Réduire les croûtes de ciment sur le marbre

L’épitaphe en marbre de Konrad Popp datant de la fin du XVIe siècle, qui était fixée sur le mur extérieur sud de l’église paroissiale de St Leonhard im Lavanttal (Carinthie), a été examinée et restaurée par l’Institut de conservation et de restauration de l’Université des arts appliqués de Vienne en raison de son état de fragilité.
Au moment du démontage de l’assemblage de murs, certaines zones de l’objet présentaient une forte dégradation à base de grains de sucre, parfois accompagnée d’une végétation biogène prononcée. Dans la zone centrale, différentes formes de croûtes ont pu être constatées, qui ont été identifiées et réduites au cours d’étapes ultérieures. Une croûte qui a très probablement pu se former à cause de poussières de ciment et sa réduction doivent être au centre de l’étude.

Le monument commémoratif se compose de huit blocs de marbre blanc (H:271 cm x L:125 cm x P : 40 cm) et représente dans le champ central, en position d’adoration, le donateur Konrad Popp et sa famille. Le relief repose sur un cartouche d’inscription qui révèle des informations démographiques sur le donateur et est surmonté d’un fronton triangulaire qui montre les armoiries de la famille Popp, donatrice. Le langage des formes est marqué par les volutes, les visages expressifs ainsi que les corps représentés de manière disproportionnée et exagérée, ce qui donne une impression maniériste et renvoie à la fin de la Renaissance. Tout comme la conception de la face visible, le revers des blocs de marbre est extrêmement intéressant en raison de sa forme : les blocs ne sont pas taillés droit au revers et ne présentent pratiquement aucune trace de travail.
Afin d’identifier plus précisément la roche, des échantillons ont été prélevés et des coupes minces ont été réalisées, qui ont été examinées au microscope optique et au microscope électronique à balayage (MEB-EDX). Le marbre à grain moyen (cristaux jusqu’à 2 mm) présente une teneur élevée en dolomite (environ 65 %) ainsi qu’une proportion élevée de minéraux silicatés pour le marbre (environ 5 %), parmi lesquels se trouve l’accessoire phlogopite (figure 2). Elle est macroscopiquement visible dans le marbre sous forme de plaquettes jaunes dorées et, en combinaison avec la teneur élevée en dolomite, elle est caractéristique des gisements de marbre de la Koralpe toute proche.

La situation d’encastrement de l’épitaphe a été analysée afin de déterminer les mécanismes des dommages. L’objet était encastré dans le mur extérieur sud, au niveau d’un contrefort, ce qui explique son orientation vers l’est (figure 3). La situation d’encastrement peut être définie comme la cause principale des dommages en raison d’un problème de physique du bâtiment de l’église ainsi que de son orientation. Le crépi de façade récent a été identifié comme un crépi de ciment et peut être attribué à la rénovation de la façade des années 1970 en se référant aux documents d’archives existants. L’enduit repose sur une maçonnerie en pierre naturelle à laquelle a été ajouté un enduit à la chaux. Cela pose un problème, car les enduits de ciment ont une faible capacité de diffusion de la vapeur d’eau et n’évacuent pas vers l’extérieur l’humidité du sol absorbée par la maçonnerie en pierre naturelle, ce qui entraîne des dommages sur la face intérieure des murs de l’église. Le problème est renforcé par le fait que l’évacuation des eaux de pluie ne fonctionne pas au niveau des contreforts, ce qui explique que l’eau soit en partie évacuée par la façade et, dans le même mouvement, par l’épitaphe. L’orientation de l’épitaphe vers l’est peut également être décrite comme problématique dans le contexte de la dilatation thermique du marbre. Si le marbre se réchauffe en peu de temps sous l’effet du soleil du matin, une grande différence de température peut être atteinte ou une alternance gel/dégel peut se produire plus fréquemment. L’orientation vers le soleil du matin, combinée à la disponibilité élevée et durable de l’eau ainsi qu’aux zones protégées dans le relief de l’objet, remplit de manière optimale les conditions de croissance pour une colonisation biogène.

Le marbre présente, dans les zones exposées, une structure relâchée suite à une décomposition en grains de sucre, qui a pu progresser largement, notamment par un effet combiné avec la végétation biogène. La végétation biogène comprend un large éventail d’organismes, des champignons, des lichens et des bactéries ont été identifiés. Outre les zones affaiblies, il existe également des zones densifiées par des croûtes, qui peuvent être divisées en croûtes de calcaire fritté, de gypse et de ciment. La croûte de ciment est un phénomène rare, qui n’a pu être déterminé que par l’échantillonnage et l’analyse des coupes transversales. Macroscopiquement, elle est apparue comme une croûte dure et cassante de couleur ocre, dont la morphologie de surface était “pustuleuse” (figure 4). Le microscope électronique à balayage a révélé une structure multicouche de la croûte : le marbre est recouvert d’une croûte calcaire hydraulique qui s’est fermement liée à la roche. Par-dessus, on a trouvé les restes d’un liant hydraulique provenant d’un ciment Portland et recouverts d’une croûte de gypse (illustration 5). En raison de la forme de la croûte, il a été exclu que celle-ci ait pu remonter à la surface sous forme de projections de mortier lors du jet de l’enduit de façade. La stratigraphie de la croûte ainsi que les zones concernées indiquent que la formation peut être attribuée à des poussières de ciment, bien que l’église se trouve dans une zone rurale. On peut donc supposer que le ciment s’est déposé sur la surface de l’objet avec le vent lors de la rénovation de la façade dans les années 1970 et qu’il a pu former une croûte en interaction avec l’humidité.

