Révéler la technique picturale sous la surface de la fille de Vermeer avec une boucle doreille en perle en utilisant limagerie macro et microscopique

Tissage de toile

une toile dense de poids moyen à armure toile, visible sur une radiographie X (Fig. 1). Lespacement moyen des fils horizontaux est de 0,68 ± 0,12 mm, ce qui correspond à un nombre de fils de 14,8 ± 2,7 fils / cm. Les fils verticaux ont un espacement moyen centre à centre de 0,68 ± 0,14 mm, correspondant à un nombre de fils de 14,6 ± 3,0 fils / cm, tel que déterminé par le comptage numérique des fils. Les données de lanalyse de toile assistée par ordinateur ont été utilisées pour créer des cartes à partir de la radiographie X numérisée, montrant les variations dans les fils de toile dans les directions horizontale et verticale. Les cartes despacement des fils montrent comment la densité des fils varie sur le canevas; lorsque le nombre de fils par centimètre varie de la moyenne, une couleur spécifique lui est attribuée, créant une sorte de «code-barres» pour le tableau (fig. 2a, b). Lespacement plus uniforme des fils horizontaux, comparé aux larges stries de fils étroitement et largement espacés dans le sens vertical, indique que les fils verticaux sont les fils de trame et les fils horizontaux sont les fils de chaîne.

Les cartes dangle de filetage montrent les écarts dans langle des filets , en particulier la cuspide sur les bords (Fig. 2c, d). Les distorsions en forme donde sont espacées denviron 5 à 7 cm. Ils sétendent sur plus de 5 cm dans le plan de limage de tous les côtés, indiquant quils sont des cuspides primaires: des points où les bords renforcés de la toile ont été lacés sur un cadre plus grand à laide dun cordon ou dune ficelle avant lapplication de la couche de fond. La ficelle pourrait être serrée pour maintenir la toile tendue pendant le dimensionnement de la toile et lapplication du sol. De plus, il existe des signes de déformation secondaire des fils horizontaux sur le bord supérieur du tableau (à environ x = 12 cm, 24 cm et 35 cm); ceux-ci correspondent aux points où la toile pré-étirée était attachée à un cadre plus petit (crépine). L’angle de fil vertical montre également des signes de «serpents de trame»: une anomalie survenant dans les fils de trame. Ceci est cohérent avec lidentification de la direction verticale comme direction de la trame à partir des cartes despacement des fils.

Le nombre de fils de la récente analyse du canevas au niveau des fils est similaire aux résultats du projet Counting Vermeer. En effectuant un comptage numérique des fils sur danciennes radiographies X de Girl with a Pearl (radiographies réalisées avant le traitement de 1994, date précise inconnue), Johnson et Sethares ont déterminé que la densité moyenne de filetage est de 14,66 ± 1,46 (horizontal) × 14,50 ± 1,58 fils (verticaux) / cm. Ils ont identifié des cuspides sétendant sur plus de 5 cm dans la peinture sur les quatre côtés, mais nont pas fait la distinction entre les cuspides primaires et secondaires. De plus, ils nont pas identifié dindicateurs de serpent de trame.

La section discussion de cet article décrit comment la toile de Fille à la boucle doreille en perle sintègre dans lœuvre de Vermeer.

Couche de base

Lexamen visuel des restes des marges de virement originales – dépliées sur les quatre côtés – a montré quelles ne sont pas peintes, mais seulement recouvertes du sol grisâtre clair et chaud. Cela suggère que le sol a été appliqué alors que la toile était sur un grand cadre, puis déplacé vers une passoire de plus petites dimensions avant que Vermeer ne commence à peindre. Sur limage ou le film radiographique X, de faibles traits courbes près du bord inférieur du tableau montrent où le sol est légèrement plus épais; cela suggère que le sol avait la consistance dune pâte épaisse et a été appliqué avec un couteau dapprêt incurvé.

