Lutte contre les polluants dans les musées et les archives − Bulletin technique 37
Jean Tétreault
Bulletins techniques de l’ICC
L’Institut canadien de conservation (ICC), situé à Ottawa, publie périodiquement ses Bulletins techniques afin que les conservateurs et les restaurateurs d’objets culturels canadiens ainsi que les spécialistes en soin des collections du monde entier soient informés des principes et des techniques de conservation actuels. L’auteur sera heureux de recevoir des commentaires.
Résumé
Le présent Bulletin technique propose des recommandations pour une lutte optimale contre les polluants dans les musées, les archives et tout autre établissement du patrimoine. On y indique les sources communes de polluants et les objets à risque. On y offre des mesures multiniveaux permettant de réduire les concentrations de polluants et de réduire au minimum les incertitudes lors de l’évaluation des risques. Une attention particulière est portée sur les objets très fragiles, pour lesquels des techniques de conservation adaptées sont suggérées. Ce Bulletin présente en détail deux aspects de la conservation préventive : la filtration des polluants atmosphériques à l’échelle du bâtiment et la surveillance. La section sur la surveillance aborde diverses possibilités pour la collecte de données selon différents scénarios, d’une étude globale du bâtiment à une étude rigoureuse sur les causes possibles des dommages qu’a subis un objet précis. Par ailleurs, à noter que les informations fournies dans ce Bulletin ne traitent pas des questions de santé et sécurité.
Auteur
Jean Tétreault a obtenu une maîtrise en chimie analytique de l’Université de Montréal en 1989 et il travaille depuis comme scientifique principal en conservation à la Division de la conservation préventive de l’ICC. Ses principaux intérêts de recherche portent sur les polluants, les produits d’exposition et de mise en réserve, la dégradation du papier et les contrôles environnementaux passifs dans les collections. Les résultats de ses recherches ont été publiés dans diverses revues avec comité de lecture. Il a présenté plus de 100 séminaires au Canada et en Europe de l’Ouest sur des questions de conservation préventive, notamment sur l’éclairage, les directives en matière de conditions ambiantes et les produits d’exposition et de mise en réserve. Jean est l’auteur du livre Polluants dans les musées et les archives : évaluation des risques, stratégies de contrôle et gestion de la préservation, publié par l’ICC en 2003. Il est coauteur du chapitre « Museums, Galleries, Archives, and Libraries » de l’édition 2019 de l’ASHRAE Handbook: Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Applications. Depuis 1998, il est également membre du Groupe de travail sur la pollution de l’air intérieur, qui organise des conférences tous les deux ans.
Avis de non-responsabilité : Les renseignements contenus dans ce document sont basés sur la compréhension actuelle des problèmes soulevés. Ils ne s’appliquent pas nécessairement à toutes les situations, et aucune des activités décrites n’assure une protection complète. Bien que des efforts raisonnables aient été faits pour s’assurer que les renseignements sont exacts et à jour, l’éditeur, l’ICC, n’offre aucune garantie à cet égard et n’assume aucune responsabilité en cas de perte, de réclamation ou de revendication pouvant résulter, directement ou indirectement, de l’utilisation des renseignements ou de la confiance qui leur est accordée. L’ICC ne cautionne aucun des produits, services ou matériaux indiqués dans ce document ou sur les sites Web externes auxquels ce document pourrait renvoyer. Par ailleurs, il ne fait aucune déclaration à leur sujet. Ces produits, services ou matériaux sont donc utilisés à vos propres risques.
Table des matières
- Liste des abréviations
- Introduction
- Définitions
- Source de polluants
- Répercussions sur les objets
- Scénarios pour les objets à risque
- Stratégies de lutte contre les polluants atmosphériques
- Concentrations limites de polluants
- Objets très sensibles
- Filtration
- Collecte de données
- Surveillance
- Atténuation
- Fournisseurs
- Annexe : Unités de concentration
- Bibliographie
- Note en fin de texte
Liste des abréviations
- AIC
- American Institute for Conservation
- ANSI
- American National Standards Institute
- ASHRAE
- American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
- COV
- composé organique volatil
- CSENO
- concentration sans effet nocif observé
- CVC
- chauffage, ventilation et climatisation
- DMENO
- dose minimale avec effet nocif observé
- EPA
- Agence de protection de l’environnement des États-Unis
- HR
- humidité relative
- ICC
- Institut canadien de conservation
- IIC
- Institut international pour la conservation des œuvres historiques et artistiques
- IPI
- Image Permanent Institute
- ISO
- Organisation internationale de normalisation
- IVL
- Institut suédois pour l’environnement
- LEED
- Leadership in energy and environmental design
- MERV
- valeur consignée d’efficacité minimale
- NFPA
- National Fire Protection Association
- PM1
- particule de diamètre aérodynamique de 1 µm
- PM2,5
- particule de diamètre aérodynamique de 2,5 µm
- PM10
- particule de diamètre aérodynamique de 10 µm
- ppb
- partie par milliard
- ppm
- partie par million
- PACV
- poly(acétate de vinyle)
- PCV
- poly(chlorure de vinyle)
- QAI
- qualité de l’air à l’intérieur
- SMPTE
- Society of Motion Picture and Television Engineers
Introduction
Les polluants font partie des 10 agents de détérioration. Ils peuvent avoir des réactions chimiques avec n’importe quel composant d’un objet. Plusieurs polluants sont produits à l’extérieur des établissements du patrimoine et peuvent s’infiltrer dans les réserves et les salles d’exposition. D’autres polluants sont générés à l’intérieur des musées, et même dans les vitrines d’exposition. Dans certains cas, les objets peuvent émettre des composés nocifs pouvant affecter les objets eux-mêmes ou des objets environnants. Différentes stratégies ont été élaborées pour lutter contre les polluants. Cependant, une recension récente des recommandations publiées pour lutter contre les polluants a permis de comprendre clairement qu’il était nécessaire de simplifier le message afin d’éviter une lutte excessive et de permettre une plus grande souplesse (Tétreault, 2018).
Le présent Bulletin technique va plus loin que l’ouvrage de l’ICC Polluants dans les musées et les archives : évaluation des risques, stratégies de contrôle et gestion de la préservation, publié en 2003. Même si cet ouvrage et ce Bulletin brossent un portrait complet de la question des polluants atmosphériques et présentent des conseils sur la manière de réduire au minimum les risques d’endommagement à l’intérieur des établissements du patrimoine, le Bulletin comprend des renseignements plus détaillés sur le système de filtration du système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC). Sont également proposées des stratégies de lutte, du niveau de base au niveau avancé, qui aideront l’utilisateur à faire son choix. Cependant, les informations fournies ne traitent pas des questions de santé et sécurité.
Définitions
Il est utile de définir certains termes du domaine de la lutte contre les polluants dans les établissements du patrimoine. C’est particulièrement vrai pour les termes « polluant » et « contaminant », qui ont tous deux leur propre signification et dont le sens peut varier selon le domaine, comme dans la science des matériaux et le secteur de la santé. En outre, pour éviter toute confusion dans le présent document, on fait la distinction entre « matériaux », « produits » et « objets ».
Contaminant
Un contaminant peut être un gaz, un aérosol, un liquide ou un solide, d’origine anthropique ou naturelle, connu pour altérer la pureté d’un objet. S’il peut causer des dommages, il est considéré comme un polluant. Il existe une confusion largement répandue concernant l’utilisation des termes « polluant » et « contaminant » dans différents domaines. Les deux termes coexistent, mais ont différentes significations. Un contaminant altère la pureté d’un objet, tandis qu’un polluant est réputé pouvoir causer des dommages à un objet. Dans le domaine de la préservation, il vaut mieux disposer d’une stratégie de lutte axée sur les polluants, qui comprennent bien moins que 100 composés connus, plutôt que sur les contaminants, qui sont présents en très grand nombre.
Par exemple, un objet poreux, comme une céramique sans glaçure ou une veste de cuir, peut absorber divers composés volatils émis par le joint d’étanchéité des contenants de protection (Schieweck et Salthammer, 2009). Ces composés sont définis comme des contaminants, tant qu’il n’y a aucun signe de dommages. Un autre exemple est l’absorption de formaldéhyde par du papier cellulose pour lequel on n’observe aucun dommage (Tétreault et coll., 2013). Consulter la figure 1 pour obtenir une représentation graphique de la différence entre un contaminant et un polluant.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0002
Figure 1. Relation entre une substance, un contaminant et un polluant. Un contaminant est une substance, présente sur ou dans un objet, qui ne cause pas de dommages. Un polluant est une substance, présente sur ou dans un objet, qui peut causer des dommages.
Description de la figure 1
Diagramme illustrant la relation entre une substance, un contaminant et un polluant. Le diagramme est composé d’un grand cercle noir représentant les substances, dans lequel se trouve un cercle bleu représentant les contaminants. Enfin, à l’intérieur du cercle des contaminants, il y a un cercle rouge représentant les polluants.
Contenant de protection
Structure ou enveloppe qui entoure et confine un espace d’un volume limité et qui peut contenir un ou plusieurs objets. Les sacs de plastique, les vitrines d’exposition, les armoires de rangement, les boîtes et les caisses de transport sont des exemples de contenants de protection. À noter qu’un contenant de protection est fabriqué ou assemblé à l’aide d’un ou de plusieurs produits.
Matériau
Substance dont est constitué un objet ou un produit. Le cuivre, le chêne et le coton sont des exemples de matériaux.
Objet
Dans le présent contexte, un objet est un article recueilli par les musées, les archives ou des particuliers parce qu’il est considéré par la société ou certains de ses membres comme ayant une importance historique, artistique, sociale ou scientifique. Les objets peuvent être composés d’un ou de plusieurs matériaux.
Polluant
Un polluant peut être un gaz, un aérosol, un liquide ou un solide d’origine anthropique ou naturelle qui est réputé causer des effets néfastes (des dommages) sur des objets (figure 1). Un polluant peut acidifier, corroder, altérer, affaiblir des matériaux et en modifier la couleur. Voici les cinq principales façons dont un objet peut être exposé à des polluants :
- par l’air (provenant de l’extérieur ou de l’intérieur);
- par la chute d’un débris (chute d’un matériau qui s’est détaché d’un objet);
- par un déversement (intentionnel ou non);
- par contact lorsqu’une substance est transférée (composés transférés par contact d’une surface avec une autre, comme un composé dégradé transféré d’un papier acide à un papier moins acide);
- par des polluants intrinsèques (qui font partie de l’objet original ou des matériaux ajoutés lors d’un traitement).
Un exemple de polluant est l’ozone, qui peut modifier les colorants organiques et affaiblir la structure organique du matériau. Dans certains cas, l’eau et l’oxygène se comportent comme des polluants, puisque l’eau peut réagir avec la cellulose par hydrolyse (Zou et coll., 1996) et que l’oxygène contribue à la photo-oxydation (décoloration) de nombreux colorants et agit directement sur le caoutchouc naturel (Williams, 1997). Le présent Bulletin technique porte principalement sur les polluants atmosphériques.
Produit
Un produit est composé d’un ou de plusieurs matériaux que l’on peut utiliser seuls ou assembler avec d'autres produits pour former des articles finis plus complexes. Par exemple, le contreplaqué est un produit fait de deux matériaux (bois et adhésif). On peut l’utiliser seul pour former une plateforme ou avec d’autres produits pour former une vitrine d’exposition ou une caisse de transport. Pour obtenir de plus amples renseignements sur les produits et les dommages qu’ils peuvent causer par contact, consulter le Bulletin technique 32 Produits utilisés en conservation préventive.
Composé organique volatil
Selon la définition de l’Agence de protection de l’environnement des États-Unis (EPA), un composé organique volatil (COV) est « tout composé organique qui participe aux réactions photochimiques atmosphériques » [traduction libre] (EPA, s. d.). Les réactions de ce type contribuent à la formation du smog. Au niveau du sol, le smog photochimique est formé d’ozone et de particules en suspension dans l’air, qui sont une menace à la fois pour la santé humaine et pour les objets de collections du patrimoine. Les COV, réputés être néfastes pour les objets, sont principalement des acides carboxyliques de faible poids moléculaire, comme l’acide formique et l’acide acétique. Aucun COV générique n’a été lié à des types particuliers de dommages dans le domaine de la conservation. Pour assurer une meilleure préservation des objets de collection, l’accent a été placé sur la concentration de certains polluants dans une salle ou à l’intérieur d’une vitrine, plutôt que sur la quantité totale de COV.
Source de polluants
Des particules de diamètre différent peuvent s’infiltrer dans les musées. Des polluants gazeux de l’extérieur, comme le dioxyde d’azote et l’ozone, peuvent également pénétrer dans tous les types d’immeubles, dont les installations modernes dotées d’un système de CVC lorsqu’il n’y a aucune filtration des gaz pour les éliminer. Dans les immeubles, il existe différentes sources de polluants atmosphériques. Les sources sont associées à des activités de l’établissement, comme la préparation alimentaire, la présence de véhicules de service au quai de chargement et les rénovations pendant la préparation d’une nouvelle exposition. Les produits de construction, comme le bois, la peinture, les adhésifs et les produits d’étanchéité (surtout ceux formés par durcissement chimique ou libération du solvant), peuvent être d’importantes sources de polluants gazeux. Les objets de collection peuvent être eux-mêmes des sources de polluants qui peuvent affecter d’autres objets à proximité. Les matériaux d’archives, comme les films en nitrate de cellulose et en acétate de cellulose, ainsi que le papier acide, en sont de bons exemples. Les objets de collection constitués de matières organiques naturelles, comme le cuir, la fourrure et le bois, peuvent également libérer des composés volatils néfastes. Le métabolisme des membres du personnel et des visiteurs, ainsi que la chute de particules grossières provenant de leurs vêtements et de cellules de peau morte contribuent également à la présence de polluants atmosphériques. Les sources de polluants atmosphériques courants et les objets à risque sont présentés dans le tableau 1.
| Polluants atmosphériques | Sources intérieures et extérieures | Effets sur les matériaux |
|---|---|---|
| Aldéhydes |
Remarque : Les aldéhydes à faible poids moléculaire, comme le formaldéhyde et l’acétaldéhyde, peuvent être transformés en leur acide carboxylique respectif lorsqu’ils sont en présence d’oxydants puissants, comme les peroxydes libérés par la peinture à l’huile ou les pellicules de peinture formées par polymérisation oxydative. |
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| Amines |
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| Acides carboxyliques |
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| Composés d’oxydes d’azote |
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| Gaz sulfureux oxydés |
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| Ozone |
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| Particules (fines et grossières) |
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| Gaz de soufre réduit |
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| Vapeur d’eau |
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| Oxygène |
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Répercussions sur les objets
La poussière est un problème commun à toutes les collections. Plus précisément, les dépôts de poussière affectent l’esthétique d’un objet ainsi que des aspects relatifs à la conservation (comme la fréquence des nettoyages et les risques associés aux traitements). La poussière grossière est plus facile à enlever des surfaces dures, tels le verre et le métal plat, et plus difficile à enlever des surfaces fragiles, telles les plumes. En général, les filtres des systèmes de CVC n’éliminent pas les particules produites par les personnes, car elles restent trop peu de temps en suspension dans l’air pour atteindre les conduits de reprise.
