Tension au séchage de papiers de restauration . (allongement, Bulle, Bolloré, Kraft)

Voici le printemps, ses jolies fleurs dans les champs et les jeunes stagiaires de classe de 3éme.
Je vous présente Camille. Elle est là; devant moi, moi devant elle, qui est le plus intimidé ?
Que lui donner à faire qui ne la fasse pas tomber dans un abîme d’ennui, comment ne pas la dégoûter définitivement de la peinture ?
Lui faire nettoyer les pinceaux ? Ils sont déjà propres. Lui demander de relancer au téléphone tous les conservateurs de la région ? Je n’ose. Et dire que je viens de finir de gratter douze mètres carrés de colle de pâte au revers d’une toile. Oh misère !

Enfin une idée et comme je suis bon camarade je la partage car comme dis le dicton Lyonnais : « stagiaire en été, ragots toute l’année », non pas celui-ci, l’autre : « ne te moques pas du stagiaire de ton collègue, tu pourrais en avoir un l’année prochaine ».

L’idée est de faire un montage très simple pour mesurer la tension développée au séchage par quelques papiers utilisés en restauration.
Le principe de cette manip est globalement identique à celui décrit dans l’article de
Josée Delsaut et Roseline Durand : Mesure de la force de rétraction des papiers, CRBC 1989, p 64-66 1.
Le dispositif comporte des éléments de récupération trouvés dans l’atelier :
- une planche de bois de 80 X 15 cm.
- une équerre métallique.
- Un morceau de tige filetée avec un écrou, diamètre 4 ou 6 mm.
- Un ressort du type de ceux des lampes d’architecte (dynamomètre du pauvre).
- Une tige de métal d’une longueur de 10 cm et de diamètre 2 ou 3 cm.
- Un peu de Béva film.
- Des bouts de tasseaux.
- Un timer.

L’équerre est fixée en haut de la planche, la vis la traverse. L’écrou servira pour le réglage de la tension au début de chaque mesure. Une boucle du ressort est passée dans un trou percé à l’extrémité de la vis.
La tige métallique est coincée dans un morceau d’in tissé fort, replié sur lui-même et collé à la Béva. La seconde boucle du ressort vient accrocher la tige.
En bas de la planche, deux morceaux de bois maintenus avec un serre joint feront office d’étau pour l’éprouvette.
Les éprouvettes mesurent 10 x 50 cm, leur plus grande dimension est découpée dans le sens travers. L’une des extrémités du papier est pris dans l’étau, l’autre collée sur l’in tissé avec de la Béva.

Avant de tester les papiers, il convient de tarer le ressort. Pour cela nous avons accroché une bouteille d’eau en plastique au ressort et progressivement rempli la bouteille de 50 en 50 ml d’eau et mesuré l’allongement respectif du ressort sur une règle collée à la planche.
La raideur du ressort s’est montrée régulière dans la plage de mesure prévue, entre 0 et 500 g.


Voici deux images pour illustrer l'étalonnage du ressort de ce ban de tests que le C2RMF nous envie et Camille occupée à relever les données de tension du papier bulle.

A tour de rôle, les éprouvettes sont fixées sur l’étau et l’in tissé. Une longueur de 50 cm est laissée libre, puis humidifiée. Après quelques minutes, l’eau en excès est essuyé et l’allongement du papier mesuré.
L’allongement relatif représente le rapport entre l’allongement mesuré (déformation) et la dimension initiale de l’éprouvette.
Ce qui s’exprime sous la forme :
E = dimension du papier mouillé – dimension papier sec
dimension papier sec
Ou : E (en pourcentage) =
L-L0 x 100
L0
Les valeurs obtenues sont pour les différents papiers lors de nos essais sont :
E du papier Kraft : 2%
E du papier bulle 125g : 2,6%
E du papier « Bolloré »NH 12 SD : 5%
E du papier « Bolloré » NH 22 SD : 6%

(Le forum a refusé le caractère de police utilisée pour l'allongement relatif et l'a remplacer par un E, à ne pas confondre avec le caractère habituellement pris pour le module d'élasticité)

L’éprouvette humidifiée est placée sur le « ban de test » et le ressort est taré de façon à exercer la traction la plus faible possible. C’est l’opération la plus délicate.
Le séchage du papier est accéléré par des lampes infra rouge. La température enregistrée en surface est de 35°C.
Les mesures sont notées.
Les points de mesure sont réalisés toutes les deux minutes, quand la tension du papier débute. La rétraction de l'éprouvette est relevée sur une règle graduée fixée en face du ressort. Un petit bout de film plastique coincé entre deux spires du ressort permet une lecture précise sur la règle.

Pour tous les papiers, une tension maximale est atteinte. Après un palier de quelques minutes, les lampes infarouge sont éteintes et la tension diminue légèrement sous l’effet d’une reprise d’humidité ambiante. C’est cette tension qui est alors enregistrée.
Ce séchage est certes artificiel et peut influencer les valeurs des tensions enregistrées mais il est proche des conditions d’un refixage avec passage d’une spatule chauffante ou d’un fer.

