Une étude pilote évaluant les défis de l’utilisation d’un spectromètre XRF portatif pour les études de provenance des sculptures en bronze

Suivre les œuvres d’art sans laisser une rayure

Lorsqu’une sculpture en bronze change de mains — ou réapparaît soudainement sur le marché — conservateurs et collectionneurs veulent savoir : s’agit‑il d’un tirage authentique réalisé du vivant de l’artiste, ou d’une copie postérieure non autorisée ? Les méthodes de laboratoire classiques peuvent répondre à cette question, mais elles exigent souvent le prélèvement d’un petit échantillon de métal, ce qui est rarement acceptable pour des œuvres de valeur. Cette étude examine si un simple appareil portatif, déjà courant dans l’industrie minière, peut « lire » les couches métalliques et superficielles des sculptures en bronze avec une précision suffisante pour aider à localiser leur fonderie d’origine, sans les endommager.

Un sculpteur, ses fonderies et le problème des copies

La recherche se concentre sur Anton van Wouw, un sculpteur majeur du début du XXe siècle dont les œuvres sont centrales dans l’histoire culturelle sud‑africaine. Parce que son atelier et de nombreuses sculptures furent légués à l’Université de Pretoria, l’histoire de la propriété de la collection est exceptionnellement bien documentée. Van Wouw faisait également appel à seulement quelques fonderies de bronze en Italie et en Grande‑Bretagne, ce qui en fait un cas d’étude idéal : si des différences dans la « recette » du métal et le traitement de surface entre fonderies peuvent être détectées de manière fiable, elles pourraient constituer une sorte de « signature matérielle » reliant chaque sculpture à l’atelier qui l’a produite. Cela pourrait à son tour aider à distinguer les tirages originaux des imitations ultérieures.

Utiliser un scanner portable sur des surfaces complexes

L’équipe a utilisé un spectromètre portatif à fluorescence X (XRF), un appareil qui envoie des rayons X dans le métal et mesure les énergies des rayons X fluorescents renvoyés. Ces énergies révèlent quels éléments sont présents et dans quelles proportions approximatives. À la différence des techniques de laboratoire plus précises, la XRF ne nécessite pas de coupe ni de perçage — un avantage considérable pour les œuvres d’art. Mais les sculptures ne sont pas des échantillons idéaux : leurs parties inférieures sont irrégulières, difficiles d’accès, souvent sales ou couvertes de résidus de moulage, et parfois réparées avec des vis ou des soudures. Des mesures répétées sur des points supposément similaires ont montré que ces complications pratiques créent des variations notables dans les relevés, en particulier pour les éléments présents en faibles quantités.

Ce qui se cache sous la peau colorée du bronze

Les sculptures en bronze sont presque toujours finies par une patine — une couche de surface formée intentionnellement qui leur donne leur couleur et leur caractère. Traditionnellement, les fonderies utilisaient des mélanges à base de composés soufrés et de sels de fer, parfois préparés à partir de recettes improvisées. Initialement, les chercheurs ont tenté de mesurer uniquement le métal nu sous la sculpture, mais ils ont constaté que les difficultés d’accès et les inclusions cachées limitaient la capacité à distinguer une fonderie d’une autre. En revanche, les surfaces patinées supérieures étaient plus lisses et plus uniformes. Les rayons X pouvaient facilement traverser la fine patine et échantillonner à la fois la couche superficielle et l’alliage sous‑jacent. Parce que chaque fonderie avait tendance à utiliser sa propre combinaison de composition métallique et de produits de patine, ce signal combiné s’est révélé être une empreinte utile.

Des empreintes matérielles distinctes émergent

Les analyses de neuf sculptures provenant de trois fonderies ont montré que, malgré le « bruit » des mesures, des différences cohérentes étaient visibles. Par exemple, les bronzes d’une fonderie britannique contenaient davantage de titane, tandis que certaines fonderies italiennes présentaient du chrome ou des teneurs en plomb plus élevées, reflétant des recettes métallurgiques différentes. Des différences dans les traitements de surface étaient également apparentes : certaines patines contenaient clairement des composés de soufre et de potassium, et dans les pièces d’une fonderie la présence de chlore indiquait une patine réalisée avec du chlorure ferrique. Lorsque les spectres provenant de localisations similaires sur le dessus et le dessous d’une même sculpture étaient comparés, la façon dont les pics X étaient partiellement absorbés par la patine confirmait que l’instrument détectait bien le métal à différentes profondeurs. Ensemble, ces traits forment des motifs reproductibles permettant de séparer la production d’une fonderie de celle d’une autre.

De l’étude pilote à un outil pratique

Les auteurs concluent que la XRF portative, utilisée avec prudence, peut fournir des empreintes matérielles significatives pour les sculptures en bronze sans les abîmer. Plutôt que de poursuivre une précision de laboratoire parfaite, ils insistent sur l’importance de motifs reproductibles et de différences relatives entre éléments — exactement le type d’informations nécessaire pour entraîner un modèle d’apprentissage automatique capable d’aider aux questions de provenance. Comme des milliers de ces appareils sont déjà utilisés dans le secteur minier africain, les conservateurs pourraient potentiellement emprunter ou partager des instruments et appliquer la même approche, à condition que chaque modèle soit construit sur des données provenant d’un appareil unique. Cette étude pilote jette donc les bases d’outils non destructifs, accessibles, qui aident musées et institutions patrimoniales à vérifier où et comment ont été fabriqués des bronzes précieux.

Citation: Loubser, M., Forbes, P. A pilot study evaluating challenges using handheld XRF for provenance studies of bronze sculptures. npj Herit. Sci. 14, 227 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02448-0

Mots-clés: sculpture en bronze, XRF portatif, conservation d’art, provenance, analyse de patine