Eurêka Sindone !

Le point de vue d’un chimiste sur le Saint Suaire de Turin

Raymond. N. Rodgers

2003 – 2004

Rogers, R. N. (2008). A chemist’s perspective on the Shroud of Turin [PDF]. Barrie M. Schwortz. https://realseekerministries.wordpress.com/wp-content/uploads/2022/11/ray-rogers-a_chemist_s_perspective_on_the_shroud_of_turin.pdf

Traduction en français :

2008 – Raymond N. Rogers

LE POINT DE VUE D’UN CHIMISTE SUR LE SAINT SUAIRE DE TURIN

Fellow – Université de Californie Laboratoire national de Los Alamos
Éditeur Barrie M. Schwortz Florissant, CO, États-Unis

Cataloging-in-Publication Data Rogers, Raymond N. A Chemist’s Perspective on the Shroud of Turin ISBN 978-0-6152-3928-6 Publisher: Barrie M. Schwortz www.shroud.com July 2008

TABLE DES MATIÈRES

NOTE EDITEUR – pV

PREFACE – pV

En tant que scientifique praticien, ce fut un choc de me retrouver impliqué dans un projet suscitant de telles émotions que celui du Suaire de Turin. Il devrait être possible d’utiliser la méthode scientifique sur tout ce qui peut être observé, mais les systèmes profonds peuvent rendre la science difficile. La science est à la fois un corpus de connaissances et un moyen de résoudre des problèmes. Nous utilisons tous la science dans la vie quotidienne. Cette contribution est une tentative de permettre aux non-scientifiques de voir l’objet à travers les yeux d’un scientifique obligé.

I. LES CHOSES RÉELLES – p 1

Lorsqu’on vous remet une chose réelle, quelque chose que vous pouvez voir et toucher mais que vous n’avez jamais vu auparavant, votre esprit entre dans un processus naturel appelé « qu’est-ce que c’est ?? ». Vous cherchez des bords tranchants (est-ce un outil de coupe ?), et vous cherchez une prise (comment s’utilise-t-il ? ou est-ce un accessoire compatible ?). Vous essayez d’observer chaque caractéristique du qu’est-ce que c’est ?? que vous pouvez voir ou sentir. Vous utilisez un processus mental humain naturel que vous avez appris par expérience. Vous pouvez appeler cela la « méthode scientifique ».

II. LE FEU DE 1532 – p10

Heureusement pour les chimistes, le Suaire a été gravement brûlé lors de l’incendie de 1532. Le feu a fourni un excellent « test chimique » sur tous les matériaux du Suaire. Avant qu’il ne soit possible de faire des observations directes sur le tissu, nous avons pu observer les effets du feu sur l’image, les taches de sang apparentes, et les parties claires du tissu en examinant des photographies haute résolution. La chimie du feu reste très importante.

III. MICROSCOPIE – p14

L’image est le résultat de nombreuses fibres superficielles de lin jaunies. La couleur est distribuée de manière discontinue dans les zones d’image, et elle ne pénètre ni dans le tissu ni dans les fibres individuelles du lin, observées au microscope. La distribution de l’image constitue un problème difficile pour les scientifiques.

IV. PHOTOGRAPHIE –p 17

L’image est extrêmement pâle, et ses détails ne pouvaient pas être observés avant l’avènement de la photographie. Les observations par photographie à contraste rehaussé et par fluorescence ultraviolette ont été extrêmement importantes dans les tentatives de compréhension du Suaire.

V. ÉCHANTILLONS – p21

Les échantillons sont difficiles à obtenir pour des observations scientifiques. Un petit échantillon de tissu a été prélevé pour analyse textile en 1973, et j’ai été autorisé à prendre des échantillons en 1978 à l’aide d’un adhésif spécial. J’ai pu faire des observations sur deux échantillons bien documentés, ainsi que sur des fragments provenant de l’échantillon de datation au radiocarbone de 2003. Les observations sur ces échantillons ont été précieuses, et quatre photomicrographies sont présentées. Voir le chapitre IX pour les détails concernant l’échantillon de datation au radiocarbone.

VI. DISTRIBUTION DE LA COULEUR DE L’IMAGE – p28

Les fibres colorées n’apparaissent que sur les parties les plus superficielles du tissu, et des parties significatives du tissage dans une zone d’image ne sont pas colorées du tout entre les taches colorées. La couleur ne pénètre pas le tissu en profondeur dans la majorité des cas ; cependant, des photographies de la face arrière du tissu prises en juin et juillet 2002 semblent indiquer que la couleur claire de l’image apparaît dans la zone des cheveux. Quel que soit le mécanisme ayant produit la couleur de l’image, il n’a pas pénétré significativement le tissu au niveau des zones de peau nue qui auraient pu se trouver au contact direct du tissu.

VII. TESTS CHIMIQUES – p36

La tâche principale, compte tenu de la section scientifique du STURP, était d’examiner l’hypothèse selon laquelle l’image aurait été peinte. Nous avons conclu que des tests chimiques et une spectrométrie seraient nécessaires pour confirmer la présence de pigments spécifiques ; cependant, nous n’avons obtenu aucun pigment. La couleur de l’image n’apparaît pas sous les taches de sang, et elle n’apparaît que sur les surfaces des fibres de lin. Cela indique des conditions modérées pour la formation de l’image.

VIII. MÉTHODES D’ANALYSE INSTRUMENTALES – p47
Le Suaire a été observé par spectrométrie dans le visible et l’ultraviolet, spectrométrie infrarouge, spectrométrie de fluorescence X, et thermographie. Des observations ultérieures ont été faites par pyrolyse-spectrométrie de masse et analyses Raman par microsonde laser.

IX. L’ÉCHANTILLON DE DATATION AU RADIOCARBONE – p62
En 1988, les gardiens ont permis de prélever des échantillons pour la datation au radiocarbone. Trois laboratoires ont analysé les aliquotes, et ils ont rapporté que « l’âge du Suaire est obtenu comme étant 1260–1390 après J.-C., avec une confiance d’au moins 95 % ». Les comparaisons entre fibres d’image et fibres non-image, et les échantillons de Raes et de datation au radiocarbone ont montré qu’il existe de grandes différences chimiques entre la partie principale du tissu et la zone d’où l’échantillon pour la datation au radiocarbone a été prélevé. La datation au radiocarbone a été faite sur une zone non valide, et l’âge rapporté est incorrect pour le temps nécessaire à la fabrication du lin.

