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Enregistrer au format PDF Cours de restauration : technique de restauration esthétique : le nettoyage

Nouvelles techniques de nettoyage des peintures

Étude des solvants et techniques de nettoyage des surface peintes

Afin de palier aux inconvénients des méthodes de nettoyage que nous connaissons, nécessitant l’utilisation de produits corrosifs (pour la peinture), toxiques (pour le restaurateur), et souvent peu contrôlables de part leur rétention et leur volatilité, Richard Wolbers (chimiste à l’Université Delaware USA) a entrepris un travail de recherches et d’expérimentation pour l’Institut Getty au début des années 1980. A partir de 1991, Poalo Cremonesi (chimiste, biochimiste, restaurateur et enseignant) a entrepris les mêmes recherches pour l’Opificio delle pietre dure de Florence.

Introduction

Ces recherches ont abouti à une nouvelle méthode de travail par l’utilisation de "gels de nettoyage". En effet, nous ne sommes pas sans savoir qu’en utilisant des produits liquides (eau, solvants), ces fluides pénètrent rapidement dans les sous-couches (porosité naturelle, craquelures...) et peuvent entraîner des actions invisibles (et donc incontrôlables) dans les sous-couches de la peinture (gonflements, ramollissements, sensibilisations à moyen et longs termes). En pratiquant les nettoyages à l’aide de ces gels, on peut donc palier aux problèmes classiquement rencontrés et trouver de nombreux avantages :

  1. Diminution du pouvoir pénétrant d’un liquide ou d’une solution,
  2. Action strictement superficielle sans effets secondaires dans les sous-couches,
  3. Amélioration du pouvoir mouillant d’un solvant ou d’une solution,
  4. Action sélective : localisation très précise de l’action,
  5. Limitation des risques d’auréoles périphériques et de coulures incontrôlées,
  6. Ralentissement de l’évaporation d’un liquide ou d’une solution,
  7. Facilité de travail en 3D (sculptures, moulages...), sur les peintures murales et les grands formats in-situ,
  8. Possibilité d’éviter au maximum les dégagements mécaniques (scalpel) dangereux pour la CP,
  9. Amélioration de la miscibilité : permet de mélanger des composants qui sinon ne pourraient pas l’être

Le problème posé par ces expérimentations était de savoir si les résidus laissés en surface pouvaient modifier à terme la constitution des couches picturales et si leur réversibilité était toujours effective malgré leur encapsulation dans les vernissages ultérieurs des oeuvres. Ce n’est qu’à l’automne 2000 que la publication des résultats issus des examens de ces résidus sur des oeuvres nettoyées à base de ces gels furent publiés. Les oeuvre nettoyées au milieu des années 1980, sur lesquelles des prélèvements ont été effectués, puis soumis à des tests de vieillissement prématurés (rayonnements d’UV et action de différents gaz polluants) ont permis d’affirmer qu’après plusieurs décennies, les résidus étaient quasiment insignifiants, toujours réversibles dans les vernis et n’avaient modifié en rien la constitution picturale.

I - L’eau

L’eau : H2O (1 atome d’Oxygène + 2 atomes d’Hydrogène) peut déclencher des actions physiques sur des matériaux solides.

Ex : le sucre et le sel : dissolution simple de ces derniers dans l’eau et des actions chimiques par ionisation (gonflement et solubilisation) de matériaux polarisables
Ex : en restauration les protéines (gélatines/colles animales, caséine, blanc d’oeuf) et les polysaccharides (amidon, cellusose, gommes arabiques) tant acides que basiques.

Nota : la cire n’est pas polarisable

Expérimentation : Temps de rétention et d’évaporation moyen de l’eau sur une peinture (cf Masschelein Kleiner IRPA : Echantillon sur un tableau de 1873) :

Toile de lin, préparation grasse, bleu cobalt, vernis damar :

  • 100% à Temps 0
  • 75% de rétention à 1 heure
  • 5% à 1h20mn
  • 0% à 12h

Les éventuels dégâts consécutifs aux dégâts des eaux sont donc manifestes, à 75%, dans la 1ère heure qui suit l’apport d’humidité (direct ou indirect). D’où l’importance de tests d’humidité dans le diagnostic et l’observation des conséquences éventuelles dans les premières heures du test. L’eau est donc redoutable, non pas à cause de sa rétention, relativement limitée dans le temps, mais à cause des interactions qui peuvent être très dangereuses sur les matériaux constitutifs de oeuvres peintes (encollages, préparations maigres, toiles réactives et/ou au tissage trop serré).

CONTRE INDICATIONS concernant l’utilisation de l’eau :

  • Faible pouvoir mouillant sur certaines superficies (cires, acryliques...)
  • Fort pouvoir pénétrant sur matériaux poreux (chancis, microcraquelures...)
  • Déformations de certaines toiles (coton...)
  • Gonflement de certaines préparations (argile, gypse...)
  • Pouvoir solvant sur certains matériaux hydrophiles (colles animales...)
  • Possibilité d’entraîner des variations dimensionnelles des supports bois
  • Peut favoriser l’apparition de biodétériogènes (bactéries, champignons...)
  • L’utilisation de l’eau doit être donc justifiée avant toute intervention (cf cours sur le diagnostic)

SOLUTION :

Utiliser l’H2O sous forme de gel pour limiter les interactions éventuelles, localiser l’action de surface et aussi pour tous travaux d’accès difficiles (sculptures, murs peints, plafonds) de très grands formats (sur lesquels on ne peut que travailler verticalement), et sur les oeuvres contemporaines aux empâtements ou superpositions de matériaux très particuliers (collages...).

