CINABRE... Vous avez dit Cinabre ? ? ? par Valanni - Blackbird...

[Invité Blackbird]

Cinabre... Tout ce qui brille n'est pas d'Or !

. Une brève histoire des pigments.

Un pigment est une substance colorante d’origine minérale ou organique, réduite en forme de poudre mélangée avec un liant mais non dissoute dans ce liant. Les principales caractéristiques d’un pigment résident essentiellement en leur pouvoir plus ou moins couvrant et colorant. Ces pigments entrent dans la composition des pastels, gouaches, des peintures à l'huile, à l'acrylique ou à l'eau : aquarelle et gouache -

Les pigments modernes doivent beaucoup à l’Histoire et à l’Alchimie. Saviez-vous, que les Égyptiens puis les Arabes, crurent longtemps pouvoir fabriquer de l'Or avec le Cinabre ?

Comment me diriez-vous ? Pour cela, remontons le temps et rendons nous en Egypte, plus précisément sous la IV^ème Dynastie (613 - 2498 avant J.C). Les artistes égyptiens de l'ancien Empire (empire Memphite) disposaient d'une palette de couleurs assez riche, mais où la trouvèrent-ils ?

. Explication succincte de la formation des gisements minéraux.

La Terre était à l'origine il y a 4.5 milliard, une masse de matière en fusion dont la surface en refroidissant s'est solidifiée pour former une croûte solide. Lors de ce refroidissement, une différenciation a été observée : les éléments les plus denses (Fer, Nickel ) ont migré vers les profondeurs pour former le noyau et les éléments les plus légers (Magnésium, Aluminium) sont restés en surface.

Le temps passant, la tectonique des plaques se mit en place. Cà et là, des fractures provoquant des abaissements de pression permirent à la roche mantellique plastique de se liquéfier puis, de se transformer en magma et de remonter par ces fractures. Ainsi se formèrent les premières concentrations de gisements de minéraux.

De gauche à droite : Structure interne de la terre et plaques tectoniques.

Il ne faut pas non plus oublier le rôle fondamental de l’eau dans la formation des gisements. L’eau, lorsqu’elle est fortement chauffée et sous haute pression est un agent dissolvant d’une efficacité exceptionnelle.

En remontant des profondeurs, lorsque la température et la pression diminuent de concert, l’eau redépose les éléments dissous dans des fractures permettant la formation d’autres gisements de minéraux.

A la faveur d’un enchaînement de phénomènes géologiques comme l’érosion, ces minéraux se retrouvèrent tout près de la surface de la Terre, à portée de main des artistes égyptiens. Des jaunes, des verts, des rouges parmi lesquels figurent des oxydes de fer et de manganèse qui donnaient les ocres, les rouges et les bruns, mais point de bleu.

. Fabrication des teintes ocres.

Les teintes ocres sont fabriquées avec l'hématite et la goethite, il s’agit d’oxyde de fer. Ces oxydes sont regroupés en deux variétés : les oxydes anhydres (hématite, maghémite…) et les variétés hydratées (goethite, lépidocrocite…).

Le jaune est issu de la goethite alpha-FeO(OH) réduite en poudre fine. Les autres teintes sont issues soit de l’hématite alpha-Fe₂O₃ broyée finement pour obtenir des teintes allant du rouge vif au noir soit en calcinant la goethite à environ 400° C. (Vous pouvez consulter l’annexe 1 pour plus de détail sur cette partie).

De gauche à droite : Hématite - photo Théoprhaste - Goethite - photo Valanni

. L’or et le bleu.

L'or, " la chair des dieux ", métal des pharaons et le bleu, étaient les éléments incontournables dans les rites funéraires en Egypte. L'or étant encore plus populaire que le bleu, était une véritable obsession des égyptiens.

Rituel de la pesée l'âme ... sur la balance de Maât, Anubis, Ammit la dévoreuse, Thowt, Horus, Osiris accompagné d'Isis et de Nephtys sont présent pour la cérémonie...

Le bleu était fabriqué par broyage du lapis-lazuli qui venait d'Afghanistan. L’or devait également parcourir des centaines de kilomètres. Il venait notamment de Nubie (dont le nom égyptien " nub " signifie " or "....) plus précisément des mines du wadi Allaqi où le divin métal était extrait en quantité massive.

