Étude de la gélatine et du funori dans le préencollage de papiers japonais : évaluation du changement des paramètres de brillance et de résistance mécanique

Laura BASSET^[1], Lucille BONNIER^[2], Mathilde WAROQUIER^[3]

Le préencollage de papiers japonais est une pratique courante en conservation-restauration pour consolider des documents graphiques sensibles à l’eau. La préparation préalable de pièces de renfort permet une réactivation ultérieure de l’adhésif avec un apport contrôlé d’humidité. Pour ce faire, la colle à base de gélatine – obtenue par hydrolyse partielle du collagène présent dans les tissus animaux (peau, os) – est traditionnellement utilisée pour sa compatibilité et sa stabilité^[4]. Dès la fabrication des papiers occidentaux au XIV^e siècle, la gélatine fut utilisée comme agent d’encollage afin de rendre le papier propre à recevoir l’écriture ou l’impression^[5]. Très apprécié pour son fort pouvoir adhérent et son effet inhibiteur sur la dégradation des encres ferrogalliques^[6], ce produit présente l’inconvénient de laisser un aspect de surface brillant après séchage [fig. 1], susceptible de gêner la lecture de l’œuvre.

Pour pallier ce problème de brillance, l’apport de colle funori est apparu pertinent dans la mesure où son usage est majoritairement apprécié dans la consolidation des couches picturales mates^[7]. Le funori est une colle obtenue à partir d’algues rouges éponymes de la famille des Gloiopeltis, cultivées le long des côtes du Japon. Il s’agit d’un polysaccharide présentant une grande affinité avec les matériaux cellulosiques, auquel les études scientifiques confèrent de nombreuses propriétés avantageuses en conservation-restauration^[8] parmi lesquelles sa réversibilité, une très grande souplesse et une finition mate après séchage^[9]. Contrairement à la gélatine, la colle funori présente cependant une force d’adhérence faible^[10]. Nous nous sommes donc posés la question de l’effet du funori sur la brillance de la gélatine lorsque ces deux adhésifs sont mélangés l’un à l’autre, et avons étendu cette interrogation à l’éventuelle modification du pouvoir collant de ce mélange.

Cette étude expérimentale a ainsi pour objectif de mesurer l’évolution du paramètre de brillance sur des bandes de papier japonais préencollées avec ce mélange et réactivées selon un protocole reproductible et applicable en conservation-restauration. Par la même occasion, elle a pour objectif, au moyen de tests mécaniques, de mettre en évidence les éventuelles modifications des propriétés adhésives de la matière résultante.

Méthodologie et paramètres d’évaluation

Préparation des adhésifs

Une phase de pré-tests que nous ne détaillerons pas ici, a permis d’établir l’emploi de colles funori et de gélatine à une concentration de 3 % (30 g/L), solubilisées dans de l’eau déminéralisée pour éviter les dépôts de calcaire. Nous avons utilisé ces deux colles à une concentration suffisante pour garantir l’efficacité des collages, et suffisamment faible pour faciliter leur application.

Colle funori

Avant tout usage, le funori^[11] nécessite d’être purifié^[12]. Une fois obtenu sous forme de film sec, il est réhydraté puis chauffé au bain-marie à 60 °C.

Colle de gélatine

Après un trempage de 30 minutes dans de l’eau à température ambiante, la gélatine^[13] est chauffée au bain-marie^[14] à 50-60 °C.

Préparation des échantillons

À l’issue des pré-tests, le choix^[15] du papier d’échantillonnage s’est porté sur la référence Paper Nao RK-1. Après avoir défini un format d’échantillon carré de 10 cm de côté, nous avons opté pour tester des préparations (poids:poids) qui promettaient d’obtenir des résultats selon un gradient suffisamment marqué pour permettre les comparaisons :

• gélatine à 3 % ;
• gélatine/funori à 75:25 ;
• gélatine/funori à 50:50 ;
• gélatine/funori à 25:75 ;
• funori à 3 %.

Nous avons produit deux séries de tests comportant chacune un minimum de trois échantillons par référence.

Les papiers préencollés ont été préparés comme suit : sur une plaque de plexiglas (polyméthacrylate de méthyle acrylique, PMMA) des surfaces carrées aux dimensions des échantillons ont été chacune enduites avec 2 mL de colle, étirée à l’aide d’une tige filetée afin d’obtenir un film fin et homogène^[16] [fig. 2]. Sur ces carrés de colle furent ensuite déposés les carrés de papier japonais, que l’on a laissés s’étaler naturellement du centre vers l’extérieur [fig. 3] avant de les laisser sécher à l’air libre pendant un minimum de vingt-quatre heures. Parallèlement, nous avons enduit une plaque de PMMA d’un film de chaque adhésif sans y ajouter de papier [fig. 4] : cette mise en œuvre complémentaire était vouée à analyser la brillance des colles hors de toute interaction avec leur support papier.

