Thèse : Les éléments métalliques et les poussières minérales dans les matières noires

 Français / English 

Les éléments métalliques et les poussières minérales dans les matières noires:

nouveaux marqueurs des pratiques funéraires en Egypte ancienne
Thèse de doctorat de Océane Anduze, de l'Université de PSL préparée à l'école nationale supérieure de chimie de Paris (Chimie ParisTech - PSL), Ecole doctorale n°388, Chimie Physique et Chimie Analytique de Paris centre, spécialité Chimie Physique.
Résumé : 
Les matières dénommées « matières noires » dans cette recherche ont été employées dans l’Égypte ancienne en contexte funéraire, et sont des mélanges complexes de substances naturelles dont seule la composante bio-organique avait été jusqu’ici caractérisée. Le bitume présent dans les matières noires est difficile à détecter par l’analyse moléculaire micro-destructive, et les poussières minérales qui ont pu y être emprisonnées n'avaient pas été étudiées jusqu'à présent. 
Selon une approche exploratoire, novatrice et multi-techniques, des échantillons d’asphalte de référence et de matières noires patrimoniales issues de divers corpus muséaux ont été analysés par Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) et analyse par faisceaux d’ions (IBA). L'intérêt du couplage PIXE/RPE a été démontré pour déterminer la présence et la provenance ainsi que pour quantifier le bitume, via la détection d’éléments métalliques (V, Ni, Mo) et de molécules paramagnétiques (porphyrines de vanadyle, radicaux carbonés). De plus, un enrichissement en éléments lourds métalliques observé dans plusieurs matières noires soulève la question de leurs possibles additions en raison de leurs propriétés biocides. Une attention particulière a été portée aux matières noires d’embaumement de la momie du musée de Boulogne-sur-Mer, singulières car entièrement constituées de bitume pur. La détection de cuprorivaïte et de poussières minérales dans ces matières par couplage PIXE/IBIL en a confirmé le caractère original. Enfin, des expériences de recréations ont révélé la formation de complexes non-porphyriniques comme possibles marqueurs de l'interaction entre les constituants organiques et inorganiques des matières noires. Les perspectives ouvertes par cette recherche incluent l’évolution vers une approche analytique non invasive voire in situ, et l’augmentation du corpus étudié pour parvenir à déterminer le lieu de momification via l'étude des poussières minérales piégées.

Mots clés : Egypte ancienne, matières noires, bitume, RPE, analyse par faisceaux d’ions, AGLAE

Abstract :

The materials hereafter called "black matters" were used in ancient Egypt in funerary context. They consist of complex mixtures of natural substances, of which only the bio-organic component has been studied up until now. Detecting bitumen in black matters proves challenging through micro-destructive molecular analysis and entrapped mineral dust has remained unstudied until now.
Using an exploratory, innovative and multitechnique approach, reference asphalt and heritage black matters samples from various museum corpuses underwent analysis using Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Ion Beam Analysis (IBA). The relevance of PIXE/EPR coupling has been demonstrated in determining bitumen presence and origin and quantifying bitumen by detecting metallic elements (V, Ni, Mo) and paramagnetic molecules (vanadyl porphyrins, carbon radicals). Furthermore, an enrichment in heavy metallic elements observed in several black matters raises the question of their potential additions due to their biocidal properties.Particular attention was paid to black matters from the Boulogne-sur-Mer museum, which quite unusually consist entirely of pure bitumen. The detection of cuprorivaite and mineral dust by PIXE/IBIL coupling in these matters confirmed their original character. Finally, recreation experiments revealed the formation of non-porphyrinic complexes, serving as potential markers of the interaction between organic and inorganic black matters components. Perspectives opened up by this research include transitioning towards a non-invasive or even in situ approach and expending the studied corpus to determine the mummification site through entrapped mineral dust study.

Keywords : Ancient Egypt, black matters, bitumen, EPR, ion beam analysis, AGLAE