Une inscription cachée sur une croix funéraire du début de l’ère moderne est révélée par imagerie térahertz.

David Citrin (à droite), professeur à Georgia Tech, et Alexandre Locquet, professeur adjoint, devant l’image de la croix funéraire du XVIe siècle utilisée dans leur étude. Crédit : Georgia Tech-Lorraine

Des chercheurs du Georgia Institute of Technology et de Georgia Tech-Lorraine ont utilisé des techniques d’imagerie térahertz et de traitement du signal pour regarder derrière la surface corrodée d’une croix funéraire du 16e siècle.^th-siècle dans le cadre d’un projet multidisciplinaire. Le projet, dirigé par David Citrin, professeur à l’école d’ingénierie électrique et informatique (ECE), a réuni des spécialistes de l’imagerie, un chimiste spécialisé dans les objets archéologiques et un historien de l’art pour révéler un message caché par le temps : une inscription du Notre Père.

“Notre approche nous a permis de lire un texte qui était caché sous la corrosion, peut-être depuis des centaines d’années”, a déclaré Alexandre Locquet, professeur adjoint en ECE et chercheur à Georgia Tech-CNRS IRL 2958, un laboratoire de recherche international commun au campus Georgia Tech-Lorraine à Metz, en France. “Il est clair que les approches qui permettent d’accéder à ces informations sans endommager l’objet présentent un grand intérêt pour les archéologues.”

L’étude de recherche a été publiée le 2 mars 2022 dans la revue Scientific Reports.

La croix, découpée dans une feuille de plomb, a été découverte dans une tombe d’une abbaye médiévale à Remiremont, en France, à quelques heures de route du campus Georgia Tech-Lorraine. Connu comme un croix d’absolutionil s’agit d’un type de croix funéraire qui date du Moyen Âge et qui a été trouvé sur des sites en France, en Allemagne et en Angleterre.

“Ce type de croix porte généralement des inscriptions de prières ou d’informations sur le défunt”, explique Aurélien Vacheret, directeur du Musée Charles-de-Bruyères à Remiremont et co-auteur de l’étude. “On pense que leur but était de demander l’absolution des péchés d’une personne, facilitant ainsi son passage au paradis”.

Comparaison de l’inscription sur (a) la croix originale avant le retrait de la corrosion, (b) l’image térahertz finale après post-traitement, et (c) la croix après le retrait de la corrosion. Crédit : Georgia Tech-Lorraine

Le musée a prêté la croix au laboratoire de Citrin dans l’espoir que l’équipe puisse utiliser des techniques d’imagerie pour rendre visible l’invisible. Citrin et son groupe sont spécialisés dans l’évaluation non destructive et développent des techniques qui permettent un examen détaillé des couches cachées d’un objet sans modifier ou endommager sa forme originale. Bien que leur travail ait souvent des applications industrielles, comme la détection de dommages sur les fuselages d’avions, le groupe a saisi l’occasion d’inspecter la croix – une chance d’explorer davantage les applications de leur technologie à des fins archéologiques.

Un coup d’œil sous le voile de la corrosion

L’équipe a utilisé un scanner terahertz commercial pour examiner la croix tous les 500 microns (environ tous les demi-millimètres) sur l’objet. Tout d’abord, le scanner a envoyé de courtes impulsions de rayonnement électromagnétique térahertz – une forme de lumière qui voyage sur de minuscules longueurs d’onde – sur chaque section de la croix. Certaines ondes ont rebondi sur la couche de corrosion, tandis que d’autres ont traversé la corrosion et se sont réfléchies sur la surface de la croix en plomb. Cela a produit deux échos distincts de la même impulsion originale.

Ensuite, l’équipe a utilisé un algorithme pour transformer le délai entre les deux échos en un signal avec deux pics. Ces données ont révélé l’épaisseur de la corrosion en chaque point scanné. Les mesures des faisceaux lumineux qui se sont réfléchis sur le métal sous-jacent ont ensuite été collectées pour former des images de la surface du plomb sous la corrosion.

Perspectives interdisciplinaires

Bien que des données cruciales aient été recueillies au cours du processus de numérisation, les images brutes étaient trop bruyantes et confuses et l’inscription restait illisible à l’époque. Mais Junliang Dong, alors étudiant en doctorat dans le laboratoire de Citrin, a eu l’idée de traiter les images d’une manière spéciale pour éliminer le bruit. En soustrayant et en assemblant des parties des images acquises à des fréquences différentes, Dong a pu restaurer et améliorer les images. Il en est ressorti une image étonnamment lisible contenant le texte.

En utilisant les images traitées, Vacheret a pu identifier plusieurs mots et phrases latins. Il a déterminé qu’ils faisaient tous partie de l’image. Pater Nostercommunément appelé “Notre Père” ou “Prière du Seigneur”.

L’équipe a également travaillé avec un écologiste pourinverser chimiquement la corrosion sur la croix, confirmant la Pater Noster l’inscription. En comparant leurs images à la croix propre, l’équipe a constaté que leurs images avaient révélé des parties de l’inscription qui n’étaient pas observables sur la croix originale. En découvrant des aspects supplémentaires des inscriptions qui n’étaient pas documentés auparavant, leur travail a permis d’approfondir la compréhension de la croix et de mieux comprendre 16^th-siècle en Lorraine, France.

“Dans ce cas, nous avons pu vérifier notre travail après coup, mais tous les objets en plomb ne peuvent pas être traités de cette façon”, a déclaré Citrin. “Certains objets sont de grande taille, d’autres doivent rester in situet d’autres sont tout simplement trop délicats. Nous espérons que notre travail ouvre la voie à l’étude d’autres objets en plomb qui pourraient également livrer des secrets cachés sous la corrosion.”

Le groupe de Citrin a également utilisé l’imagerie par térahertz pour étudier la corrosion sous la surface des objets en plomb.^th-siècle, élucidant la structure des couches de peinture et donnant un aperçu des techniques des maîtres peintres. Ils étudient actuellement les revêtements de surface des céramiques romaines anciennes.

Ce projet croisé illustre le fait que la réussite ne se limite pas à des mesures précises, mais qu’elle exige également un traitement minutieux des données et une collaboration entre chercheurs de domaines disparates. L’approche de l’équipe ouvre de nouvelles perspectives pour l’analyse de l’imagerie térahertz et pourrait donner un grand coup de pouce aux domaines de l’acquisition et de la documentation numériques, ainsi qu’à la reconnaissance, l’extraction et la classification des caractères.

“Malgré trois décennies de développement intense, l’imagerie térahertz reste un domaine en plein essor”, a déclaré M. Locquet. “Alors que d’autres se concentrent sur le développement du matériel, nos efforts se concentrent sur l’exploitation optimale des données mesurées.”

Référence : “Revealing inscriptions obscured by time on an early-modern lead funerary cross using terahertz multispectral imaging” par Junliang Dong, Ana Ribeiro, Aurélien Vacheret, Alexandre Locquet, et D. S. Citrin,, 2 mars 2022, Rapports scientifiques.
DOI: 10.1038/s41598-022-06982-2

Financement : Ce travail a été financé par le Fonds Européen de Développement Régional (FEDER) du Conseil Régional du Grand Est, ainsi que par l’Institut Carnot ARTS.