La Nubie était également riche en carrières et en ressources minières : diorite, cuivre, fer, granite, malachite, plomb, gneiss, pierre précieuses etc. matières premières indispensables aux Pharaons.

De gauche à droite : Pépite d'or - statuette de la Déesse Sekhmet... photo blackbird

. Couleur et alchimie : la quête de l’or.

L’acheminement de ces produits était particulièrement onéreux. Cependant les égyptiens avaient un certain savoir en chimie qui leur avait permis de fabriquer un bleu (méthode de la voie sèche décrite dans un précédant sujet), qui remplaçait avantageusement le prohibitif lapis-lazuli d'Afghanistan.

Ils avaient également réussi à transformer des ingrédients ordinaires en produits précieux comme le bronze et le verre (pour plus de détails, consulter l’article " Des cartes Géologiques Hautes en Couleurs et pas comme les autres" sur Géowiki).

Encouragés par ces succès, les savants égyptiens crurent naturellement qu'ils pourraient également fabriquer leur propre métal précieux à partir du cinabre. Malheureusement malgré leur savoir-faire, toutes leurs tentatives se soldèrent par un échec.

Lapis lazuli - photo Valanni.

. Les arabes et la fabrication de l’or.

Ce furent les arabes qui poursuivirent les travaux des égyptiens. Leurs scientifiques avaient, en effet acquis, au cours de leurs voyages et conquêtes " une notion " qui selon eux renfermait sans doute les secrets de la fabrication du précieux métal.

Les alchimistes arabes se sont imprégnés de la doctrine des "" quatres éléments " d'Empédocle, de Platon, puis d'Aristote,

Selon cette doctrine, tous les matériaux formant le monde seraient constitués de quatre substances : l'Air, la Terre, le Feu et l'Eau, chacun de ces éléments étant formé à partir d'une matière primordiale unique. Si toutes les matières sur la planète étaient combinées à partir de ces 4 essences, logiquement ils pourraient, en mélangeant ces 4 ingrédients, fabriquer n'importe quel élément sur terre et plus particulièrement de l'or !

De gauche à droite : Platon, Aristote, Théophraste - Thofrasto Orto botanico.

Investis des idées chimériques d'Aristote sur la matière, les alchimistes arabes les expérimentèrent sur le cinabre (HgS), roche qui avait paru idéale aux Égyptiens ; étant convaincus de pouvoir enfin réaliser la plus importante des transformations : changer un caillou anodin en or !

Théophraste, philosophe et savant grec, naturaliste, biologiste, pouvant également être considéré comme un alchimiste (traité sur les pierres) évoquait dès le III ^ème siècle les mines de mercure d’Almadén en Espagne. C'est donc là qu'ils décidèrent de l'exploiter.

Cinabre.

Il est évident pour tout minéralogiste qui se respecte que le cinabre ne ressemble pas vraiment à de l'or, mais il brille ! C'est sans doute cet aspect qui avait attiré l'attention des savants égyptiens.

Les alchimistes arabes commencèrent donc par décomposer la roche. Le minéral est un composé de sulfure de mercure (II)... étant convaincus qu'en extrayant le mercure et en le mélangeant à nouveau avec le soufre dans des proportions différentes, ils parviendraient à fabriquer le précieux métal.

Ils entreprirent d'extraire le mercure en cassant la roche en petit morceaux, qu'ils broyaient ensuite dans un pilon pour les réduire en poudre de plus en plus fine, puis ils les faisaient cuire dans un four à environ 300°C. Ils parvinrent à leurs fins sans toutefois atteindre leur objectif ultime à savoir : fabriquer de l'or.

Mine d'Almadèn - Espagne - photo Raimundo Pastor.

Cette approche stérile dans le cas de l’or eu cependant une retombée fondamentale. En effet, l'alchimiste Geber ou Jabir Ibn Hayyan, en associant du mercure et du soufre parvint à fabriquer un pigment rouge synthétique encore plus vif et plus pur : le vermillon

A son époque et à poids égal, le vermillon était presque aussi précieux que l'or. C’est un rouge riche et éclatant qui allait se répandre comme une traînée de poudre dans toute l'Europe.

. Pigment, liant et « charge ».

