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Gariani , Gianluca , 1989-....

Goubard , Fabrice , 19..-....

Bouquillon , Anne , 1962-....

Barboux , Philippe , 1958-....

Pérez Arantegui , Josefina

Bromblet , Philippe , 1961-....

Université de Cergy-Pontoise , 1991-2019

École doctorale Sciences et ingénierie , Cergy-Pontoise, Val d'Oise

Laboratoire de physico-chimie des polymères et des interfaces , Cergy-Pontoise, Val d'Oise

Fondation des Sciences du Patrimoine

Déchiffrer les matériaux, l'origine, et les procédés de fabrication des "Madonne di gesso" : étude technique de reliefs en stuc des maitres sculpteurs de la Renaissance Italienne. , Gianluca Gariani ; sous la direction de Fabrice Goubard et de Anne Bouquillon

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Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)

Partenaire(s) de recherche : Laboratoire de physico-chimie des polymères et des interfaces (Cergy-Pontoise, Val d'Oise) (Laboratoire), Fondation des Sciences du Patrimoine (Fondation)

Autre(s) contribution(s) : Fabrice Goubard, Anne Bouquillon, Philippe Barboux, Josefina Pérez Arantegui, Monica Galeotti, Philippe Bromblet, Samy Remita, Lise Leroux, Marc Bormand (Membre(s) du jury) ; Philippe Barboux, Josefina Pérez Arantegui (Rapporteur(s))

Thèse de doctorat Chimie - Cergy Cergy-Pontoise 2019

Dans l’Italie de la Renaissance ont été largement diffusées des séries de reliefs en «stuc», souvent représentant la Vierge etl’Enfant, créées à partir des modèles de grands sculpteurs de l’époque. Malgré leur présence très abondante dans les collectionsde musées, très peu d’études d’envergure ont été entreprises sur le matériau constitutif. Dans cette thèse, intégrée dans le projetESPRIT, grâce à la mise en oeuvre d’un protocole analytique multiple permettant la caractérisation multi-échelle du stuc, trois axesde recherche ont été explorés : l’identification du matériau et des témoins de leur mise en oeuvre, l’origine des matières premièreset l’étude de la sérialité des productionsLes analyses par XRD, SEM-EDX et PIXE révèlent que les 30 reliefs du corpus sont constitués de stucs gypseux, contenant 40-44wt% CaO pour 52-56 wt% SO3. Les mesures par PIXE et LA-ICP MS des éléments traces d’une part et l’étude de la forme des poreset l’estimation du taux de gâchage par SR-μCT d’autre part permettent de mettre en évidence un ensemble de plus de 20 oeuvresprésentant les mêmes caractéristiques. Cette constatation confirmerait l’hypothèse d’une zone de production majeure, peut-êtreFlorence selon les historiens d’art. Des variations légères dans les proportions d’éléments traces, dans le taux de gâchage ouencore dans les microstructures peuvent être des indices d’ateliers différents, mais toujours autour de Florence. L’analyseminéralogique et géochimique ou isotopique d’une trentaine d’échantillons de matériaux gypseux provenant de 3 carrières degypse et d’albâtre proches de Florence montre que les carrières miocènes seraient peut-être les sources d’approvisionnement enmatière première.Des proportions différentes de minéraux accessoires, notamment des argiles plus ou moins riches en Potassium et Magnésium,ainsi que des teneurs différentes en éléments traces dont des terres rares, des mésopores de formes différentes, indices d’unegranulométrie différente de la matière première utilisée ont été détectés dans quelques oeuvres. Créées d’après des modèles parDonatello (et Bellano) et Rossellino, deux artistes ayant résidé dans plusieurs régions d’Italie, ces oeuvres ont peut-être étéréalisées dans d’autres lieux que l’espace florentin, comme le nord de l’Italie.En parallèle, des tests ont été réalisés par THz-TDI et par radiographie X/tomographie, pour tenter de mettre en évidence demanière non destructive la stratigraphie des différentes couches de plâtre, témoin de la mise en oeuvre des matériaux lors dumoulageEnfin, l’aspect sériel des productions a été abordé à travers l’analyse par scan 3D, de 3 séries de tirages appartenant à 3 modèlesd’après Donatello, Desidério da Settignano et Rossellino. Les données obtenues permettent de comparer et de quantifier lessimilitudes et les différences d’un tirage à l’autre et de proposer ensuite une chronologie dans les tirages et de vérifierl’appartenance de chaque pièce à une même génération de moulages.

The production of devotional reliefs flourished in 15th century Florence, where original marble models from Renaissance Masters were moulded to be reproduced in series. Among the materials mostly used to this purpose was the so-called “stucco”. Despite the wide diffusion of stucco reliefs, details concerning their constitutive materials and manufacturing processes are fragmentary and poorly studied. In the framework of a multidisciplinary project fostered by the Louvre Museum, this thesis explored three research lines in order to: 1) identify and characterise stucco mineral constituents; 2) determine raw material provenance; 3) investigate manufacturing techniques and serial casting processes.A multi-analytical approach was devised to investigate composition (SEM-EDX, PIXE, LA-ICP-MS) and structure (XRD, FEG-SEM, SµCT) of micro samples obtained from 30 representative artworks attributed to 7 Florentine Masters.Results showed that all the artworks are made of a gypsum based stucco (40-44 wt% CaO and 52-56 wt% SO3) with secondary mineral phases (anhydrite, calcite, dolomite, celestine and clay minerals) in few weight percentage maximum.PIXE and LA-ICP MS trace elements analyses, the study of W/P ratio and pores morphology by SEM-EDX and SµCT, pointed out that about 20 reliefs present similar compositional and structural parameters. This confirms the hypothesis of common practices and of a common production centre according to the Florentine attribution of the artworks.A geological survey was performed in 3 quarries in the surroundings of Florence and the provenance of the raw gypsum was investigated by means of geochemical and isotopic composition. In particular synsedimentary clay minerals with variable amounts of K, Mg and Fe, related trace elements (e.g. Ti and REE), and multi isotopic fingerprint (S, O, Sr) have been tested as provenance markers. Usefulness and pitfalls of the approach were verified through a first promising comparison with data obtained on stucco reliefs. Miocene quarries seems to have compatible signature with the ones measured on artworks.Nonetheless, small differences related both to accessory minerals proportions, to trace element contents, and to pores microstructures suggest that some of the stucco reliefs after models of Donatello and A. Rossellino might have been produced following different practices or particularly by using different raw materials. These evidences, corroborated by the activity of these artists in many Italian regions, raise the hypothesis of the production of these casts outside the Florentine area.In parallel, THz-TDI, Xray radiography and Computed Tomography were tested for the non-invasive investigation of the internal stratigraphy of plaster layers possibly revealing different manufacturing techniques.Finally, serial manufacturing techniques were investigated on 3 groups of replicas belonging to 3 models after Donatello & B. Bellano, D. da Settignano and A. Rossellino. Structured light 3D scanner and mesh comparison of the 3D models obtained on stucco casts proved to be a very useful tool. The method allowed to measure millimetric differences of shapes and topography among reliefs stored at the Louvre, Bargello and Bardini Museum. This helped to find direct correlations between casts, to verify which ones were most likely produced with the same mould, and to propose a chronology within the same casting series.Results obtained disclosed new and important insights on the practices of 15th century Florentine botteghe and on the manufacturing of these artworks. This work and the large set of data produced will also provide solid basis for further investigations and will hopefully prompt interest on this topic worth to be studied with increased attention.

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