Le sol de la fille à la perle a été trouvé à environ 100 µm dépaisseur (dans un échantillon de larête, jusquà 200 µm dépaisseur), estimée à partir des 18 coupes transversales réexaminées dans le cadre de cette étude.La composition du sol a été étudiée pour la première fois dans le cadre de létude réalisée en 1968 par Hermann Kühn sur les pigments et les sols des peintures de Vermeer. Des échantillons analysés par microscopie optique et SEM-EDX dans les années 1990 ont révélé que le sol de la fille se compose de craie, de pigments doxyde de fer (terre) blanc de plomb, rouge et jaune et dun pigment sombre très fin. Le pigment sombre a été décrit par Groen et al. comme « un peu de noir de carbone très fin, éventuellement du noir de lampe. » Kühn a suggéré la présence dombre, de blanc de plomb et de craie dans le sol en utilisant lanalyse spectrographique démission et la microscopie optique dune coupe transversale à partir du bord droit. Pour létude actuelle, les sections transversales ont été ré-analysées à laide de SEM-EDX et FIB- STEM.Lanalyse de 2018 de deux échantillons (14 et 34) a confirmé que certaines des particules sombres dans le sol sont de lombre – un pigment brun foncé contenant de loxyde de fer et de loxyde de manganèse – qui avait déjà été suggéré par Kühn mais non trouvé par Groen et Une analyse SEM-EDX de ces particules sombres de léchantillon 14 a détecté du fer et du manganèse (résultats non présentés). Sur la base des techniques utilisées dans cette étude, la présence dun noir de carbone très fin na pu être ni confirmée ni exclue.

Le grand volume dinteraction électronique dans léchantillon global utilisé pour SEM-EDX signifie que la résolution de la carte EDX est au mieux de quelques micromètres. Cette limitation est, par définition, supprimée lorsquune section mince est préparée avec le faisceau dions (FIB): un la mince mella est retiré dun emplacement spécifique dans une section transversale intégrée et transféré sur une membrane (Fig. 3d – g). En utilisant la microscopie électronique à transmission à balayage (STEM), chaque lamelle est examinée à un très fort grossissement (ici 20 000 ×) et les éléments sont cartographiés avec le détecteur EDX (Fig. 3h). La résolution de la carte des éléments est maintenant beaucoup plus proche de la taille du faisceau délectrons, qui était nominalement de 2 nm. En pratique, il y aura encore un certain élargissement du faisceau en raison de lépaisseur finie de léchantillon, nous estimons donc que la résolution de la carte STEM-EDX est de lordre de 5 nm, qui est la taille de pixel utilisée pour les données de cartographie. La capacité de sonder la structure des échantillons à cette échelle de longueur est démontrée sur la figure 3h, i, où une multitude de caractéristiques sont visibles à léchelle inférieure à 100 nm quil na pas été possible de résoudre dans les cartes SEM-EDX. / p>

Les principales composantes du sol ont également été analysées avec FIB-STEM. La carte STEM-EDX à un grossissement de 20 000 × indique que la plus grande partie du sol est de la craie (en bleu sur la figure 3h), avec une plus petite quantité de blanc de plomb (en rouge sur la figure 3h). La façon dont le blanc de plomb remplit les vides entre les grosses particules de craie a montré que la couche de fond est très compacte. La granulométrie variable du blanc de plomb dans le sol, avec sa distribution sous forme dagrégats grumeleux et de petites particules, est cohérente avec le pigment fabriqué selon le procédé dit néerlandais dempilement.

Les résultats de la ré-analyse de des coupes transversales de la couche de base de la fille à la perle ont trouvé de la craie, du blanc de plomb et de lombre. En outre, la microscopie optique suggère la présence de pigments de terre jaunes et rouges, et de noir de carbone.

Sous-couches, contours et pentimenti révélés par imagerie par réflectance infrarouge multispectrale (MS-IRR)

Dans ce papier, les sous-couches sont définies comme: des couches de peinture que Vermeer a appliquées à un stade préparatoire, qui ont été laissées sécher avant lapplication de la ou des couches supérieures de peinture. Habituellement, une sous-couche est cachée sous la surface, mais dans certaines zones, elle peut avoir été laissée exposée ou finement recouverte de couches de surface. Dans ce contexte, les contours sont définis comme la frontière entre différentes parties de la composition, où une couleur se rapproche dune autre.

