Spectrométrie infrarouge (FTIR)

Depuis la fin de 2010, notre laboratoire possède un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (spectromètre FTIR) pour l’analyse des composés chimiques. Notre instrument est un spectromètre Bruker ALPHA-P avec ATR diamant.

La spectrométrie FTIR est basée sur l’absorption d’un rayonnement infrarouge par le matériau analysé. Elle permet d’effectuer l’analyse des fonctions chimiques présentes dans le matériau via la détection des vibrations caractéristiques des liaisons chimiques. Ainsi, à un matériau de composition chimique et de structure données correspond un ensemble de bandes d’absorption de longueurs d’ondes caractéristiques qui se traduisent par des pics sur les courbes – ou spectres infrarouges – obtenues. La composition spécifique du matériau à analyser peut être déduite en superposant son spectre à ceux de matériaux de référence.

Exemple d’application :

Dans la figure suivante, les spectres infrarouges de deux matériaux inconnus prélevés sur une ruine romaine sont représentés.


Spectres infrarouges de deux matériaux inconnus prélevés sur une ruine romaine.

La rapide comparaison des spectres a permis dans un premier temps de déterminer que les matériaux des deux échantillons ont en grande partie la même composition chimique.

La personne pour qui ont été faites ces analyses nous ayant indiqué que la ruine en question avait par le passé été couverte de nids d’oiseaux, nous avons comparé les spectres des échantillons avec le spectre de l’hydroxyapatite (ou hydroxylapatite), un hydroxy-phosphate de calcium de formule Ca5(PO4)3(OH) et nous avons pu constater la grande similitude entre les trois spectres (cf. figure ci-après).

Les autres propriétés des échantillons testés (propriétés chimiques et optiques) ont permis de confirmer qu’ils contenaient effectivement de l’hydroxyapatite.

Comparaison des spectres des échantillons avec le spectre de hydroxyapatite issu du site http://rruff.info/hydroxylapatit/display=default/R050512

Nous avons donc pu informer notre client que la ruine romaine était recouverte, non pas de polychromies, mais d’hydroxyapatite qui s’est très probablement formée suite à la réaction entre les fientes d’oiseaux – riches en phosphates – et la chaux présente dans les matériaux de la ruine.

Les fientes d’oiseaux peuvent former des dépôts ou encroûtements sur les bâtiments qui peuvent ressembler à des restes de peinture ou de badigeon.