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Bull . mens . Soc . linn . Lyon, 1991, 60 (2) : V-XVI .

Les minraux et pigments minrauxutiliss comme colorants

Thrse Henzi12 chemin Bellevue, F 69140 Rillieux-la-Pape .

Rsum. - Les colorants minraux sont utiliss depuis la Prhistoire, soi tdirectement comme peintures, soit clans les arts du feu selon diverses techniques .Au cours des sicles, leur synthse a pu tre ralise ce qui a permis d'largi rla palette des coloris . Ils sont toujours d'actualit tant dans le domaine techniqu eque dans celui des arts .

Minerais used as dyestuffs

Summary. - Mineral dyestuffs are known and used since Prehistory, eithe rdirectly as paints or, with particular know-how, in the art of staining glass ,decorating ceramics or painting enamel . In the course of the centuries, manlearned to synthetize them and to enhance the range of colours . They are stil lused in technology and arts .

Historique

Depuis les temps les plus reculs, c'est--dire depuis le Palolithique ,les hommes ont utilis des minraux comme colorants et nous pouvons e nadmirer les traces dans les grottes prhistoriques . Leur palette tait encorerestreinte et comportait les oxydes de fer rouge et noir (hmatite e tmagntite) ainsi que les oxydes de fer hydrats (limonite et goethite) pou rles teintes jaunes. Pour les teintes brunes ils utilisaient de l'oxyde d emanganse et pour le noir, le charbon .

Dans la grotte de Lascaux, on a retrouv ces minraux aussi bien l'tat tritur sur des pierres qu'en morceaux portant des traces d'usure ,ce qui laisse supposer que ces morceaux taient utiliss directement commedes craies pour dessiner. Sur les peintures rupestres, il n'y a ni bleus niverts qui sont trop instables, mais on pense que les hommes prhistorique ssavaient transformer la limonite en hmatite par grillage, c'est--dire, e nchasser l'eau et obtenir ainsi ce pigment rouge sang (Fe :O) .

En Egypte, pendant l'Ancien et le Moyen-Empire, on utilisait couram-ment charbon de bois, gypse, calcaire, ocre rouge et ocre jaune, malachit eet un verre calcique teint en bleu et quelque fois en vert par le cuivre .En effet, l'azurite ne se prte pas comme pigment, parce que trop fragileBull . mens. Soc . linn . Lyon, 1991, 60 (2) .

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(instable) ; c'est pourquoi les anciens la fondaient avec de la silice et ducalcaire, pour obtenir un verre color, en petites boules qu'ils appelaientcaerulea, et qui taient exportes tout autour du bassin mditerranen .Il en a t retrouv dans une boutique de Pompei . Les caerulea taientbroyes et utilises pour des peintures murales, dont un exemple a t trouv Frjus . D'autre part, le cuivre s'utilisait dj pour obtenir desglaures bleues sur cramiques . Pendant le Nouvel-Empire, l'orpiment(As 2 S3) avec sa couleur jaune d'or et le ralgar (AsS) rouge sang sont venu scomplter la palette .

Entre 1000 et 300 avant J .-C., le monde antique apprenait se servir dublanc de zinc (ZnO) et du blanc de plomb ou cruse, qui est un carbonat ebasique de plomb (crusite) et qui restera d'actualit jusqu'au dbut dece sicle. D'autres pigments connus avant notre re comprenaient le miniu m(Pb3O,), qui fut dcouvert en Grce lors de l'incendie d'un bateau chargde cruse (transforme alors en oxyde de plomb), ainsi que le jaune d eNaples, un antimoniate de plomb .

Le naturaliste Pline l'Ancien est notre source principale d'informationsur les techniques des peintures et de leurs matires premires car, lors d el'incendie de la bibliothque d'Alexandrie, presque toute la documentatio nantique sur les sciences naturelles a t perdue. C'est donc lui qui nou srenseigne sur les provenances des diffrentes ocres, du cinabre (HgS), duminium, ce dernier tant souvent confondu avec le prcdent ou utilis pour l'allonger . Pour cette raison, et afin d'viter toute dispute, le matr ed'ouvrage devait fournir lui-mme ce qui s'appelait les couleurs vive squ'taient le cinabre et le bleu d'Armnie (lapislazuli ?) et qui taient le spigments chers . Minium et hmatite mlangs taient utiliss en sous-couch epour le cinabre . Ce dernier venait sous forme de minerai brut d'Almadnen Espagne et tait trait Rome par un concessionnaire d'tat . L'utilisationdu cinabre tait trs rglemente car il s'agissait d'une couleur sacre qu iservait, entre autre, peindre les statues des dieux . Le ralgar, appel sandarca, rare et souvent falsifi, tait un autre pigment rouge . Troispigments blancs sont mentionns par Pline : le Blanc de Paraetoniu m(Ville gyptienne) une craie pleine de minuscules coquillages, le Blanc d eMelos, un kaolin (?) et le blanc de plomb ou cruse qui tait soit extrai ttel quel du sol, soit produit par l'action du vinaigre sur le plomb (probable -ment la galne) . Les noirs taient des suies obtenues par la combustio nde diffrents produits animaux et vgtaux . Pline parle galement de solution ssortant de terre et contenant du sulfate de fer, ce dernier produisant dunoir avec les tannins de certaines plantes ou galles (encre du 19 e sicle) .Le vert de montagne, qu'il appelait chrysocolle mais qui tait en ralitde la malachite, tait beaucoup utilis, ainsi qu'une terre verte appel eterra Appiana . En dernier lieu, Pline mentionne les colorants d'anneaux qui taient des verres colors utiliss pour les bagues bon march ; on lesbroyait et mlangeait avec de la craie et cette poudre servait donner d el'clat aux portraits fminins . Dans un autre domaine, la stibine (Sb 2 S 3 )tait utilise comme fard pour les yeux ; des vertus thrapeutiques lui taientgalement attribues .