II - Le milieu aqueux

a) Acides et bases

L’échelle de Ph (Potentiel Hydrogène) va de 0 à 14.

  • L’eau pure (désionisée), qui sert de référence, a un Ph de 7 (neutre)
  • Acide de 0 à 7 : Ex : l’acide acétique (vinaigre ) Ph 4,75
  • Basique de 7 à 14 : Ex : l’alcali ou l’ammoniaque pur Ph 11,3, le décon Ph 13

Tous les matériaux naturels (protéines : colles animales, oeuf, caséines, scories... / polysaccharides : farines, gommes végétales / hydrocarbures : résines naturelles et huiles) deviennent en vieillissant plus acides (< 7) ce qui provoque :

  • L’oxydation
    La formation de groupes carboxyliques acides). Cette même oxydation provoque le jaunissement, le roussissement, le brunissement des résines composantes de vernis et la modification chromatique de certains pigments originaux ainsi que celle des (anciennes retouches, repeints et surpeints). Cette oxydation conjuguée à l’action de l’air et de la lumière, entraînera donc le constat que : la surface du tableau sera plus acide que l’intérieur.
  • Le nettoyage
    Pour sensibiliser la surface acide, on va donc chercher à provoquer une réaction physique (gonflement ou dissolution) du matériau oxydé (vernis, surpeints, pollution grasse acide...). On utilisera donc une base (Ph supérieur à 7) pour attaquer les liaisons acides et provoquer ainsi une réaction moléculaire. Si le résultat est souvent probant en surface, les couches internes risquent d’être modifiées également (alors qu’elles ne devraient pas être atteinte car peu ou pas oxydées) ce qui peut provoquer un gonflement non contrôlé et le risque immédiat d’usures de la couche picturale alors des usures !!!

Utilisation des produits fonction du Ph

Huiles :

Donc, si on utilise un produit à Ph supérieur à 8,5, on a un risque (d’autant plus grand que la peinture est jeune) de faire gonfler (donc d’user) le film de peinture.
L’huile, + hydrophyle (affinités avec l’eau) que la résine des vernis (hydrophobe) commence son gonflement à partir de Ph 8 ,5 (huile jeune).
Toujours travailler dans le domaine du Ph entre 5 et 9 (minimum et maximum) de manière à réduire le plus possible les interactions sur les éléments constitutifs de la peinture.

Vernis :

Résine végétale (damar, mastic, copal) + eau : pas de gonflement mécanique mais (ionisation) chimique d’environ 50% des molécules : microfissuration, chancis, délamination ou formation de sels (blooming)

Peintures murales :

Sur les peintures murales, les fonds sont principalement composés de Carbonate de Calcium (CaCO3). Ce dernier dans l’eau donne un acide : l’acide carbonique. On travaillera donc dans une zone de sécurité plus basique : Ph 6,5 à 10,5 maximum.

b) Méthodes pour le contrôle du Ph

1 - Dilution avec eau

Pas facilement contrôlable car le Ph fonctionne sur une échelle logarythmique : ajout d’un 0 à chaque graduation. Exemples :

  • Ph 7 neutre (eau pure)
  • Ph 6 : 10 fois plus acide
  • Ph 5 : 100 fois plus acide
  • PH 4 : 1000 fois plus acide etc...
  • Ph 8 : 10 fois plus basique
  • Ph 9 : 100 fois plus basique
  • Ph 10 : 1000 plus etc...
2 - Utiliser des " substances tampon " ou " buffers " pour préparer des solutions acides ou basiques.

Définition : La solution tampon a un Ph qui reste fixe même si on ajoute (en petites quantités), un acide, une base ou de l’eau. Ces solutions tampons permettront également une action stable et constante des produits actifs.

Ex : avec certains produits, on a une action instantanée très rapide suivie d’un décroissement très rapide de l’action engagée. Si on utilise une solution active tamponnée, on aura alors une action stable et constante.

Ex. : ammoniac
Nota : toujours rincer (neutraliser) avec de l’eau déminéralisée pour ramener le Ph de surface à 7.

Solutions tampons vendues dans le commerce toutes prêtes se mélangent entre elles pour obtenir le Ph désiré
4 Buffers : 5,5 / 6,5 / 7,5 / 8,5
Variation de 0,5 maximum 5 à 9
Ph 4 / 7 / 10

Pour réduire le coût : On peut les fabriquer soi-même :
Attention : respecter exactement les dosages sinon modification du Ph !

Préparer à l’avance :

  • La solution basique (cf NaOH : hydroxyde de Sodium / soude caustique Ph 14) 100 d’eau pure + 4 gr de NaOH : Ph 13.5
  • La solution acide (cf HCl : acide chlorydrique Ph 0.3) 15 ml d’eau pure + 1ml de Hcl : pH 0.5

Préparer 4 solutions-tampon de Ph différents : 5,5 / 6,5 / 7,5 / 8,5 (cf zone de sécurité)

  • Ph 5,5 et 7,5
    2 solutions à base de Bis-Tris (pur : Ph 5,5) - 1,1 gr / 100 ml d’H2O : on obtient alors un Ph de (5,5)
    Ajouter ensuite, goutte à goutte, la solution acide pour obtenir le Ph souhaité : Buffer 6,5
  • Ph 7,5 et 8,5
    2 solutions à base de Tris (pur : Ph 8,5) - 0,6 gr / 100 mL d’H2O : on obtient alors un Ph de 8,5 à 9 max :
    Ajouter goutte à goutte la solution acide pour obtenir le Ph souhaité : 7,5

On pourra donc utiliser ces Buffers pour les nettoyages (décrassages et dévernissages) sans risque pour la C.P.
5,5 / 6,5 / 7,5 / 8,5

Nota : Si l’oeuvre est vernie (surface légèrement acide et hydrophobe), travailler de 7 à 5,5 maximum
Si l’oeuvre n’est pas vernie (surface poreuse), travailler de 7,5 à 9 maximum. Attendre 1h30 avant un deuxième passage (cf évaporation de l’H2O).

