al.2004 : 3-4). Cette expérience a conduit à l’identification d’une nouvelle phase de la matière appelée la phase liquide cristalline.

Figure 2 Vue de l’organisation moléculaire de l’état liquide, à la phase solide en passant par la phase cristalline.

Traditionnellement la matière est classée en trois phases physiques : solide, liquide et gazeuse (ou 4 phases si on inclut le plasma). La relation et la transition entre ces trois phases sont dépendantes de la pression et de la température. Les cristaux liquides défient les notions conventionnelles de liquide et de solide (figure 2).

Les molécules d’un liquide sont en mouvement et changent constamment de position et d’orientation. Les atomes et les molécules des solides cristallins sont maintenus en position par des forces intermoléculaires ou ioniques puissantes et des liaisons chimiques. Ils sont organisés en figures géométriques fixes ou mailles. Les substances cristallines liquides ont des propriétés physiques similaires à la fois aux solides et aux liquides. Dans les liquides cristallins les molécules présentent divers degrés d’organisation variant entre celle du liquide isotrope et celle du solide cristallin (Fisch and Kumar 2001).

La viscosité d’une solution de résine dépend de la concentration de celle-ci. Cette dépendance est facilement observable car elle arrive tout le temps sur nos palettes lorsqu’on mélange une solution à un pigment et quand la peinture est appliquée sur le support. La viscosité de la peinture change constamment, tout d’abord lorsque le solvant s’évapore, puis lors du rajout de solvant pour diluer une peinture devenue trop épaisse et difficile à appliquer au pinceau Toutefois, ce simple rapport entre la concentration, la viscosité du medium et le moment où la peinture devient trop épaisse pour être appliquée au pinceau, limite le résultat qui peut être obtenu à l’aide d’une simple solution à retoucher à base de résine. La peinture pour empâtements peut être préparée avec l’ajout d’un agent épaississant comme la fumée de silice ou la silice micronisée. Dispersée dans une solution de résine à la quantité adéquate, elle va produire un gel de bonne consistance. Pendant l’évaporation du solvant les concentrations de résine et de fumée de silice ou silice micronisée vont augmenter en majorant la viscosité. La peinture se transforme rapidement en une masse dure inutilisable.

Le comportement des gels de retouche B72 est plus complexe que celui des fluides newtoniens, comme ceux utilisés traditionnellement dans les solutions de retouche à base de résine, et ne peut se définir par sa simple viscosité mais plutôt par leur rhéologie qui est un comportement lié à une contrainte mécanique. La rhéologie de la résine de retouches est modifiée par le développement d’une phase liquide cristalline. La phase liquide cristalline lyotropique [5] est constituée de molécules amphiphiles [possédant un groupe hydrophile et un groupe hydrophobe], qui sont un des éléments constitutifs des micelles et qui, en devenant de plus en plus organisées, peuvent produire des phases liquides cristallines d’ordre supérieur. La dureté/douceur des gels dépend du degré d’organisation. Il est donc possible de produire des gels denses avec de faibles concentrations de résine. Les propriétés du médium des gels de retouche peuvent être modifiées par la concentration de résine, par un développement inférieur ou supérieur de la phase liquide cristalline et par le choix du solvant. L’ajout de solvants aux molécules plus grosses qui sont le bloc constitutif des micelles, permettrait d’obtenir des gels plus durs.

En présence d’une contrainte mécanique l’organisation en liquide cristallin est troublé et diminué. Lorsque le gel est mélangé aux pigments sur la palette, il devient plus fluide. Après l’application, la peinture s’épaissit de nouveau par la réorganisation des micelles en une structure plus ordonnée. Cela permet des peintures et des glacis dans le frais sans risque de saignement ou de mélanges indésirables, valable également pour les gels à faible concentration de résine.

Les gels ont tendance à retenir le solvant, favorisant un travail plus long. Les gels de liquide cristallins contenant de la fumée de silice ou silice micronisée épaississent plus vite, mais sèchent suffisamment lentement pour permettre des empâtements dans le frais. Les gels contenant de la fumée de silice ou silice micronisée ont tendance à former un film lorsqu’ils sèchent.

Figure 3 Comportements des différents medium de retouche

Le comportement lors du séchage et la rhéologie d’une peinture constituée de gels de retouches B72, permet aux restaurateurs de peindre, d’empâter, de poser des glacis dans le frais et d’élargir le champs de sa retouche par rapport aux solutions de résines simples et aux gels à base de fumée de silice ou silice micronisée. La figure 3 illustre et compare les différents comportements des mediums de retouches.

Les matériaux

Etant protégés par un brevet, la formule exacte et la méthode de production des gels B72 restent une propriété exclusive. Les composés suivants sont les seuls constituants du medium. Le gel contient :

  • une résine : Paraloïd B72,
  • un agent photostabilisant de type amine encombrée (HALS : Hindered Amine Light Stabiliser) [6],
  • et un solvant : Éther du propylène glycol.

