Les sciences et l'œuvre d'art : cours de Seconde, option SL

Un tableau, une statue, une fresque : on les regarde d'abord avec émotion. Pourtant, derrière chaque œuvre, il y a de la matière. Une couleur vient d'une substance précise. Un vernis a été préparé, appliqué, puis il a vieilli. Un support a réagi à la lumière, à l'humidité, au temps. Toutes ces questions relèvent des sciences expérimentales.

Dans l'option sciences et laboratoire de seconde, ce thème est l'un des thèmes d'étude. Il te montre que la physique et la chimie ne servent pas seulement à la recherche en laboratoire : elles interviennent aussi dans les musées, les ateliers de restauration et les équipes qui étudient les matériaux anciens.

Ce cours suit une logique simple. Nous commençons par définir ce qu'est une œuvre d'art. Nous regardons ensuite de quoi elle est faite, puis comment on l'étudie, et enfin comment tu peux mener toi-même une petite investigation avec la démarche scientifique.

Le mot « œuvre » a un sens large : il désigne ce qui a été réalisé, créé par quelqu'un en vue d'un résultat ⁵. Attention au genre grammatical. Au masculin singulier, « l'œuvre » d'un peintre désigne l'ensemble de ses créations, alors qu'« une œuvre » est une création en particulier ⁵.

La matière joue un rôle central. Ce qui fait l'œuvre tient notamment à la mise en forme des matériaux et à l'emploi d'une technique, au service de la vision personnelle de l'artiste et de l'émotion esthétique qu'il cherche à provoquer ⁵. Autrement dit, pour un scientifique, l'œuvre est à la fois un message et un assemblage de substances.

Pour étudier une œuvre peinte, on distingue plusieurs niveaux, du support jusqu'à la surface visible. L'étude des matériaux anciens s'intéresse à la nature des matériaux (pigments, vernis, etc.), à leur mode de préparation (cuisson, broyage, séchage, etc.) et à leur application ⁴.

Ces trois idées permettent de raisonner comme un chimiste.

• La nature : quelle substance a-t-on utilisée ? Un pigment colore, un vernis protège et donne un aspect brillant ou mat.
• La préparation : un même produit de départ peut donner un résultat différent selon qu'on le cuit, qu'on le broie finement ou qu'on le laisse sécher.
• L'application : l'épaisseur de la couche, l'ordre des couches et la façon de les poser changent l'aspect final.

Les scientifiques disposent de techniques qui sondent l'œuvre sans la détruire. Parmi elles, des mesures de spectroscopie réalisées dans la gamme UV-visible servent à sonder les propriétés de la couche externe visible de l'œuvre ⁴. Le principe général est de recevoir de la lumière venue de l'œuvre, de l'analyser longueur d'onde par longueur d'onde, puis de comparer le spectre obtenu à des spectres connus.

Une longueur d'onde s'exprime en nanomètres (nm), avec $1\ \text{nm} = 10^{-9}\ \text{m}$. Dans les travaux publiés sur les matériaux anciens, on rencontre des longueurs d'onde écrites sous la forme $425\ \text{nm} \pm 30\ \text{nm}$ ⁴ : c'est l'écriture d'une valeur centrale accompagnée d'un écart.

L'étude de couches picturales d'œuvres de Vincent Van Gogh fait partie des exemples traités par les travaux sur les matériaux anciens ⁴. Ces travaux cherchent à savoir si l'état actuel de l'œuvre est compatible avec une bonne stabilité à long terme ⁴. Le but n'est donc pas seulement de comprendre le passé : c'est aussi de protéger l'œuvre pour l'avenir.

Le programme de l'option insiste sur une manière de travailler. Les sciences conduisent à se poser des questions, à imaginer des réponses réalistes, puis à vérifier que les résultats répondent bien aux questions posées ². Les sciences expérimentales sont utiles aux laboratoires et aux institutions, et comprendre les choix de société qui touchent aux sciences fait partie de ta formation ².

Le programme précise que les outils numériques comme le tableur-grapheur et les microcontrôleurs font partie du travail en laboratoire ². Un tableur calcule vite une moyenne ou trace une courbe ; un microcontrôleur peut, par exemple, relever automatiquement une grandeur au cours du temps.

Les analyses de matériaux répondent à trois besoins.

Comprendre : savoir comment l'artiste a préparé et appliqué ses matériaux, c'est approcher sa technique ⁴.

Conserver : repérer les composés qui apparaissent par dégradation, c'est savoir quelles menaces pèsent sur l'œuvre et alerter à temps ⁴.

Authentifier et classer : l'étude de l'œuvre permet d'apporter des éléments objectifs à des questions que le regard seul ne tranche pas, tout en restant prudent : une mesure donne un indice, rarement une preuve unique.

Les sciences et l'art se rejoignent aussi dans les lieux. À Valence, en Espagne, la Cité des arts et des sciences est un complexe culturel qui s'organise autour de trois thèmes : les arts, les sciences et la nature ⁶. Elle montre que les deux domaines peuvent partager un même espace public.