Réactivation du film adhésif

S’appuyant sur une méthode détaillée dans Journal of paper conservation^[17], la colle a été réactivée sur un buvard humide, lui-même disposé sur une éponge faisant office de réservoir d’eau [fig. 5]. Les échantillons ont été préparés au préalable^[18].

Seule une réactivation à froid^[19] était initialement prévue. À la suite de la découverte d’une publication^[20] dans le bulletin d’information que la Bibliothèque nationale de France consacre à la conservation-restauration, nous avons décidé d’ajouter la réactivation à chaud à notre protocole. L’article démontre en effet qu’un apport de chaleur lors de la réactivation diminue la brillance de la gélatine au séchage. Notre protocole a consisté à placer le buvard et l’éponge imprégnés de gélatine dans un récipient chauffé à 60 °C au moyen d’une plaque chauffante tout le long de l’opération.

Après réactivation, l’échantillon a été appliqué sur un papier Heritage Woodfree (315 g/m²) puis mis à sécher sous poids.

Expérimentation

Deux tests ont été réalisés sur les éprouvettes obtenues. Dans un premier temps, un relevé de brillance a été effectué à l’aide du brillancemètre Novo Gloss 20/60/85° sur chaque échantillon ainsi que sur chaque surface d’adhésifs témoins étalés sur PMMA. Dans un second temps, nous avons réalisé un test de pelage grâce à un système élaboré au sein du laboratoire de l’INP par Charline Baudon^[21].

Tests de brillance

Trois mesures ont été prises sur chaque échantillon [fig. 6]. Les données relevées sont celles effectuées sous un angle de 60°, couvrant les surfaces semi-mates^[22].

Tests de pelage

Afin de subir le test de pelage, les éprouvettes ont été collées au moyen d’un scotch double face sur un contreplaqué [fig. 7], lui-même positionné horizontalement entre deux pinces fixées sur une potence [fig. 8]. Une bande de l’échantillon de papier d’environ 1 cm était laissée décollée pour pouvoir y fixer une pince Esse à laquelle suspendre les masses. La force exercée sur les échantillons était donc une force de traction perpendiculaire (angle de 90°). La masse – dont des pré-tests avaient permis de définir les valeurs entre 20 g et 100 g – subi par l’échantillon était augmenté toutes les 10 secondes par la même personne pendant tout le protocole.

Résultats et interprétation

Présentation des résultats

Mesures de brillance

Les moyennes des mesures de brillance effectuées sur les échantillons réactivés à froid varient de 7,6 à 16,2 UB [fig. 9]. Le mélange gélatine/funori 25:75 présente la brillance la moins importante. Nous constatons par ailleurs la présence de zones hétérogènes de brillance et de matité pour la gamme réactivée à froid contenant de la gélatine.

Concernant les papiers japonais réactivés à chaud, les moyennes des mesures de brillance aux différentes concentrations sont homogènes, variant de 4,6 à 6,6 UB. Les papiers encollés uniquement à la gélatine induisent une plus grande variabilité des résultats obtenus.

Mesures d’adhérence

Tous les échantillons ont cédé pendant l’expérience. Contrairement à ce qu’indiquaient nos ressources bibliographiques, nous avons par ailleurs constaté que le funori résiste presque autant au test de pelage que la gélatine, et ce quelle que soit la méthode de réactivation.

Un certain nombre d’échantillons réactivés à froid se sont décollés dès la pose de la première masse, ne permettant pas de définir la masse précise nécessaire à la rupture du collage. Les papiers encollés au funori seul présentent la meilleure adhérence avec une moyenne de point de rupture de 96,20 g [fig. 10].

Les échantillons réactivés à chaud se sont montrés plus résistants puisqu’ils ont cédé, au minimum à partir de 367 g. La plupart des papiers japonais se sont déchirés avant décollement, indiquant une résistance du joint de colle plus importante que le matériau lui-même.

Mesures sur le PMMA

Les tests effectués sur le PMMA montrent une baisse évolutive de la brillance en fonction de la diminution de concentration en gélatine dans les mélanges. Nous avons également pris la mesure de brillance du PMMA (moyenne de 151,4 UB) qui s’avère similaire à celle de la gélatine pure (moyenne de 156,5 UB).

Interprétation des résultats

Mesures de brillance

Le choix de mise en œuvre a un impact important sur l’état de surface final. La réactivation à chaud semble permettre une meilleure pénétration des adhésifs dans le papier de support, et résorbe les brillances résiduelles liées à la gélatine. Les échantillons réactivés à froid présentent trop de disparités pour obtenir une appréciation fiable de notre expérimentation. Ainsi, une réactivation à chaud est suffisante pour obtenir un minimum de brillance sur la zone encollée. Cette méthode présente les meilleures qualités recherchées par la première partie de ce projet d’étude. Par ailleurs, mélanger la gélatine au funori a permis de réduire les variations des résultats obtenus.