Les particules fines, comme la suie, constituent un autre problème. Ce problème est caractéristique des musées situés près de voies de circulation à fort volume de véhicules au diesel. Il faut des compétences spéciales en matière de conservation pour remédier à la situation, mais même dans les meilleurs cas, il est possible qu’on ne puisse pas éliminer la suie. Par exemple, à la figure 2, la suie qui se loge dans les craquelures d’une sculpture en ivoire ne peut être enlevée. En outre, il n’est pas toujours possible de retirer la suie des textiles fragiles, car le nettoyage pourrait occasionner des dommages physiques importants.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 100548-0006
Figure 2. Vue rapprochée d’un cercueil en ivoire de style gothique sculpté à la fin des années 1300. L’objet présente de fines lignes horizontales noires qui sont une conséquence de l’incrustation de la suie.
Les répercussions des polluants gazeux varient selon la sensibilité de chaque matériau. L’acide acétique corrode le plomb, mais ne cause aucun dommage à l’argent, tandis que l’argent est très sensible au sulfure d’hydrogène, alors que le plomb n’est affecté que de façon minime. L’ozone attaque la plupart des objets organiques, mais il a peu d’effet sur les métaux. En d’autres mots, les dommages possibles sont propres à chaque combinaison polluant-matériau. Une liste d’objets sensibles à divers polluants est présentée dans le tableau 1. Les polluants les moins communs peuvent également endommager les objets de collection (Thickett, 2018). Les dommages causés aux objets par des polluants sont habituellement cumulatifs, irréversibles et inesthétiques.
La vapeur d’eau a des impacts directs et indirects sur un grand nombre de types de matériaux. La présence d’humidité relative (HR) élevée accélère bon nombre de processus de détérioration. Par exemple, un effet direct important de l’HR, surtout lorsqu’elle est supérieure à 75 %, est l’accélération de la corrosion de nombreux métaux causée par les polluants. Par exemple, le formaldéhyde ne corrode pas le plomb à une HR de 75 %, mais il le peut à une HR de 100 % (Thickett, 1997). La vapeur d’eau peut affecter directement certains matériaux par hydrolyse; c’est le cas du papier cellulose et des films en plastiques en acétate de cellulose ou en nitrate de cellulose. Si les fibres de cellulose ne contiennent que de l’humidité, la détérioration sera lente. Cependant, elle s’amplifiera en présence d’acides. Cette réaction est appelée « hydrolyse par catalyse acide ». Avec le temps, les acides qui sont des sous-produits de dégradation de la cellulose accélèrent encore plus la réaction (Dupont et coll., 2007; Zou et coll., 1996). Pour optimiser la préservation des objets affectés par des polluants, en particulier ceux en métal, il est habituellement mieux de maintenir une HR faible.
L’HR et la température influent également sur les taux d’émission des polluants par des matériaux. Un milieu chaud et humide entraînera un taux d’émission plus élevé. L’HR et la température sélectionnées doivent être compatibles avec les méthodes appropriées de régulation des conditions ambiantes requises pour la préservation d’objets de collection en matériau organique ou composite. L’oxygène présent à l’intérieur peut également réagir avec des objets. Plus particulièrement, le caoutchouc naturel est réputé se dégrader par oxydation, et bon nombre de colorants sont sensibles à la décoloration en présence d’oxygène et de lumière.
Certaines études ont été réalisées pour quantifier les effets de polluants sur divers matériaux, suivant le concept de la dose minimale avec effet nocif observé (DMENO). Cette dose (μg m-3 an) est déterminée à l’aide du principe de réciprocité : si un effet nocif grave est observé sur un objet exposé pendant un an à un polluant à raison de 1 000 microgrammes par mètre cube (μg/m3), le même dommage pourrait être causé après une exposition de 10 ans à 100 μg/m3 du même polluant, en moyenne.
Lorsqu’on dispose de beaucoup de données pour une combinaison polluant-matériau, il est possible de déterminer une concentration sans effet nocif observé (CSENO) avec une certaine confiance. Par exemple, après avoir étudié l’effet de l’acide acétique sur du plomb (non terni et pur) exposé à différentes concentrations et HR pendant un an, la CSENO de la combinaison acide acétique-plomb a été établie à 430 μg/m3 (Tétreault et coll., 1998).
Les concepts de DMENO et de CSENO sont des outils utiles pour évaluer les risques que les polluants atmosphériques causent des dommages. Un grand nombre d’ensembles de données de DMENO et quelques données de CSENO ont été compilés dans l’ouvrage Polluants dans les musées et les archives : évaluation des risques, stratégies de contrôle et gestion de la préservation. Il faudra réaliser encore plus d’études dans des conditions douces pour déterminer avec plus de précision la DMENO et la CSENO de différentes combinaisons polluant-matériau.
La concentration de polluants gazeux peut être exprimée en unités gravimétriques (μg/m3) ou volumétriques (parties par milliard [ppb]). Pour savoir comment transformer la concentration en l’une ou l’autre de ces unités, consulter l'Annexe.
Scénarios pour les objets à risque
Dans les établissements du patrimoine, il existe en général trois scénarios dans lesquels les objets peuvent être à risque. Ces objets sont exposés par :
- infiltration de polluants de l’air extérieur;
- production de polluants dans des contenants de protection;
- production de polluants dans l’air intérieur (dans les salles).
Infiltration de polluants de l’air extérieur
Le premier scénario est l’infiltration de polluants de l’air extérieur. C’est un problème dans les régions polluées où les objets non protégés dans les salles sont exposés à des polluants de l’air extérieur qui n’ont pas été suffisamment bloqués au niveau de l’immeuble (l’enveloppe de l’immeuble et le système de filtration). Les dépôts de suie sur les surfaces et le ternissement de l’argent et du cuivre par les composés de soufre réduit sont des types courants de dommages observés dans ces conditions. Il faut effectuer une évaluation pour décider s’il est possible de mieux réguler les conditions à l’échelle de l’immeuble ou si certains objets peuvent être placés dans des contenants de protection, comme des vitrines d’exposition, des encadrements sous verre ou des contenants. Pour les protéger de la pollution, et pour des raisons de sûreté, un grand nombre de petits objets sont disposés dans des vitrines d’exposition, et des peintures peuvent être placées dans des encadrements sous verre. Cependant, on ne peut pas mettre tous les articles exposés ou entreposés dans un espace clos.
Production de polluants dans des contenants de protection
Le deuxième scénario concerne la présence d’objets dans des contenants de protection. Les produits utilisés pour fabriquer le contenant, ainsi que les objets eux-mêmes, peuvent libérer des composés volatils (tableau 1) qui peuvent réagir avec les objets dans cet espace clos. Les polluants sont généralement des acides carboxyliques (figure 3) et des gaz de soufre réduit. La concentration de ces polluants peut être élevée et le demeurer longtemps s’il est impossible de les exfiltrer ou de les sorber de façon appropriée. La meilleure mesure de prévention est de choisir les matériaux de construction soigneusement et d’évaluer l’émission possible de polluants des objets présentés.
Si les produits ou les objets problématiques ne peuvent être retirés du contenant, la meilleure approche consiste habituellement à réduire la concentration des polluants dans le contenant en y augmentant le taux de renouvellement de l’air. Cependant, il faut effectuer une évaluation pour déterminer le degré d’étanchéité à l’air qui convient le mieux. L’évaluation doit prendre en compte la concentration de polluants dans la salle et dans le contenant, ainsi que la nature des polluants et des objets dans le contenant.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 128118-0002
Figure 3. Article en plomb plaqué de laiton corrodé dans une vitrine en chêne verni. Noter les dépôts de poussière blanche; on suppose qu’il s’agit de composés de corrosion du plomb.
La modification des propriétés chimiques et physiques au fil du temps est un important facteur à prendre en compte dans la sélection des produits utilisés par les musées et les archives. La courbe en baignoire à la figure 4 résume bien ce phénomène. Au début de leur vie, certains produits sont problématiques pour les musées, plus particulièrement les produits formés par évaporation des solvants ou réactions chimiques; c’est le cas de la peinture liquide, des produits d’étanchéité et des adhésifs. Lorsqu’ils ne contiennent plus de composés volatils libres, ils sont habituellement sans danger pour les objets gardés dans un contenant de protection. À long terme, certains produits organiques peuvent se détériorer tellement par hydrolyse, oxydation, rayonnement, réactions thermiques ou stress physiques qu’ils ne peuvent plus maintenir leurs propriétés initiales recherchées. Des composés volatils non présents en début de vie d’un produit peuvent être libérés à ce stade, ce qui peut causer des dommages à certains objets. Un autre scénario possible est une défaillance évoluant de façon aléatoire ou constante, indiquée par la ligne horizontale à la figure 4. Les risques globaux de défaillance sont caractérisés par la forme en baignoire de la courbe. Pour obtenir de plus amples renseignements concernant les risques que posent les produits à différents stades de leur vie utile, consulter le Bulletin technique 32 Produits utilisés en conservation préventive.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0004
Figure 4. Diagramme illustrant les risques de défaillance à différents stades de la vie d’un produit. La courbe en baignoire est formée par la somme de trois profils de défaillance principaux : la défaillance précoce, qui s’atténue avec le temps; la défaillance par usure, qui s’amplifie avec le temps; et la défaillance constante ou aléatoire au fil du temps.
Description de la figure 4
La courbe en baignoire de ce diagramme illustre la relation entre une substance, un contaminant et un polluant. Quatre vecteurs figurent sur ce diagramme, qui illustre le risque de défaillance (axe des y) au fil du temps (axe des x). Les vecteurs sont les suivants :
- Défaillance précoce – Risque le plus élevé au départ, mais qui diminue de façon exponentielle au fil du temps.
- Défaillance constante ou aléatoire – Valeur moyenne du risque de défaillance par usure et du risque de défaillance précoce; elle demeure stable au fil du temps.
- Défaillance par usure – Risque le plus faible au départ, mais qui augmente de façon exponentielle au fil du temps.
- Risque global de défaillance – Moyenne des trois autres valeurs.
Production de polluants dans l’air intérieur (dans les salles)
Le troisième scénario de risques est semblable au problème de libération de gaz dans les contenants de protection, mais à l’échelle d’une salle. Il s’agit d’un problème de production de polluants à l’intérieur. Les objets présentés dans une salle dont l’aération est insuffisante et la charge des matériaux émissifs est élevée peuvent être à risque si la concentration des émissions devient importante. Dans la salle, les sources de polluants peuvent être des produits, comme le bois et la peinture, des objets de collection faits de matériaux organiques naturels, ainsi que des émissions provenant d’activités humaines, comme la cuisson et la rénovation. Les polluants intérieurs peuvent également affecter les personnes présentes dans l’espace (ASHRAE, 2019a). Des solutions possibles pour réduire au minimum les effets des polluants intérieurs consistent à avoir une meilleure aération, de meilleurs systèmes de filtration des gaz ou des contenants de protection plus adéquats.
Dans ces trois scénarios, le degré d’intervention varie selon différents paramètres, dont il sera question dans la prochaine section.
Stratégies de lutte contre les polluants atmosphériques
Par le passé, les recommandations relatives aux concentrations maximales de polluants admissibles dans les musées et les archives étaient fondées sur les concentrations que seul un faible nombre d’établissements importants pouvaient atteindre à l’aide de leurs systèmes de CVC. Ces concentrations étaient mesurables au moyen de systèmes de surveillance commerciaux ou de méthodes d’analyse sensibles (Tétreault, 2018). Dans les années 1980, il existait peu de données relatives aux effets des polluants tels que l’acide acétique et le dioxyde d’azote sur les objets de collection. Par mesure de précaution, le conseil mentionné concernant ces polluants était « d’utiliser les meilleures techniques existantes ». Cette expression étant devenue populaire, de nombreux établissements ont demandé la spécification « Meilleure technologie antipollution existante », ou encore de très faibles limites de concentration de polluants, sans justification. Ces faibles limites étaient souvent difficiles à atteindre et à maintenir, entraînant des pratiques onéreuses et non durables. En fait, les concentrations cibles pour les polluants étaient simplement négligées ou ignorées (consulter Concentrations limites de polluants).
Le tableau 2 présente une stratégie de lutte antipollution fondée sur l’élimination progressive et la réduction des incertitudes dans l’évaluation des risques. Le tableau expose trois niveaux de lutte, du niveau de base au plus avancé. Le niveau avancé comprend également des facteurs à prendre en compte dans les stratégies spéciales de lutte. Les recommandations formulées à l’échelle de l’établissement et du contenant de protection fournissent d’autres facteurs à considérer à chaque niveau de lutte.
| Niveau de lutte | Établissement doté d’un système de CVC | Vitrines d’exposition et armoires ou caisses de rangement | Facteurs à considérer |
|---|---|---|---|
| De base : lutte de base contre les particules fines et évitement des problèmes courants observés dans les contenants de protection |
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| Intermédiaire : amélioration de l’élimination des particules fines, qui réduit le risque de causer des dommages et les incertitudes |
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| Avancé et cas spéciaux : lutte optimale contre les polluants atmosphériques dans la salle; meilleure quantification de l’efficacité de la préservation, qui permet l’application de stratégies optimales en vue d’une amélioration |
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Niveau de lutte de base
Au niveau de lutte de base, on recommande que l’efficacité du filtre à poussière puisse retenir les particules fines ou les particules dont le diamètre aérodynamique est inférieur à 2,5 μm (PM2,5) et en maintenir la concentration à un niveau inférieur à la limite maximale recommandée par les normes nationales en matière de qualité de l’air ambiant pour la santé humaine. Depuis 2020, la limite canadienne moyenne est établie à 8,8 μg/m3 (Conseil canadien des ministres de l’environnement, 2014). Cette limite est facile à respecter, en général, puisque la plupart des villes présentent une concentration moyenne de PM2,5 inférieure à 10 μg/m3 (Environnement et Changement climatique Canada, 2016).