Une réflectographie infrarouge multispectrale haute résolution (MS-IRR) a été réalisée afin dobtenir une visualisation plus complète de la façon dont les sous-couches sombres ont été appliquées. Le MS-IRR (50 µm / pixel) a été réalisé à laide de deux systèmes de caméras, dont le premier consistait en une caméra numérique Si CCD et un filtre qui réglait la sensibilité spectrale à 900–1100 nm. Dans limage résultante (Fig. 4b), quelques coups de pinceau absorbant les infrarouges sous la surface ont été révélés, mais principalement dans les zones où les couches de peinture supérieures sont optiquement assez minces. Dans le foulard et la veste jaune de la fille, certains plis représentés dans les couches de peinture supérieures apparaissent clairs en photographie infrarouge, contrairement à la peinture absorbant les infrarouges des sous-couches qui semblent sombres. Cependant, dans la plupart des peintures, les coups de pinceau absorbant les infrarouges sous la surface restent partiellement ou totalement obscurcis par la peinture de surface optiquement plus épaisse.

La plage spectrale a été étendue vers 2500 nm dans le but de rendre plus visibles les caractéristiques des sous-couches sombres. Cela a été fait en utilisant un système de caméra infrarouge InSb avec une sensibilité spectrale de 1000 à 2500 nm, avec des images collectées dans trois bandes spectrales (1100–1400 nm, 1500–1800 nm et 1900–2500 nm) et également à la même haute résolution ( 50 μm / pixel). Le succès de cette approche repose en partie sur la transparence accrue des pigments dans la région spectrale 1000–2500 nm, due à la diminution de l’intensité du coefficient d’absorption des transitions électroniques de nombreux pigments d’artistes. Elle repose également sur la diminution de la quantité de diffusion de la lumière due à lindice de réfraction optique élevé des particules de pigment. Cela améliore considérablement la transparence des pigments tels que le blanc de plomb, qui sont dépourvus de bandes dabsorption électronique dans le visible et linfrarouge (400–2500 nm). Alors que la réflectographie infrarouge est traditionnellement collectée dans une large bande spectrale, des recherches récentes ont montré que la collecte dimages dans des bandes spectrales plus étroites peut aider à isoler différentes phases du processus de peinture: par exemple, pour distinguer un dessin préparatoire – souvent appliqué avec un absorbeur infrarouge matériau — à partir des couches de peinture partiellement pénétrées. Ces bandes spectrales plus étroites (3 à 300 nm) permettent également de séparer des pigments spécifiques les uns des autres dans les couches de peinture. En outre, la haute résolution spatiale peut révéler des coups de pinceau complets dans la peinture des couches inférieures, ce qui permet didentifier les premières phases du processus de peinture. En enregistrant spatialement ces images spectrales MS-IRR avec limage de lumière visible, la relation entre les sous-couches et la composition finale peinte peut être décompressée.

Comparaison de limage MS-IRR de 900 à 1100 nm (Fig. 4b) avec limage de 1900 à 2500 nm (Fig. 4c) montre la pénétration améliorée à des longueurs donde plus longues, comme prévu. La difficulté avec les images IRR monochromatiques est la possibilité de séparer la sous-couche des couches de peinture supérieures partiellement pénétrées. Cela peut être fait plus facilement en visualisant une image composite de fausses couleurs construite à partir dimages spectrales MS-IRR, avec trois canaux de couleur correspondant aux trois dernières bandes spectrales (figure 4d). Dans cette image en fausses couleurs, les zones qui apparaissent sombres (noir) proviennent de la peinture qui absorbe dans les trois régions spectrales, et les régions colorées représentent des couches de peinture dont la réflectance varie entre les régions spectrales infrarouges. Malgré le fait que MS-IRR peut généralement pénétrer à travers des pigments comme le blanc de plomb, certaines zones de la fille – comme sa boucle doreille, son col et ses mèches dans ses vêtements – apparaissent claires sur les images MS-IRR, indiquant quelles ont été appliquées en flèches sur les figures 5 et 8).

