
ANALYSE ET DATATION DES MÉTAUX
L’analyse des métaux est une étude scientifique approfondie visant à authentifier, dater et comprendre la composition chimique et l’état de conservation des objets métalliques. Les laboratoires CIRAM utilisent des méthodes analytiques complémentaires pour fournir des tests d’ancienneté précis, notamment pour les alliages tels que le bronze, l’argent, l’or, le fer et le laiton. En fonction de la nature du métal, bronze, argent, or, on couplera la microscopie métallographique, la microscopie électronique à balayage (MEB), l’analyse élémentaire par dispersion d’énergie, l’ICP/MS ou l’ICP/AES. Bien que la datation absolue des métaux soit impossible, nos études permettent de déterminer des informations chronologiques, définissant leur authenticité ou modernité et parfois leur provenance.
Une étude du métal en trois phases
L’analyse d’un objet métallique se déroule en trois phases fondamentales, chacune étant essentielle pour obtenir une vision complète de l’objet :
- Étude de la composition chimique du métal (éléments majeurs, mineurs et traces)
- Détermination du degré de corrosion (profond ou superficiel)
- Identification de l’origine de la corrosion (naturelle ou artificielle)
Or, Bronze, Laiton, et autres métaux
La datation à proprement parler d’une œuvre d’art en métal n’est pas possible. Cependant, grâce à nos analyses scientifiques, nous pouvons authentifier et fournir un test d’ancienneté des objets métalliques. L’approche analytique est similaire pour le bronze (alliage de cuivre et d’étain) et l’argent. Nos techniques permettent d’identifier précisément la composition élémentaire de l’alliage, répondant ainsi à des questions essentielles que vous pouvez vous poser sur la nature de vos objets.
Nous détectons les éléments qui sont des indices formels de modernité, comme la présence d’aluminium, de phosphore ou de chrome dans le bronze, ou de manganèse dans le fer. Cette étude est complétée par une étude approfondie de la patine et de la structure interne, offrant une analyse globale et fiable.
L’analyse de l’or et du fer nécessitera quant à elle une méthodologie différente. Mais grâce à nos chercheurs et à des analyses en laboratoire, nous sommes capables de procéder à l’authentification et à la datation relative de toutes les œuvres d’art en métal.

Des techniques de précision dédiées à l’analyse des métaux
Chez CIRAM, nous employons des méthodes avancées pour garantir des résultats précis et fiables :
Microscopie électronique à balayage (MEB-EDX)
La microscopie électronique à balayage (MEB) est l’une de nos principales technologies pour l’analyse des objets en métal. Cette technique produit des images en très haute résolution de la surface d’un échantillon, avec des grandissements pouvant atteindre x10000. Le MEB est couplé à une analyse élémentaire en dispersion d’énergie (EDX). Le MEB-EDX est utilisée pour :
- Analyser la composition chimique et la corrosion des objets métalliques
- Observer les faciès de rupture et détecter des défauts intrinsèques aux matériaux
- Examiner les surfaces endommagées par l’usure ou la corrosion
- Étudier les revêtements de très faibles épaisseurs
Analyse par ICP-MS ou ICP-AES
Nous utilisons des techniques avancées afin de :
- Détecter les éléments traces
- Effectuer des analyses chimiques sur des micro-prélèvements
- Quantifier les concentrations en cadmium, aluminium, phosphore…
Tests de thermoluminescence
Ces tests sont utilisés en complément pour certains objets qui présentent des formes fermées et qui ont été fabriqués par des méthode de fonte, fonte à la cire perdue par exemple. Ces tests TL sur le noyau de fonte apportent des informations complémentaires et chronologiques (datation approchée) pour certains objets.
Interprétation scientifique
Nos docteurs et ingénieurs analysent les résultats pour fournir des rapports complets et fiables. Cette expertise permet entre autres de :
- Distinguer une patine naturelle d’une corrosion artificielle, ce qui est déterminant dans l’authentification des objets d’art en métal
- Révéler des informations sur l’ancienneté et les conditions d’enfouissement des objets en bronze
- Établir un test d’ancienneté ou une datation relative fiable en croisant les données des différentes analyses
CIRAM est leader en France et à l’étranger de la datation et de l’analyse des œuvres d’art depuis plus de vingt ans. Nous assurons un service sur mesure pour vos besoins en analyse. Demandez votre étude en cliquant ici.

Étude de la composition chimique des alliages : éléments majeurs et mineurs.
L’identification des éléments majeurs, mineurs et autres traces d’un métal est essentielle pour comprendre sa nature et ses techniques de fabrication. S’agit-il d’un bronze (alliage de cuivre et d’étain), d’un laiton (alliage de cuivre et de zinc), d’argent, de plomb ? À titre d’exemple, la présence d’aluminium ou de chrome est un indice de modernité, car ces éléments n’ont été découverts et utilisés qu’à partir de la fin du 19e siècle.
