Je souhaite remercier pour leurs contributions : le corps enseignant en Conservation-restauration des œuvres d’art de l’ESA Saint-Luc Liège - en particulier Claude Totelin mon promoteur, Viviane Bechoux, Sophie Moreaux, Muriel Verbeeck-, le CICRP et Alain Colombini, Benoît Ramognino de Velvet Galerie, François Duboisset et Sylvie Ramel, Francine Schoumaker, Sabine Squoquart et Cristiane Varchmin, Philippe Decelles, Don Sale.
- 1 Le chimiste Otto Röhm découvre en 1933 qu’il est possible de réaliser des plaques de PMMA en polym (...)
1Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), Plexiglas®, Perspex® ou encore Lucite® sous ses noms commerciaux, est un polymère thermoplastique acrylique d’origine synthétique. Ce matériau, développé au début du XXe siècle1, fut utilisé en grande quantité durant la Seconde Guerre mondiale pour la conception de vitrages d’avions militaires et de vitres de sécurité. Il se répand à partir des années 1940 et est exploité entre autres dans le domaine de la bijouterie, du mobilier, des objets industriels.
- 2 RESTANY, P., Le plastique dans l’art, Monte-Carlo,André Sauret, 1973 ; Fondation pour l’architectu (...)
2Utilisé notamment par les designers et les artistes pour créer des objets et œuvres d’Art contemporain, il se retrouve dans divers courants artistiques. Ce matériau a séduit les plasticiens grâce à ses propriétés exceptionnelles et à son vaste potentiel d’utilisation. Il peut être disponible en une variété de couleurs, d’aspects et de formes. Il permet de jouer avec la lumière grâce à ses propriétés optiques, il peut être thermoformé, coulé et s’usine facilement. Plusieurs techniques de décoration sont possibles telles que la sérigraphie, la peinture.2 Néanmoins, il s’agit d’un matériau fragile, se griffant très facilement et étant sujet au bris.
3La conservation-restauration des matières plastiques est d’une grande complexité. Le collage est une étape essentielle dans la conservation d’objet en PMMA brisé et le choix d’un adhésif non adapté peut avoir de graves conséquences pour le substrat et l’altérer irrémédiablement. Cette recherche a été entreprise dans le but de comprendre les principes de collage du PMMA et de déterminer dans la mesure du possible quel est l’adhésif le plus adapté. Suite à cette étude, la sculpture Structure Optique A (1968) de Martha Boto, entièrement conçue en PMMA, a été restaurée.
4La difficulté de l’assemblage par collage du PMMA se situe principalement au niveau de la compatibilité et de la réversibilité. La compatibilité entre l’adhésif et le substrat est complexe principalement en raison de:
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- 3 La fissuration sous contrainte liée à l'environnement (Environmental Stress Cracking) est « l'init (...)
La tendance du matériau à former des fissurations sous contrainte3. Celles-ci peuvent être engendrées par un adhésif non approprié.
Fig. 1 Fissurations produites par un adhésif polyester
Détail, Arman, Quand le vin est tiré, 1963, 160x115 cm, PMMA, bois, bouchons de bouteilles, S.M.A.K.
Crédit : © A.Compère, S.M.A.K.
5Au vu des caractéristiques mentionnées précédemment, le principe de réversibilité reste difficilement applicable sur ce matériau très sensible. De plus, la stabilité du collage est à considérer.
- 5 Stage effectué du 1er mars au 31 mai sous la direction d’Alain Colombini, ingénieur de recherche. (...)
- 6 « Le Sirris est un centre collectif de l’industrie technologique belge aidant les entreprises lors (...)
6Une étude des adhésifs a été effectuée au Centre Interrégional de Conservation Restauration du Patrimoine (CICRP) 5 et chez Sirris, centre collectif de l’industrie technologique belge6. Elle a pour but de comparer une gamme d’adhésifs sur la base de plusieurs critères: compatibilité entre l’adhésif et le substrat, aspect, résistance mécanique et mise en œuvre. Le choix d’adhésifs s’est réalisé au sein d’un large panel au moyen d’une étude de littérature.