La valeur consignée d’efficacité minimale (MERV) est une échelle permettant d’évaluer l’efficacité des filtres à particules. Un filtre à poussière dont la cote MERV varie de 8 à 10 est suffisant pour maintenir les concentrations de particules fines sous la limite canadienne avec un niveau de confiance élevé. Le programme d’accréditation du Leadership in energy and environmental design (LEED) exige un filtre ayant une cote MERV de 13 (U.S. Green Building Council, 2006, p. 387-389). Consulter Filtration pour obtenir de plus amples renseignements sur les systèmes d’évaluation de l’efficacité des filtres.
S’il y a lieu, il faut bien sceller les contenants de protection pour prévenir l’infiltration des polluants déjà présents dans la salle. Des professionnels de la conservation peuvent fournir des renseignements sur une stratégie globale pour la lutte contre les polluants. Plus particulièrement, ils peuvent donner des conseils relativement aux objets de musée qui sont généralement à risque et formuler des recommandations pour la sélection de produits appropriés à utiliser dans la fabrication de contenants de protection. L’objectif du niveau de base est d’éviter ou de réduire au minimum, à des coûts faibles qu’il est raisonnablement possible d’atteindre, les dommages à court et à moyen terme les plus courants causés par les polluants dans les musées et les archives. Pour obtenir de plus amples renseignements, consulter Niveau 1 de collecte de données (de base).
Niveau de lutte intermédiaire
Au niveau de lutte intermédiaire, l’efficacité de filtration de la poussière doit être supérieure à celle recommandée pour le niveau de base. Une cote MERV ferme de 13 peut être obligatoire (consulter le tableau 3 pour prendre connaissance des options). Une surveillance qualitative ou semi-quantitative, ainsi que l’essai des produits avant leur utilisation conviennent aux nouvelles installations (salles et contenants de protection). Il est possible d’effectuer certaines études approfondies pour déterminer quels sont les objets sensibles et si les émissions des objets de collection en tant que tels peuvent poser un risque pour les autres objets. Ces études ne permettront pas nécessairement d’améliorer la préservation des objets de collection des polluants, mais elles réduiront les incertitudes liées aux stratégies de conservation en place. La stratégie peut être adaptée, s’il y a lieu, à la lumière des résultats. Pour obtenir de plus amples renseignements, consulter Niveau 2 de collecte de données (intermédiaire).
Le taux d’HR doit être pris en compte, puisqu’il a, en général, une influence importante sur l’évolution des dommages. L’application de mesures actives (ASHRAE, 2019b) ou passives (Tétreault et Bégin, 2018) de régulation de l’HR doit être envisagée.
Niveau de lutte avancé
Au niveau de lutte avancé, il est recommandé que les établissements mesurent quantitativement les polluants atmosphériques (gaz et particules fines) à l’extérieur des établissements ainsi que dans les salles et les contenants de protection qui contiennent des objets très importants et très sensibles. Ces mesures peuvent être prises pour une nouvelle installation, pendant des rénovations ou au besoin. Les concentrations maximales de polluants permises peuvent être fondées sur les limites indiquées dans le tableau 3 pour les objets d’une collection générale, qui excluent habituellement les objets à risque modéré ou élevé, ou sur un ensemble de concentrations cibles établies pour les objets d’une collection générale ou pour certains objets désignés par l’établissement (consulter Concentrations limites de polluants). On recommande également de mesurer quantitativement le taux de renouvellement de l’air des contenants qui nécessitent une étanchéité à l’air élevée. Connaître l’étanchéité à l’air contribuera à déterminer la quantité nécessaire de sorbant d’humidité ou de sorbant de polluants à utiliser pour obtenir une régulation optimale des conditions ambiantes dans le contenant.
Mesurer la concentration des particules et des polluants gazeux et s’assurer de l’étanchéité à l’air des contenants de protection peuvent soutenir la stratégie en place. Ces mesures peuvent également soutenir une analyse appropriée des risques qu’encourent les objets de l’ensemble de la collection ou certains objets en particulier. Des données sur l’environnement local, obtenues de différents ordres d’organismes gouvernementaux, peuvent fournir des renseignements utiles sur les conditions ambiantes extérieures. Cette analyse peut aider à choisir l’efficacité de filtration nécessaire pour les salles ainsi que l’efficacité requise pour les contenants abritant certains objets ou certaines collections. Si les conditions de la salle sont bien régulées, les fuites provenant des contenants peuvent ne pas être problématiques. Cependant, s’il est difficile d’obtenir une régulation adéquate dans la salle, alors les objets d’une collection peuvent être mieux protégés dans un contenant. Malheureusement, ce ne sont pas tous les objets qui peuvent être placés dans un contenant, et ce, pour diverses raisons, comme les dimensions et l’accès. La durée permise pour une exposition et l’exposition résultante peuvent également être adaptées en fonction des résultats de l’analyse des risques. Pour obtenir de plus amples renseignements, consulter Niveau 3 de collecte de données (avancé).
Pour assurer une prévention optimale des dommages causés aux objets sensibles ou importants, on peut tenir compte de certaines caractéristiques spéciales, comme les contenants de protection à pression d’air positive (la pression d’air positive empêche l’infiltration de poussière dans les cas de fuites), les contenants de protection munis de sorbants de gaz (pour réduire la quantité de gaz indésirables qui ont été produits à l’intérieur ou qui se sont infiltrés dans le contenant) et les contenants à faible concentration d’oxygène (pour réduire au minimum les réactions oxydatives, notamment la photo-oxydation). Pour obtenir de plus amples renseignements, consulter Objets très sensibles et, pour les références, le tableau 2.
Concentrations limites de polluants
Les établissements du patrimoine ont l’habitude d’harmoniser leurs normes de régulation des conditions ambiantes à l’aide des fourchettes mondialement acceptées d’HR et de températures, qui sont conseillées par les établissements de premier plan. Selon l’approche de l’ASHRAE datant de 1999, il n’existe plus aucune fourchette de concentrations sûre, mais plutôt différents niveaux de régulation que les musées peuvent choisir. Ces niveaux de régulation varient d’une régulation minime à une régulation stricte des conditions ambiantes (ASHRAE, 2019b). Les objets de collection très sensibles à l’HR auront besoin d’une bonne régulation, tandis que ceux dont la sensibilité à l’HR est moyenne peuvent être bien préservés dans des conditions de régulation modérée de l’HR. Certains musées présentant un niveau de régulation insatisfaisant peuvent cibler un niveau plus élevé en modernisant l’enveloppe du bâtiment et le système de CVC. Une approche similaire aux niveaux de régulation peut être appliquée aux polluants atmosphériques.
Dans une collection générale, la concentration maximale de polluants admissible peut être fondée sur les limites présentées dans le tableau 2. Les limites, ou les cibles, proposées pour les principaux polluants sont les suivantes :
- 1 000 µg/m3 (400 ppb) pour l’acide acétique;
- 1 µg/m3 (0,7 ppb) pour le sulfure d’hydrogène;
- 10 µg/m3 pour le dioxyde d’azote (5 ppb), l’ozone (5 ppb) et les particules fines.
Ces limites, que l’on trouve aussi dans l’édition 2019 de l’ASHRAE Handbook (2019b), devraient empêcher les dommages faibles causés aux objets pendant au moins un an. Les limites sont fondées sur les données relatives aux doses recueillies pour de nombreux types de matériaux (Tétreault, 2003, p. 33). En pratique, ces limites sont probablement sûres pour de nombreuses années, sauf s’il y a d’importantes interactions avec d’autres agents de détérioration. Si ces principaux polluants sont maintenus en quantité inférieure à leurs limites respectives, il est très probable que cela empêchera également d’autres polluants de causer des dommages. Il est important de noter que les objets à risque modéré ou élevé, comme ceux en argent ou en plomb, sont exclus des concentrations limites de polluants, car ils doivent être évalués séparément (consulter Objets très sensibles).
Il existe d’autres cibles de polluants pour les établissements que l’auteur (Tétreault, 2018) a examinées. Les établissements du patrimoine peuvent établir leurs propres cibles de polluants d’après différents facteurs, comme leur mandat, leurs ressources et le besoin de préserver leur collection. Les cibles peuvent être établies à l’échelle d’une salle ou pour différents types d’objets de collection. L’établissement peut décider qu’il vaut mieux maintenir ces cibles de polluants à une échelle macroscopique (dans les salles d’exposition et les réserves) ou à une échelle microscopique (dans les contenants de protection). Un professionnel de la conservation peut aider à attribuer des concentrations cibles de polluants qui concordent avec la politique de l’établissement en matière de préservation (Tétreault, 2003, p. 69-80).
Avant de commencer une campagne de surveillance, il vaut mieux garder à l’esprit les limites de certains polluants définies par votre établissement ou proposées par d’autres autorités en matière de préservation. Cela vous aidera à déterminer les épreuves ou les instruments à utiliser, ou même à obtenir quelques réponses en consultant différentes sections du présent document ou encore des spécialistes, vous évitant ainsi de prendre des mesures.
Objets très sensibles
Certains objets sont plus sensibles aux milieux mal régulés. Les dommages résultants causés par des polluants sont souvent rapportés dans les publications sur la conservation. Pour éviter ou réduire au minimum ces dommages, des régulations de préservation spéciales sont proposées pour les 12 types d’objets sensibles suivants.
Argent et cuivre
L’argent est très sensible aux composés de soufre réduit, principalement au sulfure d’hydrogène et, dans une certaine mesure, au sulfure de carbonyle. Les sources de soufre sont nombreuses : l’extérieur, les personnes dans la salle (Ankersmit et coll., 2005) et les produits et objets de collection à l’intérieur de contenants de protection (tableau 1). Habituellement, il vaut mieux garder les objets en argent dans des contenants bien scellés qui ne renferment aucun produit émettant du soufre (figure 5). Il faut consulter les sections « Mesures à prendre en cas d’incendie » et « Stabilité et réactivité » de la fiche de données de sécurité de certains produits afin de déterminer s’ils contiennent des composés du soufre, soit du sulfure d’hydrogène (H2S), du sulfure de carbonyle (COS) ou de l’acide sulfurique (H2SO4). Si la présence d’un composé du soufre est confirmée, le produit doit être évité. Il est également avisé de confirmer l’absence de composé du soufre dans le produit en effectuant une analyse ponctuelle, comme l’épreuve à l’acétate de plomb ou l’essai Oddy (tableau 7). La même stratégie peut être appliquée pour la préservation du cuivre, qui est le deuxième métal le plus sensible aux composés du soufre. La meilleure méthode de surveillance visant à quantifier les risques de corrosion est établie avec des échantillonneurs par diffusion passive (tableau 6; et consulter également Fournisseurs).
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 125773-0069
Figure 5. Une assiette en argent est emballée dans du papier de soie blanc et un tissu spécial brun qui contient une petite quantité de fines particules d’argent (Pacific Silvercloth), puis le tout est enfermé dans un sac en polyéthylène à fermeture à glissière. Les fines particules d’argent du tissu réagissent avec les gaz de soufre réduit, les empêchant d’atteindre l’objet en argent.
La DMENO de sulfure d’hydrogène pour l’argent est de 0,10 µg m-3 an; pour le cuivre, la DMENO de sulfure d’hydrogène est de 1,0 µg m-3 an (10 fois moins sensible que l’argent) [Tétreault, 2003, p. 26]. L’absence complète d’humidité réduit au minimum le ternissement, mais ne l’arrête pas. Si les objets en argent exposés doivent demeurer propres et brillants, l’établissement du patrimoine doit choisir une fréquence acceptable de première apparition de ternissement, puis établir une stratégie pour maintenir la concentration de polluants sous le seuil défini. Si l’établissement choisit comme cible de préservation un ternissement juste perceptible après 10 ans uniquement, la concentration de sulfure d’hydrogène doit être maintenue inférieure à 0,01 µg/m3 (limite de concentration = dose/année = 0,10 µg m-3 an/10 ans). Seule la technique d’échantillonneur par diffusion passive permet une concentration de H2S aussi faible que 0,01 µg/m3. S’il est difficile d’atteindre et de maintenir une concentration de H2S suffisamment faible au moyen d’une cible de préservation, il faut réviser la stratégie ou la cible de préservation.
Plomb
La vapeur la plus nocive pour le plomb est celle de l’acide acétique. Le plomb n’est habituellement pas à risque de corrosion dans une salle, mais peut l’être dans un contenant de protection. Aucun produit ou objet émettant un acide organique ne devrait se trouver dans un contenant. Le plomb, dont la CSENO est de 430 µg/m3 (consulter Répercussions sur les objets), pourrait ne jamais être sans danger en présence de bois, de produits en bois peints et de produits d’étanchéité et d’adhésifs fraîchement appliqués. La pire situation serait la présence de plomb dans un contenant fraîchement peint avec de la peinture produite par polymérisation oxydative, comme la peinture à l’huile. Pendant la polymérisation, ces produits libèrent des aldéhydes, des acides organiques et des peroxydes. Les peroxydes peuvent transformer les aldéhydes en acides organiques (Tétreault, 2011; Raychaudhuri et Brimblecombe, 2000).
Enfermer des objets en plomb dans une vitrine fraîchement scellée avec de la silicone durcissant à l’acétoxy met également le plomb à risque de corrosion. Une HR maintenue en deçà de 35 % réduit la corrosion lorsque la concentration d’acides organiques est supérieure à la CSENO (Tétreault et coll., 1998). Sur le plan de la surveillance, si l’acidité décelée à l’aide de bandelettes indicatrices de pH contenant du glycérol ou de bandelettes détectrices d’acide (A-D strips) est semblable à celle du contenant témoin, il est fort probable que la concentration d’acide acétique soit inférieure à 430 µg/m3 (tableau 5). La meilleure méthode de surveillance pour quantifier le risque de corrosion du plomb est de mesurer la concentration d’acide acétique au moyen d’un échantillonneur par diffusion passive (tableau 6).
Du point de vue technique, le plomb n’est pas aussi sensible à l’acide acétique que l’argent, lequel peut ternir à de très faibles concentrations de H2S. Cependant, la concentration d’acide acétique est souvent beaucoup plus élevée que celle du H2S, surtout dans des contenants de protection en bois. Cela fait du plomb un matériau qui est souvent à risque en milieu muséal.
Cadmiage
Le cadmiage (ou placage au cadmium) est largement utilisé dans différentes applications, comme dans le contexte militaire et l’aviation. Il offre une excellente résistance à la corrosion en général, même à une épaisseur relativement faible. Cependant, tout comme le plomb, le cadmium est sensible à l’acide acétique, et les produits de corrosion résultants sont toxiques (figure 6) [Scott et Derrick, 2007]. Malgré tout, il n’existe aucune limite de concentration bien définie. Pour des raisons de sûreté et de préservation, les pièces cadmiées doivent être désignées comme telles, et l’on ne doit pas les conserver ou les exposer dans un contenant fait de matériaux qui émettent de l’acide acétique.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 97196-0001
Figure 6. Deux pièces cadmiées de quincaillerie en fer. La pièce de droite se trouvait dans un contenant en bois et a été corrodée par des vapeurs d’acides organiques. La pièce de gauche n’a jamais été utilisée et est dans sa condition d’origine.
