CITÉ DE L’AUTOMOBILE – COLLECTION SCHLUMPF

CITÉ DE L’AUTOMOBILE – COLLECTION SCHLUMPF

MILIEU DE CONSERVATION

Rôle des paramètres environnementaux

La problématique initiale de ce mémoire était de savoir si les humidificateurs installés en mai 2013 avaient pu avoir une influence sur l’origine du départ de corrosion évolutive détectée sur la Renault  Limousine. Un constat d’état détaillé du soubassement du véhicule sera réalisé dans ce dossier, à la suite de l’étude de l’environnement dans lequel il se trouve.
Les collections ne sont pas des ensembles isolés, elles sont indissociables de l’environnement qui les entourent. Conservées à l’intérieur d’un bâtiment, elles sont exposées à des facteurs de dégradations qui peuvent être d’origine naturelle, accidentelle ou humaine . Les facteurs humains (manipulation) et accidentels (effondrement de toiture) ne seront pas pris en compte dans ce chapitre au vu du contexte d’étude. L’objet interagit avec les facteurs d’origine naturelle du milieu et recherche un état d’équilibre.
L’humidité relative (HR) est le facteur principal dans le cadre de cette étude. Exprimée en %, elle représente le rapport entre la pression partielle de vapeur dans l’air humide et la pression de vapeur saturante à la même température sèche . Dans les phénomènes de corrosion, il arrive qu’elle implique une condensation* qui peut former un électrolyte* en présence de sels. De plus, lorsque des particules ou des aérosols à caractère hygroscopiques sont présents à la surface d’un métal, ils facilitent ces phénomènes de condensation .
L’HR dépend principalement de deux facteurs : la température (T°) et le rapport de mélange* (Rv) (concentration en vapeur d’eau). Lorsque la température est stable, elle peut être considérée comme « neutre ». Si en parallèle on observe une baisse de l’humidité relative, il est alors intéressant d’étudier le rapport de mélange car cette baisse ne sera pas due à une influence de la température. Si le Rv baisse en parallèle de l’HR, on peut alors affirmer qu’il y a une baisse de l’humidité. Les matériaux hygroscopiques ou encore les flux* d’air dans une réserve peuvent influencer le Rv.
Le réel danger de l’HR pour la corrosion des métaux réside dans ses variations. Lorsqu’un objet est exposé à des variations fortes, cela créer un environnement hautement plus favorable au développement ou la réactivation de corrosion. Le cas que nous traitons concerne une corrosion évolutive présente sur un acier. On considère que la corrosion atmosphérique d’un alliage de fer non corrodé débute très lentement vers 60% d’HR, puis s’accélère aux alentours de 80% d’HR (Graph. 1, p.15) Cependant, en présence de lépidocrocite (βFeOOH) (produit de corrosion) l’alliage corrode lentement dès 16% d’HR et ce développement s’accélère à partir de 25% (Graph. 2, p.15).

Étude du climat interne

15 Dataloggers ELPRO de la marque Hamster (capteurs Hamster) ont été répartis dans la réserve R+2 durant deux périodes : une période représentative du climat hivernal, une du climat estival. L’objectif est de constater d’une éventuelle disparité des valeurs au sein de la réserve qui pourrait avoir une influence sur la corrosion présente sur le soubassement de la R25 L. et traduire des flux d’air. A noter qu’il s’agit d’une situation particulière car les véhicules sont pour la plupart utilisés.
L’objectif est également de déterminer si le climat externe a une influence sur le climat interne et si oui, sur quelle(s) zone(s) de la réserve. Partant de ce postulat, 15 capteurs ont été répartis au sein de la réserve R+2 dont 1 dans la salle annexe   afin d’avoir une visibilité sur l’ensemble de l’espace en prenant en compte les aérothermes, les humidificateurs, une zone dite « problématique » autour de la R25 L. et les flux d’air pouvant être générés par les allés-venus de l’ascenseur, l’ouverture des portes et les fenêtres. Les capteurs E10, E11, E12 et E13 entourent la R25 Limousine. Ils ont été placés sur les colonnes, à 30 cm de hauteur (hauteur moyenne du soubassement). Les capteurs E14, E15, E17 et E18 ont été installés sur ces mêmes poutres à une hauteur de 140 cm (hauteur du véhicule)27 . Les capteurs E21, E22, E24 et E25 ont été répartis dans le reste de la réserve et placés à 100 cm de hauteur (centre moyen des voitures) sur des poutres.
Le capteur E19 a été installé devant une des fenêtres de la réserve car des flux d’air étaient perceptibles28. Enfin, le capteur E26 a été placé dans la partie annexe de la réserve pour pouvoir comparer les deux espaces.