Tab.1
- 7 Mélange provenant de: SALE, D., « An evaluation of eleven adhesives for repairing poly(methyl meth (...)
- 8 SHASHOUA, Y.; KAWANOBE, W., « Elvacite 2044 acrylic resin as a replacement for Paraloid F10 », dans (...)
7Afin de trouver un alternative au mélange (1 :1) de Paraloïd B-67 et de Paraloïd F-107 pratiquement introuvable sur le marché, celui-ci a été remplacé par de l’Elvacite 2044 de nature chimique semblable.8 Le mélange obtenu est rugueux et opaque, les deux adhésifs en solution semblent incompatibles.
8Les éprouvettes ont été réalisées avec du PMMA transparent coulé de marque Plexiglas® de 3 mm d’épaisseur (Plexiglas® GS clear 0F00).
- 9 ASTM D3929 – 03 (Reapproved 2010) « Evaluating Stress Cracking of Plastics by Adhesives using the B (...)
9La méthode d'essai choisie9 permet une appréciation qualitative de la compatibilité du PMMA et des adhésifs par observation de leur effet sur les éprouvettes contraintes par cintrage. Les plaquettes de 25 x 178 x 3 mm sont soumises à une contrainte de flexion initiale prédéterminée (18MPa). L'adhésif liquide est ensuite appliqué au milieu de l’échantillon, les éprouvettes sont alors vérifiées périodiquement afin de noter l’éventuelle apparition de (micro)fissurations.
Fig. 2 Fissuration sous contrainte
Dessin 3D du dispositif pour essai de fissurations sous contraintes.
Crédit : © A.Compère
10À l’issue de ce test, seuls les adhésifs ne causant pas de fissurations ont été retenus pour la suite de l’étude. Il s’agit du Degalan® PQ611, Plexisol® P 550-40, Aquazol® 200, Dymax® 4-20638 et de la Hxtal NYL-1®. Concernant les adhésifs réticulables aux UV de la gamme Dymax®, l’uréthane méthacrylate « 4-20418 » produit des microfissurations dont la taille dépend du temps en contact avec le substrat avant l’irradiation. Le « 4-20638 » ne produit quant à lui pas de fissuration.
Fig. 3 Éprouvette après test de fissurations sous contraintes
Cyberbond® 7000.
Crédit : © A.Compère
11Afin de déterminer l’impact visuel, nous avons procédé à l’application d’adhésif selon trois configurations :
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Série 1 : Film de résine sur une plaquette.
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Série 2 : Collage par contact entre deux plaquettes.
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Série 3 : Collage par contact (adhésif à base de solvant) ou par infiltration (époxyde, adhésif réticulable aux UV) d’une plaquette brisée.
12L’évaluation de ces tests est effectuée sur base d’une observation visuelle à l’œil nu.
Fig. 4 Échantillon série 2
Degalan® PQ611.
Crédit : © A.Compère
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Série 3 : La pertinence de l’utilisation des adhésifs a été déterminée sur base des critères de mise en œuvre et d’aspect du joint collé. La Hxtal® NYL-1 présente une faculté d’infiltration probante malgré son énergie de surface. La Dymax® 4-20638 possède les mêmes caractéristiques, mais avec un indice de réfraction plus proche du PMMA. Les résines thermodurcissables ont montré des qualités visuelles satisfaisantes, principalement grâce à leur homogénéité.
13Pour les colles à base de solvant, il a été conclu que celles-ci ne sont pas utilisables pour le collage, les importants retraits et la création de bulles entrainent des gênes visuelles très importantes. Plusieurs techniques de pose de l’adhésif ont été tentées - changement de la concentration de 40 à 30%, nombre de passages, pose de l’adhésif sur les deux cassures et attente d’environ 10 secondes afin d’obtenir une légère évaporation du solvant, application à la spatule ou au pinceau - aucune ne s’est montrée pertinente. Les colles à base de solvant présentent beaucoup d’incertitude par rapport à la technique de mise en œuvre, car elles ont une forte probabilité de bullage.