V. ÉCHANTILLONS –p 21
Les échantillons sont difficiles à obtenir pour des observations scientifiques. Un petit échantillon de tissu a été prélevé pour analyse textile en 1973, et j’ai été autorisé à prélever des échantillons en 1978 à l’aide d’un adhésif spécial. J’ai pu effectuer des observations sur deux échantillons bien documentés, ainsi que sur des fragments provenant de l’échantillon de datation au radiocarbone en 2003. Ces observations se sont révélées précieuses, et quatre photomicrographies sont présentées. Voir le chapitre IX pour les détails concernant l’échantillon de datation au radiocarbone.

VI. DISTRIBUTION DE LA COULEUR DE L’IMAGE – p28
Les fibres colorées n’apparaissent que sur les couches les plus superficielles du tissu, et des parties significatives du tissage, dans une zone d’image, ne sont pas colorées du tout entre les taches de couleur. La couleur ne pénètre pas le tissu en profondeur dans la plupart des cas ; cependant, des photographies de la face arrière du tissu, prises en juin et juillet 2002, semblent indiquer que la couleur claire de l’image apparaît dans la région des cheveux. Quel que soit le mécanisme ayant produit la couleur de l’image, il n’a pas pénétré significativement le tissu au niveau des zones de peau nue qui auraient pu se trouver au-dessus.

VII. TESTS CHIMIQUES – p36
La tâche principale, dans le cadre de la mission scientifique du STURP, était d’examiner l’hypothèse selon laquelle l’image aurait été peinte. Nous avons conclu que des tests chimiques et la spectrométrie seraient nécessaires pour identifier d’éventuels pigments spécifiques ; cependant, nous n’avons trouvé aucun pigment. La couleur de l’image n’apparaît pas sous les taches de sang, et elle n’apparaît que sur les surfaces des fibres de lin. Cela indique des conditions modérées pour la formation de l’image.

VIII. MÉTHODES D’ANALYSE INSTRUMENTALES – p47
Le Suaire a été observé par spectrométrie dans le visible et l’ultraviolet, spectrométrie infrarouge, spectrométrie de fluorescence X et thermographie. Des observations ultérieures ont été réalisées par pyrolyse-spectrométrie de masse et analyses Raman par microsonde laser.

IX. L’ÉCHANTILLON DE DATATION AU RADIOCARBONE – p62
En 1988, les gardiens ont autorisé le prélèvement d’échantillons pour la datation au radiocarbone. Trois laboratoires ont analysé des aliquotes, et ont rapporté que « l’âge du Suaire est obtenu comme étant 1260–1390 après J.-C., avec une confiance d’au moins 95 % ». Les comparaisons entre fibres d’image et fibres sans image, ainsi que les échantillons de Raes et de datation au radiocarbone, ont montré qu’il existe des différences chimiques importantes entre la partie principale du tissu et la zone d’où l’échantillon de datation a été prélevé. La datation au radiocarbone a été effectuée sur une zone non valide, et l’âge rapporté est incorrect pour le moment où le lin a été fabriqué.

NOTE DE L’ÉDITEUR

( Barrie Schwortz )

Lorsque Ray Rogers m’a demandé d’éditer ce livre en 2003, j’ai accueilli sa demande avec un profond honneur et une vive émotion, heureux d’avoir l’opportunité d’aider mon ami dans ce travail important. Ray comptait sur moi comme son éditeur « diplomatique » pour les autres documents sur le Suaire qu’il avait rédigés, et me rappelait souvent que cette mesure était nécessaire parce qu’il n’était lui-même pas diplomate. (Dans le monde du Suaire, la diplomatie est souvent un enjeu.)

Nous avons travaillé sur ce livre pendant plus d’un an, et je l’ai soigneusement relu avec lui, chapitre par chapitre, pour m’assurer que tout était clair et qu’il ne contenait pas d’erreurs évidentes. J’étais à peine qualifié pour le lire, encore moins pour éditer l’un de ses documents scientifiques, donc je me suis limité à en vérifier les fautes de frappe ou autres erreurs visibles.

Le travail sur ce livre a été mis de côté lorsque Ray s’est attelé à ce qui allait devenir sa dernière recherche sur le Suaire, et qui a culminé avec la publication de son article dans Thermochimica Acta en janvier 2005. Environ un an avant sa mort, lors d’une conversation téléphonique où nous avons discuté de la publication prochaine de cet article, je lui ai suggéré qu’il y aurait bientôt un sérieux regain d’intérêt pour son travail, et qu’on lui demanderait probablement des interviews.

Ray me fit très vite comprendre qu’il ne donnerait plus jamais d’interview, point final. À ma grande surprise, il m’invita chez lui avec mon équipement vidéo, me proposa de dormir dans sa chambre d’amis et me promit de passer autant de temps que sa santé déclinante le lui permettrait à parler avec moi du Suaire. J’ai immédiatement accepté son offre, et j’ai finalement passé cinq jours et cinq nuits avec Ray et Joan dans leur maison à Los Alamos, Nouveau-Mexique, en mai 2004.

Un soir, alors que nous discutions du livre, le sujet fut de nouveau abordé. En révisant le contenu sur son ordinateur portable, j’ai remarqué qu’il avait mis mon nom sous le sien sur la page de titre. Je lui ai dit que j’étais vraiment touché par ce compliment, mais que mon nom ne devait pas y figurer, car j’étais simplement l’éditeur technique et que je n’avais absolument rien contribué au contenu du livre. Il m’expliqua qu’il l’avait mis là pour une raison. C’était parce qu’il voulait que je veille à ce que ce livre soit publié. En fait, il m’a fait promettre que je le ferais, en ajoutant qu’il me revenait de veiller à ce qu’aucun éditeur ne « gâche » sa science ! Je lui ai juré solennellement que je le ferais, et vous tenez maintenant entre vos mains le fruit de cette promesse.

Ray est décédé dix mois après que nous ayons eu cette conversation, et Joan Rogers a estimé que nous devrions attendre un moment de calme pour reprendre le projet. Nous étions tous deux en deuil de sa perte et, pour être franc, aucun de nous n’avait vraiment la motivation nécessaire. Mais Ray est désormais absent depuis six ans, et cette année marque le 30ᵉ anniversaire de l’examen historique du Suaire par le STURP en 1978, auquel Ray a joué un rôle déterminant. Nous avons donc convenu que c’était le moment parfait pour honorer ma promesse et donner à chacun l’opportunité de lire les mots de Ray lui-même.