26 Au vu du grand nombre de graphiques réalisés pour ce travail, seuls les plus pertinents vous seront présentés dans la suite de ce dossier. L’ensemble des graphiques est disponible dans un document « Annexe : résultats de l’étude climatique » pour une quelconque vérification des informations apportées.

Période « hivernale »

La première période d’enregistrement début le 02.03.2018 à 00h00 (un jour après l’installation des capteurs) et se termine le 29.04.2018 à 23h45, soit 59 jours d’enregistrements. Avant la récupération des données, un contrôle d’étalonnage est constamment effectué pour pouvoir comparer les relevés de manière sûre.
La température dans la réserve varie lentement, elle est contrôlée. Le comportement de l’ensemble des courbes est similaire, avec de légères différences au niveau des valeurs dues au pourcentage d’erreur des capteurs. Seul le capteur E19, placé devant une fenêtre, présente des variations nettement différentes influencées par les variations extérieures . Ce capteur mis à part, la température au sein de la réserve est homogène (Graph. 4, p.20). La courbe verte sur le Graph. 3 ci-dessous est représentative de l’évolution de la T° dans la réserve (capteur E10 pris comme référence). Bien que contrôlée, elle suit les tendances de la courbe des températures externes avec un déphasage (± 10°C de plus) et une atténuation des variations grâce à l’enveloppe* du bâtiment qui possède une bonne inertie thermique*.  Un problème de calibration a été détecté suite aux deux relevés de données (période hivernale/estivale) ; un coefficient de correction est affecté aux capteurs E11 et E26 qui devront être calibrés s’ils sont réutilisés. L’explication de la méthode utilisée pour le calibrage est détaillée.
L’hygrométrie dans la réserve n’est pas homogène. Seul point commun entre tous les capteurs : la courbe du rapport de mélange a le même comportement que celle de l’hygrométrie31. L’HR est donc directement influencée par la quantité d’humidité présente dans l’air. La comparaison entre les capteurs est ici encore possible à l’aide d’un graphique boursier (Graph. 5, p.20), sur lequel on constate des écarts pouvant aller jusqu’à 10% pour la moyenne (entre les capteurs E13 et E19). On note que même pour des capteurs plus proches (E13 et E14), la différence peut aller jusqu’à 5%. Mis à part le capteur E.19, le comportement de l’ensemble des courbes est similaire même pour le capteur E16, placé dans la salle annexe. Il présente cependant une HR supérieure d’environ 5% et une T° de 2°C inférieure.
Un récapitulatif des maximums, moyennes et minimums pour la température et l’hygrométrie de la réserve durant la période hivernale est présenté dans le Tableau 1 ci-dessous. Une comparaison est faite avec les valeurs obtenues au niveau du capteur E19.

Période « estivale »