Fig. 5 Échantillon série 3
Dymax® 4-20638.
Crédit : © A.Compère
- 11 Norme EN 1465 : 2009 « Adhesives- Determination of Tensile Lap-shear Strength of Bonded Assemblies(...)
- 12 Les essais ont été réalisés par F. Schoumaker. La préparation des échantillons a été réalisée par (...)
14Dans le cas d’une étude comparative et en raison du nombre d’échantillons limité (cinq de chaque série), il est plus probant de réaliser une série de tests en traction-cisaillement11 plutôt que des tests de traction pure. Ces essais ont été réalisés chez Sirris.12 Les échantillons sont en PMMA coulé ; la résistance à la traction du PMMA est de 79,6 MPa pour le PMMA coulé, 48,3 MPa pour les PMMA extrudés ou injectés.
Tab. 2 Résultats des essais de résistance au cisaillement réalisés chez Sirris
15Les quatre adhésifs testés pourraient convenir pour le collage du PMMA car aucun n’a engendré de rupture du substrat. C’est la Hxtal® NYL-1 qui possède les plus grandes forces de résistance au cisaillement. La Dymax® possède une résistance au cisaillement satisfaisante tout en permettant la dérestauration mécanique. Les deux adhésifs thermodurcissables semblent être les plus fiables comparés aux adhésifs à base de solvant qui possèdent un pourcentage de variation respectivement de 36 et 35 %. Concernant le type de rupture, le Degalan® PQ 611 ne présente que des ruptures cohésives, ce qui du point de vue de la réversibilité n’est pas idéal.
- 13 HORIE, C.V., Materials for Conservation, Oxford, Architectural Press, 1997, p.106.
16Ces résultats ne s’appliquent qu’aux séries d’échantillons réalisées. Ces essais devraient être réalisés avant et après vieillissement photochimique et climatique afin d’observer les différences qui pourraient être liées à une réticulation des méthacrylates de butyles.13
Tab. 3 Récapitulatif des propriétés de la Dymax® 4-20638, Hxtal® NYL-1, Plexisol® P 550-40, Degalan® PQ 611
17Après la synthèse des informations collectées, nous pouvons conclure que la Hxtal® NYL-1 est l’adhésif correspondant le plus à nos attentes pour la restauration des PMMA brisés. C’est-à-dire, avoir une colle facile à obtenir et à mettre en œuvre, offrant un résultat esthétique convenable, une stabilité acceptable, une innocuité pour l’œuvre et une réversibilité mécanique. Les adhésifs à base de solvant ne nous semblent pas fiables. Les retraits engendrés par l’évaporation du solvant ne sont visuellement pas acceptables.
18Les adhésifs réticulables aux UV ne se sont pas montrés probants soit par la création de microfissurations soit par rapport à leur vieillissement méconnu en raison du faible retour d'expérience dans le domaine de la conservation-restauration. Cependant, ces adhésifs, présentant une très large gamme, sont peu courants dans notre domaine. Avec leurs propriétés mentionnées auparavant, les adhésifs réticulables aux UV pourraient avoir un intérêt certain dans la conservation-restauration. Il serait intéressant de continuer les recherches sur ce type d'adhésif.
19De façon à poursuivre l’étude technique de restauration, nous allons aborder maintenant les possibilités de mise en œuvre de l’adhésif.
- 14 Cette technique a été réalisée au sein de l’atelier de François Duboisset, restaurateur du Patrimo (...)