On peut ajouter a ces solutions tampons un agent "chélatant". Le "chélateur" (- Chel / pince - en grec) va enrober les dépôts de surface et les garder dans ses particules (cf eaux dermatologiques nettoyantes). Effet "antiredéposition".

Autre mécanisme pour expliquer l’action nettoyante.
Les chelates peuvent agir comme des agents anti-statiques, permettant le détachement de particules de salissure et empêchant leur redéposition à la surface

III - Les agents gélifiants

Les gels aqueux :

  • Les éthers de cellulose (Methylan, Tylose, Klucel, Natrosol, Culminal...)
  • L’acide polyacrylique (Carbopol, Ultrez...)
  • L’agarose (Agar-Agar)

a) - Les éthers de cellulose

De Ph neutre (7), produisent un gel de moyenne viscosité (dosage 4 à 5 gr de poudre dans 100 ml d’eau).

Klucel (hydrypropylcellulose) : a le meilleur vieillissement : pas de jaunissement, peu hygroscopique après séchage, peu de résidus, pas de biodétérioration et le plus stable dans le temps (recommandé par Crémonési).

Nota : peut également être utilisé en vernis isolant (0,5à 1% dans eau) sur CP poreuse (attention aux sous-couches !!!) cf Crémonesi, et comme adhésif /consolidant par le revers (5% dans éthanol).

Ethylcellulose (EC) / Tylose, / Méthylcellulose (colles à papier peint), ont une moins bonne conservation (liquéfaction possible par développement de bactéries), un léger jaunissement et laissent des résidus plus important. Nécessaire pourtant pour la mise en suspension de mélanges de solvants contenant plus de 30 % de solvants peu polaires (cétones : MEK, esters : éthyle lactate, hydrocarbures aliphatiques : W.S,ligroïne).

b) - L’acide polyacrylique : Carbopol ou Ultrez 10 à 21

Solution acide qui doit s’utiliser avec une base tensio-active (Ethomeen) pour obtenir une forme gel (réaction acido-basique). 10 fois plus épaississantes que le Klucel (faible quantité pour même consistance), moins adhésives sur la surface. Utilisé dans les tests du Getty et sert à l’élaboration de la méthode des "Solvants gels de Richard Wolbers". Mais il peut laisser des résidus acides en surface (normalement détruits par les UV).

c) - L’agarose et l’ Agar-Agar :

Polysaccharide de structure complexe extrait d’algues Rhodophyceae
Poudre blanche de nature basique (Ph 9)
Produit coûteux si pur (agarose) ou contenant des impuretés (agaropectine dans Agar-Agar)
Grande faculté de capillarité mais difficile à préparer (2gr / 100ml d’eau chaude à 80°. Tenir au chaud 15mn, laisser refroidir pour utilisation à 35°). Se conserve quelques semaines au frigo dans récipient hermétique propre.

Conclusion : Le Klucel est le meilleur agent gélifiant neutre actuel.

A ces gels, on peut rajouter un tensio-actif (à la goutte : fiel de boeuf, ethomeen, New Des...) pour favoriser l’application et l’homogénéité de travail de surface).

Nota : Les Buffers pourront être utilisés sous forme de gel : verser progressivement le Klucel (5 gr) dans la solution (100ml) en fouettant. Laisser gonfler 20/30 mn (densité moutarde).

Gels 5,5 / 6,5 / 7,5 et 9 (vérifier avec le Ph mètre/papier si nécessaire)

Nota : Ces gels se posent au coton ou au pinceau, s’essuient à sec et se neutralisent avec de l’eau déminéralisée pour ramener la surface à Ph 7.

Il n’y a pas vraiment de gravité de laisser une solution acide < 7 en action (sauf carbonate de calcium), par contre ne jamais laisser une solution basique trop longtemps appliqué à la surface car risque de formation de sels (blooming) pour deux raisons :

  1. Dans la confrontation avec des surfaces hydrophobes (cires naturelles ou synthétiques, vernis maté par la cire, résines vinyliques...), les solutions ou gels aqueux n’auront qu’une action limitée (sensibilisation d’environ 50 % des molécules / blooming / pelage du vernis...) et le résultat d’un nettoyage aqueux ne sera pas homogène.
  2. Dans le cas de surface trop sensible au milieu aqueux (dorure, carbonate de calcium) l’utilisation d’une solution ou d’un gel aqueux se révèlera dangereuse car entraînera la destruction de la feuille d’or microporeuse (par gonflement du gros blanc ou du bol d’arménie argileux).

Pour ces cas, on se tournera vers des émulsions grasses, qui permettront une véritable "osmose" [1] avec les matériaux concernés (gras/gras), en réduisant au maximum l’apport d’eau. On cherchera à procréer une sorte de « maillage » en améliorant le contact de surface, permettant le nettoyage de surfaces grasses sans danger pour elles mêmes.

IV - Recettes

a) La Pappina Fiorentine

Recette ancestrale de l’école de Florence (Italie), à base de cire d’abeille

  • 500 gr de cire d’abeille blanchie
  • 750 ml d’eau distillée
  • 1,2 gr d’acide stéarique

Au bain marie faire fondre la cire, émulsionner avec l’eau distillée chaude et l’acide stéarique, battre jusqu’à émulsion complète.

