Repeint mais pas oublié : restaurer des peintures perdues grâce au rayonnement et aux mathématiques

Une propriété intrinsèque des peintures, qui les rend à la fois merveilleuses et très ennuyeuses, est le fait qu’elles sont des objets physiques. Parfois, ils survivent à travers les âges en tant qu’artefacts étonnants de leur époque, mais ils sont également susceptibles d’être perdus et même détruits. Parfois, cette destruction est délibérée, comme lorsqu’un tableau est repeint.

Les artistes réutilisent la toile tout le temps – en peignant sur ce qui était déjà là. Parfois, ils peuvent être contraints par un client à modifier une peinture ou à supprimer des éléments entiers d’une scène. Heureusement, de nos jours, nous disposons de nombreuses techniques, impliquant les rayons X et le rayonnement infrarouge, qui peuvent analyser les peintures pour déterminer non seulement la composition de ce que nous pouvons voir à l’œil nu, mais aussi ce qui se trouve en dessous.

Dans certains cas, on peut alors reconstituer ce qui était auparavant caché, retournant à la réalité physique des peintures et des croquis qui n’ont pas vu le jour depuis parfois des siècles.

Les peintures sont comme des oignons

La peinture est une méthode additive, ce qui signifie que, à partir d’une toile vierge ou d’une autre surface, la peinture est appliquée en une ou plusieurs couches, qui peuvent se chevaucher avec d’autres couches. Lorsque vous peignez sur une peinture existante, la nouvelle peinture a tendance à être appliquée sur ces couches existantes. Bien que cela puisse masquer ce qui était à l’origine de l’œil humain, il est possible de retirer ces couches de manière non destructive et de les analyser individuellement.

Les principales méthodes pour ce faire utilisent les rayons X et l’infrarouge. Pendant des décennies, cela signifiait utiliser soit la création d’une image radiographique à partir de l’ensemble du tableau, soit l’éclairage de l’œuvre avec une lumière infrarouge et la capture de l’image réfléchie. Bien que cela fournisse un certain niveau de détail que l’œil nu ne peut pas voir, ces méthodes ne peuvent pas distinguer les couches de peinture, ni des détails tels que des types spécifiques de peintures à base de plomb. Des méthodes plus récentes et plus sophistiquées peuvent fournir ce type d’informations.

Un bon aperçu de ces méthodes provient d’un article de Stijn Legrand et al. (2014), tel que publié dans Sciences du patrimoine. En utilisant l’exemple d’un triptyque du XVe siècle (peinture d’autel à trois panneaux pliants), il est démontré comment ce travail particulier a subi de multiples révisions au fil des ans. Ces modifications impliquaient principalement d’ajouter d’autres enfants de la famille et de déplacer des personnages existants autour de la peinture pour faire de l’espace, ce qui masquait l’arrière-plan déjà peint. Certaines des robes des personnages féminins ont également été rendues plus modestes plus tard, probablement après que l’une des filles soit devenue nonne.

Le Triptyque Moreel, 1485, H. Memling (Musée Groeninge, Bruges, Belgique).  (Un photographe;  (B) le balayage M6 MA-XRF devant le panneau de droite ;  (CE) Images MA-XRF d'une partie du panneau de gauche, montrant Mme Moreel et ses filles (environ 60x40 cm2) ;  (F) gros plan du panneau de droite, montrant W. Moreel et ses fils (environ 40x40 cm2) ;  (GH) images MA-XRF correspondantes ;  (I) schéma clarifiant le changement de position du fils aîné ;  taille de pas : 1 mm dans les deux sens ;  temps de séjour : 0,5 s/pixel.
Le Triptyque Moreel, 1485, H. Memling (Musée Groeninge, Bruges, Belgique). (Un photographe; (B) le balayage M6 MA-XRF devant le panneau de droite ; (CE) Images MA-XRF d’une partie du panneau de gauche, montrant Mme Moreel et ses filles (environ 60 × 40 cm2) ; (F) gros plan du panneau de droite, montrant W. Moreel et ses fils (environ 40×40 cm2) ; (GH) images MA-XRF correspondantes ; (I) schéma clarifiant le changement de position du fils aîné ; taille de pas : 1 mm dans les deux sens ; temps de séjour : 0,5 s/pixel. (Crédit : Stijn Legrand et al., 2014)

Cette information a été glanée à partir d’un balayage macroscopique de fluorescence X (MA-XRF), qui utilise des rayons X pour ioniser le matériau. Le rayonnement émis par le matériau après avoir été ainsi ionisé indique quels éléments élémentaires, comme le plomb, sont présents et en quelles quantités. Comme chaque type et couleur de peinture est composé de différents mélanges de ces éléments, cela nous permet de voir les couches cachées comme une sorte d’image fantôme bien que MA-XRF ne soit pas sensible aux couches.