20La Hxtal NYL-1 produit un joint très uniforme lorsqu’elle est infiltrée. Les techniques d’infiltration employées dans la restauration des arts du feu sont inappropriées pour le PMMA, sensible aux solvants et à l’abrasion. En effet, les gouttes résiduelles ne peuvent être ôtées au moyen de solvant, ni mécaniquement par clivage sans risquer d’altérer la surface. Il a donc été envisagé de mettre au point un dispositif d’infiltration.14
21Le dispositif a été réalisé à partir d’un bâton de PMMA (Ø : 5 mm) découpé en tronçons de 12 mm de longueur. Trois perforations (dont la plus étroite Ø : 0,5mm) ont été réalisées au moyen d’une micro fraiseuse. Afin que l’adhésif ne s’infiltre pas entre le dispositif et l’œuvre, la surface inférieure du dispositif a été recouverte d’une couche de silicone polyaddition additionnée d’huile de silicone (60%), le rendant ainsi pégueux. Afin de ne pas engendrer de bulles d’air, le dispositif est préalablement rempli d’adhésif puis positionné sur la cassure.
Fig. 6 Infiltration de Hxtal NYL-1® au moyen du dispositif conçu
Sous le dispositif, il s’agit d’un débordement de silicone.
Crédit : © A.Compère
- 15 L’artiste argentine, Martha Boto, participa au développement de l’art cinétique. En 1959, elle s’i (...)
- 16 Velvet Galerie | 11 rue Guénégaud à 75006 Paris | T. : 01 43 26 14 90 | http://www.velvet-galerie.c (...)
22La sculpture en PMMA Structure optique A de Martha Boto15 nous a été confiée par la Velvet Galerie16 comme étude de cas. Celle-ci a été reçue dans un état critique.
Fig. 7 - Martha Boto, Structure Optique A, 1968, PMMA
Vue de l’œuvre avant traitement, brisée en 27 éléments. Plaque carrée amovible (l. 155 mm x ép. 6mm). Quatre plaques de coté, trois bâtons lacunaires.
Crédit : © A.Compère
- 17 Galerie Denise René, Martha Boto, Paris, 11 février-20 Mars, 1969.
23Structure optique A a été présenté à l’exposition personnelle Martha Boto à la Galerie Denise René en 196917. Visible dans le catalogue d’exposition, il s’agit d’une édition et est présentée sous le titre « Multiple ». L’œuvre est constituée de formes géométriques - des disques reliés à des bâtons - qui composent vingt-et-un éléments que nous appellerons tiges. Ces éléments sont disposés verticalement dans une boite rectangulaire à base carrée (H. : 30 cm ; l. : 15,5 cm ; p. : 15,5 cm). Ces disques suspendus à différentes hauteurs forment un losange dans l’espace. Les tiges sont placées de façons symétriques sur la base. Les disques sont disposés en quinconce sur les tiges avec un angle de 90°.
24Structure Optique A joue sur la forme géométrique, dans son assemblage et sa création. Selon la position du spectateur, celui-ci peut visualiser la sculpture différemment, d’autres formes géométriques lui apparaissent. La structure matérialise la lumière et la réfléchit. L’apparence perceptible de l’œuvre, joue un rôle important dans sa signification. Le PMMA permet de transformer, de transmettre et de réfléchir avec son poli miroir la lumière.
25Une épaisse couche de poussière et d’encrassement recouvre l’œuvre. Elle est causée d’une part par des conditions de conservation inappropriées et est, d’autre part, accentuée par la tendance électrostatique du PMMA à attirer la poussière. Celle-ci peut abraser le PMMA et créer de fines rayures.
- 18 Infra Rouge à Transformée de Fourrier.