Certaines formulations contiennent aussi de la fumée de silice ou silice micronisée, aucun autre agent gel n’étant utilisé. Le Paraloïd B72 (copolymère de méthacrylate d’éthyle et d’acrylate de méthyle) est produit sous cette formule depuis 1976 par Rohm and Hass®. Cette résine synthétique est durable, transparente et ne jaunit pas. Elle est utilisée en restauration/conservation depuis longtemps comme consolidant et comme medium de retouche. En 1977 Jessel déclare « pour les retouches d’une peinture à huile, j’ai trouvé que le B72 imite la transparence de la peinture originale mieux que n’importe quel autre medium ». De plus, en 1994 Hockney défend la thèse que le B72 « se rapproche mieux de l’aspect d’une couche à l’huile sèche que les autres résines utilisées dans le temps qui possèdent des indices de réfraction très similaires  ».

Le photostabilisant à base d’amine encombrée [7] est utilisé dans les films polymères et les revêtements. Il est également utilisé depuis longtemps en conservation/restauration et recommandé comme additifs pour beaucoup de vernis (de la Rie 1988). Il est présent en faible quantité dans les mélanges. La fumée de silice ou silice micronisée est ajouté dans certaines formules afin d’améliorer la viscosité du gel et fournir une possibilité supplémentaire de modifier ses qualités en cours d’exécution. La fumée de silice ou silice micronisée est aussi utilisée comme agent matifiant. Comme épaississant ajouté en concentrations plus élevées, elle contribue à former des empâtements aux bords plus nets.

DOWANOL P® de la famille des éthers de glycol sont des solvants de la gamme des gels de retouche B72. Ils ont été sélectionnés pour leurs bons profils toxicologiques et leurs miscibilités avec les autres solvants de retouches communément utilisés. Les éthers du propylène glycol sont des solvants de faible toxicité, utilisés en remplacement des éthers de l’éthylène glycol (cellosolve). Les trois solvants par leurs différents taux d’évaporation, permettent au restaurateur de choisir le gel qui répondra aux besoins spécifiques de retouche et à son rythme de travail. DOWANOL PM® et DOWANOL DPM® peuvent être remplacés par les produits SHELL® : le Méthyl proxitol et le Méthyl diproxitol.

DOWANOL PM® est utilisé en conservation-restauration depuis près de 30 ans. Depuis la fin des années 1980, j’utilise toute une gamme d’éthers du propylène glycol et leurs dérivés (acétates). A cette même époque j’ai effectué des recherches, des essais sur les propriétés et les utilisations de ces solvants pour ma propre pratique de conservation/restauration, avec le soutien et la coopération de la Section des Solvants Oxygénés de la Dow Chemical Company® [The Oxygenated Solvents Division Of The Dow Chemical Company].

En 1992, McGlinchey (1992, p.275) recommande l’utilisation des éthers du propylène glycol comme substituts des éthers de l’éthylène glycol (cellosolve) en raison de leur niveau de sécurité plus élevé. Ce qui a été suivi par une proposition d’utilisation en tant que solvants dans le medium de retouche B72 (Phenix 1992a, b, 1993). Il est recommandé aux utilisateurs d’effectuer leurs propres évaluations des risques avant d’utiliser l’éther de propylène glycol et les gels de retouches B72, et de consulter les fiches techniques et de sécurité [Material Safety Data Sheets ].

Tableau 2 Propriétés des éthers du propylène glycol utilisés dans les gels de retouche B72
DOWANOL PM® DOWANOL PnP® DOWANOL DPM
Nom chimique Propylène Glycol Méthyl Éther Propylène Glycol n-Propyl Éther Dipropylène Glycol Méthyl Éther
Nom chimique complet 2-Propanol, 1-methoxy- 2-Propanol, 1-propoxy- Propanol, (2-methoxy- methylethoxy)-
Formule CH3OCH2CHOHCH3 C3H7OCH2CHOHCH3 CH3O[CH2CH(CH3)O]2H
Poids moléculaire (g /mol) 90.1 118.2 148.2
Point d’ébullition °C (@760mmHg) 120 149 190
Taux d’évaporation (n-BuAc=1) 0.62 0.21 0.035
Point de fusion (°F /°C) 88/31 118/48 167/75
Densité g/cc 25°C 0.916 0.880 0.948
Viscosité cP (@25°C) 1.7 2.4 3.7
Pression de vapeur (mmHg@20°C) 8.7 1.5 0.28
Tension de surface (dynes/cm) 27.7 25.4 28.8
Paramètres de solubilité de Hansen (J/cm3) 1⁄2
δd 15.6 15.4 15.5
δp 7.2 5.6 4.0
δh 3.6 12.0 10.3

Voir : http://www.artcare.org./html/solvents.html

Conclusion

Les gels de retouches B72 ont été développés spécialement pour la restauration des surfaces peintes spécifiques et difficiles à traiter. Leur polyvalence et leurs propriétés uniques, obtenue grâce au développement d’une structure liquide cristalline à l’intérieur du gel de retouche, permettent aux restaurateurs de réintégrer avec beaucoup plus de facilité et de précision imitant les caractéristiques de la peinture utilisée par l’artiste. Les gels de retouche B72 sont un ajout inestimable à l’arsenal des matériaux de retouches des conservateurs-restaurateurs.