Barrie Schwortz – 5 juillet 2008

PRÉFACE

Raymond Rodgers

J’ai soutenu la méthode scientifique depuis 52 ans, et j’ai étudié l’archéologie, l’anthropologie, la géochronologie et la chimie des sols au niveau postuniversitaire. J’ai effectué des analyses chimiques de matériaux culturels pour aider mes amis archéologues depuis 1948, et j’ai pris un congé sabbatique pour faire des recherches sur des matériaux organiques dans des contextes anciens. En raison de mon intérêt et de mes publications en archéologie, j’ai été invité à participer à une « étude scientifique » sur le Suaire de Turin en 1977. Cela devint ensuite connu comme le Shroud of Turin Research Project (STURP).

Je n’avais jamais entendu parler de la relique. Je n’ai jamais eu d’intérêt pour les objets religieux ni pour la dévotion. J’aurais probablement dû refuser toute implication dans le projet du Suaire de Turin, mais quelques observations curieuses basées sur des photographies du tissu m’ont interpellé. Je pensais que ce serait une tâche simple : identifier de la peinture, et j’ai dit à un collègue : « Donne-moi la méthode scientifique classique et 20 minutes, et j’aurai percé tous les mystères. » Je suis entré dans le projet sans aucun préjugé, et je crois que l’une de mes meilleures contributions a été mon objectivité. Mais l’objectivité ne vous vaut pas toujours un bon accueil. Peut-être les menaces de chrétiens dévots ont-elles influencé ma vision, mais elles ont presque été équilibrées par des « scientifiques » violemment antireligieux. Si les extrêmes vous détestent, vous devez faire quelque chose de juste. Je n’aime pas les fanatiques ou les groupes qui exigent que toutes les publications scientifiques confirment leur vision étroite de la vérité. Le premier fruit de mon implication dans le projet fut une reconnaissance personnelle qu’il existe réellement deux franges fanatiques de part et d’autre de la cloche de Gauss de l’humanité.

J’ai rapidement compris que le Suaire n’était pas un simple casse-tête à résoudre. C’est ce qui le rend si intéressant, mais il peut être étudié selon la méthode scientifique classique. Aujourd’hui, en 2003, après près de 26 ans de contemplation, d’étude et d’analyse, certains faits scientifiques semblent être devenus plus clairement visibles.

Beaucoup de personnes s’attendaient à ce que l’étude « scientifique » du Suaire prouve la résurrection de Jésus. Plusieurs scientifiques, qui auraient dû garder leur objectivité, ont sélectionné les données pour soutenir l’idée que le Suaire était un faux ou une supercherie. Je ne peux pas présenter une analyse exhaustive de toutes les affirmations sur le Suaire ; cependant, j’espère fournir au lecteur une discussion aussi complète que possible afin que chacun puisse tirer des conclusions personnelles fondées sur des faits. Mes discussions seront orientées vers la chimie ; cependant, je pense que c’est une approche valable. Le Suaire est fait de composés chimiques, et la plupart de ses caractéristiques visibles sont le résultat d’autres composés ou de réactions chimiques.

La science est à la fois un corpus de connaissances et une manière de résoudre des problèmes. Nous utilisons tous la science dans la vie quotidienne. Nous accumulons des connaissances sur le monde réel, ce qui nous aide à rester en vie malgré les dangers de la vie courante. Lorsqu’un problème se pose, nous faisons des hypothèses sur les résultats, et nous vérifions ces hypothèses en les confrontant à ce que nous savons être vrai. Si nous choisissons de croire qu’enfreindre un excès de vitesse ne pose aucun risque, nous avons tort. L’Église romaine pouvait ériger des dogmes à partir d’opinions pendant l’Inquisition. Cela n’a pas empêcher la Terre de tourner autour du Soleil. La réalité et la vérité finissent toujours par l’emporter. L’Église et la science ont toutes deux besoin d’objectivité et de réalité.

La science est très bonne pour prouver que certaines choses sont impossibles. On ne peut pas créer de machine à mouvement perpétuel. Cependant, la science ne peut pas livrer de vérités absolues venues de l’Olympe. Affirmer que « c’est la seule façon » de faire quelque chose n’est pas « scientifique ». Lorsqu’un scientifique traite un problème, il ou elle tentera de découvrir ce que d’autres ont observé à ce sujet, et formulera ensuite une hypothèse sur le problème. L’hypothèse sera alors testée par rapport à l’ensemble des observations disponibles. Aucune observation pertinente ne peut être rejetée simplement parce qu’elle ne correspond pas. Toute approche de la vérité devra inclure toutes les observations réelles confirmées. Voilà comment fonctionne la science. La science est déductive ; les religions sont fondées sur la révélation.

Certaines observations sont trop faibles pour être prises en compte. Lorsqu’une personne dit : « Je pense voir », la preuve est probablement faible. Les gens disent voir des fleurs ou écrire sur le Suaire, mais aucune de ces observations n’a été confirmée par des analyses indépendantes. Je ne rapporterai ni n’utiliserai de telles observations dans cette présentation.

Lorsqu’une hypothèse semble assez solide, elle est utilisée pour formuler des prédictions, et ces prédictions sont testées expérimentalement. Si elle semble suffisamment fiable dans son domaine d’application, l’hypothèse peut être élevée au rang plus élevé de théorie scientifique. Après avoir survécu à de nombreux tests et au passage de plusieurs générations de scientifiques, elle peut être qualifiée de loi. Aucune des questions les plus déroutantes sur le Suaire ne peut encore être appelée théorie.

Einstein a publié sa théorie de la relativité générale en 1915. On peut l’appeler une théorie, car elle fut développée à partir de « premiers principes » par une déduction mathématique rigoureuse. Les théories d’Einstein ont été utilisées pour faire des prédictions réussies en cosmologie et en physique nucléaire, mais les tests sont encore en cours. Certains aspects de ses théories se sont révélés extrêmement difficiles à tester par l’expérience. Certains aspects des observations du Suaire semblent également extrêmement difficiles à tester : cela ne signifie pas que des miracles sont impliqués. Ceux qui veulent prouver des miracles doivent cesser de tester, avant d’avoir à rejeter leur « théorie » favorite.