Les pigments actuels sont mélangés dans un liant tel que : huile, eau, cire… Ce liant peut également se présenter sous la forme de salive, ou d’acide gras notamment en tant qu’agglutinant dans l’art pariétal.

On retrouve également des « charges » qui sont des composant permettant de moduler les propriétés physiques du mélange liant-pigment. Ces charges sont notamment constituée de feldspath potassique ou d’un mélange avec de la biotite dans les peintures paléolithiques ; ces minéraux améliorant les conditions de dépôt sur le support et les possibilités de conservation.

La baryte et le gypse,seront également utilisés plus tardivement comme matière de « charge » pour les pigments ou les préparations : le gypse est utilisé notamment par les artistes de l’Egypte ancienne (Vous pouvez consulter l’annexe 2 pour plus de détail sur cette partie).

De gauche à droite : Baryte, Gypse et Feldspath.

. Annexe 1 : couleur, altération chimique et transition de phase.

Ce paragraphe est issu d’une discussion à ce sujet avec Lionel Robertson, plus connu ici sous le pseudonyme « Lionel R ». Que je salue et remercie pour ces conversations passionnantes et si enrichissantes !

Le changement de couleur observé lors de la transformation irréversible goethite à hématite n'est absolument pas du au changement de système cristallin mais bien à une altération de la composition chimique du minéral. Lors de la montée en température la goethite se déshydrate pour former de l’hématite.

Il peut en effet y avoir des transformations (on parle en chimie de transition de phases) parfaitement réversibles avec modification du système cristallin, ou simplement du groupe d'espace. C’est notamment le cas de la transformation qui mène le quartz alpha (rhomboédrique) que l’on connait bien vers le quartz bêta (hexagonal) à une température de 573°C mais cette réaction est parfaitement réversible. L'irréversibilité est une question d'énergie réticulaire, c'est à dire de stabilité du cristal.

L'hématite est l'oxyde de fer le plus stable qui soit, il est donc impossible de revenir en arrière avec une hydratation même partielle dans les conditions normales de température et de pression.

On peut changer complètement de couleur sans changer de système cristallin et de façon encore plus restrictive, sans changer de groupe d'espace et même sans absolument aucune modification de la composition chimique. Ce cas est illustré par le composé CoMoO₄ étudié en détail dans la thèse de Lionel-R.

Autre exemple plus proche de nous en minéralogie, il existe une transformation dans le système Fe₂O₃ qui transforme la maghémite cubique en hématite rhomboédrique. Cette transformation est accompagnée d'un fort bouleversement de la structure cristalline mais sans modification de la couleur.

Ce qui importe dans un changement de coloration, c'est la symétrie polyèdre de coordination. C’est-à-dire la géométrie des anions autour des cations : tétraèdre, octaèdre, plan carré etc. On regardera également, le degré d'oxydation des cations, la nature des anions présents dans le polyèdre de coordination.

. Annexe 2 : Le pigment, concentration pigmentaire et indice de réfraction.

Les pigments des peintures d’autrefois avaient en général un grain plus grossier et plus hétérogène, leur taille était habituellement comprise entre 1/50 mm pour l’azurite et le smalt et environ 1/1000 mm pour le blanc de plomb, le cinabre, etc.

Remarque : « Le blanc de plomb » est nommé ainsi, lorsque ce produit est pur et « céruse » dès qu’il est mélangé à de la craie ...

Cérusite, à noter que le minéral trouvé dans la nature ne semble pas avoir été utilisé dans la fabrication du blanc de plomb.

De nos jours, les pigments sont broyés plus finement, leurs grains ont une taille de particules qui est optimisée afin de tirer le meilleur parti de leur pouvoir couvrant et colorant. Cette taille variant suivant le pigment entre 1 / 500 mm et 1 / 2000 mm ; outre la taille des grains, la concentration pigmentaire et l'indice de réfraction influent grandement sur le pouvoir colorant et couvrant du pigment.

Si au cours de l'opération de broyage du pigment, ce dernier n'est pas complètement enrobé par le liant ; ses parties exposées à l'air libre, ne vont pas réfracter la lumière de la même façon que les parties entièrement enrobées occasionnant un « phénomène de réflexion diffuse », la peinture ou certaines zones, auront alors un aspect mat (embus).

