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Dossier

Contamination des collections naturalisées traitées aux biocides et mesures de conservation préventive

Arsenic, mercure et lindane dans  la collection Mammifères et Oiseaux du Muséum d’Histoire Naturelle de Neuchâtel
Marion Dangeon

Abstracts

We carried out a study on the contamination of the mammal and bird collection of the Natural History Museum of Neuchâtel by arsenic, mercury and lindane. Therefore, we have defined a methodology based on the study of the museum’s archive, on the setting up of a sampling and on a protocol for tests with portable XFR and FTIR devices. We also have first developed then applied some recommendations to protect the museum staff and any person in contact with the collections. Further, we have tried to establish a link with the contamination of the storeroom environment.

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Full text

Introduction 

  • 1  PEQUIGNOT A. et al. « L’arsenic dans les collections d’Histoire naturelle ». In La Lettre de l’OCI (...)
  • 2  PFISTER A-L. L’influence des biocides sur la conservation des « naturalia ». Mémoire de fin d’étud (...)

1La contamination des collections d’histoire naturelle par l’usage de pesticides est bien connue1. En effet, ces collections étant une source nutritive pour de nombreux organismes vivants (considérés dès lors comme nuisibles), et cela à travers le monde, les muséums d’histoire naturelle ont dû rapidement trouver des solutions pour préserver leurs collections au moyen de pesticides utilisés comme répulsifs ou d’insecticides organiques, tels le DDT ou le  lindane, ou inorganiques comme l’arsenic, le mercure et le plomb. Du fait de leur utilisation répétée et de leur présence durable dans les lieux traités, une accumulation surfacique sur les spécimens eux-mêmes (et parfois même à l’intérieur des peaux) a eu lieu dans les collections. On parle alors de « biocides résiduels2 » qui peuvent en particulier induire un problème de santé publique autant pour le personnel des muséums que pour les visiteurs. Cette problématique étant présente dans les collections du muséum d’histoire naturelle de Neuchâtel, nous avons donc mis en place des mesures préventives pour gérer la présence de ces produits au sein des collections naturalisées.

Problématique 

2Nous avons cherché dans notre étude à identifier les  mesures permettant d’identifier ces polluants d’une part et de déterminer leur degré de contamination d’autre part.

  • 3 PFISTER A-L, 2008.

3Pour cela, nous nous sommes concentrés sur la mise en place d’un protocole pour l’évaluation du degré de contamination, en prenant comme exemple la collection « Mammifères et oiseaux » du Muséum d’histoire naturelle de Neuchâtel (MHNN). Notre travail s’est basé sur une méthodologie mise en place dans le mémoire de fin d’études de conservation de Mme Aude-Laurence Pfister3.

  • 4  Le lindane est un produit chimique organochloré commercialisé depuis 1938, Il est souvent décrit p (...)

4Nous avons choisi de nous concentrer sur trois produits principaux : l’arsenic, le mercure et le lindane4, ce pour différentes raisons historiques et méthodologiques. Ainsi, l’arsenic et le mercure sont utilisés entre le XVIIIème et la première moitié du XXème siècle et sont presque toujours présents au sein des collections d’animaux naturalisés européennes. Le lindane, lui, a été utilisé dans ce musée, usage confirmé par le taxidermiste actuel du muséum, M. Martin Zimmerli, et par les produits découverts au muséum lors de notre enquête. Un échantillonnage et un protocole de tests réalisés au moyen d’un appareil à fluorescence X portable et d’un appareil à spectroscopie infrarouge à Transformée de Fourier ont été mis en place. Ils ont pour but d’identifier les produits en présence afin de donner des recommandations en conséquence pour la protection des personnes au sein du muséum et des visiteurs. Nous avons ensuite procédé à d’autres tests permettant d’établir un lien entre la contamination des spécimens et celle de l’environnement de conservation constitué par les espaces de réserve du musée. Notre protocole présente donc les étapes suivantes : la confirmation ou l’infirmation de la présence de résidus toxiques, la détermination d’une possible contamination de l’environnement de conservation et des espaces de travail et la proposition de recommandations pour la manipulation et le stockage en réserve dans le cadre des lois sur la santé au travail et respectant les règles de la préservation des collections à long terme.