Nota : on y rajoute 12 ml d’ammoniaque à 30 % pour obtenir une action basique. Laisser refroidir. Se conserve dans récipient hermétique.

Avantage : légèrement basique, en bonne compatibilité avec les cires naturelles et les vernis durs (mastics, copal...), bonne conservation.

Inconvénients : complexe à préparer, opaque et coloré, odorant

b) L’émulsion grasse synthétique (dispersion) " la mayonnaise " (cf T.P.)

  • 10 ml d’H2O
  • 4 mL de Tween 20 (tensio-actif) à mélanger simplement ; puis ajouter, tout doucement, petit à petit :
  • 90 ml de white spirit ou d’essence de pétrole désaromatisée (- toxique) ou de ligroïne.

Verser très progressivement, tout en fouettant (appareil à pile, jamais électrique (risque d’explosion !)
Plus l’agitation est rapide, plus on augmente la densité : consistance mayonnaise

Se conserve longtemps dans récipient fermé, à température ambiante (si le flacon reste ouvert, remontée de solvant à la surface, il suffit de remélanger vigoureusement).
A cette émulsion grasse, on peut ajouter des acides (acétique / vinaigre blanc) ou une base (T.E.A/TriEthanolAmine) pour préciser l’action désirée selon le matériau à attaquer.

Action : poser (pinceau) / laisser agir (secondes, minutes) / essuyer a sec (coton) / rincer au W.S.

V - Les solvants organiques volatils

a) Considération sur leur toxicité

Tableau de toxicité des solvants (cliquer pour ouvrir le tableau)

Liste des phases de risque (phrases R)

R1 Explosif à l’état sec
R2 Risque d’explosion par le choc, la friction, le feu ou
d’autres sources d’ignition
R3 Grand risque d’explosion par le choc, la friction, le feu
ou d’autres sources d’ignition
R4 Forme des composés métalliques explosifs très
sensible
R5 Danger d’explosion sous l’action de la chaleur
R6 Danger d’explosion en contact ou sans contact avec
l’air
R7 Peut provoquer un incendie
R8 Favorise l’inflammation des matières combustibles
R9 Peut exploser en mélange avec des matières
combustibles
R10 Inflammable
R11 Facilement inflammable
R12 Extrêmement inflammable
R14 Réagit violemment au contact de l’eau
R15 Au contact de l’eau, dégage des gaz extrêmement
inflammables
R16 Peut exploser en mélange avec des substances
comburantes
R17 Spontanément inflammable à l’air
R18 Lors de l’utilisation, formation possible de mélange
vapeur/air inflammable/explosif
R19 Peut former des peroxydes explosifs
R20 Nocif par inhalation
R21 Nocif par contact avec la peau
R22 Nocif en cas d’ingestion
R23 Toxique par inhalation
R24 Toxique par contact avec la peau
R25 Toxique en cas d’ingestion
R26 Très toxique par inhalation
R27 Très toxique par contact avec la peau
R28 Très toxique en cas d’ingestion
R28 Au contact de l’eau, dégage des gaz toxiques
R30 Peut devenir facilement inflammable pendant
l’utilisation
R31 Au contact d’un acide, dégage un gaz toxique
R32 Au contact d’un acide, dégage un gaz très toxique
R33 Danger d’effets cumulatifs
R34 Provoque des brûlures
R35 Provoque de graves brûlures
R36 Irritant pour les yeux
R37 Irritant pour les voies respiratoires
R38 Irritant pour la peau
R38 Danger d’effets irréversibles très graves
R40 Possibilité d’effets irréversibles
R41 Risques de lésions oculaires graves
R42 Peut entraîner une sensibilisation par inhalation
R43 Peut entraîner une sensibilisation par contact avec la
peau
R44 Risque d’explosion si chauffé en ambiance confinée
R45 Peut provoquer le cancer
R46 Peut provoquer des altérations génétiques héréditaires
R48 Risque d’effets graves pour la santé en cas
d’exposition prolongée
R48 Peut provoquer le cancer par inhalation
R50 Très toxique pour les organismes aquatiques
R51 Toxique pour les organismes aquatiques
R52 Nocif pour les organismes aquatiques
R53 Peut entrainer des effets néfastes à long terme pour
l’environnement aquatique
R54 Toxique pour la flore
R55 Toxique pour la faune
R56 Toxique pour les organismes du sol
R57 Toxique pour les abeilles
R58 Peut entraîner des effets néfastes à long terme pour
l’environnement
R58 Dangereux pour la couche d’ozone
R60 Peut altérer la fertilité
R61 Risque pendant la grossesse d’effets néfastes pour
l’enfant
R62 Risque possible d’altération de la fertilité
R63 Risque possible pendant la grossesse d’effets néfastes
pour l’enfant
R64 Risque possible pour les bébés nourris au lait maternel

Liste des conseils de prudence (Phrases S)