Mesures d’adhérence

La moins bonne pénétrabilité de l’adhésif dans le papier lors de la réactivation à froid a également induit une adhésion plus restreinte, ne garantissant pas la résistance des éprouvettes au test de pelage. Les échantillons réactivés à chaud sont considérablement plus résistants, mais la trop grande variabilité des données ne permet pas d’avancer un résultat fiable.

Mesures sur le PMMA

Les résultats d’analyses confirment l’influence significative des adhésifs lorsqu’ils sont mélangés – la brillance diminuant proportionnellement à la quantité de funori incorporée –, et témoignent de l’impact important d’une interface comme le papier japonais.

Discussion

Ce projet d’étude met davantage en évidence l’impact du choix du mode de réactivation de la colle. Certes, les différentes concentrations induisent une variation des résultats d’aspect de surface, mais ces variations restent minimes face à l’efficacité trouvée par la réactivation à chaud. Les résultats du test de pelage, très variables, incitent à remettre en question leur fiabilité. Toutefois, la réactivation à chaud montre indéniablement une plus grande résistance.

Par ailleurs, la réactivation à froid peut s’avérer nécessaire sur des documents sensibles. Le mélange d’adhésifs gélatine/funori 50:50 semble donner les résultats les plus satisfaisants dans ce contexte d’étude, à savoir une brillance minimale sans nuire à la résistance au pelage.

Les conclusions de ce projet d’étude se heurtent à plusieurs limites. L’hétérogénéité des résultats obtenus aurait pu être réduite par une mise en œuvre plus précise. De plus, les tests mécaniques réalisés sur les échantillons réactivés à chaud ont été limités par la résistance même du papier que nous avions retenu. Ce choix avait été induit par nos deux tests (brillance et pelage). De nouveaux essais d’adhérence permettraient d’opter pour un papier japonais plus adapté mais également de connaître le poids de résistance réel de nos mélanges de colle. Concernant les échantillons réactivés à froid, la précision de nos résultats pourrait également être améliorée, les masses utilisées lors de nos tests (30,5 g) s’étant avérées trop lourdes.

Conclusion

Cette étude a été l’occasion de comparer l’impact sur l’aspect de surface de deux adhésifs, le funori et la gélatine, mélangés en différentes proportions dans le cadre du préencollage de papiers japonais. Après avoir mené ce protocole expérimental sur une soixantaine d’échantillons, il est possible d’affirmer qu’il existe un lien entre le pourcentage de funori incorporé et la diminution de la brillance du mélange au séchage. Il faut tout de même noter que les phénomènes de brillance disparates propres à la gélatine ainsi que la présence du matériau intermédiaire en papier japonais faussent quelque peu les résultats. Par ailleurs, la trop grande variabilité des mesures du test de pelage ne permet pas d’aboutir à des conclusions fiables pour l’ensemble des mélanges analysés. Il semble tout de même que l’apport de funori ne dégrade pas les propriétés adhérentes de l’adhésif.

Notre étude révèle également que le choix du mode de réactivation joue un rôle majeur sur la brillance obtenue ainsi que sur la résistance mécanique. Nos résultats prouvent que la réactivation des bandes préencollées à chaud est plus concluante que la réactivation à froid. La chaleur semble engendrer une pénétration plus importante et plus uniforme des adhésifs, propre à expliquer l’absence de brillances résiduelles. Néanmoins, les conclusions retenues lors des tests de pelage restent à approfondir, les mesures ayant été limitées par la résistance mécanique du papier japonais RK-1.

Le temps de préparation, le coût élevé du funori ainsi que les résultats obtenus durant cette étude rendent la réactivation à chaud plus attractive. Toutefois, il est intéressant de prendre en compte l’apport du funori en mélange égal avec la gélatine dans le cas de traitement de matériaux sensibles à la chaleur. Par ailleurs, d’autres perspectives peuvent être envisagées afin de compléter la présente étude : entre autres, expérimenter un mode de réactivation uniquement à la chaleur afin de freiner l’apport total d’humidité ; ajouter au mélange d’autres adhésifs dont la mise en œuvre serait moins coûteuse et contraignante ; ou encore pratiquer les mêmes expérimentations mais après vieillissement artificiel des mixtures de colles.

Annexes

Annexe 1

Annexe 2

 

^[1] Élève restauratrice, spécialité arts graphiques, promotion 2020-2025, département des Restaurateurs de l’Institut national du patrimoine.

^[2] Élève restauratrice, spécialité photographie, promotion 2020-2025, département des Restaurateurs de l’Institut national du patrimoine.