5Pour le MHNN, cette étude permet à la fois une meilleure connaissance de l’état des collections et une meilleure gestion du problème de la contamination. Nous nous sommes concentrés sur les collections les plus touchées par ce genre de problématique à savoir les oiseaux et les mammifères, pour lesquelles aucune évaluation de toxicité n’avait encore été menée.

Cadre de l’étude 

6L’art de la taxidermie démarre réellement avec les cabinets de curiosités et l’intérêt grandissant pour la nature et son étude dès l’extrême fin du XVIème. Les préparateurs sont confrontés à de nombreux problèmes de préservation des spécimens. Le problème est en partie résolu dans les années 1770 avec l’invention du savon arsenical par Jean-Baptiste Bécoeur, apothicaire à Metz. Cependant, du fait de l’évolution des lois entre 1970 et 1990 sur l’utilisation des pesticides et des produits toxiques limitant toujours plus l’utilisation de l’arsenic, du mercure et des autres substances toxiques, les taxidermistes doivent rapidement trouver de nouvelles méthodes pour lutter contre les attaques biologiques. C’est à ce moment qu’apparaissent les produits organiques, souvent à base de chlore. Il est important de rappeler que l’utilisation des produits biocides n’est souvent que très peu documentée, ce qui explique que le travail de recherche dans les archives et la détection des contaminants constituent les points importants de toute étude de contamination.

7Le muséum d’histoire naturelle de Neuchâtel regroupe plusieurs départements d’étude et de conservation : l’entomologie, la géologie et la paléontologie, les mollusques et les vertébrés. Les collections sont diverses mais se concentrent pour l’essentiel sur la faune et la flore de Suisse que le public peut découvrir dans son milieu naturel à travers des dioramas exposés dans les salles du musée. Il possède également 22 000 espèces en herbier qui sont en dépôt à l’institut botanique de l’université de Neuchâtel.

8La collection des mammifères est aujourd’hui constituée de 2773 spécimens naturalisés et celle des oiseaux de 13 731 spécimens, stockés dans deux réserves distinctes. La collection des oiseaux a été constituée autour de la collection Louis Coulon datant du XIXème siècle. Ces collections se présentent sous plusieurs formes : les anciennes présentations, les dioramas et les spécimens à but scientifique présents en réserve (mises en peaux). Les montages de spécimens en particulier sont très importants car ils témoignent d’une période marquante dans l’histoire de cette discipline.

Méthodes d’application des biocides 

  • 5  Savon arsenical : préservatif à base de camphre, arsenic, carbonate de potasse et chaux associés à (...)

9Les biocides utilisés en taxidermie présentent plusieurs modes d’application. La façon la plus courante d’utiliser l’arsenic est l’application au pinceau du fameux savon arsenical5 à l’intérieur des peaux une fois dépouillées lors de la préparation de l’animal. Une autre méthode, assez peu utilisée, consiste à inclure l’arsenic dans les bains de tannage.

  • 6 CUISIN J., Chargé de Conservation des collections Mammifères et Oiseaux, Muséum national d’histoire (...)

10Il existe également une méthode à base de sels d’arsenic, pratiquée après la Seconde Guerre mondiale, qui aurait seulement joué le rôle d’insecticide et non le rôle de préservatif. Elle consiste à saupoudrer l’arsenic en poudre sur l’extérieur des oiseaux. Des solutions à pulvériser ont aussi été utilisées et appliquées sur l’extérieur des spécimens6.

  • 7 PFISTER A-L, 2008, p. 19
  • 8 PFISTER A-L. « Mise en évidence et identification des biocides résiduels dans les naturalia ». In L (...)