S1 Conserver sous clé
S2 Conserver hors de la portée des enfants
S3 Conserver dans un endroit frais
S4 Conserver à l’écart de tout local d’habitation
S5 Conserver sous...(liquide approprié à spécifier par
le fabricant)
S6 Conserver sous...(gaz inerte à spécifier par le
fabricant)
S7 Conserver le récipient bien fermé
S8 Conserver le récipient à l’abri de l’humidité
S9 Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé
S12 Ne pas fermer hermétiquement le récipient
S13 Conserver à l’écart des aliments et boissons, y
compris ceux pour animaux
S14 Conserver à l’écart des... (matières incompatibles
à indiquer par le fabricant)
S15 Conserver à l’écart de la chaleur
S16 Conserver à l’écart de toute flamme ou source
d’étincellesNe pas fumer
S17 Tenir à l’écart des matières combustibles
S18 Manipuler et ouvrir le récipient avec prudence
S20 Ne pas manger et ne pas boire pendant
l’utilisation
S21 Ne pas fumer pendant l’utilisation
S22 Ne pas respirer les poussières
S23 Ne pas respirer les gaz/vapeurs/famées/aérosols
[terme(s) approprié(s) à indiquer par le fabricant]
S24 Eviter le contact avec la peau
S25 Eviter le contact avec les yeux
S26 En cas de contact avec les yeux, laver
immédiatement et abondamment avec de l’eau et
consulter un spécialiste
S27 Enlever immédiatement tout vêtement souillé ou
éclaboussé
S28 Après contact avec la peau, se laver
immédiatement et abondamment avec ...
(produits appropriés à indiquer par le fabricant)
S29 Ne pas jeter les résidus à l’égout
S30 Ne jamais verser de l’eau dans ce produit
S33 Eviter l’accumulation de charges électrostatiques
S34 Ne se débarasser de ce produit et de son récipient
qu’en prenant toutes précautions d’usage
S36 Porter un vêtement de protection approprié
S37 Porter des gants appropriés
S38 En cas de ventilation insuffisante, porter un
appareil respiratoire approprié
S39 Porter un appareil de protection des yeux/du
visage
S40 Pour nettoyer le sol ou les objets souillés par ce
produit utiliser... (à préciser par le fabricant)
S41 En cas d’incendit et/ou d’explosion ne pas respirer
les fumées
S42 Pendant les fumigations/pulvérisations porter un
appareil respiratoire appropriés [terme(s)
approprié(s) à indiquer par le fabricant]
S43 En cas d’incendie utiliser...(moyens d’extinction à
préciser par le fabricant. Si l’eau augmente les
risques, ajouter : " ne jamais utiliser d’eau ")
S45 En cas d’accident ou de malaise consulter
immédiatement un médecin (si possible lui
montrer l’étiquette)
S46 En cas d’ingestion, consulter immédiatement un
médecin et lui montrer l’emballage ou l’étiquette
S47 Conserver à une température ne dépassant pas...
x°C(à préciser par le fabricant)
S48 Maintenir humide avec (moyen approprié à
préciser par le fabricant)
S49 Conserver uniquement dans le récipient d’origine
S50 Ne pas mélanger avec...(à spécifier par le
fabricant)
S51 Utiliser seulement dans des zones bien ventilées
S52 Ne pas utiliser sur de grandes surfaces dans les
locaux habités
S53 Eviter l’exposition se procurer des instructions
spéciales avant utilisation
S56 Eliminer ce produit et son récipient dans un centre
de collecte des déchets dangereux ou spéciaux
S57 Utiliser un récipient approprié pour éviter toute
contamination du milieu ambiant
S59 Consulter le fabricant/fournisseur pour des
informations relatives à la récupération et au
recyclage
S60 Eliminer le produit et son récipient comme un
déchet dangereux
S61 Eviter le rejet dans l’environnement. Consulter les
instructions spéciales/la fiche de données de
sécurité
S62 En cas d’ingestion ne pas faire vomir : consulter
immédiatement un médecin et lui montrer
l’emballage ou l’étiquette.

Solvants les moins toxiques

Solvant
Limite d’exposition
ppm
mg/m3
Méthanol
Éthanol
n-Propanol
Isopropanol
sec-Butanol
Isoamyl Alcool
Acétone
Ethylméthylcétone
Diéthylcétone
Isopropylméthylcétone
n-Amylméthylcétone
Méthyl Acétate
Éthyl acétate
n-Propyl Acétate
Isopropylacétate
n-Butyle acétate
sec-Butylacétate
Isobutylacétate
n-Amyle Acétate
sec-Amyle Acétate
Isoamylacétate
Térébenthine
Toluène
Xylène
Cyclohexane
Hexanes (isomère)
200 SK
1000
200 SK
400
100
100
250
200
200
200
100
200
400
200
250
150
200
150
100
125
100
100
100
100
300
100
260 SK
1900
500 SK
980
305
360
590
590
705
705
465
610
1400
840
950
710
950
700
525
650
525
560
375
435
1050
350

Solvants les plus toxiques

Solvant
Limite d’exposition
ppm
mg/m3
n-Butanol
Isobutanol
Diacétone alcool
Dipropylcétone
Butyléthylcétone
Méthylisobutylcétone
Diisobutlcétone
Mineral Spirit
n-Hexane
n-Heptane
Amoniac (gas)
50 C SK
50
50
50
50
50
25
100
250
200
25
150 SK
150
240
235
230
205
150
360
590
590
18

2 risques d’utilisation :

  • Contact cutané (liquide)
  • Inhalation des vapeurs (volatilité / gaz)

Mesures de sécurité :

  • Utilisation de bâtonnets
  • Masque et ventilation

Le risque majeur qui concerne les restaurateurs est dû à l’inhalation. Les mesures de contrôle sanitaire et médicaux sont inexistant chez les indépendants, c’est donc au restaurateur lui-même de veiller à prendre toutes les mesures de sécurité pour lui et son entourage (ex : travail à son domicile). Dans un futur assez proche, l’utilisation, dans l’industrie et la vente dans le commerce seront de plus en plus réglementées (cf Europe), les solvants considérés comme les plus dangereux seront proscrits (ex : peintures industrielles à l’eau (acryliques) et plus d’aromatiques).

