I. M. Godfrey
Introduction
L’utilisation de l’os et de l’ivoire remonte à la préhistoire. Les premiers hommes, qui chassaient les animaux pour se nourrir et se vêtir, utilisaient autant de la bête que possible, les dents (ivoire) et les os servant à fabriquer des pointes de flèches, des manches et d’autres outils. Au fil du temps, cet usage s’est étendu à l’armement, aux instruments de musique, aux pièces religieuses, aux artefacts personnels, aux objets décoratifs, aux pièces artistiques et aux objets pour les jeux (figure 1).
Figure 1 : Exemples de scrimshaw sur des dents de cachalot.
Lorsque l’on parle d’ivoire, on suppose généralement que le matériau provient des grandes incisives ou des défenses de l’éléphant africain ou indien. Les dents de nombreux autres animaux, dont l’hippopotame, le cachalot, le narval, le morse, le phacochère et le sanglier, ont également été utilisées à certaines des fins mentionnées ci-dessus. Des ivoires fossiles de mastodonte et de mammouth ont été sculptés. Un expert est capable de distinguer les types d’ivoire en examinant les différences de grain, de couleur, de texture et de dureté. En raison des changements physiques et chimiques qui se produisent dans les environnements d’enfouissement cependant, l’identification de l’ivoire archéologique peut être très difficile, voire impossible, selon le type d’ivoire et la taille et la forme de l’objet.
La structure de l’os étant plus ouverte que celle de l’ivoire, il est plus facilement taché et coloré. L’os peut être difficile à différencier de l’ivoire lorsqu’il est travaillé et poli avec des huiles et des cires. La corne, le fanon et l’écaille de tortue sont tous des matériaux à base de peau qui ont été utilisés à des fins similaires à celles de l’os et de l’ivoire (figure 2). La noix de tagua, dérivée de certains palmiers originaires d’Amérique du Sud, de Micronésie et d’Afrique, ressemble également à l’ivoire, se tache facilement et peut être sculptée de la même manière que l’ivoire authentique. Elle est blanche avec un aspect marbré et a été utilisée pour des boutons, des bijoux et des sculptures artistiques.
Figure 2 : Gros plan d’une boîte en écaille de tortue superposée à de l’os.
En 1862, lors des grandes expositions internationales de Londres, Alexander Parkes a exposé un matériau appelé » Parkesine « , un plastique de nitrate de cellulose modifié. Ce matériau a remplacé l’ivoire dans les boules de billard et a jeté les bases de l’industrie plastique. Connu sous le nom d’ivoire français et, avec d’autres matériaux tels que des mélanges de poussière d’ivoire et d’os mélangés à de la craie, de la gélatine, de la gutta-percha et du plâtre de Paris, le nitrate de cellulose a constitué la base d’une vaste industrie de substituts synthétiques aux matériaux naturels.
Aujourd’hui, des résines de polyester pigmentées sont utilisées pour imiter ces œuvres d’art antérieures. Normalement, on réalise un moule en silicone de l’original, puis on y verse de la résine pigmentée. Une fois durcie, la surface peut être traitée avec de la peinture ou de la teinture pour mettre en valeur les détails de la surface. La nature opaque et la couleur uniforme de ces copies sont généralement suffisantes pour les identifier.
Nature et composition
Les matériaux ressemblant à des os (ivoire, os et bois de cervidé) sont constitués de composants organiques et inorganiques. Le principal composant organique est la protéine fibreuse qu’est le collagène. Il représente environ 25 à 30 % de ces substances naturelles, le reste étant constitué de phosphate de calcium inorganique contenant de petites quantités de magnésium et de carbonate. Même secs, ces tissus minéralisés contiennent jusqu’à 10 % d’eau. Les dérivés de la peau tels que la corne, les fanons et l’écaille de tortue ont pour principal constituant la kératine, une protéine contenant du soufre.
L’ivoire végétal, ou ivoire de palmier, est composé de cellulose presque pure, le constituant fondamental des parois cellulaires des plantes tandis que les substituts synthétiques de l’ivoire peuvent être préparés à partir d’une variété de matériaux différents (voir ci-dessus).
Identification
Bien qu’il soit souvent difficile de différencier l’os, l’ivoire, la corne et les substituts synthétiques, un examen des caractéristiques morphologiques, superficielles et structurelles ou de la composition chimique d’un matériau permet généralement une identification positive. Une loupe de haute qualité et l’examen de photographies ou de photomicrographies qui mettent en évidence les caractéristiques structurelles facilitent l’identification de ces matériaux (Penniman 1952). Les bois et les os, bien que difficiles à distinguer les uns des autres dans une pièce travaillée, peuvent être distingués de l’ivoire à l’aide d’une loupe. Cela est dû au fait que l’ivoire ne contient aucun des pores microscopiques qui, dans la vie, contenaient les vaisseaux sanguins qui alimentaient l’os ou le bois en croissance.