11Le mercure quant à lui a principalement été utilisé dans les collections botaniques, en solution dans l’alcool comme fongicide et insecticide7. Il était appelé le « sublimé corrosif ». Autre produit, organique celui-ci, le lindane a été diffusé sous plusieurs formes : granules, poudre et pastilles pour fumigation8. Dans les collections d’entomologie, il a souvent été utilisé dissout dans des solvants. Dans ce muséum, il était utilisé sous forme de pastilles à poser sur un évaporateur électrique (voir figures 1 et 2).

Fig.1 Evaporateur pour pastille de lindane

Fig.1 Evaporateur pour pastille de lindane

Cet évaporateur de lindane, retrouvé dans les locaux techniques du MHNN, permettait la liquéfaction puis l’évaporation du produit par chauffage de la pastille.  

© M. Dangeon, HE-Arc CR.

Fig.2 Bocal contenant des pastilles de lindane

Fig.2 Bocal contenant des pastilles de lindane

Aspect des pastilles de lindane.

© M. Dangeon, HE-Arc CR.

12Ces informations ont été collectées grâce à des recherches dans les archives du muséum, à des recherches documentaires et par le biais d’une enquête auprès de spécialistes de la taxidermie et de la conservation de ce type de collections. Des analyses sont ensuite nécessaires pour avoir confirmation de la présence de ces contaminants et afin de déterminer les quantités présentes. Pour identifier les produits inorganiques type métaux lourds, nous avons utilisé l’analyse chimique par fluorescence X (FRX) qui est très bien adaptée à la détection des éléments situés entre le magnésium et l’uranium. Pour les produits de type organochlorés, nous avons choisi l’utilisation de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) qui permet la reconnaissance d’une large gamme de produits organiques et inorganiques.

13La présence de ces pesticides dans les collections peut être suggérée par certains indices : cristaux dans les poils et plumes des animaux, peaux cassantes, décolorations de plumes mais aussi par les odeurs senties dans les réserves qui sont parfois un bon indicateur des produits utilisés (comme par exemple la naphtaline).

Outils et étapes de l’évaluation de la contamination 

14Les archives administratives sont essentiellement constituées de quittances d’achat et ont permis de vérifier la présence du lindane, du paradichlorobenzène et de la naphtaline dans les collections. Pour l’arsenic, nous avons travaillé plus particulièrement avec la collection Robert, une collection importante pour le musée qui a été massivement attaquée par les insectes dans les années 2000. De plus, des recherches sur les techniques de la famille Robert nous ont permis de prouver la présence d’arsenic sur les peaux de ces animaux.

  • 9  FUHRMANN O. Instructions pour la préparation et la conservation des objets d’histoire naturelle. M (...)

15Nous avons également découvert dans les archives un fascicule sur la préparation des spécimens nommé « Instructions pour la préparation et la conservation des objets d’histoire naturelle » édité en 1916 par le MHNN9. Celui-ci mentionne l’usage du savon arsenical pour la conservation des peaux des spécimens de la collection des Mammifères et Oiseaux. Il y est mentionné en particulier la recette pour fabriquer son propre savon arsenical de Bécoeur.

16Avant l’arrivée de M. Zimmerli, dans les années 1990, le lindane était encore utilisé dans les réserves du muséum. Il existe encore des pastilles et des appareils dans les réserves de matériels mais qui ne sont plus utilisés depuis l’arrivée de M. Zimmerli. Ce produit est considéré comme polluant persistant et a été interdit d’utilisation en Suisse à la fin des années 1980 et en France à la fin des années 1990, ce qui soulève des questions quant à sa présence actuelle dans l’enceinte du musée.

Echantillonnage

17L’échantillonnage des spécimens pour la réalisation des tests a été fait en collaboration avec le taxidermiste du musée. Les choix se sont portés essentiellement sur des spécimens assez petits, pour permettre une rapidité  d’exécution et faciliter la mise en œuvre avec l’appareil, dont les datations de préparation vont du XVIIIème siècle à nos jours, et en fonction du collecteur (voir tableau 1).