On peut donc, dés aujourd’hui se tourner vers le choix des solvants les moins toxiques :
Il faut se référer aux listes établies pour les chimistes qui calculent les ppm (parties par million), correspondant à la limite d’exposition recommandée : concentration moyenne de vapeur de solvant dans l’air à ne pas dépasser pour une semaine de travail (40 h).

  • Ppm supérieur à 100 : solvant moins toxique
    Utilisation fréquente avec, au minimum, une bonne ventilation
  • Ppm de 10 à 100 : solvant toxique
    Utilisation occasionnelle, en petite quantité, avec masque à cartouches et ventilation
  • Ppm inférieur à 10 : solvant très toxique / cancérigène
    Grand risque même avec une quantité minime !!!
  • Ex : éthanol plutôt qu’alcool à brûlée/ M.E.K plutôt qu’acétone / Ligroïne (ether de pétrole) plutôt que W.S etc...

Nota : toutefois, certains solvants considérés comme dangereux sont incontournables pour certaines actions

Ex : pour la dilution des résines naturelles (damar) seule l’essence de térébenthine fonctionne pas d’alternative !!!. Danger : forte toxicité mutagène suspectée (mutagénicité) : altération chromosomique héréditaire !
Donc, aujourd’hui, le choix se portera plutôt sur l’utilisation de vernis aux résines synthétiques (Regalrez) diluée dans la ligroïne (éther de pétrole).

b) Différentes résines entrant dans la confection des vernis pour tableaux

Résines naturelles (cliquer pour ouvrir le tableau)
Nom
Résine Mastic Résine Dammar
Origine
Végétale, Ile Chios, depuis l’antiquité. Ref. bibliogra-phiques dès le XIIè siècle Végétale, Malaisie (Asie du Sud-est) dès 1820
Présentation
Larmes jaunes transparentes Cristaux transluci-des jaunes à ambrés avec inclusion d’impu-retés (qualité de A à H : gros-seur et puretés)
Diluant
Essence de térébenthine rectifiée Essence de térében-thine rectifiée
Mode de préparation
10 à 20% de résine sèche (en poids) à froid 10 à 20% de résine sèche (en poids) à froid, filtrer les impuretés
Adjuvant
Huile de lin siccative (sels de plomb), cire d’abeille, colorant Huile de lin siccative (sels de plomb), cire d’abeille, colorant
Tps de séchage
De 8 heures à 8 jours De 8 heures à 8 jours
Indice de réfraction
Très
brillant
Très
brillant
Vieillissement
Sensible à la chaleur (ramolissement à 35°), friable (farinage), craquèle, crevasse rayable, jaunissement à roussissement. Couteux Film dur et sensible à la chaleur (ramolissement à 60°), craquèle, jaunissement selon coloration original. Bon marché.
Réversibilité
3A, 2A, Alcool 2A à 3A
Résines synthétiques
Nom
Paraloïde
B72
Régalrez
1126
Laropal A 81 Isolating
Varnish
BEVA
Origine
Acrylique depuis les années 80   Urée-aldéhydes Ethyl Vynil acétate
Présentation
Billes transparentes Prêt à l’emploi :
Gloss ou Matt
Base de 15% de résine sèche.
Lentilles blanchâtre Prêt à l’emploi
Diluant
Diacétone
alcool
Essence de pétrole White Spirit 90% cyclohexa-ne + 10% toluène Alcool, acétone, toluène éther
Préparation
10 à 20% de résine
sèche (en volume)
On peut mélanger les 2 poyurs pour un aspect satiné Dilution à froid En pulvérisation
Adjuvant
Silices (satiné de Sennelier) Cire cosmoloïde, silices, Kraton (UV) et Tinuvin (stabilisant) Cire cosmoloïde, silices, Tinuvin (stabilisant) Aucun
Séchage
De 2 à 10 heures De 30 mn à 6 heures 6 à 10 heures Quelques minutes à 2 heures
Réfraction
Très
brillant
Bon nivellage de la CC, film dur et solide, ramolis-sement à 95°, bonne barrière aux UV, haute stabilité. Très grande réversibilité (att. ragréage mastic W.S.). Couteux. Très
brillant
Très
mate
Vieillissement
Film dur et souple, très protecteur, réversibilité moyenne. Résistance à la chaleur : 80°. Bon marché White spirit à 2I Excellent pouvoir nivellant, ramolissement à 80° haute résistance au jaunissement, très réversible. À n’utiliser qu’en intermédiaire. Compatible avec toutes les résines naturelles ou synthétiques. Incolore, peu réversible, coûteux.
Réversibilité
2 à 3A   White spirit à 2I 3A doux à fort, 2a, toluène

c) Nouveaux solvants

Ligroïne : Mélange de différents hydrocarbures. Remplaçant du White Spirit.

Ethyle lactate : solvant " écologique ". Famille Ester/Alcool. Polaire. Peu volatil. Ce dernier remplacera avantageusement le diacétone alcool (ppm 50 !) dans la dilution du paraloïd (médium pour la retouche). Paraloïd 20/ Ethyle Lactate 70 / M.E.K 10

Nota : Le mélange E.L 80 /M.E.K 20 (E.L.M ?) pouvant servir pour les allègements, dévernissages, régénération des vernis durs et la sensibilisation de repeints anciens...

Dyméthylsulfoxyde (D.M.S.O)  : alternative au D.M.F car moins toxique mais rétention beaucoup plus longue (résidus de 50 % à 5 jours au lieu de 12h).

Ethyle Acétate  : à utiliser pour réduire l’action du DMSO (5/10/20) à la place du toluène.

VI - Application sur un corps poreux

Définition

Solvant organique volatil : liquide se transformant en vapeur dans l’atmosphère.