Bien qu’extrêmement utile, il existe un moyen d’obtenir également la composition exacte des peintures utilisées : la diffraction macroscopique des rayons X (MA-XDR). Au lieu de suivre la fluorescence à l’aide d’un capteur placé derrière le tableau, cette méthode met un capteur en angle avec l’avant, à côté de la source de rayons X :

Installation du prototype MA-XRD à l'Université d'Anvers.  A) Photographie montrant la source du tube à rayons X à micro-foyer (S), équipée d'un double miroir incurvé M et d'un détecteur d'enregistrement des données XRD (D1) et XRF (D2) en transmission : ces composants sont positionnés à proximité d'un tableau monté sur une scène motorisée ;  B) MA-XRD et C) MA-XRF images obtenues en scannant un détail de la peinture montrée en D) : taille du scan : 78×75 mm2, pas de l'image : 0,5 mm dans les deux sens, Dwell time : 2 s/pixel .  Adapté de [Vanmeert F, Janssens K, De Nolf W, Legrand S, Van der Snickt G, Dik J: Scanning Macroscopic X-ray powder diffraction imaging (MA-XRPD): transfer from the synchrotron to the laboratory, submitted].  (Source : Stijn Legrand et al., 2014)
Installation du prototype MA-XRD à l’Université d’Anvers. A) Photographie montrant la source du tube à rayons X à micro-foyer (S), équipée d’un double miroir incurvé M et d’un détecteur d’enregistrement des données XRD (D1) et XRF (D2) en transmission : ces composants sont positionnés à proximité d’un tableau monté sur une scène motorisée ; B) MA-XRD et C) MA-XRF images obtenues en scannant un détail de la peinture montrée en D) : taille du scan : 78×75 mm2, pas de l’image : 0,5 mm dans les deux sens, Dwell time : 2 s/pixel . Adapté de [Vanmeert F, Janssens K, De Nolf W, Legrand S, Van der Snickt G, Dik J: Scanning Macroscopic X-ray powder diffraction imaging (MA-XRPD): transfer from the synchrotron to the laboratory, submitted]. (Source : Stijn Legrand et al., 2014)

En utilisant une combinaison de XRF et de XRD, il est possible non seulement de distinguer les couches de peinture successives, mais également de déterminer la chimie exacte de bon nombre d’entre elles, permettant la distinction entre les nombreux pigments à base de plomb utilisés au cours des siècles passés. De plus, le rayonnement infrarouge – proche infrarouge et moyen infrarouge dans une configuration hyperspectrale – est souvent utilisé pour obtenir des détails supplémentaires qui peuvent être manqués par les méthodes basées sur les rayons X.

Décoller les couches arrière

Mais allons plus loin. Ce que toutes les méthodes à rayons X et IR mentionnées précédemment ont en commun, c’est qu’elles ne font pas de distinction entre les couches individuelles de la peinture. Mais tout comme vous pouvez prendre des radiographies de personnes sous plusieurs angles, vous pouvez également utiliser des tomodensitométries (CT) sur des œuvres d’art.

Pour une tomodensitométrie traditionnelle, il est bien sûr essentiel que le scanner ou l’objet tourne afin que les radiographies puissent être réalisées sous autant d’angles que possible. Bien que cela fonctionne bien pour les corps humains essentiellement ronds et les formes similaires, les objets plats comme les peintures et les panneaux de matériaux composites ne peuvent pas être numérisés de cette manière. Ici, nous voyons qu’au cours des dernières années, il y a eu une vague de recherches dans les domaines de l’art et de la recherche sur les matériaux sur les moyens d’adapter les tomodensitogrammes traditionnels dans une forme qui fonctionnera avec ces objets plats. Cela nous amène à la laminographie calculée (CL).

Charles E. Wood et al. (2019, PDF) rapport sur deux manières différentes d’effectuer une CL sur des sections de polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP). Le but ici est de détecter des défauts dans le matériau composite, tels que des bulles d’air et des fractures. En utilisant à la fois une configuration hexapode et un bras robotique, des scans CL ont été réalisés, suivant à la fois un modèle de scan raster et un angle limité (par opposition à la rotation complète du CT). Les données ont ensuite été assemblées dans le modèle calculé à l’aide de l’algorithme de reconstruction itérative de la technique de reconstruction itérative simultanée (SIRT).