Le nettoyage et le dégagement de la surface de la végétation microbiogène ainsi que des différentes croûtes étaient au centre du concept d’intervention, en plus de la sécurisation de l’existant par une consolidation et des armatures. Le traitement de la croûte de ciment représentait un défi particulier qui nécessitait une approche inhabituelle. Les premières tentatives de réduction mécanique de celle-ci à l’aide d’un outil fin ou d’un laser n’ont pas donné de résultats satisfaisants, raison pour laquelle on a eu recours au procédé de projection de microparticules. Là encore, on a pu constater qu’en raison de la dureté et de l’irrégularité de la croûte, il y avait un risque élevé de traiter également le marbre sous-jacent. Le grenaillage à microparticules est un procédé linéaire dans lequel une quantité uniforme de grenaille est projetée sur la zone traitée avec une pression constante. Sur une surface plus dure, le procédé est automatiquement plus lent et moins efficace. En raison de la morphologie irrégulière de la surface, les zones les plus fines de la croûte ont été enlevées en peu de temps et le marbre a déjà été traité, alors qu’à d’autres endroits, la croûte était presque encore présente dans son épaisseur d’origine. Afin d’appliquer le procédé de manière aussi douce que possible, celui-ci a été adapté comme suit. Une couche d’égalisation a été créée pour niveler la croûte et imiter sa dureté. Au préalable, une série de tests a été réalisée afin de vérifier l’aptitude de différents matériaux à servir de couche d’égalisation. Le cyclododécane, le plâtre et le ciment naturel prompt ont été inclus dans la série de tests. Les matériaux ont été appliqués uniformément à l’aide d’un pinceau de manière à ce que les points les plus hauts de la croûte soient visibles à la surface et que le reste soit recouvert sous la couche d’égalisation. Le cyclododécane n’a pas convaincu en raison d’une dureté et d’une adhérence de surface trop faibles. Le plâtre et le ciment naturel prompt se sont avérés être de bonnes couches d’égalisation : Les deux matériaux étaient faciles à appliquer et durcissaient rapidement. Le ciment naturel prompt a convaincu dans ce cas par sa plus grande dureté et aussi par sa couleur, car les zones à traiter se distinguaient plus nettement de la surface de la roche.

Outre le matériau de la couche d’égalisation, deux types de grenaille différents ont été essayés, ainsi que différentes combinaisons de pression et de quantité de grenaille. Afin de déterminer l’influence de l’angle de sablage sur le degré d’invasion de la méthode, une autre surface d’essai a été utilisée, appliquée sur une plaque de marbre polie. Un angle d’impact plat de l’objet à sabler pouvait permettre un travail plus délicat qu’un angle raide, raison pour laquelle un angle plat a été choisi comme angle d’impact.
Une fois les adaptations déterminées par des séries de tests, la croûte sur le relief a été recouverte de la couche d’égalisation et le ciment naturel prompt a été recouvert de chiffons humides pendant 24 heures pour durcir. Le lendemain, le processus de sablage pouvait commencer. Le procédé s’avère chronophage en raison de l’enlèvement du matériau supplémentaire, mais peut convaincre par le résultat ainsi que par la facilité d’application.

L’état de l’épitaphe en marbre était caractérisé par une décomposition en grains de sucre, une végétation biogène ainsi que divers types de croûtes. L’élimination d’une croûte de ciment inhabituelle constituait notamment un défi qui a été relevé par l’adaptation du procédé de projection de microparticules. Le procédé adapté par une couche d’égalisation représente une possibilité douce de réduire les dépôts durs et surtout irréguliers, tout en permettant de bien observer la progression du jet. La technique est simple à utiliser, facilite le contrôle de la progression du jet et rend le procédé plus sûr. En outre, il faut envisager que d’autres matériaux que le ciment naturel prompt puissent convenir. Une application, une analyse et une évaluation plus poussées pourraient permettre de perfectionner la technique et de l’adapter à d’autres situations afin d’élargir son champ d’application et sa diffusion.

L’étude et la restauration qui l’accompagne ont été réalisées dans le cadre de la thèse de Sarah Moyschewitz “Das Marmorepitaph des Konrad Popp von der Stadtpfarrkirche St. Leonhard im Lavanttal. Sur la problématique d’un marbre présentant une dégradation en grains de sucre et une végétation biogène” à l’Institut de conservation et de restauration (direction : o. Univ- Prof. Mag. Dr. Gabriela Krist), Université des arts appliqués de Vienne, en coopération avec le diocèse de Gurk et l’Office fédéral autrichien des monuments historiques, Conservatoire régional de Carinthie.

On suppose que les blocs de marbre étaient des blocs erratiques ou des blocs qui étaient restés longtemps dans une carrière.

Les recherches ont été menées sous la direction de sen. Lect. Dr. Farkas Pintér à l’Institut de conservation et de restauration (sous la direction de l’o. Univ- Prof. Mag. Dr. Gabriela Krist), Université des arts appliqués de Vienne.

⁴Poudre de calcite et microbilles de verre (75-125 microns).

⁵Les paramètres suivants ont été choisis : Microbilles de verre 75-125 microns, 2,5-3 bars et l’angle d’impact a été maintenu aussi plat que possible.

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