Le portrait de la femme morte a presque 2000 ans, mais il brille de mille feux. Les yeux du sujet sont énormes et sombres, ses sourcils épais, sa bouche dodue. Des colliers de couleurs vives s'enroulent autour de son cou et ses robes sont d'un violet intense. Au IIe siècle de notre ère, ce tableau a probablement été commandé pour orner le corps momifié d'une femme noble de l'Égypte ancienne, en préservant son image pour l'éternité. Et maintenant, les scientifiques utilisent une nouvelle technique d'imagerie pour découvrir les secrets de l'œuvre.
La peinture, conservée à la National Gallery of Art de Washington, fait partie d'un millier de "portraits de Fayoum", des masques de momie créés entre le Ier et le IIIe siècle de notre ère, à l'époque romaine, dans les collections des musées. Les portraits Fayum, qui portent leur nom parce qu'ils se trouvent le plus souvent dans la région égyptienne du Fayoum, associent les styles égyptien et gréco-romain. Ils fascinent les historiens de l'art car ils représentent vraisemblablement des personnes, et ils sont incroyablement réalistes.
Bien que le portrait Fayum du Musée des beaux-arts soit relativement en bon état, les experts se posaient des questions auxquelles il ne serait pas possible de répondre en observant simplement l'œuvre à l'œil nu: quels types de pigments étaient utilisés par l'artiste ancien? Les pigments étaient-ils purs ou mélangés? Quels matériaux ont été utilisés pour lier la peinture?
Dans l'espoir de faire la lumière sur ce processus artistique séculaire, les scientifiques de la National Gallery et de l'Université de Californie à Los Angeles se sont réunis pour analyser le portrait de Fayum avec une nouvelle technique qu'ils ont surnommée "l'imagerie chimique multimodale à l'échelle macroscopique".
L'approche novatrice combine trois technologies existantes - réflectance diffuse hyperspectrale, luminescence et fluorescence X - pour créer une carte très détaillée des caractéristiques chimiques du portrait, qui à son tour révèle des informations auparavant inconnues sur la façon dont la peinture est réalisée.
Les techniques spectroscopiques ont été utilisées dans le passé pour examiner individuellement des points spécifiques d'une œuvre d'art. Mais en intégrant trois technologies différentes, l'équipe de chercheurs de la National Gallery et de l'UCLA a été en mesure d'étendre les mesures ponctuelles au scan du portrait de Fayum, en créant des cartes de données moléculaires et élémentaires pour chaque pixel de sa surface.
«Lorsqu'elles sont combinées, ces techniques sont extrêmement puissantes», déclare à Smithsonian.com Ioanna Kakoulli, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à UCLA. "Cette [analyse] peut aider à déconstruire une technologie ancienne en identifiant sans ambiguïté les matériaux constituant l'objet de l'enquête."
De manière cruciale, la nouvelle technologie d'imagerie est non invasive. Les chercheurs ont pu puiser dans le portrait de Fayum sans avoir à prélever un seul échantillon de peinture. Leurs résultats, publiés dans la revue Scientific Reports, révèlent que l’artiste qui a créé l’image possédait un haut degré de compétence, mélangeant différents matériaux pour produire une gamme de couleurs éclatantes: ocre rouge et plomb pour la peau, noir anthracite et natrojarosite minérale pour le fond vert-jaune, terres de fer et autres pigments pour les cheveux de la femme. En se basant sur les variations de la surface du portrait, les chercheurs ont également pu déterminer que le peintre avait appliqué la peinture à l'aide de trois outils différents: très probablement un pinceau pour cheveux fins, un outil de graveur et une cuillère en métal.
Les experts veulent avoir des informations sur la composition d'une peinture pour deux raisons, explique John Delaney, scientifique expérimenté en imagerie à la National Gallery of Art, dans une interview avec Smithsonian.com . «Premièrement, à des fins de conservation», dit Delaney. «Si vous faites des interventions, c'est bien de savoir ce qui se trouve là-bas… Et l'autre chose, c'est de déterminer la technologie utilisée par ces gens pour construire des œuvres d'art anciennes.
Parmi les autres découvertes significatives, il y avait le fait que la cire d'abeille fondue avait été largement distribuée tout au long du travail. Cela indiquait que l'artiste s'était fondé sur une technique appelée «peinture à l'encaustique», qui consiste à mélanger de la cire avec des pigments pour créer une peinture pâteuse. Avant l'analyse, les chercheurs avaient soupçonné que le portrait avait été fait dans un style encaustique, à l'instar de nombreux autres tableaux de Fayum. La spectroscopie a permis de confirmer que leur intuition était correcte.
D'autres découvertes ont été plus surprenantes. Comme le fait remarquer Kakoulli, l'artiste semble s'être inspiré de scénarios réels. Le violet vibrant de la robe de la femme, par exemple, a été créé avec le lac de la garance, un pigment naturel largement utilisé pour la teinture des textiles. Pour rendre les gemmes vertes de son collier, un sel de cuivre a été mélangé à de la cire d'abeille chauffée - le même processus décrit dans les manuels anciens qui donnaient des indications sur la teinte des pierres afin qu'elles ressemblent à de véritables gemmes.
"J'ai trouvé cela extrêmement intéressant", déclare Kakoulli, "et étonnant que nous puissions atteindre ce [savoir] sans avoir à prélever des échantillons de la peinture."
Avant leur analyse du portrait Fayum, les chercheurs avaient appliqué avec succès l’imagerie multimodale à l’échelle macroscopique aux peintures de maîtres anciens. Mais ils étaient particulièrement désireux d'essayer la nouvelle technologie sur une peinture ancienne, car les œuvres d'art séculaires sont si fragiles et si précieuses qu'il est extrêmement difficile, voire impossible, de les examiner.
«Souvent, ce sont des objets uniques et les conservateurs ne permettent pas l'échantillonnage», explique Kakoulli. "S'ils le font, l'échantillonnage est très limité."
Les chercheurs ont montré que l'imagerie non invasive pouvait fournir des informations fiables sur les méthodes artistiques anciennes. À l'avenir, ils espèrent adapter l'imagerie multimodale à l'échelle macroscopique de manière à ce qu'elle soit plus accessible aux experts qui étudient des objets tels que les peintures murales et l'art de la tombe, œuvres anciennes qui ne se limitent pas aux murs d'une collection de musée.
«La question est de savoir comment utiliser cette technologie, qui existe dans l'atmosphère raréfiée de notre laboratoire, et en faire un équipement pratique que vous pouvez emporter sur le terrain?», Déclare Delaney. "C'est la prochaine étape."