26À la suite de chocs, l’œuvre a été brisée en de nombreux éléments dont certains ont été perdus : quatre plaques et trois bâtons. Deux lacunes sont présentes sur la plaque du sommet. De nombreuses abrasions et rayures, d’ordre physique, ont probablement été causées par un nettoyage trop agressif (tissus inappropriés) et par sa manipulation. La surface apparait fortement matifiée. L’œuvre a été recollée à plusieurs reprises. Deux adhésifs ont été analysés chez Sirris au moyen de la spectroscopie IRTF18. La colle jaune brunâtre est probablement à base d’élastomère polyuréthane. Celle-ci ne semble pas avoir causé d’altérations contrairement à l’adhésif transparent qui a provoqué des fissurations sous contraintes engendrant un blanchissement de la surface. La colle transparente a été identifiée par IRTF comme étant probablement constituée de PVAc et de PVC. Il s’agit d’une colle à base de solvant, ce qui expliquerait les fissurations présentes dans le matériau. L’œuvre contient deux types de fissuration sous contraintes. Certaines ont été produites par l’adhésif méthacrylate de méthyle employé par l’artiste. Il est courant de trouver ce type de fissurations sur du PMMA collé à l’aide de produit à base de monomère (MMA). D’autres, apparues à la suite du recollage, ont été engendrées par un solvant de nature inconnue contenu dans l’adhésif PVAc et PVC.
Fig. 8 Détail
Microfissurations produite par l’adhésif employé lors de la restauration antérieure.
Crédit : © A.Compère, Velvet Galerie
- 19 Réflection orientée à partir de : Foundation for the Conservation of Modern Art/ Netherlands Insti (...)
27Structure Optique A devrait être rétablie dans sa forme d’origine afin de retrouver toute sa géométrie. Le PMMA a été choisi par l’artiste pour sa capacité de transmission lumineuse importante, ainsi que pour sa brillance. Les plaques sommet et base ne possèdent plus ces propriétés. Les rayures passent au premier plan et deviennent motif. La signification de l’œuvre et sa lisibilité s’en trouvent modifiées. La modification de l’apparence originale influence grandement la signification de l’œuvre. La réfection des éléments manquants achetés dans le commerce (tiges et plaques), malgré quelques éventuelles différences, contribuerait à rétablir certaines données importantes de l’œuvre. L’état actuel de l’œuvre n’est plus en accord avec le sens qu’a voulu lui donner l’artiste. Une intervention est donc justifiée par ce trop grand écart entre l’état actuel et l’intention de l’artiste.19
- 20 Tissu microfibre Micro-clair® tel que ceux recommandés par Sabine Squoquart dans son mémoire : SQU (...)
28Après un dépoussiérage à l’air comprimé, l’œuvre a été nettoyée à l’aide d’un tissu en microfibre20 et d’eau déminéralisée. Après nettoyage, nous avons remarqué que les rayures apparaissaient toujours noirâtres. Après observation au microscope, il est évident que les rayures sont encrassées en profondeur et qu’il ne s’agit pas d’un effet d’optique par ombrage. Un polissage a été envisagé en s’appuyant sur la signification de l’œuvre, les désidératas du propriétaire ainsi que sur la valeur esthétique.
- 21 Fluide de polissage testé par Sabine Squoquart dans : SQUOQUART, S, La conservation-restauration de (...)
29Le fluide de polissage Micro-gloss®21 a été utilisé afin de nettoyer plus efficacement l’intérieure des rayures. Micro-gloss® est à base d’eau et d’abrasifs synthétiques d’1 µm. Chaque surface a été frottée selon un mouvement circulaire avec un tissu microfibre enduit de fluide abrasif durant cinq minutes. La surface a ensuite été rincée à l’eau déminéralisée. L’opération a été renouvelée deux fois afin d’obtenir un résultat satisfaisant. Ce traitement a été appliqué sur l’avers et le revers de la base et du sommet.
30Après traitement, l’aspect rayé est moins perceptible. Les rayures importantes apparaissent blanches. La surface a retrouvé sa brillance et sa transparence, car le voile opaque n’est plus présent. Néanmoins, ce traitement n’est pas suffisant pour ôter la majorité des rayures, seul le réseau le plus fin a été atténué.
Fig. 9 Martha Boto, Structure Optique A, 1968, PMMA
Base, avant polissage.
Crédit : © A.Compère, Velvet Galerie
Fig. 10 Martha Boto, Structure Optique A, 1968, PMMA
Base, après polissage.
