La recherche en conservation justifie et nécessite la mise en commun de compétences différentes et complémentaires. Un protocole innovant intégrant les lasers et les nanogels a été élaboré pour la conservation-restauration d'œuvres peintes sur toile. Cette recherche s'appuie sur l'expertise de chimistes, de physiciens associés aux historiens d'art et aux restaurateurs. Une telle démarche bouleverse à terme les pratiques des restaurateurs et engage la profession dans une nouvelle perspective de modèle industriel. C'est pourquoi, l'apport du LCPI de l'ENSAM fut déterminant pour proposer une méthode d'intégration des technologies innovantes à un métier caractérisé jusqu'alors par une tradition ancestrale de transmission de techniques héritées des pratiques artistiques. Le mémoire s'articule en cinq parties qui abordent les différents aspects de la problématique de recherche. Dans un premier temps, une recherche documentaire fait le constat de l'état du métier de restaurateur de peintures, en décrivant au fil des siècles comment tout d'abord se sont constituées les collections nationales avec une conscience de l'émergence d'un patrimoine collectif. Concomitamment et naturellement des questions de conservation-restauration se sont alors posées, à l'origine même du métier de restaurateur. Dans une seconde partie, la problématique de la thèse est décrite, aboutissement d'une réflexion sur les moyens traditionnels pour dégager les adhésifs de rentoilage. L'hypothèse fut énoncée que les lasers et les nanogels devraient pouvoir remplacer à terme les méthodes mécaniques (scalpel) et chimiques (gels classiques). La troisième partie s'attelle donc à mettre en place le modèle méthodologique, définir un plan d'expériences s'appuyant sur une connaissance des interactions laser-matière et des effets des gels chimiques sur les différents adhésifs testés. La quatrième partie présente alors les résultats des expérimentations et propose une interprétation dont on cherche la validation par diverses méthodes comme l'interférométrie holographique. La cinquième partie est un essai de synthèse de la recherche et propose une méthodologie nouvelle basée sur un modèle scientifique pour parfaire l'élimination des adhésifs des supports-toile. Au sein d'une démarche " métiers ", la méthode intègre les différents paramètres et les différentes contraintes de la pratique des restaurateurs pour concevoir une approche nouvelle en mettant en œuvre des procédés innovants. Une telle recherche doit aboutir à la mise en place d'un protocole contrôlé et reproductible, basé sur une automatisation mettant en œuvre la réalité augmentée. Cette méthodologie soucieuse de l'environnement et du développement durable ne néglige pas l'expérience de l'œil des praticiens

La restauration des peintures d'art consiste à restaurer la lisibilité d'une œuvre d'art et à préserver son intégrité. La plupart des techniques consiste à déposer des solvants juste en surface afin de ne dissoudre que la couche de vernis. Cependant, les couches sous-jacentes risquent d'être endommagées par la pénétration de ces solvants, causant éventuellement un gonflement ou un craquèlement de ces dernières. Du fait de la complexité physico- chimique de la couche picturale, nous proposons d'étudier la pénétration de solvants dans un nanoporeux modèle issu du séchage contrôlé de dispersions aqueuses de nanoparticules de silice. Le séchage et la consolidation de ces dispersions colloïdales jusqu'à l'apparition de craquelures de séchage sont étudiés. La réflectivité de neutrons et la diffusion de neutrons aux petits angles permettent d'accéder à la structuration des systèmes en surface et en volume, respectivement, au cours du séchage. L’étude expérimentale des ouvertures de craquelures dues au séchage, associée à un modèle de poroélasticité que nous développons, renseigne sur les propriétés mécaniques des systèmes consolidés et du tableau « Jeanne d'Arc en prison » (1824) du peintre français Louis Crignier (1790-1824). La caractérisation du milieu poreux formé après la consolidation est réalisée par imagerie de neutrons et permet de déterminer la perméabilité et les porosités des milieux. Enfin, nous présentons la dynamique d'imprégnation d'une goutte sessile de solvant dans plusieurs milieux poreux, qui diffèrent de par leur taille de pores. Notre montage expérimental permet une quantification précise et directe des écoulements au-dessus et à l'intérieur du milieu poreux. Des mesures de propriétés mécaniques sont réalisées avant et après imprégnation par micro-indentation. / Art painting restoration aims to restore the readability of a painting and to preserve its integrity. Most of the techniques consist of depositing solvents on the surface of the painting to dissolve the varnish layer. However, the sublayers can be damaged by the penetration of the solvent, possibly resulting in swelling or cracking processes. Due to the physical and chemical complexity of the pictorial layer, we propose to study solvent penetration in model nano porous media obtained by controlled drying of aqueous silica nanoparticles dispersions. Drying and the consolidation process of these colloidal dispersions are studied until drying cracks appear. Neutron reflectivity and small angle neutron scattering provide structural information on particles near the interface between the dispersion and the air and in the bulk, respectively, during drying. The experimental study of drying cracks, associated to a poroelastic model, inform on mechanical properties of consolidated model systems and of the painting “Jeanne d'Arc en prison” (1824) by the French painter Louis Crignier (1790-1824). Characterization of the porous media obtained after consolidation is carried out with neutron imaging to determine the permeability and the porosities of the porous media. Finally, we present the dynamics of imbibition of sessile solvent drops on several porous media with different pore sizes. Our experimental set-up provides a precise and a direct quantification of the different flows outside and through the porous media. Mechanical properties are performed before and after solvent imbibition, by micro-indentation testing.