Le chemin de la source et du détecteur pendant le balayage dans le cadre de référence de l'objet xyz.  (Source : SLFisher et al., 2019)
Le chemin de la source et du détecteur pendant le balayage dans le
cadre de référence de l’objet xyz. (Source : SLFisher et al., 2019)

Bien que cela ait donné des résultats utilisables, le positionnement imprécis et les angles réduits ont introduit des artefacts dans le modèle final. SL Fisher et al. (2019) référence Wood et al. dans une étude sur une approche utilisant un équipement de tomodensitométrie tel qu’on en trouve dans les laboratoires et utilisant un seul axe de rotation pour le sujet.

Cette approche semble contourner bon nombre des limitations des configurations CT et CL. En permettant une rotation complète de l’objet numérisé, cela permet essentiellement la gamme complète d’angles, tout en offrant simultanément une plate-forme stable sans les difficultés de positionnement rencontrées par Wood et al.

Bien qu’il ne s’agisse encore que d’une étude de validation de principe, l’approche présentée par Fisher et al. montre qu’il existe des moyens assez simples de mettre en œuvre CL, sans utiliser d’équipement coûteux ou une configuration de numérisation compliquée.

Restaurer ce qui était perdu

XRR et IRR de Dieu n'est pas un saint, en orientation paysage, dévoilant un nu féminin tronqué (du dessus de la tête jusqu'au bas de la poitrine) sous l'image actuelle.  (Crédit : Catherine Defeyt et al., 2018)
XRR et IRR de Dieu n’est pas un saint, en orientation paysage, dévoilant un nu féminin tronqué (du dessus de la tête jusqu’au bas de la poitrine) sous l’image actuelle. (Crédit : Catherine Defeyt et al., 2018)

Au fil des ans, des méthodes comme celles-ci ont été utilisées par des restaurateurs d’art et d’autres pour comprendre non seulement la composition physique d’une peinture, mais aussi les techniques utilisées. Avec CL en particulier, il devient possible de voir les coups de pinceau et la superposition utilisés pour obtenir des effets particuliers. En utilisant XRD pour analyser le pigment spécifique utilisé dans une section repeinte, il est même possible de reconstruire la couleur exacte de cette section. C’était essentiel avec la reconstruction de La pose enchantée par René Magritte (1898-1967), comme documenté par Catherine Defeyt et al. (2018)

Réalisé en 1927, ce tableau disparaît vers 1932. On sait que la situation financière de Magritte l’amène à réutiliser souvent des œuvres anciennes. En examinant d’autres œuvres de cet artiste, il a été découvert lors de scans à rayons X et IR que cette peinture disparue avait en fait été découpée et utilisée pour de nouvelles œuvres.

La reconstruction de ce travail impliquait de numériser des peintures existantes pour trouver les pièces individuelles, de les faire correspondre avec une photo monochrome de l’œuvre prise avant qu’elle ne soit découpée et d’utiliser XRF pour déterminer les pigments utilisés pour les couches de peinture originales. Ces informations ont ensuite été combinées pour reconstituer à quoi aurait ressemblé la peinture originale en couleur. Même si cela ne ramènera pas l’œuvre originale, cela nous donne un aperçu en profondeur de son apparence d’origine.

Rester réel

Dans le monde de l’art, tout est question d’authenticité. Cela devient tout à fait évident chaque fois qu’une œuvre « précédemment inconnue » ou « supposée perdue » de certains maîtres fait surface et que le débat pour savoir si c’est vraiment de ce peintre commence. Un aspect intéressant est de savoir si une version physique reconstruite d’une copie précédemment perdue a quelque chose en commun avec l’original. Avec des rapports récents par exemple d’un Picasso perdu en cours de reconstruction à l’aide d’un réseau de neurones entraîné sur d’autres œuvres de Picasso, il est peut-être préférable de les considérer comme des reproductions.

Il y a quelques années, le Smithsonian Magazine couvrait la reconstruction de sept chefs-d’œuvre perdus. Cet effort a utilisé toutes les preuves photographiques et de témoins oculaires existantes ainsi que les connaissances sur les techniques du peintre pour peindre à nouveau ces œuvres. Même si nous savons que ces œuvres sont aussi proches que possible de l’original, nous savons aussi qu’elles n’ont pas vraiment été peintes par Van Gogh, Monet ou l’un des autres maîtres.

Même ainsi, il y a beaucoup à dire sur le fait d’avoir une copie physique d’un morceau d’histoire qui était autrefois supposé être perdu à jamais, peu importe la durée du débat sur la véritable valeur d’une œuvre d’art.