Nous utilisons la microscopie électronique à balayage (MEB-EDX) pour déterminer la composition chimique et étudier la structure interne du métal. Cette dernière apporte des indices sur les techniques de fabrication. La présence de dendrites, par exemple, est caractéristique d’un objet créé par une technique de fonte. Des inclusions aplaties et alignées seront le témoignage d’un travail de martelage.
Si l’étude des concentrations en cuivre, étain, zinc, plomb, n’est pas suffisante pour déterminer l’ancienneté d’un objet, elle peut s’avérer très utile pour établir sa modernité.
En effet, la présence d’aluminium, de phosphore, de chrome ou de manganèse (à partir de 0,1%) est considérée comme un indice formel de modernité. Certes, ces éléments sont naturels et ont toujours été présents sur la planète, mais leur utilisation raisonnée et volontaire dans la fabrication d’alliages métalliques ne date que de la fin du 19e siècle, voire même du début du 20e siècle.
Détermination du degré de corrosion du métal
La corrosion, ou patine, reflète les interactions entre un objet et son environnement au fil du temps. Un alliage de cuivre ou d’argent vieux de plusieurs centaines d’années aura subi de nombreuses attaques de l’environnement (humidité, variation de température, micro-organismes…).
Pour un bronze ancien, la formation de produits de corrosion comme la malachite ou l’azurite est typique. L’étude vise à analyser le degré de corrosion, s’il est profond ou superficiel.
Ces éléments vont entraîner la dégradation du métal dont l’analyse peut livrer des indices sur l’ancienneté ou la modernité de l’objet. À l’aide de la microscopie électronique, nous analysons la profondeur et la composition de la corrosion. Un objet avec une patine dotée d’une altération homogène et superficielle peut indiquer une fabrication moderne avec une patine artificielle.
Identification de l’origine de la corrosion du métal
La dernière étape de cette étude consiste à distinguer les altérations naturelles des traitements artificiels. La dégradation préférentielle des zones riches en cuivre – qui sont les plus fragiles –, des produits de corrosion multiples (cuprite, azurite, malachite, atacamite, nantokite, oxyde d’étain, etc.), une association de sédiments, ou encore l’absence de chlore ou de soufre récurrent, seront autant d’indices correspondant à une corrosion naturelle, rencontrée sur les objets authentiques.
Par exemple, un bronze authentique présentera des dépôts complexes associés à des sédiments naturels, alors qu’une patine artificielle inclura généralement des traces de chlore ou de soufre dans des proportions élevées.
Par contre, si la corrosion demeure très superficielle et parallèle à la surface de l’objet, si le métal est attaqué de manière homogène, si l’on détecte du chlore dans tous les produits de corrosion, nous en déduirons que l’altération est artificielle et moderne et donc que l’objet est une copie.
Enfin, il est important de préciser que même si un objet a été fortement nettoyé et que sa patine a été enlevée, l’étude en microscopie électronique à balayage reste possible. En effet, les processus de corrosion pénètrent la matière et laissent des indices que même une abrasion violente ne supprime pas totalement.
La métallographie, une approche globale de la "datation" des métaux
Pour pouvoir authentifier un objet en métal, il faut d’abord déterminer la structure et définir sa composition. Cette étape est importante aussi bien pour adapter les analyses et les tests que pour l’étude faite par nos équipes scientifiques. Les métaux utilisés peuvent donner certains indices sur l’époque. Par exemple, la présence d’aluminium sera un indice formel de modernité, car ce métal a été découvert et utilisé en métallurgie qu’à partir de la fin du 19e siècle.
Le bronze : un matériau emblématique
Nous recevons de nombreuses questions de personnes se demandant « Comment savoir si c’est du bronze ? ». Afin de répondre à cette question, nous analysons les éléments présents, tels que le cuivre, l’étain, le plomb et parfois le zinc.
Par ailleurs, un test d’ancienneté peut être réalisé à l’aide de techniques comme :
- L’analyse spectroscopique : Permet d’évaluer la composition chimique.
- La microscopie électronique : Identifie la structure métallographique.
- L’analyse de la patine : Différencie un bronze ancien d’une copie moderne.
Pourquoi choisir CIRAM pour vos analyses de métaux ?
Depuis plus de 20 ans, CIRAM est un leader de l’analyse scientifique des objets d’art. Nous offrons une expertise unique, basée sur des outils de pointe, pour répondre aux besoins des marchés de l’art et de l’archéologie. Nos analyses permettent :
- D’identifier l’ancienneté et l’authenticité des œuvres d’art en métal.
- De garantir la transparence pour les experts, galeristes et collectionneurs.
- De répondre aux exigences des marchés internationaux.
L’authentification et la datation des métaux, en particulier du bronze, exigent des compétences scientifiques avancées et des technologies de pointe. En choisissant de confier vos œuvres d’art aux laboratoires CIRAM, vous bénéficiez d’une expertise reconnue pour garantir des résultats précis et fiables. Faites confiance à nos experts pour vous accompagner dans vos projets d’analyse. Demandez votre étude ici.
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