Quand on applique un solvant organique volatil sur un corps poreux, on peut constater un processus en 3 étapes :

  1. pénétration (et 1ère évaporation d’un certain pourcentage)
  2. diffusion (pores, micro-craquelures et craquelures)
  3. évaporation et solubilisation d’une partie de la CP

Nota : Plus la température ambiante sera élevée et plus l’évaporation sera rapide. Plus le liquide est fluide et plus il "mouillera" la surface (cf tension superficielle) en s’étalant. Il aura donc une faible diffusion interne. Plus le solvant sera visqueux, moins il s’étalera mais plus il pénètrera : profonde diffusion et longue rétention.

a) Choix d’utilisation de solvants " neutres "

Ces derniers sont préférables car ils ont une action physique - limitée entre les molécules- et seront donc moins agressifs que des solvants acides ou (basiques). Ils ne modifieront pas l’organisation des molécules et ne risqueront donc pas d’entraîner des ruptures adhésives ou des modifications pigmentaires.

  • Alcools (éthanol dénaturé 95°...)
  • Cétones (M.E.K...)
  • Esters (Ethyle Acétate)
  • Hydrocarbures (Ligroïne)

En utilisant, pour le nettoyage, ces solvants (purs ou en mélanges) on provoquera donc un gonflement des résines qui permettront un allègement allègement Opération consistant à ôter de la surface du tableau une partie de son vernis ancien. progressif des vernis oxydés et des surpeints récents.

On va donc utiliser des solvants appropriés (stables et faiblement toxiques) pour préparer un certain nombre de mélanges.

Nota : avec ces solvants, on peut attaquer la plus grande majorité des matériaux filmogènes naturels, mais parfois ces solvants ont une action insuffisante sur certains matériaux très résistants (non réversibles). On devra donc se tourner vers l’utilisation de solvants plus corrosifs.

b) Les Solvants dipolaires aprotiques

Ces solvants vont avoir une action chimique. Ils vont pouvoir :

  • Rompre les liaisons protéiniques (tempéra : gélatine, caséïne, oeuf...), les polysaccharides (amidon, cellulose, gommes...), matériaux insensibles aux solvants neutres.
  • Dissoudre les huiles réticulées (par la présence de fer ou d’aluminium dans certains pigments) ou plus anciennes (de moins en moins sensibles aux solvants neutres.

Famille des amides  : Formamide, Diméthylformamide, Diméthylsulfoxyde (le moins toxique donc préférable).

Mais attention, ces solvants sont parmi les plus toxiques et ils ont un temps de rétention très long !!!

DMF : évaporation partielle 50% à 12h. 40% à 15h. et à 95% à 40 jours, le DMSO à 60 jours !!!

DMSO : moins toxique mais plus dangereux pour l’oeuvre !

On évitera donc d’utiliser ces solvants purs mais on les diluera avec le solvant polaire neutre très volatil le plus approprié : l’Ethyle Acétate.

Cf : l’azéotropie (faculté d’un solvant à favoriser l’évaporation d’un autre).

Attention : plus on mélange de solvants et plus les proportions doivent être rigoureuses sinon on perd l’azéotropie (3 solvants max.).
Nota : on les utilisera plutôt sous forme gélifiée. Le rinçage se faisant systématiquement avec de l’Ethyle Acétate (2 ou 3 fois).

c) - Les solvants acides ou basiques

En dernier recours, il reste la gamme de solvants acides ou basiques. Ces derniers ne sont pas à prendre en considération mais il faut néanmoins les citer pour des cas extrêmes. Ils sont trop toxiques (pour les restaurateurs) et trop corrosifs pour les oeuvres d’art.

  • Solvants acides : acide formique et acide acétique glacial (pur)
  • Solvants basiques ou alcalins : Pyridine et n-Butylamine

Il sera toujours plus prudent de les utiliser en dilution dans l’eau (attention aux projections éventuelles lors de la préparation des mélanges !!!)

Courbes de rétention des solvants
Cocher les cases pour voir apparaître les courbes

VII - Solubilité des solvants

La mesure des paramètres de solubilité des solvants

a) - La polarité / Définition / Schéma

Dans le choix du solvant destiné à une action sur une résine, les paramètres les plus importants sont ceux qui définissent la polarité.

La Polarité peut être exprimée par la valeur Fd.

Mr Teas a pu établir différents paramètres (forces) caractérisant les solvants :

  • Les forces polaires  : Fp (liaisons plus polaires)
  • Les liaisons hydrogènes : Fh
  • Les forces non polaires : Fd (liaisons moins polaires)

Nota : polarité : une laison entre 2 atomes est polaire si la répartition des électrons qui participent à la liaison n’est pas équitable entre les atomes. Il y a alors un site electrostatiquement légèrement négatif et un site légèrement positif. Ces sites peuvent alors agir par attraction ou répulsion électrostatique.

Chaque force pouvant se situer sur une échelle de 1 à 100. Selon son barème, on peut donc placer les solvants à l’intérieur du Triangle.

On a pû ainsi établir une prévision de zones de solubilité des substances filmogènes naturelles (résines, vernis, huiles...) et faire une sélection des solvants appropriés en choisissant le moins toxique dans une même zone. Pour des raisons de sécurité, les solvants appliqués doivent être exclusivement choisis parmi ceux listés dans la table suivantes.