La seconde période d’enregistrement débute le 01.05.2018 à 00h00 et finit le 10.06.2018 à 23h45, soit 41 jours d’enregistrements. Les mêmes constations que pour la période hivernale sont faites (à quelques exceptions près) : › Les températures externes semblent influencer celles internes : les courbes présentent les mêmes variations (Graph. 6 p.22).
› Excepté le capteur E19, les courbes de la température interne évolues parallèlement, sont stables et contrôlées, malgré une chute de 5°C en 6 jours (du 12.05 au 18.05). La température au sein de la réserve est la même sur l’ensemble de l’espace. (Graph. 7, p.24) › Un pic est notable le 31.05 à 18:45:00 sur l’ensemble des graphiques : une chute de la T° et une augmentation de l’HR, probablement dues à un dysfonctionnement des aérothermes durant 2h (Graph. 6, p.22).HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018 › La différence d’HR entre les capteurs est similaire à celle de la période hivernale. Cependant, bien que l’enregistrement ait été effectué sur une durée plus courte, l’amplitude pour l’ensemble des données est plus importante.
› Le rapport de mélange présente les mêmes variations que les courbes d’HR, exepté sur la période de chute de T°. L’hygrométrie interne est une fois encore influencée par la quantité d’humidité présente dans l’air, sauf sur cette période de 5 jours où ses variations résultaient d’une influence de l’HR et de la T°.
› Le capteur E26 présente des T° plus basses d’environ 2°C mais une HR proche de celle du capteur E14. Ces résultats diffèrent de ceux obtenus lors de la période hivernale où l’hygrométrie était supérieure dans la salle annexe où était installé le capteur E26.
› Les variations de plus de 10% d’HR en une journée sont toujours présentes, mais nettement moins que pour la période hivernale. Le capteur 19 présente des résultats extrêmes avec 85,6% de variations journalières supérieure à 10%. (Tableau 4, p.23) Graph. 6 Comparaison des variations thermiques externes et interne (capteur E10) et détail du pic le 31.05.2018.
Dysfonctionnement des aérothermes ?HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018.

Périodes antérieure

Un suivi thermo-hygrométrique a été mis en place en 2009 au sein des salles d’expositions et des réserves de la Cité de l’Automobile : un capteur Supco DVTH 12 a été installé dans la réserve R+232 . Nous savons que les humidificateurs ont été mis en route en 2013, les données disponibles depuis cette période ont donc été recueillies puis traitées selon les mêmes normes que les valeurs enregistrées avec les capteurs Hamster.
Parmi les données disponibles, plusieurs mois sont manquants, malheureusement sans justification. Les données disponibles englobent les périodes suivantes : L’institution tient un « Fichier de suivi hygrométrique » depuis 2009. Selon ce document, les humidificateurs ont été mis en route le 05.06.13. Le 26.08.13, ces mêmes humidificateurs sont notés comme étant défaillants. Un contrôle a été effectué le jour même au PC sécurité du musée qui, selon le rapport, n’est pas parvenu à les remettre en marche. On constate que les variations thermo-hygrométriques sont instables pour la période de 2013, on peut donc supposer que les humidificateurs n’ont pas fonctionné durant cette période33. En revanche, pour les 3 mois d’enregistrements en 2014, l’HR et la température sont stables (respectivement : 54±6% et 16±4°C). Comme il s’agit d’une période froide, les aérothermes étaient en route ce qui explique la stabilisation de la température. Au vu des variations hygrométriques stables, on peut supposer que les humidificateurs étaient eux aussi en fonctionnement.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE 
1. CITÉ DE L’AUTOMOBILE – COLLECTION SCHLUMPF
1.1. Historique
1.2. Collections
1.3. Renault 25 Limousine
1.3.1. Description du véhicule
1.3.2. Histoire de la Renault 25 Limousine étudiée
1.3.3. Valeurs culturelles associées
2. CONTEXTE D’ÉTUDE
2.1. Contexte géo-climatique
2.2. Le bâtiment
2.2.1. Structure et espaces d’expositions
2.2.2. Atelier de restauration et réserves
3. MILIEU DE CONSERVATION 
3.1. Rôle des paramètres environnementaux
3.2. Étude du climat interne
3.2.1. Période « hivernale »
3.2.2. Période « estivale »
3.2.3. Périodes antérieures
3.2.4. Interprétation
3.3. Corrosivité de l’environnement
3.4. Analyse des coupons métalliques
3.5. Identification des polluants externes et internes
4. ÉVALUATION DU DEGRÉ D’ALTERATION 
4.1. Constat d’état
4.2. Analyses
4.2.1. Coupes métallographiques
4.2.2. Analyse IRTF et analyse MEB-EDS
4.3. Comparaison avec d’autres véhicules
5. RÉSULTATS DE L’ÉTUDE 
5.1. Diagnostic
5.2. Pronostic
5.3. Recommandations
6. DISCUSSION
CONCLUSION GENERALE 

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