LA PHYSIQUE-CHIMIE ET L’ART

Quels sont les changements apparus dans la peinture au cours du XVe siècle ? Observer attentivement deux tableaux réalisés vers 1420-1430 par un Maître strasbourgeois, appelé Maître du Jardin de Paradis (Paradiesgärtlein) : Vierge aux fraisiers ( tempera sur bois ; Kunstmuseum de Soleure en Suisse). Nativité de la Vierge ( huile sur panneau de sapin ; musée de l’Œuvre Notre-Dame de Strasbourg). Ces deux tableaux utilisent deux techniques picturales très différentes. En comparant ces deux tableaux, noter dans votre rapport, quels sont les avantages ou inconvénients pour chacune de ces deux techniques.

Maître du Paradiesgärtlein, Vierge aux fraisiers, tempera sur bois, vers 1425, Soleure, Kunstmuseum Maître du Paradiesgärtlein et son atelier, Nativité de la Vierge, huile sur bois, vers 1430, Strasbourg, musée de l’Œuvre Notre-Dame

Sainte-Madeleine et Sainte-Catherine, Conrad Witz, huile sur bois, 1440, musée de l’Œuvre Notre-Dame, Strasbourg

1. Apports de la peinture à l’huile Quelles doivent être les propriétés d’une bonne peinture? Noter dans votre rapport, les qualités supposées d’une peinture d’artiste. S’étaler facilement Ne pas couler, se figer Superposer les couches sans qu’elles se mélangent Au contraire modifier une couleur avec une autre pour obtenir un ton précis Sécher lentement Des propriétés remarquablement combinées et pourtant contradictoires…

La peinture illustre la complexité et la richesse de la matière molle. On demande en effet à une peinture d’être fluide, mais de garder ses pigments en suspension. Elle ne doit s’écouler qu’au-delà d’un certain seuil. Il faut qu’on puisse l’étaler sans trop d’effort puis que la surface de la couche se lisse. Elle ne doit pas couler. Enfin, après séchage à l’air, une couche dure doit se former pour la protéger des différentes agressions possibles, chimiques ou mécaniques. Les physiciens qualifient de tels mélanges des rhéofluidifiants avec seuil d’écoulement!

Thixotropie et autres comportements surprenants La rhéologie est l’étude de l ’écoulement des fluides. En peinture, on parle de consistance. La consistance se manifeste par la capacité à s’écouler, mais aussi par la résistance à l’agitation, par la façon de s’étaler sur une surface. La consistance est une propriété complexe notamment liée à la viscosité. Si l’écoulement est lent, le liquide est visqueux et si l’écoulement est rapide, le liquide est fluide.

Viscosité de différents liquides Imaginer un protocole expérimental vous permettant de classer la viscosité des liquides suivants : huile de moteur, huile de lin, huile de tournesol, glycérine, eau, miel, avec le matériel à disposition sur vos tables.

De quoi dépend la viscosité d’un fluide? Expérience avec le ketchup Expérience avec un mélange eau-amidon Conclure sur le facteur influençant la viscosité de ces deux fluides.

On appelle fluide newtonien un fluide dont l’écoulement est proportionnel à la force appliquée (eau, huile moteur). Un fluide non-newtonien a la propriété de s’épaissir (fluide dilatant) ou de se liquéfier (fluide plastique) par agitation. Certains fluides présentent une diminution de la viscosité avec le temps (fluide thixotrope). Et pour la peinture? A quelle catégorie de fluide appartient-il?

2. Le peintre alchimiste de la couleur Justifier par la chimie les procédés des peintres. La nécessaire dispersion des pigments dans un liant : maintenir en suspension des particules en évitant toute agglomération.

EAU Gomme arabique pigments Aquarelle gouache

EAU OEUF pigments a tempera

EAU Résine acrylique pigments Peinture acrylique

huile diluant pigments Peinture à l’huile

La technique à l’œuf ou a tempera Pourquoi l’œuf? La lécithine d’œuf (9% dans le jaune d’œuf) permet de stabiliser des émulsions dans lesquels les pigments sont dispersés. Qu’est-ce qu’une émulsion? Que révèle la structure de la molécule présente dans la lécithine?

Une émulsion est une dispersion de deux liquides non miscibles.

La molécule possède une partie chargée qui a donc des affinités avec l’eau (tête hydrophile) et de longues chaînes carbonées qui ont des affinités avec les molécules organiques (queues lipophiles). Il en résulte une organisation de la matière bien particulière, permettant aux corps gras et à l’eau de coexister.

Les secrets de l’huile de lin Huile constituée d’un mélange de triglycérides : triester du glycérol et d’acides à longues chaînes carbonées dits gras(acide linolénique 45-70%, acide linoléique 12-24%, acide oléique 10-21%).

Le nombre élevé de doubles liaisons, par rapport aux autres huiles, font de l‘huile de lin, la plus siccative des huiles, c’est-à-dire celle dont le séchage est le plus rapide. Le mot séchage est impropre car il n’y a pas d’évaporation mais réaction: la formation du film d’huile se fait par une double réaction d’oxydation et de polymérisation : les molécules forment progressivement un réseau tridimensionnel .Cette formation qui correspond à l’ouverture des doubles liaisons est catalysée par la chaleur, la lumière et certains sels métalliques.

Réaction d’addition conduisant à la polymérisation de l’huile Plus l’huile compte de doubles liaisons, plus elle sera siccative. C’est le cas de l’huile de lin.

3. TP :préparation de quelques pigments. Préparation des pigments Pigment jaune : jaune de chrome PbCrO4

Quelle est la couleur du précipité? Ecrire l’équation correspondant à la réaction de précipitation. Pourquoi n’utilise-t-on plus ce pigment?

Pigment rouge : laque rouge de cochenille Ecrire l’équation de la réaction de précipitation. Quelle est la couleur de la solution avant l’ajout du chlorure de baryum? Après?

Préparation des peintures Broyer dans un mortier avec un pilon le pigment sec. A une partie du pigment, ajouter une spatulée d’oxyde de zinc, puis 1 mL d’huile de lin et 1 mL d’essence de térébenthine. Bien homogénéiser avec le pilon. Réaliser une nouvelle peinture en mélangeant le jaune de chrome avec le bleu de Prusse. Réaliser de nouvelles peintures en remplaçant l’huile et l’essence par le jaune d’œuf et le vinaigre. Appliquer vos peintures sur le support papier.

Bibliographie-ressources La chimie et l’art, Paul Rigny, EDP Sciences 2010. Peinture et dessin: vocabulaire typologique et technique, Ségolène Bergeon, Edition du Patrimoine, 2009. Pigments purs et produits de mise en œuvre, brochure commerciale Sennelier. Encyclopédia Universalis, peintures, techniques picturales. Site www.dotapea.com Stéphanie Baunet, conférencière au musée de l’Œuvre Notre-Dame.