nouvelles de l'entreprise LED UV : La main invisible des restaurateurs d'artefacts

Dans le domaine de la restauration des reliques culturelles, les principes fondamentaux sont « intervention minimale » et « restauration réversible ». Les méthodes de restauration traditionnelles sont souvent limitées par des problèmes tels que les dommages thermiques, les résidus chimiques et une précision insuffisante. Un fabricant de LED UV, en collaboration avec un institut de recherche national de premier plan sur la protection des reliques culturelles, a personnalisé et développé un système de durcissement par LED UV de précision à basse température pour relever deux défis majeurs : réparer les fissures dans les artefacts en bronze et renforcer le papier ancien. Ce système a permis de résoudre avec succès les difficultés de restauration de nombreuses reliques culturelles précieuses et est devenu un modèle pour l'application de la technologie dans des domaines de niche.

Cette restauration a impliqué deux types typiques de reliques culturelles : Premièrement, une lampe en bronze de la dynastie des Han occidentaux, enterrée sous terre depuis plus de deux mille ans, présentait de nombreuses fissures fines allant de 0,1 à 0,3 mm. Dans certaines zones, le corps en bronze et la couche de rouille s'étaient détachés. Le durcissement traditionnel à la résine époxy nécessite un chauffage à haute température, ce qui pourrait facilement provoquer la chute des décorations. Deuxièmement, un livre rare de la dynastie Ming, dont le papier était devenu fibreux en raison d'une infestation d'insectes, avec une résistance des fibres réduite à seulement 30 % du papier d'origine. Le renforcement conventionnel à la pâte pouvait facilement provoquer des taches d'eau et nécessiter une période de séchage allant jusqu'à 72 heures, compromettant la sécurité de la relique. « La sensibilité thermique des bronzes et la fragilité des livres anciens ont créé un dilemme de « renforcement entraînant inévitablement des dommages » dans les travaux de restauration », a déclaré Li, un restaurateur de l'Institut de protection des reliques culturelles. Il a ajouté qu'une technologie de durcissement « sans chaleur, sans résidus et contrôlable avec précision » est urgemment nécessaire pour sortir de cette impasse.

Pour répondre aux besoins spécifiques de la restauration des reliques culturelles, les fabricants de LED UV ont développé des solutions personnalisées, avec des percées majeures dans trois domaines clés : la conception de la source lumineuse, la compatibilité des adhésifs et le contrôle du fonctionnement.

En utilisant une source de lumière froide réglable à double bande de 365 nm/395 nm et en utilisant un substrat en céramique en nitrure d'aluminium et une structure de dissipation thermique distribuée, l'élévation de température dans la zone irradiée est maintenue en dessous de 5℃, éliminant complètement les dommages causés par le rayonnement thermique aux reliques culturelles. La densité de puissance est réglable en continu entre 5 et 500 mW/cm², et combinée à un groupe de lentilles optiques, le diamètre du spot est contrôlé avec précision entre 0,5 et 10 mm, ce qui permet de réparer de minuscules fissures dans les artefacts en bronze ainsi que de couvrir des zones de renforcement spécifiques dans les livres anciens.

Un adhésif de durcissement UV conçu sur mesure pour les reliques culturelles a été développé en collaboration avec des entreprises d'adhésifs : Pour les bronzes, l'indice de réfraction de l'adhésif correspond à la couche de corrosion du bronze (1,52-1,55), ce qui permet d'obtenir une résistance durcie de 25 MPa et de permettre une dissolution inverse avec un solvant spécial, répondant aux exigences de la restauration réversible ; pour les livres anciens, un adhésif UV modifié à la nanocellulose est utilisé, avec une viscosité de seulement 5 mPa·s et une profondeur de pénétration contrôlable de 0,01 mm. Après durcissement, il forme une « réticulation en réseau » avec les fibres de papier et est complètement transparent sans résidu fluorescent.

Équipé d'un module d'imagerie microscopique et de positionnement laser, le système permet un grossissement 200x de la zone de restauration pour une observation en temps réel. Les paramètres de durcissement sont prédéfinis via un écran tactile : la réparation des fissures du bronze utilise un mode « longueur d'onde de 365 nm + puissance de 100 mW/cm² + durcissement de 2 secondes », tandis que le renforcement des livres anciens utilise un mode « longueur d'onde de 395 nm + puissance de 50 mW/cm² +

Phase de prétraitement : La surface de la fissure a été nettoyée avec un mélange d'éthanol pour éliminer la rouille et les contaminants détachés. La profondeur de la fissure a été confirmée par des tests non destructifs (maximum 1,2 mm).

Injection et durcissement de l'adhésif : L'adhésif UV personnalisé a été injecté dans la fissure à l'aide d'une micro-seringue. Le spot LED UV a été aligné sur la zone d'injection à l'aide d'un positionnement laser, et le durcissement a été initié selon les paramètres prédéfinis. L'adhésif a durci en 2 secondes, et aucun débordement d'adhésif n'a été observé pendant le processus à l'aide d'un système microscopique.

Post-traitement : La surface de la couche adhésive durcie a été polie avec du papier de verre fin. Combinée aux techniques d'antiquité traditionnelles, la couleur et la texture de la zone réparée ont été rendues complètement cohérentes avec l'artefact d'origine. La spectroscopie de fluorescence des rayons X n'a montré aucun résidu chimique anormal.

Renforcement des fibres : Le livre ancien a été posé à plat sur un établi sans acide. L'adhésif UV à la nanocellulose a été pulvérisé uniformément sur la zone floculée à l'aide d'un pulvérisateur, avec un volume de pulvérisation unique contrôlé à 0,1 ml/cm².

Durcissement précis : La source de lumière LED UV a été ajustée à une distance de 10 cm du papier. Un mode de « durcissement par balayage » (vitesse de déplacement de 5 mm/s) a été utilisé pour effectuer un renforcement local en 1 seconde. Après le durcissement, l'excès d'adhésif a été immédiatement absorbé avec du papier absorbant sans acide.

Tests de performance : La résistance des fibres du papier renforcé a augmenté à 85 % de celle du papier d'origine. Après des tests de résistance au vieillissement (simulant 50 ans d'environnement naturel), il n'y a eu ni fragilisation ni décoloration, et la couche adhésive n'a pas provoqué de bavure d'encre dans le livre ancien.

La restauration des reliques culturelles, une application de niche des LED UV, a prouvé « l'adaptabilité flexible » de la technologie grâce à sa mise en œuvre réussie. En contrôlant avec précision la longueur d'onde, en ajustant en continu la puissance et en développant des matériaux en collaboration, les LED UV peuvent surmonter les limites des procédés traditionnels et réaliser des applications innovantes dans des domaines spécialisés avec des exigences extrêmement élevées en matière de précision et de sécurité. Comme l'a déclaré le directeur de l'Institut de protection des reliques culturelles, « Cette « lumière froide » répare non seulement les dommages physiques causés aux reliques culturelles, mais offre également une nouvelle voie technologique pour l'héritage du patrimoine culturel traditionnel. »