Je crois que certaines observations peuvent, selon la plus stricte tradition scientifique, éliminer certaines hypothèses sur le Suaire. Par exemple, les radiations énergétiques ou les températures élevées n’ont pas pu provoquer l’image. Ce sont des « théories » favorites, car elles peuvent servir à prouver des miracles correspondant au moment de la résurrection biblique. Je tenterai de fournir autant de preuves que possible que vous pourrez utiliser pour former vos propres jugements indépendants sur toutes les hypothèses que vous entendrez ou lirez à propos du Suaire. Rappelez-vous — toutes les observations scientifiques applicables doivent être confirmées, et doivent correspondre à la description réelle et définitive du Suaire.

CHAPITRE I : LES CHOSES RÉELLES

En tant que scientifique à plein temps et mari, je me retrouve souvent confronté à ce problème embarrassant : « Qu’est-ce que c’est que ce truc ? » Ma femme peut facilement me placer dans l’embarras en me tendant un objet étrange, fabriqué maison, en me demandant : « Chéri, à quoi ça sert, ça ? » Mon travail consiste à faire apparaître un air totalement convaincu, omniscient et utile, alors que mon cerveau entre en ébullition à tester toutes les possibilités, jusqu’à ce que je réussisse à dire d’un ton calme : « Mais enfin, chère, c’est un bras de levier pour gaucher. » Lorsqu’il y a de l’amour entre deux personnes, c’est un jeu amusant : lorsque s’y mêlent l’arrogance, la haine ou le désir de revanche, cela peut devenir une expérience désagréable. La science est parfois comme ça.

Quand on vous remet une chose réelle, quelque chose que vous pouvez voir et toucher mais que vous n’avez jamais vu auparavant, votre esprit entre dans un processus naturel qu’on pourrait appeler le « qu’est-ce que c’est que ça ?? ». Vous cherchez des bords tranchants (est-ce un outil de coupe ?), vous cherchez une prise (comment l’utiliser ? ou est-ce un accessoire ?). Vous essayez d’observer toutes les caractéristiques du « qu’est-ce que c’est que ça ?? » que vous pouvez voir ou sentir. Vous utilisez un processus mental humain naturel que vous avez acquis par l’expérience. Lorsqu’on appelle cela la « méthode scientifique », cela peut faire peur, mais il ne s’agit en réalité que de la façon dont vous avez toujours répondu aux questions et résolu des problèmes. La science repose sur l’observation. Si vous avez des questions sur un objet réel, vous revenez tout naturellement à la méthode scientifique pour chercher des réponses.

Quelqu’un peut utiliser tous ses sens sur un « qu’est-ce que c’est que ça ? », flairant, touchant, regardant, goûtant et écoutant pendant longtemps, faisant quelques expériences, et ne pas encore comprendre ce qu’est une « chose réelle ». Un bon exemple apparaît souvent en archéologie. Lorsqu’un scientifique a creusé et recherché autant qu’il a pu, mais ne peut toujours pas déterminer une fonction satisfaisante pour un objet, il est tenté de dire avec autorité : « C’est un objet cérémoniel. » En cherchant à comprendre le Suaire, on entendra souvent cette déclaration : « La science ne peut pas expliquer le changement, donc cela a été causé par un miracle. » Les Grecs reconnaissaient depuis longtemps l’erreur logique d’un tel saut argumentatif (non sequitur). Le fait que la science n’ait pas encore trouvé d’explication ne prouve rien. La science collecte constamment des observations et des informations, et les conclusions changent avec le temps. Ceux qui croient en des absolus seront toujours mécontents de la science. Les scientifiques seront mécontents de ceux qui exigent qu’ils « se décident une fois pour toutes ». On m’a traité de « frivole » pour avoir modifié des conclusions antérieures. Cela fait simplement partie du travail.

« L’absence de preuve n’est pas la preuve d’une absence. »
— Carl Sagan

La beauté du non sequitur en science, c’est qu’il vous permet d’aller là où vous voulez. Si vous ne voulez pas d’une « théorie » spécifique, vous n’avez qu’à la rejeter. Il permet de « voyager léger ». Vous n’avez pas besoin de tous les faits. Il est fréquent d’utiliser le non sequitur en cosmologie. Prenons les observations de la matière « noire » et de l’énergie « sombre ».

Les astronomes ont observé que les galaxies tournent trop vite par rapport à la quantité de matière qu’elles contiennent. Il doit donc exister une masse supplémentaire qu’ils ne voient pas et qui ne semble pas obstruer la lumière émise par les galaxies. Ils ont aussi observé que l’univers s’est étendu plus rapidement que ne le prévoyait le modèle du Big Bang. « La science ne peut pas expliquer ces observations » : donc, il doit y avoir une explication surnaturelle. Vraiment ? Il est évident que la masse supplémentaire est celle des « hôtes célestes », et l’expansion résulte des anges qui battent des ailes dans l’espace interstellaire. Cela étant établi, nous pouvons ignorer toutes les observations supplémentaires. La science n’est-elle pas merveilleuse ?

« La science commet un suicide lorsqu’elle adopte un credo. »
— Thomas Henry Huxley

Certains humains n’ont guère d’approche pratique pour résoudre les problèmes. Les tribus isolées de Nouvelle-Guinée sont entrées pour la première fois en contact avec la technologie moderne durant la Seconde Guerre mondiale. Elles ont trouvé de « vraies choses », mais n’avaient aucune idée de leur fonction initiale. S’il n’y avait personne à qui demander, elles devaient deviner. Ce sont des membres de l’espèce Homo sapiens, tout comme nous, et leurs esprits fonctionnent à peu près de la même manière pour résoudre des problèmes. Par exemple, elles ont trouvé des boîtiers de film 35 mm, sans savoir ce qu’était la photographie ou le film. Leurs observations ont montré que les boîtiers faisaient d’excellents contenants hermétiques. De tels exemples de « diffusion culturelle » sont souvent observés en anthropologie. Qui sommes-nous pour dire à un Papou que l’usage qu’il fait d’un film n’est pas « vrai » ? La dévotion est une fonction valide, vraie, du Suaire, et la science ne peut pas menacer cette fonction.

L’ethnologie est pleine de récits de rencontres sanglantes ou de conflits entre différentes cultures. Par exemple, Cortez marcha sur Tenochtitlan avec de la poudre et des armes. Les Aztèques utilisèrent les outils dont ils disposaient pour tenter de résoudre leur problème. Les outils n’étaient pas à la hauteur. Ils perdirent leur liberté, leur savoir, et leur culture. Les conflits culturels ont souvent conduit à la guerre entre humains.