La fabrication d'objets en verre color est une industrie trs anciennequi a son origine au Moyen-Orient au 2 e millnaire avant J : C. Pour teindrela matire vitreuse on utilisait des oxydes mtalliques tels que cuivre et

cobalt pour le bleu, fer et manganse pour le brun, manganse galementpour le violet, selon la composition des verres . On ne commercialisait pa sseulement ces objets finis, mais ' galement la matire premire sous form ede lingots de verre color .

Les Celtes, aux 3 e et 2 e sicles avant J : C . taient des matres verriersremarquables ; les bracelets de leur fabrication ne peuvent que nous tonner .Leurs formes et teintes trs diffrencies permettent mme d'tablir de schronologies .

Le Moyen-Age a continu sur la lance et on peut signaler qu' cettepoque, le minium tait toujours utilis pour les enluminures, ainsi que l apoudre de lapis-lazuli . Cette poudre fine de lapis-lazuli tait trs prise parles peintres de la Renaissance, qui la payaient presque poids pour poids en or .

On pense que les Chinois ont utilis le cobalt, qui venait de la Perse ,ds le 14e sicle pour raliser leurs dcors bleus . En Europe, la productiondu pigment bleu de cobalt remonte au 16' sicle . A un certain moment, Schneeberg en Saxe, la production de cobalt dpassait celle de l'argent .Le cobalt tait export en Hollande et jusqu'en Italie pour la dcoratio nbleue de la cramique .

Les verriers du Moyen-Age utilisaient le cuivre, et surtout ses sous -oxydes, avec beaucoup d'adresse pour obtenir un rouge rubis fonc, couleurcuprite (CuO) . Le chlorure d'argent (chlorargyrite) tait employ en peintur esur verre pour les tons de jaune . En 1668, Andr CAsslus, un mdecinallemand, inventait le pourpre de Cassius ; il s'agit d'un pourpre base dechlorure d'or et d'tain, destin uniquement la coloration du verre e tde la pte de verre .

Avec le dveloppement de l'exploitation des mines, des sciences - surtou tde la chimie - et l'invention de la porcelaine au 17 e sicle, la recherchesur les colorants minraux prit un nouvel essor et beaucoup de produit snaturels, ainsi que de nouvelles variantes sont peu peu synthtiss .L'outremer, ou lapis synthtique, est invent par Guimet en 1828 et, en 1859 ,le vert de chrome ou vert Guignet, qui est un oxyde hydrat de chrome,donnant une couleur bien plus sduisante que l'oxyde simple . Le bleu decobalt, un aluminate de cobalt, est le rsultat des recherches de Thnardet porte son nom. A partir de 1863, on connat les orangs et les rouge sde molybdne, mais ils ne sont pas encore fabriqus industriellement . Parcontre, ds 1835 commence l'exploitation industrielle de l'oxyde de zinc, e ten 1850, celle du lithopone, mlange de sulfure de zinc et de sulfate d ebaryum. Pendant tout le 19 e sicle l'uranium, sous forme d'oxyde hydrat ,est utilis pour la teinture des verres en jaune, bien avant que sa radio -activit ne soit dcouverte. A partir de 1860, les pigments organiques prennen tleur essor ; mais malgr cela, les utilisations de pigments minraux resten tnombreuses, sans parler des colorants pour cramiques .

Quelques dfinitions

La lumire blanche ou lumire du jour est compose de scouleurs de l'arc en ciel, c'est--dire rouge, orange, jaune, vert, bleu e tviolet, qui se neutralisent entre elles . Pour qu'un corps ait une couleur ,il est ncessaire qu'il absorbe une partie de la lumire incidente et renvoiele reste ; c'est ce reste que notre oeil peroit . Si toute la lumire est rflchie ,Bull . mens . Soc . !Inn . Lyon, 1991, 60 (2) .

le corps apparat blanc ; au contraire, si toute la lumire est absorbe ,le corps apparait noir .

Cette absorption slective de la lumire par un corps est due uneasymtrie des lectrons qui se trouvent la priphrie des atomes ains iqu'aux forces qui s'exercent sur ces lectrons partir des atomes environ-nants. Nous y reviendrons quand nous parlerons des couleurs pourcramiques .

Un pigment est une substance finement divise et insoluble dans leliant au moyen duquel il est appliqu . Il donne la couleur et contribuesouvent la protection de l'objet ainsi revtu . Certains pigments n'ont pa sde couleur et contribuent uniquement la rsistance du film ou fairedes conomies. On les appelle des charges . Talc et mica jouent souvent cerle, grce leur structure lamellaire . Mais gypse, calcite, dolomite e tkaolin font galement de bonnes charges peu chres .

Les qualits dsires d'un p