Objets calcaires
Les objets calcaires, comme la pierre calcaire, la céramique et les coquillages, peuvent réagir avec des vapeurs d’acides organiques, surtout lorsqu’ils sont contaminés par des sels de chlorure ou de nitrate (Halsberghe et coll., 2005) et qu’ils se trouvent dans un milieu très humide. Il n’existe aucune donnée permettant d’évaluer de façon quantitative la sensibilité de ces objets calcaires. Par précaution, il vaut mieux réduire au minimum la présence de produits ou d’objets émettant un acide dans le contenant de protection, mais il est également important de réduire au minimum les fluctuations d’HR et de température et, dans la mesure du possible, de diminuer l’HR pour empêcher la dissolution et la migration des sels, ainsi que les réactions avec les sels.
Papier cellulose
Pendant de nombreuses décennies, on a pensé que le dioxyde de soufre était le polluant le plus dommageable pour le papier. Comme sa concentration dans l’environnement diminuait au fil des ans, on a constaté que le dioxyde d’azote était le principal problème. Les particules fines et l’ozone affectent le papier sans protection (Gurnagul et Zou, 1994; Bartl et coll., 2016). Exposer une œuvre d’art sur papier sans protection, comme dans un cadre vitré ou une vitrine d’exposition, n’est pas recommandé. On sait toutefois que l’acide formique et l’acide acétique émis par différents matériaux organiques peuvent endommager la cellulose. En présence d’aldéhydes, on constate que les dommages sont réduits (Tétreault et coll., 2013). Par précaution, cependant, il faut éviter d’utiliser des produits qui émettent de l’acide.
En ce qui concerne le papier des livres, la plupart des dommages (jaunissement et friabilité) causés par des polluants présents à l’extérieur et à l’intérieur demeurent généralement à la marge des feuilles de papier et se diffusent très lentement dans le livre. Bon nombre d’archivistes acceptent une détérioration limitée du bord des pages. Si une seule feuille de papier est encadrée ou si une pile de feuilles de papier est enfermée dans une boîte hermétique, le recours à la filtration des gaz dans les archives et les bibliothèques n’est peut-être pas nécessaire. La cellulose sera mieux préservée de l’hydrolyse par catalyse acide si l’HR et la température sont maintenues le plus basses possible.
Acétate de cellulose
Les films en acétate de cellulose se dégradent par hydrolyse par catalyse acide, l’acide acétique étant le sous-produit libéré (Reilly, 1993). Il vaut mieux préserver dans une chambre froide (ASHRAE, 2019b) les films généralement produits dans les années 1950 et 1960. Dans des conditions ambiantes, on doit idéalement entreposer les films dégradés dans une armoire spéciale aérée pour éviter les risques de causer des dommages aux autres objets de collection. Sinon, on peut envisager d’enfermer les films dans un contenant de protection hermétique avec un sorbant d’humidité pour les préserver du taux d’humidité élevé des réserves (Nishimura, 2015).
Nitrate de cellulose
Comme c’est le cas de tout matériau cellulosique, les films en nitrate de cellulose se dégradent quand l’hydrolyse par catalyse acide libère des oxydes d’azote. Les vieux films en nitrate de cellulose, produits principalement entre 1896 et 1952, sont instables et doivent absolument être conservés à une température plus froide que 38 °C (100 °F), au-dessus de laquelle le risque d’inflammation spontanée est élevé. Les films en nitrate de cellulose doivent être retirés de la collection et être entreposés conformément à la norme 40 de la National Fire Protection Association (NFPA, 2019), qui fournit des précisions sur les exigences en matière d’aération. Cependant, il vaut mieux préserver ces films dans une chambre froide (ASHRAE, 2019b).
Les autres objets en nitrate de cellulose (comme les fausses écailles de tortue) ne se dégradent pas autant que les films, mais pour éviter les risques de causer des dommages aux autres objets de collection par l’émission d’oxyde d’azote, on doit entreposer les objets en nitrate de cellulose dans une salle bien aérée ou une armoire spéciale aérée (Coughlin et Seeger, 2008). Toute salle contenant des articles à charge élevée de nitrate de cellulose doit également être conforme à la réglementation locale en matière de substances explosives et combustibles.
Colorants
Bon nombre de colorants (pigments et colorants organiques) sont sensibles à la photo-oxydation ou à l’hydrolyse (Reilly, 1998). En outre, certains colorants seront affectés par les polluants gazeux. Les colorants les plus sensibles au dioxyde d’azote, au dioxyde de soufre et à l’ozone sont la curcumine, le sang de dragon, l’aigami, le réalgar, l’encre ferrogallique, l’enju, la fuchsine, le vert brillant, la pararosaniline, l’indigo, la laque de garance, la laque de graines de Perse et le safran (Whitmore et Cass, 1989; Williams et coll., 1993; Cass et coll., 1989). Les colorants jaunes des épreuves photographiques se sont révélés être affectés par l’acide acétique (Fenech et coll., 2010). Les œuvres d’art réalisées avec des colorants sensibles doivent être exposées ou entreposées dans un contenant de protection fabriqué avec des produits qui ne libèrent aucun acide organique. En pratique, il est souvent difficile d’identifier les colorants d’un objet sans les avoir analysés. Par précaution, il vaut souvent mieux limiter l’exposition d’un colorant inconnu à une HR élevée, à un éclairage vif et à une concentration élevée de polluants.
Objets difficiles à nettoyer
Tous les objets sont sensibles aux dépôts de particules, mais éliminer des particules fines présentes sur certains objets sera difficile, voire impossible. Le risque de causer des dommages pendant la manipulation et le nettoyage est également présent. Parmi les objets qui sont difficiles à nettoyer, notons :
- les objets présentant une surface ou des pigments pulvérulents, comme certains objets peints par des Autochtones, spécimens naturalisés (figure 7) ou ailes de papillons;
- les objets physiquement fragiles, comme les collections d’insectes et les spécimens minéraux filamenteux;
- les objets dans lesquels des particules fines peuvent se loger dans les microcraquelures ou les interstices, comme l’ivoire ou les objets peints présentant des craquelures;
- les objets présentant une surface collante, comme certaines matières plastiques détériorées et certains objets en bois traité au polyéthylèneglycol et gorgés d’eau.
Il vaut mieux exposer et entreposer ces objets dans un contenant hermétique (Thickett et coll., 2005) ou une caisse dotée d’un système de ventilation à pression positive (Beecher, 1970; Byers et Thorp, 1995; Tétreault, 2003, p. 59). Si isoler l’objet n’est pas envisageable, il est recommandé de maintenir une distance minimale entre les visiteurs et l’objet fragile. Par exemple, une distance de 1,5 m à 2 m entraînera une diminution du dépôt de poussière de 50 % à 75 % (Lloyd et coll., 2007). Cette distance préviendra l’accumulation de particules grossières sur les objets, mais la distance a un effet limité sur les particules fines, puisqu’elles demeurent plus longtemps en suspension dans l’air.
Une autre menace pour les objets qui sont difficiles à nettoyer est la formation ou le dépôt possible de composés aminés sur leur surface (tableau 1; consulter également Dommages causés aux matériaux d’un contenant de protection). Il peut être difficile d’éliminer une pellicule blanchâtre ou une efflorescence présente à la surface d’un matériau si la surface est fragile ou poreuse (Stanek et coll., 2016; Poulin et coll., 2019).
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 2005307-0001
Figure 7. Ce pygargue à tête blanche doit être protégé de la poussière si les plumes de la tête et du cou doivent demeurer aussi blanches que dans la nature.
Verre ancien
En présence de vapeur d’eau, certains verres anciens se dégradent lentement par lessivage des alcalis, phénomène pouvant entraîner la formation de composés de corrosion intergranulaire sur la surface ou modifier la structure du verre (figure 8). La présence d’acide formique et d’acide acétique accélère le lessivage (Robinet, 2006, p. 6 et 197). Ces types de verre doivent être exposés ou entreposés dans un milieu dont l’HR ne fluctue que de façon minime. Une valeur de réglage de l’HR de 40 % à 42 % est recommandée pour le verre présentant déjà des gerçures (Koob et coll., 2018). Les contenants de protection abritant des objets en verre ne doivent pas contenir de produits qui émettent des acides organiques.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 2003656-0006
Figure 8. Vue rapprochée de perles de verre gercé. Certaines perles présentent un changement de couleur, dû aux craquelures qui les opacifient.
Bandes magnétiques
Les liants des bandes magnétiques sont généralement composés de polyesteruréthane. Souvent, le polymère se dégrade par hydrolyse plus rapidement que les films en acétate de cellulose et les films en nitrate de cellulose. Leur durée de vie utile (lisibilité) est dans la fourchette des 14 à 30 ans lorsque les bandes magnétiques sont entreposées à 21 °C et à une HR de 50 % (Wheeler, 1994; Van Bogart, 1995, p. 28; Howarth, 1999). Cependant, certaines d’entre elles vieilles de bien plus de 30 ans ont été trouvées en bonne condition (Rodgers, 1999). Les recommandations pour assurer une préservation à long terme sont de garder les bandes magnétiques dans un endroit sec et frais, sans toutefois descendre plus bas que 15 % d’HR et que 8 °C pour éviter ainsi l’action statique et les effets nuisibles sur le lubrifiant (ISO, 2000).
Caoutchouc
Le caoutchouc naturel et le caoutchouc vulcanisé (polyisoprène) sont sensibles à l’oxydation. L’ozone est très réactif avec le caoutchouc, comme il l’est avec de nombreux matériaux organiques, et devrait être évité. Pour assurer un degré de préservation élevé, on recommande d’utiliser un contenant de protection offrant un milieu anoxique (sans oxygène) [Shashoua et Thomsen, 1993; Williams, 1997; Maekawa, 1998; et figure 9]. Cependant, il est souvent difficile d’y parvenir en pratique. Il est également recommandé de maintenir l’HR, la température et l’éclairage bas (Fenn et Williams, 2018).
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. 120171-0016
Figure 9. Une chaussure en caoutchouc naturel préservée dans un sac spécial imperméable à l’oxygène. Certains paquets désoxygénants créent un milieu anoxique et le maintiennent.
Filtration
Il est important d’avoir des systèmes de CVC pour maintenir une HR et une température appropriées ainsi qu’une bonne qualité de l’air à l’intérieur. Les polluants atmosphériques, qui peuvent être sous forme de gaz, d’aérosols et de particules, peuvent être retenus par les filtres. Le degré d’efficacité requis par le système de filtration doit être fondé sur les limites prédéterminées de concentration de polluants établies pour la salle ou son contenu (consulter Concentrations limites de polluants), ainsi que sur les paramètres qui influeront sur ces limites, comme l’infiltration, l’émission et le dépôt. S’il y a beaucoup de circulation de véhicules diesel ou de fréquents épisodes de smog autour du musée ou des archives, il faut envisager de recourir à une grande capacité de filtration des particules fines. Les filtres à gaz peuvent être une solution si l’émission de gaz nocifs dont la source est à l’intérieur, comme les produits de construction, les activités à l’intérieur et les objets de collection, est significative ou si le milieu extérieur est pollué par une activité industrielle importante ou une circulation intense.
Filtration des particules
Les filtres à particules servaient à l’origine à protéger les composants des systèmes de CVC et, plus tard, à prévenir le développement d’activités biologiques dans ces systèmes qui pourraient affecter la santé humaine. En outre, les musées et les archives souhaitent que le système de CVC réduise la concentration de polluants dans l’immeuble pour mieux protéger leurs objets de collection. Selon leur efficacité, les filtres peuvent bloquer de très petites particules, mais à un coût d’exploitation élevé. À l’inverse, on ne peut facilement retenir les grosses particules visibles produites à l’intérieur, même à l’aide d’un système de CVC à haut rendement, puisque les grosses particules ne restent pas assez longtemps en suspension. Elles tombent rapidement sur le sol. Cependant, elles peuvent également être en suspension lors de grands déplacements d’air et, pour certaines, atteindre des objets. L’époussetage peut être problématique pour les objets fragiles, comme les plumes et les collections d’insectes (consulter Objets difficiles à nettoyer). Les particules fines, comme la suie, dont le diamètre est inférieur à 1 μm seront également difficiles à éliminer des objets. En raison de sa forte adhérence aux surfaces, la suie devra être éliminée mécaniquement (par exemple, par frottement). Une solution pour prévenir le dépôt de poussière est de placer les objets dans un contenant de protection.
L’efficacité de la filtration des particules est classée en fonction de normes. Les deux normes récentes sont la norme ANSI/ASHRAE 52.2 de l’American National Standards Institute et de l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE, 2017) et la norme ISO 16890-1:2016 de l’Organisation internationale de normalisation (ISO, 2016a). Le classement de l’efficacité des filtres est présenté dans le tableau 3.
| ASHRAE Cote MERV |
ASHRAE Fourchette de tailles des particules : 0,3 à 1,0 μm |
ASHRAE Fourchette de tailles des particules : 1,0 à 3,0 μm |
ASHRAE Fourchette de tailles des particules : 3,0 à 10,0 μm |
ISO ePM1 |
ISO ePM2,5 |
ISO ePM10 |
ISO Particules grossières |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | – | – | < 20 | – | – | – | < 50 |
| 2 | – | – | < 20 | – | – | – | < 50 |
| 3 | – | – | < 20 | – | – | – | < 50 |
| 4 | – | – | < 20 | – | – | – | < 50 |
| 5 | – | – | 20 | – | – | – | 80 |
| 6 | – | – | 35 | – | – | – | 90 |
| 7 | – | – | 50 | – | – | – | 90 |
| 8 | – | 20 | 70 | – | – | – | 90 |
| 9 | – | 35 | 75 | – | – | < 50 | – |
| 10 | – | 50 | 80 | – | – | 50 | – |
| 11 | 20 | 65 | 85 | – | < 50 | 70 | – |
| 12 | 35 | 80 | 90 | – | 50 | 70 | – |
| 13 | 50 | 85 | 90 | 50 | 65 | 80 | – |
| 14 | 75 | 90 | 95 | 70 | 80 | 90 | – |
| 15 | 85 | 90 | 95 | 80 | – | – | – |
| 16 | 95 | 95 | 95 | 80 | – | – | – |
Remarque : Le tableau est une adaptation des travaux de Camfil (2017), de Klawitter (2017) et d’Airepure (2017). La transition d’une norme vers l’autre est approximative. Les ePM 1, 2,5 et 10 désignent le diamètre optique des particules en μm. « ISO particules grossières » désignent une fourchette particulière de la distribution de la poussière selon A2 Fine Test Dust d’ISO 12103-1 (ISO, 2016b).