A contrario, si le pigment est bien enrobé par le liant, il y aura alors un « phénomène de réflexion réfléchissante », la peinture sera brillante.

L'indice de réfraction est une constante propre à tout matériaux et donc fondamentalement aux minéraux et pigments. Il indique dans quelle mesure un rayon lumineux est réfracté c'est-à-dire, ralenti et dévié par rapport à la droite qu'il suivait dans l'air.

J'ajoute que sous l'effet de paramètres physiques et chimiques extérieurs, comme la lumière et l'humidité, cet indice peut diminuer au fil du temps : notamment dans le cas du vernis des tableaux ; l’effet principal de ce vieillissement se traduit par un nivellement des tonalités, occasionnant une altération de la lecture de l'œuvre plus ou moins importante.

A titre indicatif, l'indice de réfraction de l'air est en moyenne de 1,00, les liants aqueux 1,35 (gomme arabique...), les huiles siccatives 1,48 (huile de lin...), les résines 1,53 (térébenthine de Venise...), les cires 1,44, les pigments 1,5 à 2,8 et les minéraux 1,55 à 4,3.

Sur ce... nous retournons dans le coin papotage... Coooolllll ! ! ! J'adoooore le noir^^ toi aussi mon Ange ? ? ?

[cascaillou]

ca fait plaisir un sujet de culture generale autour de la mineralogie!

Pour l'histoire de l'or et du cinabre, on peut supposer que les egyptiens avaient deja remarqué que le mercure contenu dans le cinabre permettait d'amalgamer l'or (procedé toujours utilisé par les orpailleurs)

[Invité Blackbird]

Tu as tout a fait raison Cascaillou... Question de longueur d'ondes ! ! ! J'y reviendrai ultérieurement...

Pour nous changer un peu des caillasses, je conseille vivement la lecture du Panthéon Égyptien de Jean-François Champollion... Pour ceux qui savent lire bien entendu !

[Invité valanni]

oh oui mon blacky, un autre livre tout aussi recommandable de Christian Jacq sur Champollion : Champollion l'égyptien,

génial déchiffreur des hiéroglyphes, placé à la tête d'une petite communauté de chercheurs qui d'Alexandrie à Abou-Simbel connaîtra les joies et les dangers d'une fabuleuse découverte.

J'adore l'Egypte ...

[saskia]

bravo, tres beau sujet.

Pour Almaden, les Romains envoyaient certaines personnes finirent leurs jours dans les galeries.

Le travail au contact du mercure etait une facon de ne pas les condamner a mort mais de leur "assurer" une mort quand meme plutot que la galére a ramer.

[Invité valanni]

Très bel article mon Coeur... vraiment très intéressant

Mais il est vrai que des mines ont tué et tueront toujours...de quelques manières... malheureusement pour les ouvriers et leur famille... tiens je propose un autre genre tout aussi intéressant je l'espère !

LA PEINE DES HOMMES :

DANS LES MINES D'ARGILE

Sur le sol boueux des galeries, dans une atmosphère saturée d'humidité, privés d'air pur et de soleil , des hommes ont peinés pour extraire l'argile et mettre à la disposition de tous, cette précieuse matière première. Pensons un peu à eux aujourd'hui, toutes aussi tueuses que les mines de mercure, d'or, de charbon etc... mais pas pour les mêmes raisons...

Les accidents ne sont pas rares dans ces « diots » comme nous disons en Romandie dans ce qui n'a guère plus de consistance qu'une motte de beurre, ils sont encore plus fréquents dans les mines souterraines d'argile semblables à celles du voisinage de Provins dans la Brie, cette riche province française qui éveille en nous le désir d'un fromage délicieux reposant délicatement sur son lit de paille....

L'argile est une matière première que les peuplades les plus primitives travaillaient avec prédilection : Les musées d'histoire naturelle et d' histoire, d'ailleurs, exposent d'innombrables poteries, tuiles et briques. Ce solide plastique, doux et onctueux facile à façonner par modelage , par moulage où par tournage, qui durcit par séchage, puis par cuisson, est très répandu au fond des des vallées et sur les plaines.

Depuis 1850 et surtout pendant la seconde guerre mondiale, les chimistes se sont efforcés d'extraire l'aluminium ( Al 13) qu'il contient; mais les méthodes sont coûteuses et la base de l'industrie de l'aluminium est très complexe, reste un autre minerai relativement rare, mais très riche : la bauxite, Al 2o3 (son nom est tiré des Beaux-de-Provence le 23 mars 1821).

