CULTWOOD : simulation d’objets en bois par la méthode des éléments finis

Le restaurateur Gerald Grajcarek M. A., l’ingénieur Josef Stöcklein et le professeur Michael Kaliske de l’Institut de statique et de dynamique des structures, Université technique de Dresde, donnent un aperçu du travail du projet de recherche CULTWOOD dans un article de RESTAURO (4/2022) et lors d’un atelier à Dresde le 24 juin à Dresde.

Les mesures de conservation préventive, mais aussi les interventions de conservation et de restauration sont réalisées dans les collections de musées et dans la pratique de la conservation des monuments historiques selon les possibilités et les exigences disponibles, sur la base des connaissances actuelles et de l’expérience personnelle. Les restaurateurs sont régulièrement confrontés à des situations dans lesquelles les objets sont exposés à des influences climatiques et mécaniques modifiées dont les conséquences ne peuvent être évaluées que de manière vague. Les situations de prêt, les conditions de stockage inappropriées ou les nouvelles présentations d’objets en sont des exemples. La modélisation et la simulation des objets dans différents scénarios climatiques à l’aide de la méthode des éléments finis offrent une possibilité d’estimer le risque de dommages à long terme sur les objets en bois, provoqués par des influences mécaniques ou hygromécaniques.

Dans le cadre du projet de recherche CULTWOOD à l’Institut de statique et de dynamique des structures (ISD) de l’Université technique de Dresde, en coopération avec l’École supérieure des beaux-arts de Dresde (HfBK) et les Collections d’art nationales de Dresde (SKD), des modèles de matériaux hygro-mécaniques complexes pour le bois et les revêtements sont développés, des simulations sont effectuées et validées. La modélisation numérique d’objets culturels en bois est étudiée, développée et appliquée avec succès à l’ISD depuis quelques années déjà. Par exemple, dans le cadre du projet de recherche ” VIRTEX – Virtual Experiments for Wooden Artwork “, des icônes russes ont été examinées et simulées, et l’état de la simulation numérique des objets culturels en bois a été discuté au niveau international.

Un instrument d’évaluation des risques dans la conservation préventive

L’objectif essentiel du projet est de valider un instrument d’évaluation des risques dans la conservation préventive à l’aide de deux objets culturels du fonds de la SKD. Pour ce faire, des répliques fidèles d’une peinture sur panneau et d’une armoire peinte seront créées, exposées à différents climats et mesurées par photogrammétrie afin de comparer les simulations sur la base du comportement structurel des répliques. Les modèles utilisés sont un tableau de Lucas Cranach l’Ancien (1506) du retable de Sainte Catherine de l’église du château de Wittenberg) et une armoire peinte du XVIIIe siècle d’origine de Haute Lusace. En outre, l’objectif est de montrer, à l’aide des expériences de validation, les possibilités et les limites actuelles de cet outil d’analyse et de développer les questions de recherche nécessaires à la concrétisation et à la spécialisation de cet outil. De même, il s’agit de diffuser et de faire connaître la méthode et l’outil d’analyse dans les sciences de la restauration et du patrimoine.

Contenu du projet

Les axes de travail du projet comprennent des études de technologie artistique et d’assemblage des modèles choisis comme base pour une reproduction la plus fidèle possible des répliques à simuler. Alors que les connaissances en matière de technologie de l’art et de l’assemblage concernant l’armoire sont basées sur des études pratiques, elles s’appuient, pour le tableau de Cranach, sur des documentations antérieures de la SKD (Marx 1996) concernant l’objet ainsi que sur l’état général des connaissances en matière de technologie de l’art de l’atelier de Cranach (Heydenreich 2007). Parallèlement au développement des modèles de matériaux pour les répliques, de nombreux essais préliminaires ont lieu pour leur spécification. Ces essais préliminaires comprennent des expériences visant à déterminer les paramètres des propriétés des matériaux, des expériences de validation pure visant à étudier le comportement d’interaction de différents matériaux ainsi que des expériences servant à la fois à la détermination des paramètres et à la validation. Ces expériences sur de petits échantillons ont lieu en étroite collaboration avec l’Institut de technologie du bois de Dresde (IHD). En dernier lieu, les résultats de simulation des répliques sont comparés aux résultats de mesure des expériences pratiques.

Vous en saurez plus en lisant le numéro 4/2022 de RESTAURO, qui paraîtra fin juin 2022.

En outre, l’atelier CULTWOOD aura lieu fin juin à Dresde. Il a pour but de présenter et de discuter des domaines d’application, des possibilités et des limites des simulations numériques dans le domaine de la protection des biens culturels. Participez à cet événement !