Les tensions de rétraction des papiers obtenues lors de nos essais sont les suivantes :
Tension du papier Kraft : 17 N/m
Tension du papier bulle 125g : 31 N/m
Tension du papier NH 12 SD : 13 N/m
Tension du papier NH 22 SD : 17 N/m

Les données recueillies sont reportées sur le graphique ci-dessous.



Ces tests simples révèlent des résultats parfois différents de ceux obtenus par Josée Delsaut et Roseline Durand.
Nous trouvons ainsi un allongement relatif de 6% pour le NH 22, contre seulement 2,77% pour le Bolloré de 24g 2 dans l’article du CRBC.
Cette différence peut résulter de la manière d’humidifier le papier (si les papiers sont les mêmes).
Josée Delsaut et Roseline Durand avaient « détrempé recto verso avec un pinceau » les éprouvettes. Nous avons opéré selon le même principe mais en étirant légèrement le papier, ce qui ce rapproche du geste fait lors de la pose d’un cartonnage sur une peinture et nous a donné un allongement relatif de 6%.
Nous avons donc testé une seconde éprouvette de NH 22 mais en modifiant l’humidification du papier. Cette fois l’éprouvette est juste trempée dans l’eau puis laissée à plat quelques minutes pour lui permettre de se relaxer. L’allongement relatif est dans ce cas de 4%.


Pour le papier « Bolloré » NH 12 l’allongement diminue également de 5 à 3,6%
La même expérience faite avec le papier bulle montre que le type d’humidification ne modifie pas son allongement. Le papier bulle est plus résistant que le Bolloré et son allongement résulte du seul gonflement radial de fibres lors de l’absorption de l’humidité sans être influencé par un écartement mécanique des fibres sous l’action du pinceau.

Nous avons comparé les tensions au séchage du NH 22 en fonction de son allongement au mouillage (cf. graphique suivant). Il apparaît clairement que l’éprouvette la plus « étendue » lors du mouillage offre une tension inférieure au séchage.
Ces tests n'ont pas de valeur scientifique, mais ils sont simples à mettre en œuvre et à réaliser pour des stagiaires.
Ils permettent également de vérifier la tension au séchage de certains papiers dont les caractéristiques techniques ne sont pas toujours suivies ou des papier différents vendus sous le même nom.




Notes :
1) Delsaut et Roseline Durand : Mesure de la force de rétraction des papiers,
revue Conservation Restauration des Biens Culturels éditée par l’Association des restaurateurs d’art et d’archéologie de formation universitaire, CRBC 1989, p 64-66.

2) Si le papier utilisé pour les tests est du « Bolloré », sa masse surfacique est alors bien de 22g/m2 et non 24g/m2 comme nous l’on précisé les responsables techniques de l’usine de production.

Fournisseurs :
- papier kraft : Bergerac emballage, 24100 Bergerac
- bulle à dessin, 125g/m2, ref : 52107, papeterie Canson. Ce papier n’est plus référencé dans le catalogue Canson.
- Papier Bolloré : en fait, ce papier produit pour son usage en restauration d’œuvres d’art, n’est plus fabriqué par Bolloré depuis une dizaine d’année et ne devrait plus s’appeler ainsi. L’usine qui continue à produire ce papier s’est appelée « Papeteries de Cascadec » et appartient aujourd’hui au groupe « Glatfelter »
Le papier 22 g/m² utilisé pour ces mesures vient en direct de l’usine, et le papier 12 g/m² provient de CTS France sous le nom de NH 12 SD
Il va falloir remplacer dans nos dossiers la mention « papier Bolloré » par papier Glatfelter 222 L et 212 L, c’est beaucoup moins bling-bling.

Bluffant !
Mais j'ai deux questions.
1. Le papier kraft : brun calandré ou blanc non calandré ?
2. C'est pour quand le prochain stagiaire et ce sera quoi le programme cette fois ? car moi je suis fan.

ha le coquin !
je comprend aujourd'hui cette commande de papier spéciaux passée cet automne...

mais je ne fais pas encore le lien avec les patrons reçus dernièrement des différents types de hamac avec les caractéristiques mécaniques des matériaux à employer.

Ça ressemble bigrement à une guillotine, mais je vous assure que la stagiaire s'en est sortie vivante.
Pour le kraft, c'est du blanc non calandré.

Le prochain stagiaire devrait travailler sur la tension des toiles, mais j'espère réussir lancer une "grande" enquête/débat sur le sujet auparavant.

Dis-moi Christian, quel était l’intérêt pour toi (et ta charmante stagiaire) de réaliser à nouveau ces tests (en dehors du fait de l’occuper en tout bien tout honneur)? Les résultats de Josée Delsaut et Roseline Durand de 1989 te paraissaient faux, ou du moins ne reflétaient pas tes expériences pratiques (je pense notamment à ceux du papier Bolloré)? Cherches-tu à démontrer qu’en dehors du bulle, la méthodologie mise en œuvre (le type de mouillage du papier) influence de façon caractéristique l’allongement ?

merci christian, tes résultats de test confirment les échanges que nous avions eu sur le mode d'application d'une protection en fonction de l'état de soulèvement de la couche picturale.
Encore merci pour cet exposé sur le mode opératoire, le graphique, et le reste... SUPER!