Remerciements :

Je tiens à exprimer ma gratitude et mes remerciements à Patricia SMITHERN (restauratrice de peintures modernes et contemporaines au TATE, LONDRES) pour sa précieuse contribution à la rédaction de cet article, et la présentation de ce dernier à la Conférence sur la retouche des surfaces complexes, en 2007 [8].

Traduction de Céline Genet, Sylvia Zhekova et Aurélie Padrona étudiantes à l’ATPFormation

Notes

  1. PARALOID® est une marque déposée de ROHM AND HAAS.
  2. DAWANOL® est une marque déposée de la Compagnie Chimique DOW.
  3. L’indice de réfraction de l’huile neuve est de 1.50, tandis que celui des peintures à l’huile du XIXe siècle est de 1.52 et de 1,489 pour le B72 ; TOWMEND 1993.
  4. METHYL PROXITOL® et le METHYL DIPROXITOL® sont des marques déposées de la Compagnie Chimique SHELL.
  5. À la fin des années 1970 DOWANOL PM® a été inscrit dans le catalogue KREMER comme « solvant pour Paraloid B72 ».

Sources

  • DeLaRIE(1988) « Polymer polymers stabilizers : a survey with reference to possible applications in the conservation field ». « Polymères stabilisateurs : une enquête concernant les possibilités d’emploi dans le champ de la conservation-restauration » Studies in conservation 33(3) : 9-22.
    https://ceroart.revues.org/4024
  • De WITTE, F , GOESSENS LANDRIE, M , GOETHALS, E.J. and SIMONDS, T (1978) « The structure of « Old » and « New » PARALOID B72 ». ICOM-CC 5th Triennial Meeting PREPRINTS, 78/16/3/1-9. « La structure de l’ « Ancien » et « Nouveau » PARALOID B72 »
  • FISH, M. and KUMAR, S. (2001) « Introduction to liquid crystals » in S .KUMAR (ed.), Liquid Crystals. CAMBRIDGE : CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, 1.
    http://catdir.loc.gov/catdir/samples/cam032/99087679.pdf
  • HACKNEY,S(1994)« PARALOID (Acryloid) B72 as a varnish for paintings  » presentedat Varnishes : Authenticity and Permanence. Canadian Conservation Institute. OTTAWA.
    https://www.cci-icc.gc.ca/resources-ressources/publications/downloads/Symposia/Eng/Varnishes_eng.pdf
  • ESSEL, B (1977) « Helmut Ruhemann’s inpainting techniques », journal of the American Institute of Conservation 17(I) :I-8.
    http://cool.conservation-us.org/jaic/articles/jaic17-01-001.html
  • McGLINCHEY, CW (1992) « A note on some alternatives to ethylene glycol ethers » « Une note sur les alternatives des éthers d’éthylène glycol » Studies in Conservation 37 (4) : 275-77.
    https://www.jstor.org/stable/1506356?seq=1#page_scan_tab_contents
    PHENIX, Al, (1992a) « Solvents for PARALOID B72, Part1 » Conservation News 48:21- 3.
  • PHENIX, Al, (1992b)« Solvents for PARALOID B72, Part2 » Conservation News 49:23- 5.
  • PHENIX, Al, (1993)« Solvents for PARALOID B72, Part3 » Conservation News 50:39- 40.
  • SLUCKIN, TJ, DUNNSUR, D.A. and Stegemeyer, H (eds) (2004) Crystals that flow, classic Papers from the history of liquid crystals. LONDON : TAYLOR & FRANCIS.
    http://www .personal.soton.ac.uk/tim/crystals_that_flow/Prelims.pdf
  • TOWNSEND, 111 (1993) « The refractive index of nineteenth century paint media : a preliminary study », in K. GRIMSTAD, ICOM-CC, 9th triennial Meeting Proprints. LOS ANGELES, CA :ICOM, 586-91.

Notes

[3Métamérisme : variation de couleur que subit un objet en fonction des différentes sources lumineuses qui l’éclairent

[5The lsotropic liquid crystal phase : la phase liquide cristalline est dite lyotrope lors qu’elle est induite par un solvant

[7HALS = hindered amine light stabiliser= TINUVIN 622®= un agent photosatbilisant de type amine encombrée

[8Retouching Complex Surfaces Conference