Limage en fausses couleurs MS-IRR révèle des sous-couches sombres sous des parties de la veste de la fille et du foulard bleu qui sont censé être dans lombre. Sous le côté droit du foulard bleu, les coups de pinceau prononcés dans la sous-couche – qui apparaissent foncés dans le détail de fausses couleurs de la figure 5 (flèche verte) – sont larges et ont été appliqués dans une direction vaguement horizontale. Des coups de pinceau horizontaux larges similaires ont été détectés sous sa veste jaune (Fig. 6b). Sur le dos de son épaule, deux passages verticaux de coups de pinceau horizontaux se chevauchent légèrement au milieu; le côté droit est plus sombre car il contient plus de carbone et / ou dombre. Le devant de sa veste qui fait face à la lumière présente des coups de pinceau vigoureux similaires dans une sous-couche, bien quils soient plus légers en intensité car ils contiennent moins de pigments absorbant les infrarouges.

Vermeer a apporté des modifications subtiles ou des ajustements (pentimenti) pendant le processus de peinture. Lorsque la phase initiale contient du noir de carbone, certains changements peuvent être détectés à laide de MS-IRR.Vermeer a déplacé l’oreille de la jeune fille vers le haut et repeint le lobe de l’oreille et le conduit auditif avec une peinture brune qui n’absorbe pas les infrarouges (Fig. 5). Il a déplacé lombre le long de sa mâchoire également pour sadapter à la nouvelle position de loreille, et a redressé la ligne entre sa joue et le foulard au stade final de la peinture (flèches jaunes sur la figure 5). Il a également adouci la définition de la nuque de la fille. Dans chacun des yeux de la fille, il y a un petit point noir visible sur limage en fausses couleurs MS-IRR (Fig. 7). Chaque point est plus petit et plus à gauche que la position finale de la pupille, et est légèrement recouvert par la surbrillance blanche qui crée le reflet dans son œil. Vermeer a peut-être voulu que ceux-ci indiquent le placement approximatif de la pupille ou de la surbrillance, quil a ensuite déplacée.

Limage MS-IRR en fausses couleurs révèle également des couches qui se chevauchent le long du contour à larrière de son foulard (flèche verte sur la figure 8). Le bord du tissu jaune noué – du haut de sa tête tout le long de la «queue» du foulard – était peint sur le dessus de la sous-couche en noir de carbone du fond. On ne sait pas sil sagit dun pentimento pour élargir le foulard ou si Vermeer voulait intentionnellement que la peinture sombre soit légèrement visible afin de créer une transition subtile où le foulard rencontre larrière-plan.

MS-IRR a également révélé une autre phase préparatoire dans les vêtements de la fille: des contours noirs appliqués par petits coups avec un pinceau fin (Fig. 8). Ces lignes absorbant les infrarouges nont jusquà présent été détectées que autour des contours et des plis, généralement à proximité du périmètre de différentes zones colorées. Dans la partie jaune de son foulard, les fines lignes semblent avoir une qualité «  perlée (flèches jaunes sur la figure 8), ce qui suggère que soit les gouttelettes de peinture ont résisté à une couche sèche en dessous, soit elles auraient pu être appliquées. en utilisant un pinceau qui na pas été chargé de peinture, de sorte que les lignes «sautent» à travers la topologie de surface dune couche en dessous. Ils semblent indiquer à la fois les plis du tissu et le périmètre de la figure; cependant, Vermeer na pas toujours suivi ces lignes avec précision lorsquil a finalement peint les dernières couches. Ces courts contours noirs sont également visibles sur les images MS-IRR autour du périmètre gauche de la veste et du cou jaunes de la fille, et dans les parties bleues de son foulard. Ils peuvent également être présents ailleurs dans la peinture, mais la présence dautres peintures absorbant les infrarouges pourrait entraver leur détection. Certaines de ces lignes pourraient être visualisées sous un fort grossissement avec le microscope numérique Hirox 3D.