18Ces derniers critères sont importants afin que les spécimens de l’échantillonnage soient les plus diversifiés possibles : préparés par des personnes différentes et à différentes périodes durant lesquelles plusieurs types de produits ont été appliqués différemment, et avec des alternances d’abandons et de succès. Nous avons également pris en compte la répartition des spécimens dans les réserves et leur valeur scientifique.

Tableau 1  nombre de spécimens analysés par rapport à la collection

Collections du musée

Nombre de spécimens dans la collection

Nombre de spécimens analysés

Mammifères

2773

15

Oiseaux

13731

17

Total

16504

32

Répartition de l’échantillonnage face à la collection entière.

© M. Dangeon, HE-Arc CR.

Choix des analyses

  • 10 L’appareil que nous avons utilisé est un outil de type EDXRF (FRX en dispersion d’énergie) Thermo F (...)

19La FRX présente plusieurs avantages non négligeables comme sa portabilité, sa facilité de mise en œuvre et la rapidité d’obtention de résultats10.

20L’objectif de cette analyse FRX est d’affirmer ou d’infirmer la présence de produits de type métaux lourds comme l’arsenic, le mercure et le plomb, et permet donc d’identifier une contamination des locaux ou plus localement, des étagères des réserves.

  • 11 Les analyses FTIR ont été réalisées au moyen d’un microscope Thermo Scientific Nicolet iN10 MX. Pou (...)

21Cette méthode d’analyse ne pouvant s’appliquer que sur certains produits inorganiques, des analyses plus complexes à mettre en œuvre sont nécessaires pour détecter les produits de type organique. Les méthodes les plus employées sont la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) et la spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif (ICP-MS). La FTIR permet aussi de déterminer la présence de produits de type organochlorés comme le lindane (avec l’inconvénient de la prise d’échantillons). Cette méthode d’analyse nous permet d’obtenir un spectre caractéristique de la nature chimique du produit. Ce spectre caractéristique ne peut être identifié qu’en se référant à une base de données contenue dans l’ordinateur. En ayant des pastilles de lindane à disposition, nous avons pu comparer et valider sa détection, nous permettant de confirmer la FTIR comme pertinente pour l’étude. De plus, en l’absence d’accès aux autres méthodes d’analyse, de par sa simplicité de mise en œuvre, son faible coût et afin de développer un protocole accessible et simple, la FTIR11 s’est imposée comme la plus adaptée. Pour la détection du lindane par la FTIR, nous avons dû effectuer une prise d’échantillons qui consistait à prélever un poil, une plume ou un cristal présent sur les spécimens. Ceux-ci n’avaient pas besoin d’être plus épais qu’un cheveu et nous avons essayé d’être le moins intrusif possible en prenant ces échantillons sur des zones les plus discrètes possible (arrières des pattes, poils/plumes tombés sur le socle). Ces prélèvements ont tous été faits en collaboration avec le taxidermiste.

22Des protocoles ont été mis en place afin que les analyses soient toutes effectuées de la même manière et le plus rigoureusement possible. Pour la FRX, la même méthode a été appliquée, à savoir, une prise de mesure à 4 endroits différents sur un spécimen : tête, dos, poitraila natucle urelle. Fig.2 Bocal contenant des pastillesI11cimens. Le problèmetion" diuropéennaux naturalisés eO. span et permte"uel dxtIconAccess">Zoom 20L’objectif de cette analyse FRX est d’affirmer ou d’infirmer la présence de produits de type tes"> ts --> É, peaux cassante la fois pour la préparau musée. I>1 eading1">(...) XVIdur"texte"istes de lalumeple,ortans. Larussi e diversifénerges Mamppareil,e pestiXVI.

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Tableau 1  nombre de spécimens analysés par rapport à la collection

Collections du musée

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