Reflets de la Physique n°63 oct/nov/déc 2019
Reflets de la Physique n°63 oct/nov/déc 2019
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°63 de oct/nov/déc 2019

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Société Française de Physique

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 68

  • Taille du fichier PDF : 7,6 Mo

  • Dans ce numéro : physique et matérieux anciens.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Le succès exceptionnel de la sigillée, vaisselle de table en terre cuite de la période romaine, est en grande partie dû à la brillance et à la couleur rouge uniforme de sa couverte qui ont nécessité le développement de procédés techniques très performants. Dans cet article nous comparons les réalisations italiennes aux productions gauloises qui leur ont succédé, sous le regard de la science des matériaux. Nous montrons que l’étude des couvertes, en plus de permettre d’en comprendre la fabrication, a mis en évidence une évolution majeure de leurs propriétés physiques que l’on peut relier à une évolution de leur utilisation. Les termes en gras suivis d’un astérisque sont définis dans le glossaire, p.42. 38 Reflets de la Physique n°63 Procédés de fabrication et propriétés physiques des couvertes de poteries romaines  : une approche physico-chimique multi-échelle Philippe Sciau (philippe.sciau@cemes.fr) et Jesse Groenen CEMES (CNRS et Université de Toulouse), 29 rue J. Marvig, 31055 Toulouse La céramique sigillée [1], ou Terra sigillata *, est une vaisselle de table emblématique de la période romaine. Fabriquée en grande quantité et de façon standardisée dans un nombre restreint d’ateliers, elle était distribuée sur tout le territoire romain. Les premières formes de sigillée avec des motifs en relief datent du 1er siècle avant J.-C., mais ce n’est que quelques décennies plus tard que se développe véritablement la sigillée de qualité avec la mise au point de cuissons en conditions oxydantes permettant l’obtention de couvertes * brillantes d’une couleur rouge uniforme. Les premières sigillées de qualité furent produites en Italie centrale à Arezzo vers le milieu du 1er siècle avant J.-C. et leur diffusion s’étend dès les années 40-30 avant J.-C. Ce fut un vecteur important de la romanisation en diffusant, à travers ses décors et son utilisation comme vaisselle de table, la culture romaine. La diffusion de la sigillée s’intensifie fortement avec l’extension du monde romain à la fin de la République et au début de l’Empire, et conduit à la mise en place de nouveaux centres de production, notamment dans le sud de la Gaule. La figure 1 donne un exemple de l’ampleur de la diffusion de la céramique élaborée dans l’un de ces centres de production, La Graufesenque, situé près de Millau (Aveyron) [2]. La couverte d’une sigillée En dehors de l’esthétique de ses décors (fig. 2), la qualité d’une sigillée est directement liée à l’éclat et à la couleur de sa couverte ou « engobe ». Cette dernière, d’une épaisseur de quelques dizaines de micromètres, se forme durant la cuisson par vitrification sous atmosphère oxydante d’une préparation argileuse riche en fer. Cette préparation est élaborée par lessivage et décantation d’une argile non calcaire chargée en potassium et naturellement riche en oxydes et/ou hydroxydes de fer. Ce procédé permet d’éliminer les matières organiques et de ne conserver que la partie fine, riche en minéraux argileux et en composés de fer. Mise en suspension dans l’eau, cette préparation est ensuite apposée sur le vase cru au pinceau ou, dans le cas des sigillées, par trempage du vase comme en attestent les marques de doigts observées sur les pieds de vases antiques. La plus faible granulométrie et la plus forte teneur en éléments alcalins (Na, K, qui abaissent la température de vitrification) de l’engobe permettent de le vitrifier sans vitrifier le corps du vase et ainsi sans induire une déformation de ce dernier. Toutefois, comme le corps des sigillées, appelé aussi la « pâte », était également façonné à partir d’une préparation à grains fins, riche en potassium (tableau 1), la différence de température de vitrification est faible et l’obtention de sigillées présentant une
Italiennes (Arezzo) Gauloises (La Graufesenque) 20 μm Couverte Pâte 2. Vase décoré de la Graufesenque (photo Alain Vernhet) et observation en microscopie optique d’une coupe polie transverse montrant la couverte et le corps du vase. On peut aussi utiliser le terme de « pâte » pour caractériser ce dernier. couverte bien brillante demande une bonne maitrise du processus de cuisson. La vitrification doit également être réalisée sous atmosphère oxydante, afin d’obtenir une couleur rouge uniforme et d’empêcher la formation de composés à base de fer bivalent (Fe 2+) tels que la magnétite (Fe 2+ Fe 2 3+ O 4) ou l’hercynite (Fe 2+ Al 2 3+ O 4) , dont la présence entraine un brunissement, voire un noircissement de la couleur de la couverte. Pour maintenir une atmosphère oxydante autour des vases, les potiers romains ont cherché à les isoler des gaz de combustion et des fumées soit en les enfermant dans des casettes *, soit en canalisant les gaz et fumées au moyen de tubes en terre cuite ou « tubulures ». De nombreuses tubulures ont été retrouvées sur les lieux de production, notamment ceux datés des 1er et 2 e siècles après J.-C., mais jusqu’à présent aucun four suffisamment bien conservé Comportement macroscopique 1. Carte de diffusion des céramiques produites dans le centre de La Graufesenque (), situé à côté de Millau (Aveyron). n’a pu être mis au jour pour pouvoir en reconstituer la structure et le fonctionnement. Des reproductions modernes de fours à tubulures ont toutefois montré qu’ils étaient particulièrement bien adaptés à la cuisson de sigillées et permettaient, grâce à un chauffage par rayonnement, d’obtenir de belles couvertes rouges brillantes. D’un point de vue science des matériaux Les couvertes de sigillées sont constituées d’une phase vitreuse, représentant entre 60 et 80% de la masse totale, et de divers cristaux d’oxydes dont les tailles varient de quelques dizaines de nanomètres à quelques micromètres [3]. Certains de ces cristaux, notamment les plus gros, proviennent de la fraction sableuse conservée lors de la préparation » > SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 K 2 O MgO CaO TiO 2 Couvertes 49,5 26,9 10,5 6,6 3,2 1,5 0,6 Pâtes 56,9 18,4 7,8 2,6 3,0 10,4 0,9 Couvertes 55,9 23,1 9,6 8,1 1,0 1,3 0,7 Pâtes 52,3 22,6 6,3 3,8 2,0 11,9 1,1 Tableau 1. Compositions chimiques (pourcentages) des couvertes et pâtes, données en équivalent de masse d’oxyde. a Reflets de la Physique n°63 39



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