Un scanner multi-usages pour l’imagerie par fluorescence et réfléchance des rayons X et son application à l’art asiatique

Regarder sous la surface des œuvres

De nombreuses peintures historiques cachent des récits juste sous la surface — esquisses antérieures, papiers réutilisés, réparations et choix subtils de couleurs invisibles à l’œil nu. Cet article décrit comment des chercheurs du National Museum of Asian Art ont construit un système de numérisation grand format et flexible capable d’examiner en douceur de grandes œuvres d’art fragiles sans les déplacer hors site ni prélever d’échantillons. En utilisant comme cas d’étude un célèbre paravent japonais décoré d’éventails peints, l’équipe montre comment leur scanner peut révéler les pigments, les dessins cachés et les restaurations antérieures qui, ensemble, racontent la biographie complète d’une œuvre.

Un scanner conçu autour de l’œuvre

Les caméras scientifiques et appareils à rayons X conventionnels sont généralement conçus pour de petits objets, comme des monnaies ou des échantillons de laboratoire. Les grandes œuvres — telles que les peintures murales ou les longs rouleaux — sont difficiles à déplacer et doivent souvent rester à plat, ce qui complique l’analyse détaillée. Pour y remédier, les auteurs ont conçu un système motorisé monté au mur, sur rails, capable de se déplacer sur 4,5 mètres horizontalement et 1 mètre verticalement. Un chariot mobile glisse le long de ces rails et peut accepter différentes « têtes », comme une unité de fluorescence X ou une caméra d’imagerie par réfléchance. Parce que la structure du scanner est ouverte plutôt que fermée, les conservateurs peuvent glisser d’amples panneaux ou paravents en dessous. La même plateforme de déplacement sert plusieurs types d’imagerie, ce qui permet d’économiser de l’espace, de l’argent et du temps d’installation.

Voir les éléments et les couleurs sans toucher la peinture

Le premier outil majeur monté sur le scanner est un système de fluorescence par rayons X (XRF). Quand le faisceau de rayons X frappe la peinture, différents éléments chimiques des pigments émettent des signaux caractéristiques, captés par un détecteur. En s’arrêtant à des milliers de points disposés en grille, le système crée des « cartes d’éléments » montrant où apparaissent le mercure, le plomb, le cuivre, l’argent, l’or et d’autres éléments à travers l’œuvre. Sur le paravent à éventails, ces cartes ont confirmé la présence d’or en coquille et de feuilles d’or dans les vagues et les décors, des détails en argent sur les vêtements et les paysages, ainsi que des pigments rouges et orangés classiques comme le vermillon et le minium. Des motifs subtils — comme des traces d’argent assombri en sulfure d’argent, ou des mélanges inhabituels de fer et de cuivre dans des zones brunes — aident à identifier à la fois les matériaux originaux et les retouches ultérieures.

Utiliser la lumière invisible pour révéler des dessins cachés

Le second outil majeur est une caméra qui enregistre la lumière réfléchie du visible au proche infrarouge, suivie d’une caméra distincte en infrarouge à ondes courtes sur un système commercial. Ces caméras capturent des centaines de bandes colorées étroites, bien au-delà de ce que l’œil humain peut percevoir. En déplaçant le scanner selon une trajectoire lisse de type « push-broom », le système reconstitue des cubes d’images détaillés qui peuvent être traités pour mettre en évidence des pigments spécifiques et des sous-dessins. Sur un panneau d’éventail, des images en infrarouge à ondes courtes ont fait ressortir clairement une esquisse pâle d’un bâtiment et d’une figure — possiblement un moine — bien qu’ils soient à peine visibles en lumière normale. Dans d’autres zones, les signatures infrarouges ont montré des différences entre l’encre et les vagues en argent, révélé des retouches de l’argent détérioré et confirmé des pigments tels que l’azurite, des verts cuivrés ressemblant à la malachite, le blanc coquille et des mélanges donnant des vêtements roses ou des bleus pâles.

Retracer la vie et les réparations d’un paravent japonais

En examinant éventail par éventail, les techniques combinées ont révélé comment le paravent a été fabriqué et modifié au fil du temps. Alors que la palette générale correspond à ce que l’on connaît d’autres peintures du début de l’époque Edo, le scanner a détecté des variations suggérant des supports de papier différents, des sources de pigments distinctes et des interventions de conservation ultérieures. Par exemple, le support papier d’un éventail présente des niveaux beaucoup plus faibles de certains éléments, laissant penser à une origine différente. Les cartes aux rayons X ont détecté du mercure provenant de sceaux encre rouges cachés dans les papiers de doublure du panneau en bois, et non dans la peinture visible. L’imagerie en infrarouge à ondes courtes a même révélé des caractères écrits sur des papiers réutilisés derrière les faces des éventails, visibles seulement lorsque l’équipe de conservation a plus tard relevé les éventails. Ces découvertes montrent comment artistes et restaurateurs ont recyclé des matériaux et comment des couches structurelles sous la peinture influencent ce que les scientifiques observent aujourd’hui.

Pourquoi cela compte pour les musées et le public

L’étude conclut qu’un scanner polyvalent à architecture ouverte peut transformer la manière dont les musées étudient les grandes œuvres. En combinant la fluorescence X et différentes variantes d’imagerie infrarouge sur une plateforme mobile unique, les chercheurs peuvent recueillir des données riches et haute résolution en manipulant au minimum des objets fragiles. L’étude de cas du paravent d’éventails japonais démontre que de tels outils non invasifs peuvent confirmer des pigments traditionnels, repérer des différences subtiles entre panneaux et dévoiler des dessins, écritures et papiers réutilisés cachés qui approfondissent notre compréhension de l’histoire d’une œuvre. Pour les visiteurs de musée et les amateurs d’art, cela se traduit par des récits plus précis sur la façon dont des chefs-d’œuvre ont été créés, modifiés et préservés — et, dans de nombreux cas, par la découverte passionnante d’images et de traces qui n’étaient plus destinées à être vues.

Citation: Clarke, M.L. A multi-purpose large area scanner for x-ray fluorescence and reflectance imaging and its application to Asian art. npj Herit. Sci. 14, 242 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02449-z

Mots-clés: conservation des œuvres d’art, imagerie hyperspectrale, fluorescence par rayons X, peinture japonaise, science du patrimoine culturel