Certains des affrontements culturels les plus sanglants ont eu lieu à cause des croyances. Nous en voyons un exemple dans les différents récits écrits sur le Suaire de Turin. C’est une « chose réelle », que l’on peut regarder, manipuler, soumettre à des tests. Vous pouvez poser des questions sur ce qui lui donne son apparence, et tester vos réponses. Pourtant, c’est l’un de ces rares objets qui ne sont pas simplement une « chose réelle ».

Comme une pellicule, le Suaire peut avoir différentes fonctions simultanées. Il peut fournir une base pour une étude scientifique d’une histoire inaccessible, tout en fournissant un support spirituel pour les croyants. Quand les esprits sont fermés, les interprétations divergent. Un scientifique n’a pas le droit d’exiger d’un croyant qu’il abandonne sa dévotion au Suaire et à toutes les preuves scientifiques. De même, un croyant n’a pas le droit de dire à un scientifique d’arrêter toutes les observations, simplement parce que tout ce qui est nécessaire est déjà connu par les Écritures ou les sentiments. Le physicien Richard Feynman a souligné que « ce qui est intéressant dans les relations humaines, c’est qu’il existe un mode de pensée indépendant du jugement, qui peut devenir incontestable. » Malheureusement, les gens ne s’accordent pas sur la définition de la « vérité ». Des guerres sont menées et des haines nourries depuis des millénaires à cause de tels malentendus. Le Suaire pourrait offrir une occasion unique d’établir une compréhension réciproque entre science et religion, mais peu de gens sont prêts à relever ce défi.

Le Suaire se trouve au cœur d’un système complexe de croyances et d’émotions fondamentales. Environ 2000 ans de réflexions et d’écrits ont produit une culture que nous appelons le christianisme. Il ne s’est pas développé de la même manière que l’approche scientifique pour comprendre les « choses réelles ». Ce n’est pas une insulte faite à la science ou à la religion que de souligner qu’il existe une différence fondamentale entre elles. La science est déductive ; la religion est révélée. Elles font toutes deux partie intégrante de nos vies ou de nos processus mentaux.

Comme les Aztèques, nous ne pouvons survivre en tant que culture ou en tant que personne si nous perdons nos méthodes de résolution des problèmes matériels ou de nos systèmes de croyance. Freud dirait que nous devons avoir un ego, un ça, et un surmoi suffisamment développés pour être une personne cohérente. Lorsque nous sommes en bonne santé mentale, notre esprit est capable de maintenir des frontières adéquates entre les composantes de nos processus mentaux. Nous pouvons alors nous comporter de manière socialement acceptable.

Selon Freud, notre fonction du moi (ego) produit les pensées conscientes ordinaires dont nous avons besoin pour diriger notre comportement ; notre ça est en grande partie inconscient, constitué d’impulsions instinctives ; et notre surmoi est la conscience des valeurs, des idéaux et des tabous qui fixent les limites pour l’ego et qui nous punissent de nos transgressions par l’autopunition (auto-condamnation). Lorsqu’ils sont bien équilibrés, science et religion, ego et surmoi fonctionnent de manière complémentaire. Lorsqu’ils sont équilibrés, nous sommes « sains d’esprit ».

Malheureusement, dans le monde réel, cet équilibre semble trop souvent difficile à maintenir — voire impossible à atteindre. Nous vivons dans une société qui ne respecte pas les nuances ; où des mouvements fanatiques imposent leur volonté en nous disant ce qui est juste ou mauvais ; et où les systèmes éducatifs cherchent davantage à discipliner qu’à éclairer. Lorsque nous ne parvenons pas à équilibrer nos vies, nous sombrons dans « l’hystérie », une forme classique de trouble de conversion. Nous appelons souvent ce trouble un « symptôme psychique ». Ce que l’on observe dans ces situations extrêmes, c’est un état mental pathologique qui peut entraîner des paralysies, des cécités, et des pertes de mémoire. Lorsque des personnes orgueilleuses ou mégalomaniaques — qu’elles soient scientifiques, politiques ou religieuses — imposent leur propre définition de la vérité, cela devient une folie sociale contre-productive. Il ne devrait y avoir aucun conflit fondamental entre religion et science, et aucune de ces deux sphères ne devrait avoir le droit de contrôler l’autre ou de limiter l’accès à la vérité.

Le Suaire de Turin a souvent été utilisé comme un coin enfoncé entre science et religion. Un scientifique (dévot et épiscopalien) m’a dit un jour : « Même si tu prouves que c’est authentique, je n’y croirai pas. » Un fervent catholique romain m’a dit : « Je n’accepterai aucune preuve scientifique si elle contredit les Évangiles. » Peut-il y avoir un terrain d’entente ?

Qu’est-ce que cette chose qui suscite une réaction émotionnelle aussi forte ? La réponse la plus simple est : « C’est une vraie chose. » Les scientifiques et les théologiens peuvent tous deux s’accorder là-dessus. C’est lorsque nous essayons de décrire la « chose réelle » que nos chemins divergent.

Le Suaire de Turin que nous pouvons observer nous-mêmes est un tissu de 4,36 mètres de long sur 1,10 mètre de large, en toile de lin de type relativement uniforme. Il ressemble aux spécimens de musée en lin ancien, sauf qu’il a été lavé. Il a été tissé selon un motif 3:1 en chevrons. Lorsque vous l’observez attentivement, vous pouvez commencer à distinguer la très faible image d’un homme sur le tissu. L’image montre les deux côtés de l’homme avec les empreintes de l’avant et de l’arrière de la tête se rejoignant au milieu du tissu. Il y a également des marques de brûlures et des trous sur le tissu, dus à un incendie documenté en 1532, et il y a des taches visibles ressemblant à celles laissées par de l’eau. Les marques d’eau sont plus sombres sur les bords que vers le centre. Il y a aussi des taches rouges, bien visibles, sur le tissu. Elles semblent avoir coulé et se sont diffusées le long de la toile. Elles sont visibles aussi bien sur la face arrière que sur la face avant du tissu. Une photo instantanée prise à la main en 1978 montre la finesse de l’image.

Mgr Giuseppe Ghiberti a publié un rapport sur une « restauration » secrète du Suaire qui a eu lieu en juin et juillet 2002 [“Sindone le immagini 2002”, Opera Diocesana Preservazione Fede – Buona Stampa, Corso Matteotti, 11, 10121 Torino, Italie]. La « restauration » a entraîné des modifications majeures dans l’aspect et la composition du Suaire, comme on peut le voir sur les photos en pied des deux faces du tissu.