Vermeer utilise des sous-couches pour moduler la lumière et lombre dans la veste de la fille

La veste jaune de la fille est une exemple de la façon dont Vermeer a exploité leffet visuel de la ou des sous-couches pour établir la différence entre la lumière et lombre. Le contraste entre la glissière avant (éclairée) de la veste et larrière (ombre) est apparent sur la photographie en lumière visible (Fig. 6a). Sur le devant de la veste, la couche supérieure de peinture a une couleur jaune-brun opaque. Sur le dos de la fille, et là où les plis du tissu sont dans l’ombre, les nuances de couleur vont du verdâtre au bleuâtre. Là, les couches supérieures de peinture sont plus fines et plus translucides, et les couches inférieures sont légèrement visibles à travers elles.

En 1994, la Fille à la perle a subi un traitement de restauration et de conservation au Mauritshuis. La suppression danciennes retouches a révélé des sous-couches destinées à être (partiellement) cachées sous la surface, en particulier dans ses vêtements. Les restaurateurs ont noté que la sous-couche sous sa veste jaune était dun brun plus clair du côté gauche (éclairé) que du côté droit (ombre). À un stade ultérieur du traitement, certaines des zones endommagées ont été retouchées avec une peinture fine et translucide; cela est vraisemblablement proche de l’intention initiale de Vermeer. Dans les tons moyens et foncés, les sous-couches auraient été légèrement visibles à travers les couches supérieures pour fournir différentes nuances de couleur.Les différences dans la composition pigmentaire et lépaisseur des sous-couches dans les parties claires et ombragées de la veste de la fille ont été clarifiées en examinant des échantillons de chaque zone, montés en coupe (voir ci-dessous).

Dans le cadre de la 2018 Girl in the Spotlight project, toute la surface de la peinture a été capturée avec le microscope numérique 3D à une résolution spatiale de 4,4 μm / pixel (grossissement 35 ×) et des zones dintérêt spécifiques ont été capturées à une résolution de 1,1 μm / pixel (140 × ). À fort grossissement, la ou les sous-couches sont parfois visibles le long des bords des fissures, ou là où la couche supérieure de peinture est fine ou abrasée. Dans sa veste, sur le côté gauche où la peinture supérieure est de couleur jaune clair, la sous-couche est dun brun chaud clair (Fig. 9a). En revanche, les ombres des plis et vers larrière de son vêtement, la sous-couche est plus foncée (Fig. 9b). Lexamen au microscope 3D a confirmé que la sous-couche brun-noir varie en tonalité. Il a également révélé la façon dont Vermeer a créé un contour doux entre la figure de la fille et larrière-plan.

Sous agrandissement, un espace dans les couches de peinture supérieures denviron 1– Une largeur de 2 mm est visible entre le bord de la figure (Fig. 10d) et le fond (Fig. 10a). Dans cet espace, la sous-couche brune a été laissée à découvert (Fig. 10b); il dépasse légèrement la limite de la figure que Vermeer a établie dans les couches supérieures de peinture. Certaines des fines lignes noires susmentionnées (lignes denviron 250 µm de large) sont également visibles (Fig. 10c), bien quil ne soit pas clair si les lignes noires ont été peintes avant ou après la sous-couche brune. En permettant à la sous-couche brune du vêtement de sétendre légèrement au-delà du périmètre de la figure et en la laissant visible dans lespace entre la figure et larrière-plan, Vermeer a créé un contour diffus qui adoucit la transition.

Composition chimique des sous-couches de la fille veste

En 1994, des échantillons ont été prélevés sur les parties claires (échantillon 25) et sombres (échantillon 14) de la veste de la fille, montés en coupe transversale, et examinés au microscope optique et SEM-EDX. Ces échantillons ont été réexaminés en 2018 à laide de plusieurs méthodes analytiques, dont la microscopie optique et le SEM-EDX. Les nouveaux résultats de lanalyse dune coupe transversale dun léger pli à lavant de la veste de la fille (échantillon 25) confirment les résultats de Groen et al. . La sous-couche mince (5 µm) (Fig. 11a, indiquée par une flèche) contient du blanc de plomb, de locre jaune, un pigment de terre brune et du noir de charbon. La peinture jaune sur le dessus contient du blanc de plomb, de locre jaune et un peu doutremer (Fig. 11a). La couche supérieure a une épaisseur denviron 30 µm et aurait probablement été suffisamment opaque pour recouvrir la sous-couche; cependant, le blanc de plomb de la couche de peinture supérieure a subi une saponification, de sorte quil est vraisemblablement devenu plus translucide avec le temps. Ceci est supposé daprès limage de rétrodiffusion SEM-EDX (Fig. 11b), qui montre que les particules blanches de plomb à la surface sont amorphes, contrairement aux particules blanches distinctes dans le reste de la couche.