Olivier très sympa le dessin!, j'avais reconnu christian!

à +
anne

Pour te répondre Olivier, je dirais que l'intérêt premier était de trouver une occupation intéressante, indépendante et valorisante pour ma stagiaire.
Le second était sincèrement de vous faire partager cette manip assez simple à réaliser.
Évidemment, au fur et à mesure et à la vue des résultats obtenus, la comparaison avec ceux donnés par Josée Delsaut et Roseline Durant est venue pimenter le travail.
Nos résultats sont différents mais le plus important est de pouvoir comparer entres eux les papiers utilisés au sein d'un même atelier.
Volontairement, je n'ai pas insisté sur les différences entre les résultats des séries deux tests. En premier lieu parce que les "instruments de mesures" ne sont pas identiques et qu'il plane un doute sur la correspondance des papiers. Josée Delsaut et Roseline Durant testent un "Bolloré" de 24 g/m² alors que le papier produit par la papeterie pèse 22g/m². Quand est-il réellement? De même pour le papier bulle, elles travaillent avec un papier de 80g/m² et nous avec un 125g/m².

Olivier, tu me demandes si les résultats de 1989 me paraissaient faux, ou du moins ne reflétaient pas mes expériences pratiques ?
Me voici bien coincé. Car pour ma part je suis plein d'admiration pour ces deux étudiantes (elles l'étaient à l'époque), qui se sont lancées toutes seules semble t'il dans ces essais et leur publication dans CRBC.
Mais puisque tu me poses une question, je vais essayer d'y répondre. Les résultats sont-ils faux? Il est évident que je me suis posé des questions. J'ai retourné les chiffres dans tous les sens et quand j'ai pensé avoir compris, patatras, plus rien ne marchait.
La comparaison la plus simple à faire, concerne l'allongement du "bolloré". On mouille et on mesure. Impossible de se tromper. J'ai refais plusieurs fois la manip, avec un résultat quasi identique. Avec le même type d'application, elles trouvent un allongement de moitié égal à celui de nos essais.
Mais on t'elles pensé à multiplier par deux l'allongement mesuré sur leur éprouvette de 54 cm pour avoir un allongement relatif exprimé en mètre? Car alors l'allongement passerait à 5,12%, ce qui est comparable avec nos résultats !
Toute fois, cette "explication" n’est pas valable pour le papier bulle. Patatras !!!! Mais elles travaillent avec un papier de 80g/m² et nous avec un 125g/m².

La comparaison de ces tests nécessiterait que Josée Delsaut et Roseline Durant participe à la discussion, je n’ai malheureusement pas trouvé leur adresse dans l’annuaire de la Fédé.
Si quelqu’un peu me renseigner, d’avance merci.

Pour ce qui est de l'influence du mouillage sur l'allongement relatif du papier, elle est évidente pour les papiers de faibles grammage que sont les deux "Bolloré"

Piqué par la curiosité, j’ai continué des essais avec les papiers de l’atelier, mais il me semble plus intéressant d’élargir la gamme des papiers et pour cela j’ai besoin que vous me disiez précisément les papiers que vous employez. Dans un second temps, je vous demanderai des échantillons de ceux que je ne possède pas et qui reviennent le plus souvent dans vos réponses.

Citation :

Mais on t'elles pensé à multiplier par deux l'allongement mesuré sur leur éprouvette de 54 cm pour avoir un allongement relatif exprimé en mètre? Car alors l'allongement passerait à 5,12%, ce qui est comparable avec nos résultats !

avis perso : Difficile de croire qu'elles aient oublié cette conversion, surtout dans le cadre d'une publication?

Christian, aurais tu du papier barrière pour faire l'expérience? (utilisé comme couche d'intervention pour certains marouflages de papier sur toile).
merci

anne

je suis d'accord avec toi, l'erreur de conversion est peu probable. C'est pour cela qu'il serait bon que les deux auteurs se joignent à nous pour en discuter.
Je n'ai pas de papier barrière, est ce un type particulier de papier, on son nom vient-il de sa fonction?

CANSON PAPIER BARRIÈRE Papier très blanc. Sans azurant optique, sans acide, avec réserve alcaline, antifongique. Recommandé pour les intercalaires, charnières (reliure), encadrement (recouvrir un biseau, isoler un sujet d'un fond acide), ... que l'on trouve chez stouls

je me renseigne sur les différents grammages

je te tiens au courant

Ma demande de renseignements sur les papiers que vous employez, concerne les papiers de protection, de cartonnage et de tirants.
Pour les papiers intercalaires et autres, les problèmes de mouvements, de tensions et d'interactions demandent des moyens d'investigations et des connaissances dans le domaine des arts graphiques que je n'ai pas! Il faut prendre cela comme un appel aux bonnes volontés.

CM

papier utilisé qui ne figure pas dans ta liste jusqu'à maintenant : Papier Japon Bib tengujo 10 g / m². Je l'utilise pour des facings.