Comme il est présenté dans le tableau 3, les deux normes quantifient l’efficacité des filtres sur des distributions légèrement différentes de particules. La norme ANSI/ASHRAE compare l’efficacité des filtres d’après trois fourchettes de diamètres aérodynamiques de particules, tandis que la norme ISO 16890-1:2016 vise l’efficacité des filtres aux diamètres optiques des particules de 1 μm, de 2,5 μm et de 10 μm. Un filtre qui a l’efficacité d’une cote MERV de 13 ou d’ISO ePM1 de 50 % pourra éliminer 50 % des particules fines (0,3 μm à 1,0 μm ou PM1). Avec le même filtre, les particules plus grosses sont réduites à plus de 85 % ou à plus de 65 %, selon les normes ANSI/ASHRAE et ISO, respectivement.
Il est à noter que les filtres composés de fibres synthétiques grossières perdront une partie de leur efficacité au fil du temps. Leur efficacité pourra être réduite de deux cotes MERV après quelques semaines. Cette perte d’efficacité est due à la diminution de la charge électrostatique du filtre, qui contribue à attirer la poussière (EPA, 2018, p. 23).
Un système de CVC doté d’un filtre ayant une cote MERV de 8 à 10 (ISO ePM10) devrait facilement pouvoir maintenir la concentration de PM2,5 sous les normes nationales en matière de qualité de l’air ambiant aux États-Unis et au Canada (Stephens et coll., 2016). Un filtre ayant une cote MERV de 13 (ISO ePM1, 50 %) retient 85 % de la plupart des spores de moisissure (Camfil, 2013). C’est probablement l’une des raisons pour lesquelles une cote MERV de 13 est requise dans le programme d’accréditation LEED (U.S. Green Building Council, 2006, p. 387-389).
Il peut être avantageux de faire évaluer l’efficacité du type de filtre choisi directement par un laboratoire d’essai indépendant, puisque l’efficacité de certains filtres a pu être surestimée (ASHRAE, 2011; Stephens et Siegel, 2012). L’EPA a révélé que 58 % des 31 filtres mis à l’essai obtiennent une moyenne de deux cotes MERV sous ce qu’indique le fournisseur (Hecker et Hofacre, 2008, p. E1-E33). La bonne nouvelle est qu’avec les filtres dont l’efficacité est élevée, les cotes MERV indiquées sont plus fiables. Seuls 30 % des filtres ayant une cote MERV de 13 et plus obtiennent une cote MERV plus bas que ce qu’indiquent les fournisseurs.
Les filtres électrostatiques dans les conduits ou les purificateurs d’air électrostatiques à haut voltage sont efficaces pour capturer les particules fines. Cependant, on doit les éviter puisqu’ils produisent de l’ozone (Singer et coll., 2016, p. 7 et 21; Poppendieck et coll., 2014). L’ozone est nocif pour un grand nombre de matériaux organiques, et sa réaction avec les COV peut produire des composés volatils qui peuvent aussi être nuisibles pour les objets de collection (Zhang et Lioy, 1994; Muller, 1994).
Filtration des gaz
Les filtres à gaz et les filtres moléculaires captent divers composés volatils. Ils peuvent être installés dans le système de CVC principal ou dans une unité portative. Ces filtres sont faits de différents types de matériaux (sorbants) qui sorbent certains groupes de composés volatils. Le type de sorbant le plus commun contient du charbon activé, qui peut être utilisé seul, mélangé à un autre sorbant ou imprégné d’un composé chimique (Tétreault, 2003, p. 47-50; ASHRAE, 2011). La durée de vie de ces sorbants varie en fonction de divers paramètres, comme la concentration des principaux polluants et la présence de composés volatils inoffensifs, du temps de contact et de la capacité de sorption ou de réaction des filtres. La durée de vie des filtres utilisés dans un lieu donné doit être prévue ou mesurée pour que leur efficacité soit optimale (ASHRAE, 2011). Une approche courante pour vérifier l’efficacité d’un filtre à gaz consiste à mesurer un polluant spécifique ou à mesurer la corrosivité des gaz au moyen de méthodes semi-quantitatives, avant que les gaz traversent le filtre et après (on dit « en amont » quand il s’agit de mesurer avant le filtre et « en aval » quand il s’agit de mesurer après le filtre) [consulter Surveillance].
On peut vérifier l’efficacité du système de CVC en matière de capacité à réduire la concentration de polluants gazeux dans la salle à l’aide de l’équation 1 (Shair et Heitner, 1974). L’équation 1 montre la concentration de polluants résultante comme une fonction de l’efficacité du filtre, du débit d’air et des sources d’émission et de sorption. Ces paramètres sont également présentés à la figure 10. Dans l’équation 1, on suppose un mélange parfait d’air dans la salle et des concentrations de polluants qui sont bien inférieures à leur concentration de saturation. L’efficacité du filtre, le débit d’émission, la vitesse de dépôt et l’infiltration d’air indésirable (comme une fuite dans une membrane de l’immeuble ou simplement l’ouverture fréquente de portes et de fenêtres) sont supposés constants, mais ils varient habituellement avec le temps.
La vitesse de dépôt peut être un concept moins connu. Elle représente le flux du polluant vers une surface pour une concentration donnée. La vitesse de dépôt s’exprime en m/h (μg/(m2 h) / μg/m3). Autrement dit, la vitesse de dépôt représente la capacité d’un matériau, qui peut être un produit ou un objet d’un immeuble, à sorber les polluants présents dans la salle. À noter qu’une salle peut contenir un grand nombre de matériaux présentant différents débits d’émission ou taux de sorption, qui doivent tous être pris en compte.
Équation 1. V dCi/dt = Ce fei + Ce (1 – ηfe) fefi + Ci (1 – ηfr) fr + EA – CiVdA – Ci (fei + fefi + fr)
Où
V = volume (m3)
Ci = concentration à l’intérieur (μg/m3)
Ce = concentration à l’extérieur (μg/m3)
dCi/dt = variation de Ci dans un court intervalle de temps (μg/(m3 h))
fei = débit d’air de l’extérieur vers l’intérieur (m3/h) [infiltration d’air indésirable]
fefi = débit d’air filtré de l’extérieur vers l’intérieur (m3/h)
fr = débit d’air recyclé filtré (m3/h)
ηfe = efficacité du filtre principal (aucune unité)
ηfr = efficacité du filtre d’air recyclé (aucune unité)
E = matériau émetteur (μg/(m2 h))
A = superficie du matériau émetteur ou sorbant (m2)
Vd = vitesse de dépôt sur un matériau sorbant (m/h)
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0006
Figure 10. Schéma d’un modèle de ventilation fondé sur l’équation 1. Il montre la dépendance de la concentration de gaz à l’intérieur selon différents paramètres, comme la concentration de gaz à l’extérieur, l’efficacité du filtre, le débit d’air et les sources d’émission et de sorption. En général, la prise d’air et la recirculation de l’air se font par le même système de ventilation.
Selon l’équation 1, la filtration des gaz à l’échelle de l’immeuble pourrait être très efficace pour réduire la concentration des polluants provenant de l’extérieur dans une salle si l’enveloppe de l’immeuble est bien scellée et si l’efficacité du filtre est maintenue grâce à un bon programme d’entretien. La National Gallery à Londres (Saunders, 1993) obtient une réduction du dioxyde d’azote de 38 %, sans filtre à gaz, par rapport à la concentration à l’extérieur. La concentration de NO2 a été réduite de 89 % avec l’ajout d’un filtre à gaz. L’Autry Museum of the American West, en Californie, qui était équipé d’un système de filtres à gaz, a obtenu une réduction de 75 % du NO2 (Hisham et Grosjean, 1991). L’ozone a été réduit de 72 % et le dioxyde de soufre, de 50 % à 60 % (Saunders, 1993; Hisham et Grosjean, 1991).
Cependant, dans certains cas, la présence d’un filtre à gaz dans le système de CVC ne s’est pas traduite par une amélioration importante (Hisham et Grosjean, 1991; Havermans et Steemers, 2005Note de fin de texte1; Ryhl-Svendsen et Clausen, 2009). Le fait qu’il n’y ait aucune différence notable entre un système de CVC sans filtration et un système de CVC avec filtration des gaz peut être dû à une importante introduction d’air non filtré, une installation défectueuse ou une charge lourde de matériaux absorbants, comme dans une réserve de livres, laquelle peut être la principale voie d’élimination des polluants de l’extérieur.
Lutter contre les polluants produits à l’intérieur peut être un défi s’il y a d’importantes sources d’émissions, que le débit d’air filtré est faible et que le taux de recyclage de l’air est faible (Ryhl-Svendsen et Clausen, 2009). Certains systèmes de CVC sont dotés d’un déshumidificateur dessiccateur à base de gel de silice. Le gel de silice contribue également à éliminer certaines particules et certains gaz polluants. L’efficacité globale du système de filtration des gaz doit être mesurée par surveillance (consulter Surveillance) du système de CVC avant et après le passage de l’air par l’unité de filtration, ainsi que dans la salle. Seule la lecture des concentrations de polluants aux conduits de reprise ou au milieu de la salle brosse un portrait approprié de la lutte contre les polluants dans cette salle.
Facteurs à prendre en compte dans la conception
Il faut prendre en compte quelques facteurs pour optimiser la filtration des polluants atmosphériques au niveau du système de CVC. Ces facteurs sont l’emplacement, la chute de pression et le système de filtration.
Emplacement
L’emplacement du musée a une grande incidence sur la concentration des polluants à l’intérieur. À l’évidence, un immeuble situé près d’une importante intersection, d’une autoroute ou d’une zone industrielle polluante n’est pas idéal. L’emplacement de la prise d’air frais d’un immeuble est déterminant, et cette prise d’air frais doit être installée dans la zone la moins polluée. La direction des vents dominants doit également être prise en compte, de même que l’emplacement des sorties d’air des cuisines et des ateliers, les quais de chargement et toute autre source possible de polluants autour de l’immeuble.
Chute de pression
L’air est poussé à travers le système de CVC par pression du ventilateur. Les composants du système, tels les coudes, les échangeurs thermiques, les dispositifs à absorption et les grilles, contribuent tous à la résistance à l’air et à la chute totale de la pression du système. Cette chute de pression et les exigences en matière de débit d’air pour les espaces climatisés déterminent la puissance du ventilateur requise pour le système de CVC. Le type de filtre à particules choisi influe également sur la puissance du ventilateur nécessaire. En général, pour toute taille et toute conception d’un filtre donné, plus le filtre est efficace, plus la chute de pression et la puissance du ventilateur requise seront grandes. Les filtres à haute efficacité (par exemple, ceux ayant une cote MERV de 11 et plus) offrent une plus grande résistance et causent une chute plus importante de la pression à mesure que les filtres accumulent de la poussière. À la différence des filtres à particules, les filtres à gaz installés dans les systèmes de CVC n’influent pas de façon importante sur la chute de pression.
Système de filtration
En général, les filtres sont installés avant et après les serpentins refroidisseurs, les serpentins chauffants et le ventilateur refoulant, comme l’illustre la figure 11 (en amont et en aval de la filtration des particules). Un filtre à particules modérément efficace (préfiltre) installé en amont offre une protection de base aux serpentins refroidisseurs, aux serpentins chauffants et aux composants du ventilateur. Le préfiltre préserve également la durée de vie utile du filtre à haute efficacité placé en aval. Ce dernier filtre à particules assure une protection pour la collecte et le réseau de gaines en cas de défaillance mécanique de tout composant du système de CVC.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0008
Figure 11. Composants généraux d’un système de CVC. L’air de l’extérieur passe à travers différents composants du système de CVC : a) un préfiltre à particules, b) un déshumidificateur dessiccateur, c) un filtre à gaz, d) le serpentin refroidisseur, e) le serpentin chauffant, f) le ventilateur d’alimentation en air, g) un dernier filtre à particules, et h) l’humidificateur. L’air entre ensuite dans la salle. Une fraction de l’air de reprise est évacuée et le reste est recyclé dans le système de CVC. L’emplacement des composants peut varier d’un système à l’autre.
Le filtre à gaz se situe habituellement avant les derniers filtres parce que certains types de filtres à gaz peuvent perdre leur matière sorbante. Les particules de sorbant traitées chimiquement peuvent être corrosives au contact (ASHRAE, 2011). Les particules de sorbant lourdes tombent dans le réseau de gaines, tandis que les particules fines sont retenues par le dernier filtre.
Si l’on utilise un dépoussiéreur électrique dans le conduit, on doit le faire suivre d’un filtre à gaz. L’utilisation du filtre à gaz doit être optimisée pour la désactivation de l’ozone et le captage de ses sous-produits. La concentration d’ozone doit être surveillée de près, sur place, puisque la fourchette d’efficacité des filtres à gaz est grande et que l’efficacité de ces filtres diminue avec le temps.
Au moment de planifier la construction d’un immeuble, il faut prendre en compte le système de CVC et veiller à ce qu’il puisse s’adapter à différents systèmes de filtres à particules et comprendre une place pour y insérer un ou deux filtres à gaz. Cela permettra une certaine souplesse en vue d’une future mise à niveau de la filtration, au besoin. Par exemple, il peut être plus convenable de choisir deux différents filtres à gaz spécialisés que d’avoir un filtre général. Un filtre général peut devenir saturé rapidement par des gaz inoffensifs, tandis que deux filtres à gaz spécialisés peuvent avoir une durée de vie plus longue sans toucher à la chute de pression.
Collecte de données
Trois niveaux de collecte de données sont proposés pour aider les musées à répondre à leurs besoins et à renforcer leur capacité en matière d’évaluation des risques que les polluants causent des dommages dans leur installation. Ces niveaux de collecte de données pourraient être pris en compte dans différentes situations ou différents scénarios de surveillance (consulter Scénarios pour les objets à risque).
Niveau 1 de collecte de données (de base)
Dans le premier niveau, une surveillance n’est pas nécessaire. Ce niveau est axé sur l’examen des données publiées, des spécifications et des recommandations, ainsi que sur les conseils d’experts. Le premier niveau vise à obtenir une valeur approximative de la concentration des polluants à l’extérieur et des polluants produits à l’intérieur d’un immeuble ou d’un contenant de protection à l’aide des ressources offertes.
