Même Georgia O'Keeffe a remarqué les cloques de la taille d'une épingle qui bouillonnaient à la surface de ses peintures. Depuis des décennies, les écologistes et les érudits ont supposé que ces minuscules protubérances étaient des grains de sable, expulsé du désert du Nouveau-Mexique où O'Keeffe a vécu et travaillé. Mais comme les saillies ont commencé à se développer, se répandre et finalement s'écailler, les gens sont passés de curieux à concernés.

Une équipe multidisciplinaire de la Northwestern University et du Georgia O'Keeffe Museum de Santa Fe, Le Nouveau-Mexique a maintenant diagnostiqué l'étrange maladie de la peinture :les protubérances de la taille d'un micron sont des savons métalliques, résultant d'une réaction chimique entre les ions métalliques et les acides gras couramment utilisés comme liant dans les peintures.

Inspiré par la recherche, l'équipe a développé un roman, outil portatif qui peut facilement et sans effort cartographier et surveiller les œuvres d'art. L'outil permet aux chercheurs de surveiller attentivement les protubérances afin de mieux comprendre dans quelles conditions les protubérances se développent, rétrécir ou éclater.

"Les acides gras libres contenus dans les liants de la peinture réagissent avec les pigments de plomb et de zinc, " a déclaré Marc Walton, professeur-chercheur en science et ingénierie des matériaux à la McCormick School of Engineering de Northwestern, qui a co-dirigé l'étude. "Ces savons métalliques ont commencé à s'agréger, poussez la surface de la peinture vers le haut et formez quelque chose qui ressemble à de l'acné."

« Si nous pouvons facilement mesurer, caractériser et documenter ces saillies de savon maintes et maintes fois avec peu de frais pour le musée, alors nous pouvons les regarder comme ils se développent, " dit Olivier Cossairt, professeur agrégé d'informatique à McCormick, qui a dirigé le développement de la technologie. "Cela pourrait aider les restaurateurs à diagnostiquer l'état de santé et à prescrire des possibilités de traitement pour les œuvres d'art endommagées."

Walton, co-directeur du Centre d'Etudes Scientifiques des Arts, une collaboration entre Northwestern et l'Art Institute of Chicago, discutera des résultats de la recherche et de la technologie lors d'un point de presse le 16 février lors de la réunion annuelle de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS) à Washington, D.C.

Le briefing, "La conservation de l'art s'appuie sur un savoir-faire scientifique avancé, " aura lieu à 9 h HNE au balcon A du Marriott Wardman Park.

Cossairt présentera la recherche lors d'une session scientifique le lendemain. Son discours, "Diagnostiquer une maladie de la peinture avec l'informatique :le cas de Georgia O'Keeffe, " fait partie de la session "Médecine, Computer Science and Art:Learning Through Technology" (8 h à 9 h 30 HNE le 17 février, salle 2, Parc Marriott Wardman).

La session scientifique de l'AAAS est organisée par Francesca Casadio, le directeur exécutif Grainger de la conservation et de la science à l'Art Institute et co-directeur du Center for Scientific Studies in the Arts.

Maladie dangereuse

Presque toutes les peintures de Georgia O'Keeffe ont un certain degré de dommages dus à la formation de savon métallique. Alors que certains des cas d'"acné" sont à un stade précoce de développement et ne peuvent être visualisés qu'avec une imagerie ultraviolette, d'autres sont plus avancés et peuvent être vus à l'œil nu. Les restaurateurs ont restauré certaines des peintures où les dommages sont plus prononcés, mais les saillies continuent de revenir.

"Le taux de détérioration est l'une des questions les plus importantes de l'étude, " a déclaré Dale Kronkright, responsable de la conservation au Georgia O'Keeffe Museum. "Il semble y avoir une certaine corrélation entre le nombre de fois où les peintures ont voyagé dans des expositions publiques et la taille et la maturité de la perturbation de la surface. Plus les peintures ont voyagé, plus il est probable que les protubérances soient plus grandes et plus nombreuses."

Walton et son équipe du Center for Scientific Studies in the Arts étudient à quelle vitesse le processus peut progresser en induisant la détérioration du savon métallique dans les peintures de substitution. Ils ont également des décennies d'informations détaillées du Georgia O'Keeffe Museum, qui documente les différents environnements que diverses pièces ont connus lors de leurs déplacements et de leur exposition.

« Après avoir compris dans quelles conditions environnementales ils ont été, quelle sorte d'humidité relative, quel genre de températures, s'ils ont été exposés à la lumière directe du soleil, alors nous pouvons prescrire un environnement particulier avec des conditions particulières qui permettront à l'œuvre d'art de survivre sur une très longue période de temps, " dit Walton.

Ces découvertes peuvent également être appliquées plus largement au-delà des chefs-d'œuvre d'O'Keeffe. Les protubérances de savon endommagent les peintures à l'huile de toutes les époques.

« Si nous pouvons résoudre ce problème, nous préservons notre patrimoine culturel pour les générations à venir, " dit Walton.

De la science-fiction à la non-fiction

Cossairt compare son outil à main à un « tricordeur » de Star Trek. Les fans de la série se souviendront d'avoir vu leurs personnages préférés utiliser l'appareil de poche pour repérer des zones inconnues, examiner des objets inanimés et diagnostiquer une maladie.

Au lieu d'évaluer la santé d'un humain (ou d'un extraterrestre), l'outil développé dans le laboratoire de Cossairt peut aider à diagnostiquer la santé d'une peinture. Il utilise l'écran LCD et l'appareil photo déjà disponibles sur les smartphones et les tablettes. Avec une simple vague à travers la surface d'un tableau, l'application digère rapidement le travail précis, Structure surfacique 3D, ou la métrologie. Il peut ensuite soustraire la couleur de l'œuvre pour aider les chercheurs à identifier tout écart dans la forme de la surface qui ne provient pas des coups de pinceau ou de la texture de la toile.

"C'est comme le 'tricordeur' des outils de mesure, " a déclaré Cossairt. " Cela peut vous donner des mesures extrêmement précises, mais c'est aussi quelque chose que vous pouvez simplement sortir de votre poche. "

L'application utilise la source lumineuse d'un appareil mobile (le flash LED ou l'écran LCD) pour refléter la lumière sur la surface du tableau et capturer ces reflets avec l'appareil photo. L'image est ensuite traitée par des algorithmes personnalisés développés à Northwestern par Aggelos Katsaggelos pour extraire des informations sur la forme de la surface.

"Nous collectons beaucoup de données de manière efficace, manière réussie, mais ensuite les données doivent être traitées, " dit Katsaggelos, le professeur Joseph Cummings de génie électrique et d'informatique à McCormick. "La technologie utilise l'apprentissage automatique pour distinguer si la texture est une saillie de savon ou quelque chose de bénin comme un coup de pinceau. Ensuite, pour les saillies, nous extrayons des statistiques—la densité, La taille et la forme."

Comparez cet appareil portatif au grand, équipement encombrant qui est actuellement nécessaire pour cartographier la métrologie d'une peinture. La technique principale, appelée imagerie par transformation de réflectance, nécessite un grand dôme de plusieurs sources lumineuses et une configuration coûteuse. Peu de musées peuvent investir dans l'achat et l'entretien de tels instruments.

"Nous essayons de rendre les choses beaucoup plus simples, beaucoup moins cher et plus facilement disponible pour abaisser la barrière à l'usage, " dit Cossairt.

La recherche est soutenue par le National Endowment for the Humanities.