Détermination de l’ORigine biologique de la Nacre patrimoniale par l’Etude par la Microscopie numérique d’éléments microstructuraux caractéristiques et pertinENTS.
Determination of the biological origin of mother-of-pearl in cultural heritage through the study of characteristic and relevant microstructural elements using digital microscopy.
Ce stage financé par le DIM PAMIR comportera une partie acquisition mais aussi traitement des données d’images obtenues par microscopes numériques. Le stage se déroulera en partie au laboratoire de recherche de l’Institut national du patrimoine (Aubervilliers) et au laboratoire ETIS (CY Cergy Paris Université, locaux de l’ENSEA).
Images obtenues sous microscope numérique Keyence VHX-7000 de l’intérieur nacré de deux gastéropodes marins : à gauche, d’une gibbula (x20) et à droite, d’un ormeau (x200) (©INP, Elsa Perruchini).
Desciption du stage
La nacre est une substance minérale et organique qui tapisse l’intérieur de certains coquillages qui la biosynthétisent naturellement. L’aspect irisé de la nacre, causé par l’empilement de couches de cristaux d’aragonite liées par un ciment organique, en fait un matériau apprécié en tabletterie, marqueterie, confection de bijoux et plus généralement dans la fabrication d’objets décoratifs. La nacre est ainsi un élément constitutif du patrimoine culturel muséal qu’il convient de documenter de manière la moins intrusive possible, pour une meilleure connaissance des œuvres et de leur histoire mais aussi pour optimiser les protocoles de restauration. Aujourd’hui, l’identification s’arrête souvent au niveau “nacre” en opposition à des matériaux synthétiques cherchant à en reproduire l’esthétique. Les experts ont des critères visuels afin d’identifier les grandes familles de coquillages nacriers, mais cette identification se complique sur de petites pièces d’incrustations. De plus, ces observations visuelles peuvent être impactées par les divers traitements appliqués (polissage, application d’une couche de finition, teinture).
Les données scientifiques sur la nacre et sa matrice organique calcifiante proviennent principalement de l’étude de mollusques Pinctada et Pinna pour les bivalves et des espèces d’Haliotis pour la nacre sécrétée par les gastéropodes. Différents empilements des tablettes d’aragonite peuvent être observés en coupe par microscopie électronique à balayage, avec des structures en « briques » ou « colonnes », selon le mécanisme de minéralisation chez les gastéropodes et les bivalves. En revanche, aucune étude ne s’est encore intéressée à l’identification de l’origine de la nacre dans le Patrimoine par l’étude de la microstructure. Le stage de Félix Bical (février – août 2025) a permis de mettre en place un protocole de prise de vues de coquillages à l’échelle macroscopique et de développer des analyses numériques des images en vue de classification des espèces. Des premiers tests, ont pu démontrer la possibilité d’accéder à la surface interne de la nacre et sa microstructure grâce au microscope 3D numérique Keyence VHX7000 combinant des fonctions d’observation sous différentes lumières, de capture d’image et de mesure, et aux microscopes numériques portables (USB) Dino-Lite. L’accès à ces outils de plus en plus démocratiques permettrait de travailler de manière non-destructive sur une première classification par l’étude de la microstructure.
Une partie du stage sera également consacrée au traitement des données des images obtenues. Il est évident que les techniques de traitement des données pourraient non seulement permettre de réduire le temps nécessaire à l’analyse microstructurale sur un corpus large, mais surtout limiter les erreurs humaines et d’obtenir des résultats reproductibles Le traitement numérique des images offre en théorie une solution à tous ces problèmes. Ce stage sera l’occasion de tester le système de traitements d’images incorporé au KEYENCE et réfléchir à des algorithmes de traitement d’images numériques ayant pour but d’isoler des caractéristiques microstructurales particulières et pertinentes.
Par ailleurs, la mise en place d’une collaboration est en cours avec le musée de la Nacre et de la Tabletterie à Méru (Oise). Deux visites des collections ont permis une rencontre notamment avec le directeur du musée. Les discussions ont montré l’intérêt réciproque d’un travail collaboratif. Le musée pourra entre autres donner accès à des échantillons de nacres de différentes origines non travaillés et ayant subi divers traitements.
Profil recherché
Le stage porte sur la création d’une chaîne complète depuis l’instrumentation et la prise de vue, jusqu’au traitement des données images sur des objets patrimoniaux peu étudiés d’un point de vue mIcroscopique. Ainsi, l’étudiant.e gagnera des compétences techniques larges sur un sujet original.
L’étudiant.e devra posséder de solides connaissances en optique, avec un attrait pour les techniques d’observation (microscopes) en laboratoire. Une expérience en programmation (par exemple Python) sera appréciée.
La curiosité scientifique, le sens critique, la motivation et l’autonomie seront des qualités nécessaires. Par ailleurs, l’étudiant.e doit être dynamique, curieux.se. Une grande autonomie, le sens de l’organisation et une capacité à prendre des initiatives sont demandées.
Niveau de qualification requis : Candidat.e de master 2 ou de 3ème année d’école d’ingénieurs.
Durée du stage : 6 mois
Date prévisionnelle de démarrage : 1er février 2026
Candidatures
Date limite : 26 novembre 2025
Envoyer CV, relevé de notes et motivations à Michel Jordan, michel.jordan@cyu.fr