Polluants à l’extérieur
Les concentrations de polluants à l’extérieur, publiées par différentes autorités, sont de très bonnes sources d’information. Par exemple, les concentrations de polluants dans différentes villes canadiennes peuvent être obtenues auprès de sources fédérales (Environnement et Changement climatique Canada, 2016; Environnement et Changement climatique Canada, s. d.; Environnement et Ressources naturelles, s. d.), provinciales (gouvernement du Québec, s. d.) et municipales (Grand Vancouver, 2016). Les établissements surveillent habituellement l’ozone, le dioxyde d’azote, le dioxyde de soufre et les particules fines, comme les PM2,5. Parfois, il existe également des données sur le sulfure d’hydrogène. Il suffit de chercher la station météorologique la plus proche de l’immeuble en question. Si ce n’est pas possible, on peut essayer de trouver une station météorologique dans un quartier ou une situation semblable à la nôtre (il faut comparer l’intensité de la circulation, la distance entre la route principale et l’immeuble, ainsi que le type d’industrie à proximité).
Prévoir la quantité de polluants qui s’infiltreront dans un immeuble est une tâche plus difficile. Un immeuble sans système de CVC pourrait avoir une concentration à l’intérieur légèrement inférieure à celle de l’extérieur. La concentration de polluants est généralement bien plus faible lorsque l’immeuble est doté d’un système de CVC. Dans un immeuble doté d’un système CVC équipé d’un filtre à particules à haute efficacité et d’un filtre à gaz, les polluants s’infiltrant de l’extérieur sont bloqués efficacement, ce qui résulte en une faible concentration dans la salle.
À titre indicatif, la règle empirique du 100-10-1 peut être prise en compte (Tétreault, 2003, p. 37-40). On peut utiliser cette règle pour déterminer approximativement la concentration de polluants de l’extérieur qui traversent des enveloppes de protection successives. Chaque enveloppe permet de réduire d’un ordre de grandeur la concentration de polluants. Par exemple, s’il y a 200 μg/m3 de dioxyde d’azote à l’extérieur, la concentration à l’intérieur d’une salle d’un immeuble sera de 20 μg/m3 et la concentration à l’intérieur d’un contenant de protection dans cette salle sera de 2 μg/m3. Dans ce calcul, on suppose l’absence de polluants produits à l’intérieur et la présence de bonnes barrières de protection dans l’immeuble et de contenants bien étanches. Si on laisse ouvertes les fenêtres d’une salle quelques heures chaque jour, il n’y aura aucune différence importante entre les concentrations de polluants à l’intérieur et celles à l’extérieur. La règle empirique du 100-10-1 pour les polluants provenant de l’extérieur est une règle générale et peut sembler simpliste, mais elle pourrait satisfaire les besoins de nombreux musées qui ne peuvent se permettre d’effectuer une surveillance étendue, mais qui nécessitent quand même une estimation des concentrations de polluants.
Consulter les données publiées sur les polluants d’autres établissements du patrimoine peut également contribuer à obtenir une idée de la concentration de polluants dans l’immeuble en question (tableau 4). Un expert en qualité de l’air intérieur (QAI) peut aider à estimer les concentrations de polluants dans votre établissement ou à établir un protocole de surveillance (consulter Environnement global de l’immeuble).
Polluants produits dans un contenant de protection
L’estimation de la concentration de polluants dans un contenant de protection varie selon divers paramètres, comme l’étanchéité du contenant et les émissions provenant des produits et des objets qu’il renferme. On trouve, dans certains documents, des renseignements généraux sur les produits (Hatchfield, 2002; Schieweck et Salthammer, 2009; Tétreault, 2017; AIC, s. d.). Les polluants recherchés sont généralement des acides organiques, comme l’acide acétique. La présence de sulfure d’hydrogène est préoccupante si de l’argent et du cuivre sont aussi présents dans le contenant. Malheureusement, les données quantitatives sur les taux d’émission des matériaux sont manquantes. Certaines données publiées provenant de différents établissements peuvent donner une idée des fourchettes possibles de concentrations de polluants dans un contenant (tableau 4). Il est probablement plus facile d’évaluer l’ampleur des risques d’endommagement d’après la nature de l’objet et du produit dans un contenant que de déterminer la concentration précise des polluants (consulter le tableau 1 et Objets très sensibles). Une situation à faible risque s’appuiera en grande partie sur la sélection de produits « approuvés » ou « sans danger » (consulter Essai de produits).
Polluants produits à l’intérieur
Les polluants produits à l’intérieur proviennent principalement des produits de construction et des objets de collection eux-mêmes. Pour obtenir de plus amples renseignements à ce sujet, consulter les données publiées provenant de collections et de milieux similaires (tableau 4).
| Polluant | Immeuble (µg/m3) | Contenant (µg/m3) |
|---|---|---|
| Acide acétique |
|
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| Acide formique |
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|
| Sulfure d’hydrogène |
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| Dioxyde d’azote |
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| Acide nitrique |
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| Ozone |
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Particules : PM1, PM2,5 et PM10 |
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Niveau 2 de collecte de données (intermédiaire)
Après la collecte de données publiées provenant de différentes sources, il peut être souhaitable d’obtenir certaines données expérimentales produites sur place afin d’avoir une plus grande certitude. Le choix d’utiliser un appareil de mesure ou d’effectuer des essais et le nombre de mesures est important, surtout lorsque le budget est limité. Un appareil de mesure à faible coût peut permettre de détecter une concentration élevée de polluants, ce qui peut se produire dans un nouveau contenant de protection en raison des composés volatils émanant des produits ou des objets eux-mêmes. Par contre, le fait de ne rien détecter avec ce type d’appareil ne garantit pas nécessairement la préservation à long terme de la collection, étant donné que le seuil de détection de ce type d’appareil n’est généralement pas assez bas.
Si l’on veut obtenir des mesures rapides et à bas coût, il existe des bandelettes indicatrices de pH semi-qualitatives contenant du glycérol et des bandelettes détectrices d’acide qui donnent une indication de l’acidité de l’air (tableau 5). Les deux fonctionnent bien pour mesurer l’acidité dans un contenant. Les bandelettes indicatrices de pH peuvent également servir à mesurer l’acidité dans une salle. Si le temps le permet, des coupons de métal (tableau 5), comme le plomb et l’argent, placés dans un contenant pendant quelques semaines ou quelques mois, donneront de l’information sur la corrosivité de l’air dans le contenant. Cependant, ces coupons de métal ne peuvent être utilisés en tant qu’avertisseurs rapides pour prévenir la corrosion des objets de collection en plomb et en argent, puisque les coupons de métal et les objets de collection peuvent se dégrader à la même vitesse. Des coupons d’argent et de cuivre peuvent également être utilisés dans la salle.
Si la présence de certains gaz doit être surveillée, on peut envisager de recourir à des tubes réactifs colorimétriques peut être envisagé (figure 12 et tableau 6; pour obtenir de plus amples renseignements, consulter Fournisseurs). Ces tubes absorbent le polluant recherché pendant 24 ou 48 heures, et on peut lire la concentration directement sur le tube. On peut les mettre en place dans le contenant ou la salle. Le seuil de détection devrait être suffisamment bas pour détecter les concentrations ciblées (consulter Concentrations limites de polluants). Parfois, on peut prolonger la durée d’exposition pour offrir une plus grande sensibilité. Toutefois, d’autres gaz présents peuvent interférer avec la lecture des concentrations, entraînant une fausse réponse de concentration élevée. Consulter les données techniques du fabricant pour savoir si les interférences peuvent présenter un problème.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0009
Figure 12. Tubes réactifs colorimétriques étalonnés pour l’acide acétique. Le tube du centre a été exposé aux émanations d’acide acétique pendant 10 heures. L’indicateur dans le tube varie de violet à légèrement jaune par une diffusion lente, donnant une valeur d’environ 30 ppm/h dans ce cas-ci. Cette lecture signifie une concentration de 3 ppm. Les tubes au-dessus et au-dessous sont présentés comme références; ils n’ont pas été exposés à des émanations d’acide.
Habituellement, il serait pertinent de mesurer la concentration de dioxyde d’azote et d’ozone dans les salles, et la concentration d’acide acétique dans les contenants. Malheureusement, pour la concentration d’un seul polluant, la corrélation entre les résultats des méthodes qualitatives ou semi-qualitatives est telle que les méthodes ne sont pas facilement interchangeables. Pour obtenir de plus amples renseignements sur les méthodes de surveillance, consulter la documentation sur la conservation (MEMORI, s. d.; Canosa et Norrehed, 2019).
| Polluants | Matériel | Résultats | Distributeurs | Exemples d’applications |
|---|---|---|---|---|
| Composés volatils acides | Bandelettes indicatrices de pH avec glycérol | Résultat direct | Divers distributeurs de produits chimiques | Tétreault, 1992 |
| Composés volatils acides | Bandelettes détectrices d’acide | Résultat direct | Image Permanence Institute | Nicholson et O’Loughlin, 1996; Hackney, 2016 |
| Composés volatils corrosifs | Morceaux d’argent, de cuivre et de plomb | Lecture directe ou morceaux envoyés pour analyse | Distributeurs spécialisés dans la qualité de l’air et la corrosion comme Camfil, Purafil et l’Institut de la corrosion | Muller, 2003; Dubus et coll., 2010; Thickett et coll., 2013 |
| Dépôts de poussière | Lames de verre et réflectomètre | Réflexion à la surface des lames de verre | Divers distributeurs d’appareils scientifiques vendent des réflectomètres | Adams et coll., 2003; Wei et coll., 2007; Smith et coll., 2011 |
| Dépôts de poussière | Lames de verre adhésives (ou non) et microscope | Surface couverte de poussière | Divers distributeurs d’appareils scientifiques vendent des microscopes | Adams et coll., 2001; Knight, 2001; Knight, 2011 |
| Polluant | Concentration cible | Tubes réactifs colorimétriques (lecture directe)Note 1 du tableau 6 Coût : ≈ 10 $/tube |
Échantillonneurs par diffusion passiveNote 2 du tableau 6 (échantillonnage sur 30 jours); analyse en laboratoire requise Coût : ≈ 100 $/tube et analyse |
Appareils de mesure électronique à lecture directeNote 1 du tableau 6 |
|---|---|---|---|---|
| Acide acétique | 1 000 | 640 (après un échantillonnage sur 24 h)Note 3 du tableau 6 | 1,5 | S/O |
| Ammoniac | –Note 4 du tableau 6 | 59 (après un échantillonnage sur 48 h)Note 5 du tableau 6 | 0,2 | 0,7Note 6 du tableau 6 |
| Acide formique | –Note 4 du tableau 6 | 1 900 (après 20 coups de pompe)Note 7 du tableau 6 | 1,5 | – |
| Sulfure d’hydrogène | 1 | 60 (après un échantillonnage sur 48 h)Note 5 du tableau 6 | 0,1Note 2 du tableau 6 et 0,01Note 8 du tableau 6 | 1,4Note 6 du tableau 6 |
| Dioxyde d’azote | 10 | 190 (après un échantillonnage sur 48 h)Note 5 du tableau 6 | 0,1 | 0,8Note 9 du tableau 6 |
| Ozone | 10 | 2 (après un échantillonnage sur 48 h)Note 5 du tableau 6 | 1,0 | 2,0Note 9 du tableau 6 |
Particules (PM1, PM2,5, PM10) |
PM2,5 = 10 | – | – | 1Note 10 du tableau 6 |
| Dioxyde de soufre | 10 | 11 (après un échantillonnage sur 48 h)Note 5 du tableau 6 | 0,1 | 1,3Note 9 du tableau 6 |
Niveau 3 de collecte de données (avancé)
On peut effectuer une campagne de surveillance plus coûteuse lorsque les dispositifs de mesure rapide à faible coût indiquent un risque ou que des méthodes de surveillance sensibles (seuil de détection faible) et exactes sont nécessaires pour réduire l’incertitude. À ce niveau de collecte de données, les experts en matière de QAI se fient aux échantillonneurs par diffusion passive (figure 13 et tableau 6; consulter également Fournisseurs). On place les tubes à diffusion à l’extérieur, dans une salle ou dans un contenant pour une période de 30 jours, en général. Après la période d’exposition, les tubes doivent être envoyés à un laboratoire pour analyse, ce qui prolonge la période d’attente avant l’obtention des résultats. Si le facteur temps est crucial, il faut envisager d’utiliser des dispositifs de mesure à faible coût (consulter Niveau 2 de collecte de données (intermédiaire)) ou de recourir à un expert gouvernemental, universitaire ou privé en matière de QAI qui utilisera des appareils de mesure électroniques à lecture directe, lesquels peuvent coûter cher.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0010
Figure 13. Exemple d’échantillonneur par diffusion passive.
Pour les particules fines, comme les PM1, PM2,5 et PM10, de nombreux appareils de mesure électroniques présentant la sensibilité requise pour les musées sont offerts sur le marché. Il est recommandé de prendre beaucoup de mesures avec un appareil de mesure électronique, car l’appareil lit des concentrations sur une très courte durée. Un grand nombre de mesures, prises à différents moments de la journée, de la semaine et du mois, contribueront à garantir une concentration moyenne fiable ayant un écart type minime. Bon nombre de musées ne peuvent se permettre d’effectuer ce type de campagne de surveillance précise en raison de son coût élevé. Il pourrait être bien avisé de déterminer s’il existe des subventions pour ce type d’activité ou si la campagne de surveillance peut être un projet conjoint avec un établissement de conservation ou un programme universitaire (Krupinska et coll., 2013), qui pourraient souhaiter mettre à l’essai leurs nouvelles méthodes d’analyse. La norme ASHRAE (2019c) présente une liste imposante de méthodes de surveillance ainsi que le seuil de détection associé à chaque polluant.
Surveillance
La surveillance peut être un outil de contrôle de la qualité. Il peut s’agir de mesurer pour vérifier si la concentration des polluants d’un nouvel immeuble ou d’une nouvelle vitrine est inférieure aux concentrations maximales permises (consulter Concentrations limites de polluants). Contrairement à la mesure de la température et de l’HR dans les établissements du patrimoine, la mesure exacte de la concentration des polluants peut être assez onéreuse. Dans les musées, cela entraîne souvent des activités de surveillance à grande échelle qui font partie de projets universitaires ou de projets spéciaux financés par le gouvernement. Il n’est pas facile de prendre des mesures rapides et sensibles (précises) à peu de coûts. Certaines données, comme la concentration de polluants à l’extérieur, dans une ville, et des listes compilées des concentrations à l’intérieur, sont déjà accessibles et peuvent servir à une évaluation préliminaire. Cependant, pour assurer une meilleure fiabilité, il faudra produire des données à l’aide de méthodes qualitatives ou d’instrument de précision. Blades (1998) a souligné la question de l’utilisation et de la surutilisation d’une campagne de surveillance.