Crédit : © A.Compère, Velvet Galerie
31Les résidus d’adhésifs provenant des interventions antérieures ont été ôtés au scalpel sous loupe binoculaire. Puisque la limite entre le PMMA et l’adhésif indésirable n’est pas véritablement franche, il est possible qu’une faible quantité d’adhésif soit restée. Nous avons dû relativiser notre intervention entre le fait de laisser une infime couche d’adhésif peu stable sur l’œuvre et risquer d’atteindre la matière d’origine.
32Afin de combler les deux lacunes ayant un impact visuel important, nous avons développé une technique de comblement à base de silicone. Ce silicone, utilisé pour le moule, permet de reproduire des surfaces lisses, sans ajout de pression et sans que l’époxyde ne s’infiltre entre le PMMA et le moule. Afin de valider notre protocole, un essai a été réalisé sur une éprouvette. C’est-à-dire :
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Moulage de la forme à l’aide de silicone pur et retrait après polymérisation.
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Pose d’une fine couche de silicone additionnée de 70% d’huile de silicone sur le contour de la lacune. Ce mélange permet au moule d’adhérer à l’objet lors d’une faible pression.
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Repositionnement du moule et polymérisation du mélange de silicone.
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Injection de Hxtal® NYL-1 après débullage à l’aide d’une pompe à vide après le mélange des deux composants.
33Afin de réintégrer l’œuvre dans sa forme originale, les éléments manquants ont été réalisés dans du PMMA transparent Altuglas® (plaque coulée, tige extrudée). Ceux-ci sont datés afin de n’engendrer aucune confusion quant à l’originalité des éléments.
- 22 « Contour Adhesive tape SERROX ». L’adhésif sensible à la pression serait de nature acrylique, tan (...)
- 23 SERROX, Kirchstrasse 5, D-64372 Ober-Ramstadt. Tel.: +49 6154 575-001 http://www.serrox.com
34Afin de procéder au remontage, les tiges ont été reconstituées. L’époxyde a été appliqué à la spatule par contact. L’assemblage a été maintenu 7 jours durant la polymérisation de l’adhésif à l’aide de bandes adhésives22 de chez Serrox23. Les tiges ont été maintenues horizontalement à l’aide d’un coussin en mousse de polyéthylène. Après le remontage des tiges, celles-ci ont été collées sur la base.
Fig. 11 Martha Boto, Structure Optique A, 1968, PMMA
Vue de l’œuvre après traitement (H. 300 mm x l. 155 mm x p. 155 mm).
Crédit : © A.Compère, Velvet Galerie
35Après le collage des éléments en PMMA, l’adhésif époxyde a présenté une particularité encore jamais observée auparavant. Lors de la réticulation, une coloration de l’adhésif est apparue rapidement en contact avec les zones antérieurement restaurées. Les zones sans résidu d’adhésif n’ont pas jauni, ni les reste de mélange ayant servi au collage. L'opération a été réalisée une deuxième fois, donnant le même résultat. L'origine de cette coloration n'est pas expliquée, mais il faut considérer la forte probabilité d’une interaction avec l’adhésif résiduel encore présent sur le PMMA.
36Le collage des PMMA ne peut se faire actuellement sans une recherche spécifique. Suite à la recherche bibliographique et notre expérience, nous avons cherché à améliorer les techniques existantes, mais aussi à en introduire de nouvelles provenant de l’industrie ou d’autres domaines de la conservation-restauration. Le protocole, qui a consisté en une étude comparative d’adhésifs sur leur aspect visuel, leur pouvoir d’adhésion, leur innocuité par rapport au PMMA nous a permis de tirer les conclusions suivantes : un collage esthétique de PMMA ne peut avoir lieu avec un adhésif à base de solvant . Il nous est apparu que seules les résines thermodurcissables testées peuvent remplir le rôle d’adhésif en limitant l’impact visuel. Dans le cas de notre étude et pour la restauration de Structure Optique A de Martha Boto, nous avons retenu l’époxyde Hxtal® Nyl-1.
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