^[3] Élève restauratrice, spécialité mobilier, promotion 2020-2025, département des Restaurateurs de l’Institut national du patrimoine.

^[4] Thi Phuong NGUYEN, « Gelatin as adhesive. A short introduction into a promising material », PapierRestaurierung, vol. 6, n° 4, 2005, p. 31-34.

^[5] Pierre-Marc de BIASI, « La gélatine animale », in Le Papier. Une aventure au quotidien, Paris, Gallimard, 1999, p. 58-59.

^[6] Gesa KOLBE, « Gelatine in historical paper production and as inhibiting agent for iron-gall ink corrosion on paper », Restaurator, n° 25, 2004, p. 26-39.

^[7] Thomas GEIGER & Françoise MICHEL, « Studies on the Polysaccharide JunFunori used to consolidate matt paint », Studies in Conservation, vol. 50, n° 3, 2005, p. 193-204.

^[8] Francesco BAUDONE, « Funori seaweed extracts as alternative material to semi-synthetic products used in paper conservation », Estudos de Conservação e Restauro, n° 10, 2019, p. 6-18, https://revistas.ucp.pt/index.php/ecr/article/view/9573 [lien valide en septembre 2023].

^[9] Jillian HARROLD & Zofia WYSZOMIRSKA-NOGA, « Funori: the use of a traditional Japanese adhesive in the preservation and conservation treatment of Western objects », Adapt & Evolve 2015. East Asian materials and techniques in Western conservation. Proceedings from the Icon Book & Paper Group conference, Londres, The Institute of Conservation, 2017, p. 69-79.

^[10] Yang ZEHUA, « L’utilisation de la colle d’algue et du non-tissé dans la restauration des peintures chinoises », Arts asiatiques, vol. 68, 2013, p. 75-80 [disponible en ligne], https://www.persee.fr/doc/arasi_0004-3958_2013_num_68_1_1816 [lien valide en septembre 2023].

[11] Voir la fiche technique du funori en annexe 1.

^[12] Joseph R. SWIDER & Martha SMITH, « Funori: overview of a 300-year-old consolidant », Journal of the American Institute for Conservation, vol. 44, n° 2, 2005, p. 117-126.

^[13] Voir la fiche technique de la gélatine en annexe 2.

^[14] Préparation basée sur les pratiques de l’atelier photographie de l’INP.

^[15] Nous avons évalué trois papiers japonais : RK-00 (3,7 g/m²), RK-1 (8 g/m²) et RK-17 (19 g/m²). Le RK-00 présentait une résistance mécanique trop faible pour être utilisé pour les tests de pelage. Le RK-17, quant à lui, ne permettait pas d’effectuer les tests de brillance du fait de son épaisseur. Le RK-1 combine une finesse compatible aux mesures de brillance et une résistance mécanique qui semblait suffisante pour les tests de pelage.

^[16] Charlotte KASPRZAK, « Le papier préencollé pour la consolidation locale d’œuvres en papier découpé », Support/Tracé, n° 15, 2015, p. 43-50.

^[17] Bas VAN VELZEN & Eliza JACOBI, « Repair on iron gall ink with remoistenable tissue », Journal of paper conservation, vol. 12, n° 2, 2011, p. 37-38.

^[18] Une fois secs, les échantillons ont été coupés en deux suivant le sens des fibres, de façon à obtenir deux bandes de 5 x 10 cm, ce qui nous a permis de multiplier nos échantillons pour le test de pelage et d’en faciliter la mise en œuvre.

^[19] Nous considérons dans cet article la réactivation à froid effectuée avec de l’eau à température ambiante, par opposition à la réactivation à l’eau chaude.

^[20] Véronique BELON-SLOUGUI & Céline BILLARD, « Traitement des encres ferrogalliques et reliure de conservation d’un recueil de Jean-Jacques Lequeu du département des Estampes et de la Photographie », Actualités de la conservation, n° 36, 2020 [disponible en ligne], https://www.bnf.fr/fr/actualites-de-la-conservation-no-36#bnf-traitement-des-encres-ferrogalliques-et-reliure-de-conservation-recueil-de-jean-jacques-lequeu [lien valide en septembre 2023].

[21] Charline BAUDON, « Palais de verre et de lumière. Étude et conservation-restauration de tirages gélatino-argentiques mats à développement représentant la nef et la coupole du Grand Palais (1936-1950, Paris, Archives nationales). Étude comparative de deux adhésifs aqueux utilisés en restauration de photographies, suivant divers moyens de fabrication », mémoire de fin d’études de l’Institut national du patrimoine (Paris, 2022), p. 112.

^[22] On mesure la brillance en unités de brillant (UB). Elle est mesurée sur une échelle de 0 à 100 UB, cette dernière valeur correspondant au maximum de brillance.

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