Ces vues confirment le fait que ce qui apparaissait être du sang avait traversé le tissu. Dans son rapport, Ghiberti affirmait que seule une partie de l’image était visible sur la face arrière du Suaire. La faible qualité de ses preuves photographiques ne permet pas une confirmation scientifique de cette affirmation, et les demandes d’accès à des copies des images numériques haute définition ont jusqu’à présent été refusées. Toutefois, une faible image des cheveux sur la face arrière semble visible sur les photographies de Ghiberti. Il est regrettable qu’aucune présence scientifique structurée n’ait été assurée pendant ces opérations secrètes, car l’apparition de certains motifs précis sur la face arrière du tissu aurait pu fournir des informations cruciales sur le mécanisme de formation de l’image.

La plus grande tache rouge apparaît près du flanc et du dos de l’image, mais il y a d’autres taches similaires sur la tête, les poignets et les pieds. Il y a aussi une bande de couture tout au long d’un bord qui semble avoir appartenu au tissu d’origine, bien qu’elle soit plus courte. Certaines pièces ont manifestement été décousues du Suaire. De nombreuses zones étaient froissées ou pliées visiblement avant la « restauration » de 2002. Une pliure notable se trouvait juste sous la mâchoire de l’image. Beaucoup de ces plis contenaient des matériaux particulaires. Avant la « restauration », trente pièces avaient été recousues sur les zones les plus endommagées, et l’ensemble du Suaire était renforcé par une toile de soutien qui protégeait le tissu endommagé. Le tissu semblait souple et solide (pas du tout comme du lin ancien), avec une texture qui avait l’air presque imperméable, et les brûlures croisaient des zones d’image, des plis, des taches d’eau. Certaines pièces avaient été cousues sur du tissu manifestement brûlé. Aucune odeur inattendue n’a été détectée sur aucune partie du tissu. Hormis les brûlures, le Suaire apparaissait en excellent état.

[Extrait 1 – Observations de 1978]

Lors des observations scientifiques de 1978, les gardiens du Suaire autorisèrent des religieuses à découdre une partie de la couture qui reliait la partie principale du Suaire à sa toile de soutien, afin que la face arrière du tissu puisse être observée. Mon carnet de recherche sur le Suaire, daté du 13 octobre 1978, contient les notes suivantes :

« Les religieuses ont décousu l’extrémité du pied de l’image dorsale, près de l’angle droit. Baima l’a touché avec ses doigts. La tache rouge de sang du pied est visible sur la face arrière du tissu. Aucune trace d’image visible au verso – uniquement du sang. L’éclairage était très mauvais, et la foule autour rendait l’observation difficile. Mis à part le sang, le tissu semblait très clair et lustré. Les religieuses ont décousu un peu plus, mais toujours aucune image visible. Le verso est plus blanc que la face. Trop de monde – nous avons dû partir. »

[Extrait 2 – Giovanni Riggi et importance de l’observation scientifique]

Giovanni Riggi de Numana, membre italien du STURP, utilisa une sonde à fibres optiques pour examiner de plus près la face arrière du tissu, au-delà de ce que nous pouvions voir à l’œil nu. Il put observer des détails dans les taches de sang, mais ne vit aucune trace d’image.

Ce groupe d’observations visuelles était tout ce que nos sens limités pouvaient déterminer à propos de la « chose réelle ». Les méthodes scientifiques d’observation peuvent servir à étendre la portée de nos sens, mais la logique appliquée pour décider comment faire des observations et comment interpréter les données scientifiques est exactement la même que celle que nous utilisons pour étudier n’importe quel « qu’est-ce que c’est que ça ?? » inhabituel.

Une part essentielle de la science consiste à « recueillir toutes les informations pertinentes ». Un scientifique passe beaucoup de temps en bibliothèque. Une part importante des informations sur le Suaire ne peut être obtenue que grâce à des historiens compétents. La plupart des « choses réelles » ont une histoire dans le temps et dans l’espace : où a-t-on trouvé l’objet, depuis combien de temps, avait-il le même aspect au moment de la découverte ? Certains faits historiques peuvent être documentés avec suffisamment de rigueur pour être acceptés dans une étude scientifique.

Le Suaire de Turin est apparu pour la première fois au public et a été documenté au XIVe siècle en France, alors même que son propre gardien affirmait qu’il ne s’agissait pas du suaire de Jésus. Il a été depuis lors au cœur de controverses féroces. Par exemple, l’évêque de Troyes écrivit une lettre au pape en 1389 dans laquelle il affirmait que l’image avait été peinte et qu’il avait interrogé la personne qui l’avait réalisée.

Le Suaire fut gravement endommagé par un incendie à Chambéry (France) en 1532. Il ne fut plus montré publiquement jusqu’en 1534, après avoir été réparé par des religieuses. Il fut ensuite emmené par la Maison de Savoie à Turin, en Italie, en 1578.

Un groupe international de scientifiques et de membres du soutien logistique proposa un plan d’étude scientifique du Suaire en 1977, avant une exposition publique en 1978. Ce groupe fut incorporé sous le nom de Shroud of Turin Research Project (STURP). Après l’exposition publique de 1978, les gardiens autorisèrent des études scientifiques limitées, sous accès restreint.

Les gardiens avaient permis qu’un petit échantillon soit découpé dans le Suaire pour des analyses textiles en 1973. Sans consulter aucun des scientifiques ayant étudié le Suaire en 1978, les gardiens autorisèrent un échantillon beaucoup plus grand à être découpé pour la datation au radiocarbone en 1988. La date obtenue fut annoncée comme étant comprise entre 1260 et 1390 apr. J.-C. Au moment de l’échantillonnage, le reliquaire fut traité au thymol, un composé phénolique utilisé pour stériliser les matériaux. Le thymol réagit avec la cellulose (le lin), et la composition du tissu a sans doute été modifiée.

Un grand soin sera requis pour faire une confirmation rigoureuse de l’âge du tissu. En raison de l’incompétence de la procédure d’échantillonnage de 1988, une grande partie du monde considère désormais le Suaire comme une contrefaçon médiévale. Quelle que soit la véritable datation du Suaire, une datation exacte ne peut à elle seule résoudre tous les problèmes associés à cette relique particulière.