Exemple de l’éthanol
Fd = 36 / Fp = 18 / Fh =46 soit Fh = 100-36-18=46

Raisons de sécurité

Solvant

Fd

Fp

Fh

Solvants les moins toxiques (rel>100ppm) - utilisation quotidienne

Ligroine
Cyclohexane
n-Butyle Acétate
n-Propyle Acétate
Diéthylcétone
Méthyléthylcétone`
Éthyle Acétate
Acétone
Méthyle Acétate
n-Propanol
Isopropanol
Éthanol
97
94
60
57
56
53
51
47
45
40
38
36
2
2
13
15
27
30
18
32
36
15
17
18
1
4
27
28
17
17
31
21
19
44
45
46
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Solvants toxiques (rel 10-100ppm) - utilisation occasionnelle

Minéral Spirits
Toluène
Térébenthine
Limonène
Isoamylacétate
Isobutylméthylcétone
Alcool benzylique
Diacétone alcool
Éthyl Lactate
n-Butanol
90
80
77
75
60
58
48
45
44
43
4
7
18
20
12
22
16
24
21
15
6
13
5
5
28
20
36
31
35
42
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Détermination expérimentale de la zone de solubilité d’un matériel solide, (Ex : Gomme - Laque)

Un certain nombre de solvants totals et partiels sont appliqués sur le matériel. En unissant les différents points (Solvants et partiels ) On détermine la zone de solubilité.

Pour voir l’emplacement d’un solvant, passer sur son nom

VIII - Le nettoyage

Travaux Pratiques : Allègements, Dévernissage, Dégagements de repeints...
Les tests de solubilité : (solvants toujours présentés du plus faible au plus fort)

a) Les solvants fluides

1 - Solvants neutres : L / LA1à LA9 / A / LE1 à LE9 / AE1 à AE3 /

Mélange

% Volume

Paramètre de Solubilité

N
Ligroine
Acétone
Éthanol
Fd
Fp
Fh
L 100 0   97 2 1
LA1 90 10   92 5 3
LA2 80 20   87 8 5
LA3 70 30   82 11 7
LA4 60 40   77 14 9
LA5 50 50   72 17 11
LA6 40 60   67 20 13
LA7 30 70   62 23 15
LA8 20 80   57 26 17
LA9 10 90   52 29 19
A 0 100   47 32 21
LE1 90   10 91 4 5
LE2 80   20 85 5 10
LE3 70   30 79 7 14
LE4 60   40 73 8 19
LE5 50   50 87 10 23
LE6 40   60 60 12 28
LE7 30   70 54 13 33
LE8 20   80 48 15 37
LE9 10   90 42 16 42
E     100 36 18 46
AE1   75 25 44 29 27
AE2   50 50 42 25 35
AE3   25 75 39 21 40

On peut ajouter à cette liste :

3A doux : Ligroïne 50 / Acétone (MEK) 25 / Ethanol 25 : LAE doux

3 A fort : Ligroïne 33 / Acétone (MEK) 33 / Ethanol 33 : LAE fort

ELM80 : Ethyl lactate / 80 / M.E.K. 20

2 - Décapants :

Ethyle Acétate / DMSO
DMSO 5 : 95/5
DMSO 10 : 90/10
DMSO 20 : 80/20
DMSO 30 : 70/30
DMSO 50 : 50/50 : de façon occasionnelle seulement car blanchiment de surface (condensation et dissolution partielle de la couche superficielle (évaporation trop rapide des résidus sensibilisés).

b) Les solvants gels

Tous ces solvants et mélanges de solvants peuvent être utilisés sous forme de gels. L’épaississant variera en fonction de la polarité des solvants ou des mélanges de solvants.

Les polaires : dans le klucel (de 2 à 10g / 100 ml) :

  • Ethanol
  • DMSO
  • Ethyl lactate
  • Et tous les mélanges contenant plus de 25 % de ces solvants

Rinçage : solvant polaire le plus volatil (jamais d’hydrocarbure (W.S ou ligroïne) pur qui risquerait de faire pénétrer au lieu d’évaporer. Utiliser Ethyle Acétate ou LA5 ou LE2.

Les solvants moins polaires : dans l’Ethylcellulose (EC) (de 2 à 10g / 100 ml)

  • Cétones (MEK)
  • Esters (ethyle acétate)
  • Hydrocarbures aromatiques (W.S,ligroïne)
  • Et tous les mélanges contenant plus de 25 % de ces solvants

Ex : DMSO/Ethyle Acétate : DMSO inférieur à 35% utiliser l’EC (éthyle cellulose)

Rinçage : hydrocarbures (W.S ou ligroïne)

Le carbopol (épaississant) + l’ethomeen C-12 ou C-25 (tensio-actif renforçant l’action du solvant) choisi en fonction de la polarité.
C-25 : solvants polaires
C-12 : solvants moins polaires

Solvants polaires

Solvants moins polaires

- 20 ml Ethomeen C-25
- 2 gr Carbopol
- 10-15 ml d’eau
- 100 ml de solvant ou mélange de solvant

Rinçage : Hydrocarbures (ligroïne)

- 20 ml Ethomeen C-12
- 2 gr Carbopol
- Quelques gouttes (1,5 ml) d’eau
- 100 ml de solvant ou mélange de solvant

Rinçages : MEK 50 / ligroïne 50 % : LA5
Ethanol 20/ligroïne 80 % : LE2
Ethyle Acétate

Fabrication :

Verser le carbopol dans l’ethomeen puis l’eau (respecter scrupuleusement les proportions),

Mélanger (idéal au mélangeur) jusqu’à épaississement (quelques mn).

Quand on observe l’épaississement, verser progressivement le(s) solvant(s) et continuer de mélanger pour obtenir la consistance désirée.

Notes

[1Osmose : phénomène physique dû aux différences de pression par les différences de concentrations.