Surtout utilisée dans la fabrication des tuiles et des briques, l'argile est extraite de carrières à ciel ouvert, mais il reste ça et là de petites mine souterraines fournissant des terres de qualité particulière.

A Provins(en 1952) un millier de mineurs travaillent encore à une vingtaine de mètres sous le sol pour ramener la glaise,alluvions marines dont l'exploitation remonte à 2 siècles.

L'exploitation se fait dans des galeries courtes et basses, ne nécessitant qu'une organisation rudimentaire, rien ne rappelle la mise en scène des mines de charbon ou de fer, avec leurs roues gigantesques et les formidables amoncellements de déchets. Au fur et à mesure de l'avancement les « glaisier » pose des boisages, généralement des troncs d'acacias qu'ils doivent souvent remplacer car l'humidité les pourrit rapidement; ces bois supportent une poussée énorme l'argile ayant tendance à boucher immédiatement la galerie sitôt que le mineur l'a ouverte.

Le front de taille-qu'on appelle aussi la butte- ne présente aucune faille ou fissure permettant de faire des pesées avec des leviers. L'homme doit donc faire des failles artificielles en creusant des lignes verticales avec un crochet . Selon la consistance de la glaise, le pain ainsi découpé, pesant plus d'une tonne, est extrait de la masse soit avec un pic, soit avec une sorte de « fil à couper le beurre ». Débitée en petits morceaux, la glaise est remontée du fond au moyen de wagonnets qui crapahutent sur des rails disjoints. Le grisou n'étant pas à craindre, les travailleurs s'éclairent avec des lampes à acétylène dont la lumière tremblante se reflète sur les parois parfaitement polies.

Les qualités et les usages varient d'un chantier à l'autre : Ce sont des terres réfractaires qui supportent de très hautes températures - jusqu'à 1700°- ­ sans modification de leurs propriétés mécaniques. On les utilise dans la sidérurgie, le traitement des métaux, les fours à coke, les usines à gaz. Elles constituent la matière première pour la céramique et la faïence (la porcelaine se fabrique avec du kaolin (son principal composant est la kaolinite ensemble moléculaire théorique 2Si02,1Al203,2H2O) argile très pure, blanche et friable. Une petite anecdote : Sous l'occupation de la dernière guerre les marchands de savon , manquant d'huile, firent entrer dans leurs savonnettes une belle proportion d'argile, autant vous dire que les clients ne furent point enchantés !

Dans les galeries, le travail, est très pénible, le sol glissant est recouvert d'eau boueuse, et l'atmosphère est saturée d'humidité (l'aération étant nettement insuffisante ) en outre, c'est dangereux en raison du risque d’explosion dû à un mélange d’air et de gaz. Ce dernier prenant naissance dans le bois de mine pourrissant à cause de l’humidité ambiante. C’est le « coup de mine » aussi terrible que le « coup de grisou ».

Les mineurs des glaisières, « les gueules grises » sont payés au nombre de mètres cubes de glaise sortis. Afin de mesurer le volume extrait par chacun, des petits poteaux en bois sont plantés régulièrement le long de galeries. Tous les quinze jours, au moment de la paye, un responsable passe. Il donne un coup d’herminette sur le poteau correspondant à l’endroit où les mineurs se trouvaient lors de sa visite et comptait le nombre de poteaux le séparant de celui sur lequel il avait effectué le même geste quinze jours plus tôt. Il en déduisait ainsi la distance parcourue par chaque ouvrier.

Aujourd'hui les mines sont devenues des carrières à ciel ouvert (depuis 1975) mais cette activité aura marqué la vie de nombreuses familles.

[Invité Blackbird]

Très intéressant et excellent sujet mon Ange... J'adoooooore ! ! ! Bravo ! ! !

Outre les ouvrages cités mon Adorable en voici un autre très intéressant : " Principes Généraux de l'Ecriture Sacrée Égyptienne " de Jean-François CHAMPOLLION (Institut d'Orient) j'y ai fait mes débuts avant d'approfondir...

Expédition d'Egypte... Commission des Sciences et des Arts