Lors de la récente « restauration » de 2002, toutes les réparations de 1532 furent retirées, le Suaire fut gratté et aspiré pour éliminer le charbon brûlé, et il fut recousu sur une nouvelle pièce de lin. Un chimiste paranoïaque soupçonnerait que cette « restauration » a été conçue pour empêcher toute future investigation chimique. Le matériau gratté sur les zones carbonisées contenait des informations sur les composants chimiques du Suaire durant l’incendie de 1532. La surface du Suaire aurait pu contenir les « empreintes chimiques » de 2000 ans d’histoire. Si ce n’est pas le cas, pourquoi ?

Le matériau carbonisé était en grande partie du carbone élémentaire, chimiquement très peu réactif. Il n’aurait pas changé de manière significative durant les 470 années écoulées depuis l’incendie. Il représentait une véritable « capsule chimique temporelle » de l’histoire du Suaire. Il pouvait être nettoyé chimiquement du thymol et des dépôts microbiens apparus après l’incendie, ce qui en faisait un excellent matériau pour la datation au radiocarbone. Avant la restauration, le carbone de zones spécifiques aurait pu être daté séparément, fournissant des informations précieuses sur l’homogénéité du tissu ainsi que sur des « grappes » de dates. La « restauration » irresponsable, après 470 ans de relative paix, fut une catastrophe pour les sciences du Suaire. Était-ce intentionnel ?

Les théologiens peuvent suggérer une similitude frappante entre les observations visuelles et les récits écrits de la crucifixion de Jésus de Nazareth. Beaucoup de personnes espéraient que l’étude scientifique du Suaire de Turin prouverait l’« authenticité » à la fois du Suaire et des récits évangéliques. La définition du mot « authentique » dépendait de la personne l’employant. Cela pourrait vouloir dire qu’il s’agit d’un suaire ancien, qu’il a été utilisé pour ensevelir Jésus après la crucifixion, ou qu’il prouve la résurrection. À ce moment-là, le conflit latent entre science et religion éclate. Il existe une limite aux informations que la science peut accepter ou produire.

Feynman déclara : « Le principe de base de la science, dans son jugement, impose une sévère limitation au type de questions qui peuvent recevoir une réponse. » Et : « …si une chose n’est pas scientifique, si elle ne peut être soumise à l’épreuve de l’observation, cela ne signifie pas qu’elle est morte, fausse ou stupide. » Certaines choses sont laissées de côté, ou ne relèvent pas de la méthode, mais cela ne signifie pas qu’elles sont sans importance. Elles sont, en réalité, très souvent les plus importantes.

Les historiens sont souvent confrontés à la difficulté de distinguer les faits historiques des mythes ou des croyances. Un scientifique physique doit fournir le même effort. Quels « faits historiques » peuvent être acceptés pour être intégrés dans une étude scientifique du Suaire ? Un bon exemple d’un fait historique acceptable est la documentation sur l’incendie de 1532. La date est établie historiquement, et ses effets peuvent être observés scientifiquement. Les affirmations selon lesquelles le Suaire aurait protégé une ville ou guéri des malades ne peuvent être établies par l’observation, et ne peuvent donc pas être acceptées comme faisant partie d’une étude scientifique. Beaucoup d’affirmations ont été faites sur ce que l’on peut voir sur le Suaire, certaines ayant été rendues spectaculaires. Si elles ne peuvent être confirmées par une observation indépendante, elles ne peuvent pas être acceptées.

Alors que nous effectuions nos mesures scientifiques dans une pièce sèche du Connecticut, un membre enthousiaste d’un groupe religieux dit : « Je suis si heureux que vous soyez en train de prouver la résurrection. » Cela illustre les différences entre les objectifs de la science et ceux de la religion. Un scientifique ou un mari confronté à une question « qu’est-ce que c’est que ce bidule ? » teste ce que cette chose pourrait être. Il ne « déclare » pas quelque chose et ne cherche pas à prouver quoi que ce soit à tout prix. Il existe une mentalité de siège dans les tentatives visant à prouver un objectif spécifique. Les conflits sont inévitables. Les descriptions d’une scène ne peuvent pas satisfaire les désirs du religieux. Puisque cela est vrai, le religieux pour le scientifique l’est aussi. Mais cela trouble davantage les scientifiques que les croyants.

Pour citer encore Feynman : « [Les observations d’un scientifique] ne peuvent pas être brutes. Il faut être très prudent… Il faut vérifier les observations très soigneusement, et ensuite les revérifier, s’assurer que toutes les conditions étaient connues, et que vous n’avez pas mal interprété ce que vous avez fait. » Une partie de la vérification consiste à comparer vos observations avec l’ensemble des lois bien établies de la chimie et de la physique qui pourraient s’appliquer. La science peut-elle expliquer la disparition et la réapparition d’un corps physique ? La science peut-elle prédire les effets d’un tel événement ? Lorsque la structure d’ensemble des conclusions repose sur des postulats à l’apparence scientifique mais qui ne peuvent être confirmés, un scientifique peut devenir paranoïaque vis-à-vis de ses propres affirmations. Les « études scientifiques » sur le Suaire doivent être uniques dans l’histoire de la science pour leur capacité à générer des « théories » aisément réfutables.

La science exige que nous fassions des observations rigoureuses et que nous les vérifiions jusqu’à pouvoir leur accorder une certaine confiance. Les études sur le Suaire de Turin sont uniques à un autre égard : il est terriblement difficile d’en tirer des résultats. C’est un objet de dévotion, et les gens l’aiment. Il serait impensable d’y effectuer des tests destructifs. Bien que ses dépositaires aient autorisé quelques manipulations inacceptables et incompétentes d’échantillonnage et d’intervention, ils se montrent très réticents à autoriser des études scientifiques rigoureuses, impartiales et internationales. Une exception fut l’étude menée en 1978, et je vais décrire les observations et les lois scientifiques critiques dans la mesure la plus exacte possible. Je ne peux prouver aucune hypothèse, ni même en faire progresser une au rang de théorie scientifique, mais j’espère que le lecteur pourra tirer ses propres conclusions sur la qualité scientifique des observations et les utiliser pour tester ses propres hypothèses.

L’objectif principal du STURP était de tester l’hypothèse selon laquelle l’image du Suaire aurait été peinte. Des objectifs secondaires visaient à étudier la technologie et la composition du Suaire, afin de pouvoir formuler des affirmations sur son « authenticité » (quelle que soit la signification qu’on lui donne) et son âge possible. Pour atteindre ces objectifs, de nombreuses observations furent faites avant, pendant et après la mise à disposition du Suaire à Turin pour l’étude. Des données furent aussi recueillies dans la littérature. Certains de ces faits seront évoqués pour illustrer le processus de la méthode scientifique. Les observations et les données peuvent et doivent être utilisées pour tester toutes les hypothèses concernant le Suaire. Aucun fait ne peut être légitimement ignoré.