En comparaison, les échantillons de la partie ombrée du La veste fille a une sous-couche plus épaisse: ± 10–12 µm. La microscopie optique de léchantillon 14 a montré que la sous-couche est sombre et contient un pigment de terre brune, un lac rouge et des pigments noirs (figure 3a). Certaines des particules de pigment noir pourraient être reconnues comme du noir de charbon sur la base de sa morphologie typique. Dans les UV, les particules rouges présentent une luminescence rose, suggérant un lac organique. Dans les UV, les lignes fines (de lordre de 1 µm) présentent une luminescence jaunâtre aux interfaces entre le sol et la sous-couche, la sous-couche et la couche de peinture (Fig. 3b).Ces couches intermédiaires non pigmentées peuvent être le résultat dune séparation du milieu de liaison de la peinture, ou peut-être dune fine couche que Vermeer a délibérément appliquée pour isoler la sous-couche des couches au-dessus et en dessous. Une tentative a été faite pour caractériser ces couches intermédiaires en utilisant la spectrométrie de masse à ions secondaires (SIMS), mais jusquà présent, elles étaient trop minces pour être identifiées. La séparation distincte entre les couches montre que Vermeer a laissé sécher les sous-couches – et a peut-être appliqué une fine couche intermédiaire – avant dappliquer la peinture de surface sur le dessus.

Cartographie SEM-EDX de la sous-couche sombre de léchantillon 14 identifiés: calcium (Ca), plomb (Pb), fer (Fe), soufre (S), phosphore (P), aluminium (Al) et petites quantités de sodium (Na) et de potassium (K). Le pigment noir était principalement noir osseux, mais un petit nombre de particules de charbon (reconnues par leur morphologie en forme déclat) ont également été identifiées dans limage de rétrodiffusion. FIB-STEM a été réalisé pour caractériser les particules noires et autres pigments dans la sous-couche à une résolution et un grossissement plus élevés. Dans la lamelle L09 (Fig. 3i), la sous-couche contenait une fine phase daluminium: peut-être un substrat doxyde daluminium provenant du pigment de laque. La plupart des particules qui apparaissent noires à la lumière visible sont riches à la fois en calcium et en phosphore et ont donc été identifiées comme du noir osseux. La combinaison de la microscopie optique, SEM-EDX et FIB-STEM montre que Vermeer a utilisé deux types de pigment noir dans la sous-couche sombre des vêtements de la fille: le charbon de bois et le noir dos. De manière surprenante, certaines particules de la sous-couche (marquées en bleu sur la figure 3i) se sont avérées contenir à la fois du soufre et du calcium dans des proportions qui suggèrent du gypse. Le gypse et la craie sont présents dans léchantillon de la sous-couche, en quantités à peu près égales.

Les analyses microscopiques et élémentaires des coupes transversales des zones claires et sombres de sa veste ont révélé que Vermeer avait ajusté la couleur et lépaisseur des sous-couches et des couches supérieures selon que la zone était destinée à représenter la lumière ou lombre. La couche de peinture finale dans les zones sombres des vêtements est légèrement plus fine et plus translucide par rapport au côté éclairé. La translucidité relative des pigments utilisés dans la couche supérieure des zones sombres – ocre jaune, outremer et lac rouge – a permis à la sous-couche de rester légèrement visible, et de fournir plus deffet visuel que dans les parties claires. Les sous-couches restent (partiellement) visibles dans les zones de peinture fine ou semi-translucide, donnant aux ombres une teinte verdâtre ou bleuâtre. La teinte froide est causée par une diffusion de couleur bleue: leffet dit médium trouble qui se produit lorsquune fine couche de lumière (semi) translucide est peinte sur une sous-couche sombre.