Les caractéristiques morphologiques telles que la forme et la taille des matériaux dans leur état non travaillé, ainsi que des éléments tels que la cavité de la moelle dans les os longs et la cavité pulpaire dans les défenses peuvent aider le processus d’identification.
L’ivoire est fondamentalement une autre forme d’os appelée dentine. Malgré leurs structures différentes, l’os et l’ivoire ont des compositions chimiques similaires. Ainsi, à moins qu’un certain matériau ne soit disponible pour une analyse destructive, les tests chimiques ne peuvent généralement pas faire la distinction entre l’os et l’ivoire.
Les caractéristiques qui peuvent identifier l’ivoire d’éléphant comprennent :
- le motif d’arcs entrecroisés, généralement appelé « tour de moteur » ou lignes de Schreger, qui se trouvent sur la surface en coupe transversale (transversale). Celles-ci sont assez clairement visibles sur l’ivoire d’éléphant africain (figure 3) mais sont un peu plus difficiles à observer sur l’ivoire d’éléphant indien;
- la présence de lignes continues légèrement ondulées ou tressées sur les surfaces longitudinales;
- la présence de zones « nuageuses », parfois ondulées, sur les surfaces longitudinales. Ces « nuages » apparaissent comme des zones plus blanches et plus opaques que le matériau qui les sépare.
Une autre caractéristique de tous les ivoires est leur fluorescence avec une lumière bleutée lorsqu’ils sont irradiés par une lumière ultraviolette (UV) à ondes longues. Selon le type d’ivoire, cette fluorescence varie d’un blanc bleuté à un bleu violet profond (Penniman 1952). La différence de fluorescence des ivoires anciens peut également être utile pour distinguer les surfaces anciennes des surfaces récentes, car une patine ancienne est fluorescente dans des tons jaunes tachetés alors que les ivoires et les restaurations plus récents apparaissent généralement d’un bleu-violet profond. Les matériaux synthétiques présentent souvent une fluorescence brillante, bien différente des substances naturelles.
Figure 3 : Ivoire d’éléphant présentant des arcs entrecroisés (lignes de Schreger) qui aident à identifier ce matériau.
Les caractéristiques d’identification de l’os sont les suivantes :
- généralement plus léger qu’un morceau d’ivoire de taille similaire ;
- la présence d’une cavité poreuse souvent visible sur la surface arrière d’un artefact ;
- la présence de petites fosses qui contenaient les vaisseaux sanguins et de courtes stries longitudinales. Celles-ci apparaissent souvent sous la forme de très petits points et de lignes foncées sur les surfaces longitudinales, caractéristiques qui sont renforcées par la saleté qui s’y accumule.
L’examen microscopique, y compris l’utilisation de la lumière polarisée, ou un examen des matériaux sous lumière UV peut permettre d’identifier des matériaux tels que la corne, les fanons, l’écaille de tortue et l’ivoire végétal. L’ivoire végétal se caractérise par la présence de très fines lignes concentriques légèrement plus foncées sur la surface transversale et par de nombreuses piqûres en forme d’étoile dans l’ensemble du tissu.
L’ivoire végétal et les alternatives artificielles aux matériaux naturels ressemblant à des os peuvent être différenciés facilement par des méthodes spectroscopiques ou chimiques. La spectroscopie infrarouge (IR), en particulier, permet une identification rapide et généralement sans ambiguïté des substances polymères (copies d’ivoire). Ce type d’analyse doit être effectué par un expert. Bien que les analyses IR soient généralement destructives, seule une petite quantité de matériau (moins d’un milligramme) est nécessaire pour les tests. Une analyse minutieuse des spectres IR peut également fournir des informations précieuses sur le degré de dégradation de l’os et de l’ivoire, en fournissant des informations précieuses sur les changements dans les quantités et les compositions des composants organiques et inorganiques (Godfrey et al 2002).
Une méthode très simple, bien que destructive, pour déterminer si un matériau est composé d’une substance synthétique est le test de « l’aiguille chaude ». De nombreux matériaux polymères utilisés comme substituts de l’os et de l’ivoire fondent lorsqu’ils sont chauffés. Une aiguille chaude appliquée sur une partie peu visible d’un objet devrait donner une estimation rapide, mais non fiable, de la composition de l’objet en question. En raison de la nature destructrice de ce test, cependant, il n’est pas recommandé.
Pour des descriptions complètes des méthodes disponibles pour différencier l’ivoire, l’os et les matériaux connexes, se référer à Penniman (1952), Thornton (1981), Krzyszkowska (1990), Locke (2013) et Mann (2013).
Les méthodes de différenciation de l’ivoire, de l’os et des matériaux connexes sont décrites en détail dans le rapport.