L'empâtement est une peinture épaisse appliquée sur la toile dans une quantité qui la fait se détacher de la surface. Le relief des empâtements augmente la perceptibilité de la peinture en augmentant ses propriétés de texture réfléchissant la lumière. Les scientifiques savent que Rembrandt, quintessence de l'âge d'or hollandais, obtenu l'effet empâtement en utilisant des matériaux traditionnellement disponibles sur le marché néerlandais de la couleur du 17ème siècle, à savoir pigment blanc de plomb (mélange d'hydrocérusite Pb 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 et cérusite PbCO 3 ), et les milieux organiques (principalement l'huile de lin). La recette précise était, cependant, inconnu jusqu'à aujourd'hui.

Plumbonacrite, Pb 5 (CO 3 ) 3 O(OH) 2 est le mystérieux, ingrédient manquant de l'effet empâtement, des chercheurs des Pays-Bas et de France ont découvert. Il est extrêmement rare dans les couches de peinture historiques. Il a été détecté dans certains échantillons de peintures du 20e siècle et dans un pigment de plomb rouge dégradé dans une peinture de Van Gogh. "Nous ne nous attendions pas du tout à trouver cette phase, comme c'est si inhabituel dans les tableaux des maîtres anciens, " explique Victor Gonzalez, auteur principal de l'étude et scientifique au Rijksmuseum et à l'Université de technologie de Delft. "Quoi de plus, nos recherches montrent que sa présence n'est pas accidentelle ou due à une contamination, mais qu'il est le résultat d'une synthèse voulue, " il ajoute.

Le synchrotron européen, ESRF, joué un rôle essentiel dans ces découvertes. L'équipe a échantillonné de minuscules fragments du Portrait de martre Soolmans (Rijksmuseum), Bethsabée (Le Louvre) et Suzanne (Mauritshuis), trois des chefs-d'œuvre de Rembrandt. Grâce aux lignes de lumière de l'ESRF, ils ont quantifié les phases cristallines dans l'empâtement de Rembrandt et dans les couches picturales adjacentes, modélisé la morphologie et la taille des cristallites pigmentaires et obtenu des cartes de distribution de phase cristalline à l'échelle microscopique.

Les échantillons mesuraient moins de 0,1 mm, nécessitant le faisceau faible et intense délivré par le synchrotron. Les scientifiques les ont analysés sur deux lignes ESRF, ID22 et ID13, où ils ont combiné la diffraction des rayons X à haute résolution angulaire (HR-XRD) et la diffraction des micro-rayons X (µ-XRD). "Autrefois, nous avons déjà utilisé avec succès la combinaison de ces deux techniques pour étudier les peintures à base de blanc de plomb. Nous savions que les techniques peuvent nous fournir des motifs de diffraction de haute qualité et donc des informations subtiles sur la composition de la peinture, " explique Marine Cotte, scientifique à l'ESRF, Lauréate du Prix Descartes-Huygens 2018 pour ses recherches sur la conservation de l'art.

L'analyse des données a montré que Rembrandt avait intentionnellement modifié ses matériaux de peinture. "La présence de plumbonacrite est révélatrice d'un milieu alcalin. D'après des textes historiques, nous pensons que Rembrandt a ajouté de l'oxyde de plomb (litharge) à l'huile à cette fin, transformer le mélange en une peinture pâteuse, " explique Cotte.

Cette percée ouvre la voie à la préservation et à la conservation à long terme des chefs-d'œuvre de Rembrandt. Cependant, le nombre d'échantillons étudiés n'est pas assez important pour évaluer si les empâtements de blanc de plomb contiennent systématiquement de la plumbonacrite. "Nous travaillons avec l'hypothèse que Rembrandt aurait pu utiliser d'autres recettes, et c'est la raison pour laquelle nous étudierons des échantillons d'autres peintures de Rembrandt et d'autres maîtres hollandais du 17e, dont Vermeer, Hals, et peintres appartenant au cercle de Rembrandt, " explique Annelies van Loon, scientifique au Rijksmuseum.

De plus, l'équipe reconstruira des échantillons spécifiques ressemblant à des empâtements, les préparer et les vieillir sous CO 2 -riche et CO 2 -atmosphères libres (pour évaluer l'origine des carbonates dans la plombonacrite) et en conditions humides et sèches (pour évaluer l'effet de l'eau).