Avant de procéder à toute surveillance considérable, il faut s’assurer que certains critères objectifs (réussite ou échec) sont définis et que les résultats seront applicables dans un processus de prise de décision.
La présente section porte sur huit scénarios différents où les données sur les polluants pourraient être utiles. Dans chaque scénario, on propose différents niveaux de collecte de données. Voici les huit scénarios :
- Environnement global de l’immeuble
- Environnement dans un lieu précis
- Environnement dans un contenant de protection
- Efficacité des filtres
- Essai de produits
- Environnement pour un objet donné
- Dommages causés à un objet
- Dommages causés aux matériaux d’un contenant de protection
Environnement global de l’immeuble
On peut brosser le portrait global de la concentration de polluants dans un musée à la fin des travaux de construction d’un nouvel immeuble. Toutefois, il vaut mieux évaluer la stratégie de lutte contre les polluants lorsque les objets de la collection permanente sont installés et que des visiteurs sont présents dans le musée. Habituellement, on s’intéresse particulièrement à l’efficacité du système de CVC et, par conséquent, chaque zone dotée d’un système de CVC qui comprend une collection doit être examinée tout au long des différentes saisons (ou au moins pendant l’été et l’hiver). Les polluants provenant de l’extérieur dont on doit se préoccuper sont généralement le NO2, l’O3 et les PM2,5. On peut envisager d’ajouter l’acide acétique et le sulfure d’hydrogène au plan de surveillance si le budget n’est pas trop serré. L’acide acétique est un polluant typique produit à l’intérieur qui est souvent généré par les objets de collection eux-mêmes. En général, la concentration d’acide acétique est élevée en présence de vastes collections de livres ou de grandes collections ethnographiques. Le sulfure d’hydrogène est produit à l’extérieur (il provient de l’activité volcanique, de marécages et de certaines activités industrielles) et par le personnel et les visiteurs. Ce composé de soufre réduit pourrait grandement endommager l’argent et le cuivre. Les vitrines d’exposition contenant d’importants articles peuvent être comprises dans l’évaluation globale.
Une campagne de surveillance globale contribue à déterminer si le musée satisfait à ses propres normes environnementales. D’après les résultats, les intervenants peuvent déterminer s’il est nécessaire d’apporter des modifications à la stratégie de préservation ou s’il faut réviser les cibles des polluants. La campagne de surveillance effectuée par Krupinska et coll. (2013) en est un bon exemple. Pendant trois saisons différentes, les auteurs ont mesuré le dioxyde d’azote, l’ozone, le dioxyde de soufre, les particules fines, l’acide formique et l’acide acétique à l’extérieur du Musée Plantin-Moretus, à Anvers, ainsi qu’à l’intérieur et dans quelques vitrines d’exposition.
Dans le cas d’une campagne de surveillance à grande échelle, il vaut mieux faire intervenir un scientifique en conservation spécialisé dans les polluants tout au long de la campagne et pas seulement à la fin, pour l’interprétation des résultats. Cela peut contribuer à rester concentré sur les données nécessaires les plus pertinentes.
Environnement dans un lieu précis
Il pourrait être utile d’assurer la surveillance des polluants lorsqu’il y a des rénovations à proximité de collections non protégées. La surveillance peut se faire pendant et après les travaux si l’on prévoit d’importantes quantités de poussière et de solvants. Les particules doivent être surveillées à l’aide d’appareils électroniques ou de lames de verre (Adams et coll., 2003) [tableaux 5 et 6]. Pendant les rénovations, la présence de solvants sera principalement due à l’utilisation de produits à base de solvants, comme les produits d’étanchéité, les adhésifs et la peinture. On peut envisager de surveiller la concentration d’acide acétique si les solvants peuvent présenter un problème. La prévention est un facteur important, surtout lorsqu’on compose avec de la peinture. Consulter des documents sur l’utilisation de la peinture dans les musées (Tétreault, 2011; ICC, 2017). Effectuer une surveillance dans une autre salle, qu’elle soit adjacente ou non, peut être utile aux fins de comparaison.
Environnement dans un contenant de protection
Il faut suivre les devis pour les contenants de protection, telles les vitrines d’exposition, les armoires de rangement et les boîtes de manutention, de transport et de rangement pour réduire au minimum les risques que les polluants de l’extérieur et les polluants produits à l’intérieur causent des dommages. Ces devis peuvent viser les produits permis et les attentes quant à l’étanchéité à l’air. Consulter la documentation scientifique pour en savoir plus au sujet des risques dans les contenants et savoir comment les prévenir (Hatchfield, 2002; Tétreault, 2017). Il peut être intéressant de vérifier les concentrations de polluants des vieux contenants que l’on doit réutiliser. Outre les risques directs liés aux émissions des produits utilisés dans leur fabrication, certains vieux contenants fabriqués avec des produits faits de matériaux organiques poreux peuvent avoir absorbé des polluants émis par des objets exposés auparavant dans le contenant (Fenn et Williams, 2018). Ces polluants préabsorbés peuvent être émis de nouveau et mettre les nouveaux objets à risque. Il peut être utile de surveiller la salle et les contenants aux fins de comparaison.
Les gens sont parfois méfiants à l’égard des odeurs étranges qui émanent lorsqu’on ouvre un contenant. La nature d’une odeur et son origine sont souvent difficiles à trouver. La source peut être les objets eux-mêmes, les produits présents dans le contenant, les activités des moisissures, les anciens traitements chimiques, etc. Consulter un expert de la QAI et un restaurateur peut aider à déterminer les méthodes de surveillance les plus pertinentes.
Si l’on souhaite déterminer la concentration des polluants de l’extérieur qui se sont infiltrés dans un contenant, le dioxyde d’azote est un bon exemple de gaz de l’extérieur à surveiller. Un bon exemple de polluant produit à l’intérieur à surveiller est l’acide acétique, qui est généralement présent dans les contenants. Si le contenant doit contenir des objets en argent, vérifier l’absence de composés du soufre dans les produits en appliquant l’essai à l’acétate de plomb (Tétreault, 2017). Consulter Essai de produits pour obtenir d’autres essais ponctuels. Si l’on soupçonne que le soufre provient d’un objet de la collection, on peut mesurer la concentration de sulfure d’hydrogène dans le contenant ou dans un contenant en verre renfermant l’objet soupçonné en question. Tous les autres gaz dont il faut se préoccuper peuvent également être ajoutés au plan de surveillance.
Si le volume du contenant est petit, certaines méthodes de surveillance, comme les tubes de diffusion et les appareils électroniques, peuvent avoir une efficacité limitée. Ils créent un vide ou absorbent les polluants plus rapidement qu’ils sont produits, causant un environnement non équilibré. Dans les deux cas, cela entraînera une sous-estimation de la concentration de polluants. Le problème de compatibilité de la méthode de surveillance avec le volume du contenant doit être résolu avant la prise de mesures.
Un autre facteur à prendre en compte est le temps nécessaire pour rétablir la concentration à l’équilibre d’un polluant après l’introduction de l’appareil de mesure dans le contenant. En général, le temps pour atteindre l’équilibre varie avec le volume du contenant et le taux d’émission des produits à l’intérieur. Prendre une lecture ou retirer l’appareil de mesure en moins de 24 heures peut donner lieu à une sous-estimation de la concentration.
Une autre façon de déterminer si le contenant est sans danger pour les objets qu’il renferme est d’observer visuellement les objets de la collection, à commencer par les objets qu’on sait plus à risque (consulter Objets très sensibles). Dans le contenant, en présence de produits qui ne conviennent pas, des dommages peuvent apparaître aussi rapidement qu’en quelques jours ou jusqu’à quelques mois. Un restaurateur pourrait inspecter certains objets sensibles pour déceler tout signe d’effet destructeur après un ou deux jours, après une ou deux semaines et après deux à trois mois. Si aucun dommage n’est occasionné aux objets après trois mois, il est peu probable que des dommages dus aux polluants produits dans le contenant seront observés plus tard.
Déterminer le débit de fuite du contenant (Calver et coll., 2005) peut également aider à prévoir la concentration des polluants de l’extérieur dans ce cas, ainsi que la concentration des polluants produits à l’intérieur (Tétreault, 2003, p. 54-60).
Efficacité des filtres
Pour s’assurer que le système de CVC répond aux attentes, il est important de déterminer l’efficacité des filtres à bloquer les polluants gazeux et les particules fines sur place. C’est généralement vrai pour les nouveaux systèmes ou les systèmes mis à niveau. Les coupons de métal, les détecteurs de corrosivité (reposant également sur les coupons de métal) et les appareils de mesure électroniques à lecture directe peuvent être utilisés à cette fin (tableaux 5 et 6). Les appareils de mesure doivent être installés avant et après le système de filtration pour évaluer la différence entre les réponses. Il serait également avisé de placer un appareil de mesure dans la salle pour évaluer l’efficacité nette du filtre avec diverses sources d’émissions de polluants et de sorption dans la salle, y compris les infiltrations non filtrées. Le même essai devrait être fait un an plus tard ou à une date prédéterminée avec le fabricant des filtres pour vérifier le déclin de l’efficacité du système de filtration. Puisqu’on sait que l’efficacité du filtre à gaz diminue à mesure qu’il devient saturé, avec le temps, il peut être nécessaire de prévoir plus de surveillance pour un système de CVC doté d’un filtre à gaz si l’on veut réellement comprendre la diminution de son taux d’efficacité.
Essai de produits
Après avoir consulté la documentation sur la conservation concernant les produits utilisés dans les musées (consulter Niveau 1 de collecte de données (de base)) ainsi que des experts, s’il subsiste des doutes, il est possible d’effectuer des essais simples (tableau 7), comme l’essai avec une bandelette indicatrice de pH contenant du glycérol, l’essai avec une bandelette détectrice d’acide (A-D strip) et l’essai à l’acétate de plomb. Sinon, au niveau intermédiaire, l’essai Oddy et l’essai d’activité photographique sont des essais courants à prendre en compte. Ces deux derniers essais demandent une période d’incubation de quatre semaines. S’il faut recourir au niveau avancé, un grand nombre de mesures d’analyse sensibles peuvent être prises sur les produits avec l’aide d’un laboratoire spécialisé. Un exemple de services pour l’essai de produits avec de l’équipement spécialisé est le programme BEMMA (Bewertung von Emission aus Materialien für Museums-Ausstattungen [évaluation des émissions de matériaux pour le matériel muséal]) [Wiegner, 2012; Glasbau Hahn, s. d.]. Pour tester quelques échantillons, il faudra prévoir un budget de quelques milliers de dollars canadiens.
Il peut être avisé de demander aux fabricants ou aux distributeurs que leurs produits soient testés ou analysés. S’ils fournissent souvent des produits aux musées et aux archives, ils pourraient être ouverts à cette suggestion. Sinon, l’établissement du patrimoine assumera le coût de ces essais ou de ces analyses. Au moment de demander à un entrepreneur ou à un distributeur d’effectuer un essai particulier sur des produits, il vaut mieux fournir les coordonnées d’une personne-ressource d’au moins une entreprise qui peut effectuer l’essai. S’assurer également qu’une tierce partie effectue l’essai. Certaines organisations qui acceptent des demandes pour effectuer des essais sur des matériaux sont énumérées dans Laboratoires d’essai de matériaux.
Il faut garder à l’esprit que la note de passage d’un essai normalisé ne garantit pas nécessairement que le matériau est totalement inoffensif. L’essai Oddy, par exemple, porte essentiellement sur la corrosion possible du plomb, du cuivre et de l’argent. Si un produit n’affecte pas ces métaux, il peut cependant interagir avec d’autres types de matériaux présents dans les musées ou même réagir avec des composés à la surface des objets. Par exemple, un photostabilisant à base d’amine, utilisé comme additif dans certains polymères, peut produire un dépôt blanc sur différentes surfaces même si le produit a réussi l’essai Oddy (Stanek et coll., 2016, Newman et coll., 2015; Heald, 2020).
| Polluants | Matériel | Résultat | Distributeurs du matériel | Exemples d’applications |
|---|---|---|---|---|
| Composés volatils corrosifs | Coupons d’argent, de cuivre et de plomb | Lecture visuelle après vieillissement de 28 jours à 60 °C | Divers distributeurs de produits chimiques | Essai communément appelé « essai Oddy »; AIC, s. d. |
| Composés volatils acides | Bandelette indicatrice de pH avec glycérol | Résultat direct après 1 jour | Divers distributeurs de produits chimiques | Tétreault, 1992 (figure 14) |
| Composés acides volatils | Bandelette détectrice d’acide (A-D strip) | Résultat direct après 1 jour | Image Permanence Institute | Nicholson et O’Loughlin, 1996; Coughlin, 2011 (figure 15) |
| Composés de soufre réduit | Bandelette d’acétate de plomb | Résultat direct après combustion de l’échantillon | Divers distributeurs de produits chimiques | Tétreault, 2017 |
| Composés de soufre réduit et oxydants | Film argentique colloïdal non traité | Échantillons envoyés à un laboratoire pour vieillissement à 70 °C et à 86 % d’HR; les changements sont mesurés à l’aide d’un densitomètre | Image Permanence Institute | Appelé « essai d’activité photographique »; ISO, 2007; Down et coll., 2013; National Archives of Australia, s. d. |
| Divers composés | S/O | Les échantillons à analyser sont envoyés à un laboratoire | S/O | Wiegner, 2012; Glasbau Hahn, s. d. |
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0011
Figure 14. Mesure de l’acidité à l’aide de bandelettes indicatrices de pH. Une pièce de bois vernie a été placée dans un petit pot en verre scellé pendant 24 heures en présence d’une bandelette indicatrice de pH, laquelle a été saturée avec une solution d’eau et de glycérol. Une autre bandelette a été placée dans la salle à titre de témoin. Après une période de 24 heures, les couleurs sur les bandelettes étaient différentes. La bandelette indicatrice de pH (bandelette du haut) exposée aux émissions produites par l’échantillon de bois dans le pot présente une couleur jaune moyen (indiquant une valeur plus acide), tandis que la bandelette témoin (bandelette du bas) présente une couleur vert pâle. Le pH peut être quantifié à l’aide de l’échelle de couleurs fournie avec la trousse de bandelettes indicatrices de pH.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 120668-0012
Figure 15. Mesure de l’acidité à l’aide de bandelettes détectrices d’acide (A-D strips). En présence d’acidité, la couleur de la bandelette vire du bleu au jaune (d’un pH neutre à un pH acide). Une pièce de bois vernie a été placée avec une bandelette détectrice d’acide dans un petit pot en verre scellé pendant 24 heures. Une autre bandelette a été placée dans la salle à titre de témoin. Après 24 heures, les couleurs sur les bandelettes détectrices d’acide étaient différentes. La bandelette détectrice d’acide exposée aux émissions produites par l’échantillon de bois dans le pot était de couleur verte (un signe d’acidité), alors que la bandelette témoin placée à l’extérieur du pot était de couleur bleue (couleur originale). L’acidité peut être quantifiée à l’aide de l’échelle de couleurs fournie par le fabricant.
