Noircissement des pigments de cuivre dans les peintures murales : impact de la technique de fresque et de la composition chimique des pigments

Quand des murs anciens éclatants deviennent sombres

Les visiteurs d’églises et de villas historiques s’émerveillent souvent devant des bleus et des verts intenses peints il y a des siècles — pour constater que beaucoup de ces couleurs se sont ternies ou sont devenues presque noires. Cet article examine pourquoi certains des pigments à base de cuivre qui donnaient autrefois aux fresques leurs teintes vives s’assombrissent progressivement, tandis que d’autres restent étonnamment stables. Comprendre cette transformation lente aide les conservateurs à protéger des peintures murales irremplaçables avant que leurs couleurs ne disparaissent définitivement.

Pourquoi les couleurs de cuivre étaient si prisées

Pendant des millénaires, les artistes du bassin méditerranéen ont utilisé des minéraux de cuivre pour créer des bleus et des verts saisissants sur les enduits. Des pierres naturelles comme l’azurite (bleu profond) et la malachite (vert), des versions synthétiques appelées verditers, le fameux pigment vitré bleu égyptien et le minéral verdâtre chrysocolle ont tous joué un rôle important. Plus tard, un acétate de cuivre synthétique connu sous le nom de vert-de-gris a apporté des verts brillants et translucides. Ces pigments étaient souvent appliqués en technique de fresque, où la couleur est brossée sur un plâtre à base de chaux encore frais et humide, de sorte que la peinture et le mur durcissent ensemble en une seule couche.

Plâtre frais : un environnement difficile pour les pigments

En fresque vraie, les pigments sont mélangés à de l’eau et déposés sur un mortier limoneux encore humide, fortement alcalin et riche en humidité. À mesure que le plâtre sèche, il réagit avec le dioxyde de carbone de l’air, transformant la chaux en carbonate de calcium et verrouillant la peinture. Les auteurs ont recréé ce processus en appliquant huit pigments de cuivre différents sur des maquettes de mur, puis en observant les changements de couleur pendant 28 jours puis après un an. Ils ont aussi confronté leurs observations à une batterie de techniques — microscopie, méthodes par rayons X, infrarouge et spectroscopie photoélectronique sensible à la surface — afin d’identifier quelles modifications chimiques et structurales correspondaient aux noircissements observés.

Quels pigments noircissent — et comment

Les résultats montrent que la chimie joue un rôle majeur. Les carbonates de cuivre (azurite et malachite, naturelles et synthétiques) se sont le plus noircis et présentaient des particules creusées et des « halos de réaction » là où le pigment touchait le plâtre alcalin. Le vert-de-gris a eu un comportement différent : plutôt que de former une couche picturale cohérente, il est devenu poudreux et parcellé, avec des teintes allant du bleu au brun-noir. En revanche, les silicates de cuivre livrent un tableau plus nuancé. Le bleu égyptien est resté remarquablement stable — toujours bleu et protégé par une couche compacte de chaux — tandis que la chrysocolle n’a montré qu’un léger assombrissement, principalement là où de petites impuretés riches en cuivre, cobalt ou fer étaient présentes. Ces observations suggèrent que non seulement le pigment principal, mais aussi ses impuretés minérales et la taille des particules influencent la vitesse et l’intensité du changement de couleur.

Noircisseurs cachés : au-delà du simple oxyde noir

Une explication de longue date du noircissement dans ces peintures est la formation de ténorite, un oxyde de cuivre noir. L’étude a identifié ce composé dans certains tests à base d’azurite, mais pas suffisamment souvent pour expliquer tout le noircissement visible. À la place, les analyses de surface ont révélé une augmentation du cuivre sous des états d’oxydation inférieurs — des formes de cuivre chimiquement plus « réduites » que le pigment d’origine. Ces espèces réduites du cuivre, souvent peu cristallines ou presque amorphes, peuvent former des couches de surface très sombres et absorbantes qui échappent aux méthodes cristallographiques classiques. Les auteurs ont également observé des signes que le carbone présent dans l’air ambiant — particules de suie, molécules organiques volatiles et autres contaminants carbonés — se trouve piégé dans le plâtre lors du séchage et peut favoriser cette réduction du cuivre, surtout en conditions humides et alcalines.

Quelles implications pour la sauvegarde des murs peints

Concrètement, l’étude montre que le noircissement des pigments de fresque à base de cuivre n’est pas dû à une réaction unique et simple. Il résulte plutôt d’une combinaison d’humidité, d’alcalinité élevée, de la chimie précise du pigment, de fines impuretés minérales et de modifications subtiles de l’état électronique du cuivre. Les pigments carbonatés et acétatés de cuivre se révèlent particulièrement fragiles, tandis que les pigments à base de silicate comme le bleu égyptien sont bien plus robustes. Pour les conservateurs, cela signifie qu’identifier correctement le type de pigment de cuivre — et son origine — peut orienter les choix de nettoyage, de traitement et de contrôle environnemental. Éviter des produits fortement alcalins et limiter l’exposition aux polluants et aux poussières riches en carbone peut aider à ralentir le noircissement, offrant aux bleus et verts historiques une meilleure chance de survivre pour les générations futures.

Citation: Jiménez-Desmond, D., Arizzi, A., Ricci, C. et al. Blackening of copper pigments in wall paintings: impact of the fresco technique and the chemical composition of the pigments. npj Herit. Sci. 14, 190 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02461-3

Mots-clés: peintures murales en fresque, pigments à base de cuivre, noircissement des couleurs, conservation des œuvres d'art, bleu égyptien