Laboratoires d’essai de matériaux
Les organisations suivantes offrent des services d’essai de matériaux. La liste n’est pas exclusive et les protocoles et les frais associés varient d’un établissement à l’autre. Bon nombre d’établissements facturent plus de 300 $ CA pour le premier échantillon. Certaines réductions des frais sont possibles pour les échantillons de plus grande taille. Pour les deux types de d’essais, le protocole à suivre doit être clairement énoncé. (Le fait qu’un établissement du patrimoine ou une entreprise figure dans la présente liste ne signifie pas pour autant qu’il est approuvé par l’ICC. Il se peut qu’il existe d’autres établissements proposant des produits analogues.)
Essai Oddy
- Centre national de recherche métallurgique, Conseil national de recherche espagnol, Madrid, Espagne
- Conseil du patrimoine national de Suède, Visby, Suède
Courriel : sara.norrehed@raa.se - Eric Breitung, New York, New York
Courriel : eric.Breitung@metmuseum.org - Institut central de conservation, Belgrade, Serbie
Courriel : veljko.dzikic@cik.org.rs - Testfabrics, Inc., West Pittston, Pennsylvanie
- Vartest Laboratories, Inc. (en anglais seulement), New York, New York
- Wiltshire Conservation and Museums Advisory Service (en anglais seulement), Chippenham, Royaume-Uni
Essai d’activité photographique
- Fibre Based Solutions (en anglais seulement), Heidenau, Allemagne
- Image Permanence Institute (en anglais seulement), Rochester, États-Unis
- National Archives of Australia (en anglais seulement), Parkes, Australie
Environnement pour un objet donné
Pour déterminer si un environnement particulier convient à un objet donné, il faut connaître la nature de cet objet, puis s’en remettre aux cibles de polluants préétablis pour une collection générale, un matériau en particulier ou un objet précis (consulter Concentrations limites de polluants). L’activité de collecte de données sur l’environnement entourant un objet varie en fonction de deux facteurs : la sensibilité des matériaux aux polluants (consulter Objets très sensibles) et son importance (Russell et Winkworth, 2009). Choisir le niveau de collecte de données qui correspond à ces facteurs et consulter Environnement dans un lieu précis et Environnement dans un contenant de protection pour obtenir des suggestions en matière de surveillance.
Différentes procédures d’atténuation doivent être envisagées si la concentration de polluants n’est pas satisfaisante (consulter Atténuation).
Dommages causés à un objet
Le risque zéro dommage sur un objet n’existe pas, même en appliquant les pratiques exemplaires. Les professionnels de la conservation doivent être prêts à répondre à l’imprévisible. Détecter les signes précoces de changements sur un objet contribuera à réduire au minimum les dommages à venir.
Comme on l’a mentionné dans Environnement pour un objet donné il faut d’abord connaître la nature de l’objet. Si les dommages sont causés par un polluant, ils seront fort probablement mentionnés dans le tableau 1 ou la section Objets très sensibles. Cependant, les dommages pourraient avoir été causés par autre chose que des polluants atmosphériques. Les dommages pourraient avoir été formés par contact avec un matériau néfaste ou même avec un de ses propres matériaux (dommages intrinsèques). Il est également possible que d’autres agents de détérioration, comme la lumière ou une HR incorrecte, soient en cause. Il est important de savoir que les conditions ambiantes dans lesquelles les dommages ont été causés peuvent être différentes de celles qui prévalent pendant l’examen. Consulter un restaurateur si la nature de l’objet n’est pas connue ou si les dommages sont hors du commun.
Lorsque la nature des dommages est connue, il peut être plus facile d’en trouver la source. À court terme, il doit être décidé de retirer l’objet endommagé de l’endroit « dangereux », d’appliquer des mesures spéciales d’atténuation (consulter Atténuation) ou d’assurer régulièrement une étroite surveillance visuelle de l’objet endommagé pour déceler tout dommage à venir.
Dommages causés aux matériaux d’un contenant de protection
L’apparition de taches sur une étiquette, la corrosion de pièces métalliques (figure 6), la décoloration des tissus et l’embuage des panneaux de verre (figure 16) sont des types de dommages qui peuvent se produire dans les contenants d’exposition et les contenants de mise en réserve. Ces types de dommages peuvent affecter l’esthétique de la présentation, mais ils peuvent également être un avertissement. Les polluants causant des dommages aux matériaux du contenant pourraient affecter les objets présents dans le même environnement. Pour connaître les mesures pouvant être appliquées, consulter Dommages causés à un objet.
© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 125347-0032
Figure 16. Pellicule formée sur le panneau de verre à l’intérieur d’une vitrine d’exposition. Il y a des traces de coulisses. Les résidus du procédé de fabrication ont réagi avec certains composés volatils présents dans la vitrine (Poulin et coll., 2020).
Atténuation
Après avoir conclu que les conditions ambiantes sont inappropriées pour un objet donné, un lieu donné ou l’ensemble de la collection, il faut décider si les objets à risque doivent être retirés du lieu problématique. Si les objets à risque ne peuvent être retirés, une surveillance plus étroite est nécessaire pour déterminer si les dommages sont stables ou non. Une stratégie d’atténuation doit être envisagée pour une première fois ou pour une nouvelle fois (Tétreault, 2003, p. 37-68). Les stratégies permettant d’éviter, de bloquer, de diluer et de filtrer ou de sorber un polluant peuvent réduire la concentration de ce polluant dans l’air ambiant. Réduire les réactions constitue une stratégie visant à réduire au minimum les effets néfastes d’un polluant sur des objets; réduire l’exposition est une stratégie visant à empêcher la détérioration en limitant l’exposition à un environnement néfaste. Lorsque c’est faisable, éviter les sources de polluants est souvent la meilleure solution. Cependant, lorsqu’il existe peu de solutions pour éviter l’entrée de polluants de l’extérieur, la solution la plus réaliste sera de les bloquer. En ce qui concerne les polluants produits à l’intérieur, la stratégie d’évitement (comme de prévenir l’exposition à ces polluants en choisissant des produits sûrs) est la solution la plus efficace pour les contenants de protection. Si cette stratégie ne peut être appliquée, la stratégie de la dilution offrira une réduction partielle de la concentration des polluants. Parfois, il peut être utile d’assurer une certaine surveillance pour voir si la mesure d’atténuation s’est révélée efficace.
Parmi les stratégies de lutte visant à prévenir les effets néfastes des polluants atmosphériques, on compte les suivantes :
- Éviter les sources provenant de l’extérieur.
- Choisir le bon lieu où construire l’immeuble en tenant compte des sources environnantes de polluants atmosphériques, comme les industries polluantes et la circulation dense, et des vents dominants.
- Réduire au minimum la production des polluants en pavant le stationnement du voisinage immédiat de l’immeuble.
- Soutenir toute proposition visant à réduire la consommation d’énergie provenant d’une centrale au charbon et toutes les initiatives respectueuses de l’environnement.
- Éviter les sources à l’intérieur des salles et de l’immeuble.
- Réduire au minimum les activités produisant de la poussière et des gaz à proximité de la collection ou dans la même zone d’aération.
- Limiter le nombre de visiteurs par salle, en fonction de la capacité d’aération.
- Choisir et utiliser soigneusement les produits en tenant compte de leur composition chimique.
- Éviter les sources dans les contenants de protection.
- Choisir et utiliser soigneusement les produits en tenant compte de leur composition chimique.
- Bloquer l’infiltration de polluants dans les salles et l’immeuble.
- Envisager de répartir de façon judicieuse les collections dans des zones de l’immeuble dont la qualité de l’air est différente (envisager notamment la possibilité d’utiliser des contenants de protection).
- Améliorer l’étanchéité de la membrane de l’immeuble et la compartimentalisation des zones et des salles au moyen de portes.
- Ajouter des vestibules à l’entrée principale et ouvrir les fenêtres avec prudence.
- Choisir le bon endroit pour la prise d’air du système de CVC. Aménager différentes zones à pression positive présentant un rapport minimal de prise d’air. Insérer des filtres à gaz et à particules efficaces.
- Bloquer l’infiltration des polluants dans les contenants de protection.
- Utiliser un contenant étanche ou un système de filtration d’air à pression positive.
- Envelopper les objets dans des chiffons sorbants, comme des chiffons sans acide ou du tissu en coton.
- Bloquer les émissions de polluants provenant des produits présents dans les salles ou les contenants de protection.
- Appliquer un film barrière sur la surface de produits en bois qui émettent des polluants.
- Bloquer le transfert (par dépôt ou sorption) de polluants à l’objet.
- Appliquer un film barrière sur la surface de l’objet.
- Diluer et filtrer les polluants dans les salles et l’immeuble.
- Augmenter la distance entre la source du polluant et l’objet.
- Utiliser des extracteurs d’air locaux pour la plupart des activités polluantes (cuisine, atelier et entrepôt de produits chimiques).
- Utiliser des ventilateurs portatifs afin d’expulser l’air de la salle ou de l’immeuble (pour les émissions élevées de courte durée, comme lorsque des murs ou des planchers ont été fraîchement peints).
- Filtrer l’air de recyclage du système de CVC ou utiliser un filtre portatif.
- Diluer et sorber les polluants présents dans les contenants de protection.
- Tenir compte de la conception du tirage du contenant si les conditions ambiantes de la salle sont bien régulées ou utiliser un système de filtration d’air à pression positive.
- Diluer (purger) l’air avec un gaz non réactif, comme l’argon, l’hélium ou l’azote.
- Utiliser des méthodes passives ou actives avec un sorbant (par exemple, sorbants de gaz, de particules, de vapeur d’eau ou d’oxygène).
- Réduire les réactions sur un objet.
- Diminuer le taux d’HR, la température ou les rayonnements UV, visibles et infrarouges.
- Neutraliser les polluants absorbés par les objets (par exemple, les composés alcalins dans le papier empêchent la détérioration par acide).
- Réduire la durée de l’exposition.
- Limiter l’exposition des objets qui sont dans un environnement inapproprié.
- Assurer la surveillance des objets de collection.
- Rechercher périodiquement les signes de détérioration sur les objets, les contenants de protection et les produits de l’immeuble.
- Assurer la surveillance des polluants dans les salles et les contenants de protection.
- Assurer, sur place, une surveillance appropriée des polluants.
- Assurer la surveillance de l’efficacité des mesures de contrôle.
- Vérifier périodiquement l’efficacité des systèmes de filtration des gaz et de la poussière.
- Mesurer le débit de fuite de l’immeuble et des contenants de protection.
- Intervenir en cas de détection de polluants ou de dommages sur les objets.
- Protéger les objets des environnements néfastes.
- Réévaluer les stratégies d’évitement, de blocage et de réduction, et envisager une analyse coûts-avantages.
- Enlever périodiquement la poussière accumulée sur les objets, dans l’immeuble et sur les surfaces des contenants de protection. Éviter de remettre la poussière en suspension dans l’air.
- Traiter les objets endommagés.
- Nettoyer et traiter les objets, s’il y a lieu, pour qu’ils ne se détériorent pas davantage.
Fournisseurs
Remarque : Les renseignements qui suivent visent uniquement à informer le lecteur. Le fait qu’une entreprise figure dans la présente liste ne signifie pas pour autant qu’elle est approuvée par l’ICC. Il se peut qu’il existe d’autres entreprises proposant des produits analogues.
Bandelettes détectrices d’acide (A-D strips)
- Image Permanence Institute (en anglais seulement)
Tubes de diffusion à lecture directe
- Dräger (en anglais seulement)
- Gastec (en anglais seulement)
- SafeAir Chemical Detection Badges (en anglais seulement)
Échantillonneurs par diffusion passive avec analyse requise
- Assay Technology (en anglais seulement)
- Gradko International (en anglais seulement)
- IVL Institut suédois pour l’environnement (en anglais seulement)
- Sigma Aldrich (en anglais seulement)
Systèmes de surveillance
- Traitement de la contamination par filtre à air moléculaire de Camfil
- Institut de la corrosion – Capteur de corrosion atmosphérique
- Purafil monitoring (en anglais seulement)
Annexe : Unités de concentration
On peut utiliser deux unités différentes pour quantifier la concentration de la plupart des polluants atmosphériques :
- les ppb (par volume) sont une mesure de la fraction du volume de polluants dans l’air ambiant; 1 ppb signifie qu’il y a 1 polluant présent dans un groupe de 1 milliard de molécules d’air (équivalant à 1 × 10-9);
- les microgrammes par mètre cube (µg/m3) représentent la quantité d’un polluant par unité de volume.
Les deux unités sont liées de la façon suivante (étant donné une température de 21 °C et une pression atmosphérique de 101,3 kPa) :
ppb = µg/m3 × 24,04 ÷ (masse moléculaire)
Par exemple, pour convertir 2,5 µg/m3 d’acide acétique en ppb, on multiplie 2,5 par 24,04 (le volume molaire d’un gaz parfait) et l’on divise par 60,05 g/mol (la masse moléculaire de l’acide acétique). Le résultat est 1 ppb (ou 0,0000001 %).
En règle générale, pour la plupart des polluants, 1 ppb équivaut à environ 2 µg/m3. La conversion exacte pour certains polluants est présentée dans le tableau 8.
| Polluants | Facteur de conversion |
|---|---|
| Acide acétique | 1 ppb = 2,50 µg/m3 |
| Ammoniac | 1 ppb = 0,71 µg/m3 |
| Acide formique | 1 ppb = 1,91 µg/m3 |
| Sulfure d’hydrogène | 1 ppb = 1,42 µg/m3 |
| Dioxyde d’azote | 1 ppb = 1,91 µg/m3 |
| Ozone | 1 ppb = 2,00 µg/m3 |
| Dioxyde de soufre | 1 ppb = 2,67 µg/m3 |
| Particules et COV | La concentration des particules et des COV ne peut être convertie facilement en ppb en raison des différentes masses moléculaires des particules fines. |
Pour trouver un programme permettant de convertir les unités de concentration, consulter le site Web IAQ in Museums and Archives (en anglais seulement).
À noter que le Compressed Air & Gas Institute (2012) recommande l’utilisation d’une température et d’une pression normalisées à 20 °C et à 100,0 kPa, respectivement, pour normaliser la conversion en unités volumétriques.
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ISBN 978-0-660-38065-0
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