Chapitre II – L’incendie de 1532

Heureusement pour les chimistes, le Suaire fut gravement brûlé lors de l’incendie de 1532. Cet incendie a fourni un excellent « test chimique » sur l’ensemble des matériaux du Suaire. Avant qu’il ne soit possible de faire des observations directes sur le tissu, nous pouvions déjà observer les effets du feu sur l’image, les taches de sang apparentes et les zones plus sombres du tissu en examinant des photographies à haute résolution.

Au moment de l’incendie, le Suaire était conservé dans un reliquaire en argent et en bois. Cette information historique est importante, car elle nous permet de prédire les effets chimiques du feu sur le tissu. Lorsque le feu a pénétré dans le reliquaire, l’oxygène y a été épuisé. Les produits chimiques issus d’une telle pyrolyse sont bien connus. Les réactions entre ces produits et tout composé chimique que l’on pourrait supposer avoir été impliqué dans ce que nous voyons sur le Suaire peuvent être prédites. Nous avons donc pu obtenir des informations précieuses avant même de regarder directement le tissu à Turin.

Si l’image avait été peinte, il aurait fallu qu’un matériau coloré soit ajouté au tissu. Les pigments et les liants auraient changé en réponse à la chaleur, aux produits de pyrolyse et au temps nécessaire pour que le tissu refroidisse.

Les peintures les plus anciennes connues apparaissent à la période préhistorique (18 000–15 000 av. J.-C.), notamment dans les grottes de France et d’Espagne. Elles étaient faites à partir de matériaux naturels, comme l’ocre rouge et jaune, et le charbon de bois. Il existe des preuves que ces pigments étaient mélangés à de la graisse animale pour être appliqués sur des surfaces rocheuses irrégulières. La technique de la tempera est apparue très tôt dans l’histoire. Elle impliquait l’emploi de pigments pulvérisés mélangés à du jaune d’œuf, des gommes végétales et/ou des huiles. À l’époque, la tempera constituait le principal médium de peinture avant l’introduction des peintures à l’huile.

Les frères flamands Hubert et Jan van Eyck sont généralement (mais probablement à tort) crédités de l’invention de la peinture à l’huile. Leur carrière est bien documentée entre 1422 et 1441. Ils travaillaient normalement sur des toiles faites de lin ou d’un mélange lin-coton. Il serait extrêmement improbable que des peintures à l’huile aient été utilisées pour créer une supercherie avant ou pendant le XIVᵉ siècle ; néanmoins, nous avons réalisé des observations qui auraient permis de détecter de tels matériaux. Les huiles constituaient les véhicules de transport des pigments à l’époque de l’incendie de 1532, et elles auraient pu être utilisées dans une tentative de reproduction de l’image.

Il a fallu envisager la possibilité que le célèbre Suaire original ait été totalement détruit dans l’incendie. Il est possible qu’un Suaire de remplacement ait été fabriqué à la hâte, complet avec des marques de brûlures soigneusement placées. Après tout, le Suaire n’a pas été exposé publiquement entre 1532 et 1534.

Certains des plus grands génies artistiques de tous les temps étaient actifs durant ces années. En tout premier lieu, Michel-Ange Buonarroti (1475–1564) avait été impliqué dans la défense de la République florentine en 1530, et ses allées et venues ne sont pas entièrement documentées tandis que le Suaire était hors de vue. Nous avons envisagé qu’il aurait pu avoir été chargé de reproduire ou de restaurer le Suaire après l’incendie, et son génie innovant aurait constitué un véritable défi pour les observations scientifiques.

Quels que soient les matériaux utilisés pour peindre l’image et/ou le sang, les températures, les gradients thermiques, les produits de pyrolyse et l’eau utilisée pour éteindre l’incendie auraient modifié la composition chimique de la plupart des matériaux étrangers.

J’ai même envisagé la possibilité que l’image ait été peinte à l’aide d’une lampe à alcool et d’un chalumeau. La composition chimique d’une telle coloration serait très difficile à distinguer du vieillissement naturel. Les fers chauds produisent des produits chimiques légèrement différents de ceux générés par une flamme à haute température (comme un chalumeau ou une torche à souder).

Avant de partir à Turin en 1978, nous avons mené de nombreuses expériences sur la stabilité des matériaux picturaux. Tous les pigments et liants que nous pouvions identifier dans les documents historiques furent testés en les appliquant sur du lin, puis en soumettant les échantillons à divers types de chauffage.

D’après les photographies en couleur, nous avions supposé que l’hématite (Fe₂O₃) était le pigment le plus probable qui aurait pu être utilisé pour peindre l’image ; c’est pourquoi les tests furent conçus pour écarter cette hypothèse. Après les études de Turin en 1978, Walter McCrone affirma que ses observations microscopiques prouvaient que l’image était une supercherie réalisée par application d’hématite sur le tissu. Il n’a jamais tenté de confirmer son affirmation par des tests indépendants, et celle-ci peut être rejetée sur la base de plusieurs éléments expérimentaux. Avant même les affirmations de McCrone, les tests de chauffage avaient déjà montré que la plupart de l’hématite se transformait en magnétite noire (Fe₃O₄) par pyrolyse des composants du lin (cellulose, hémicellulose et lignine). Nous avons cherché la présence de magnétite aux intersections calcinées du Suaire à Turin en 1978, sans en trouver la moindre trace.

Tous les pigments avaient été modifiés par la chaleur et/ou les produits de pyrolyse chimiques et réactifs. Certains pigments médiévaux étaient solubles dans l’eau et auraient donc migré avec l’eau de lutte contre l’incendie diffusée à travers certaines parties du tissu en 1532. Or les observations faites sur le Suaire en 1978 n’ont rien révélé qui se soit déplacé avec l’eau.

Lorsque le lin est chauffé, l’eau qu’il contient s’évapore immédiatement, et le tissu se dessèche. Plus la température augmente, plus la cellulose se décompose. Chauffés et refroidis rapidement, les lins prennent une teinte noire en fondant. Aux températures modérées, les glucides (cellulose et hémicellulose) commencent à se déshydrater chimiquement. Les produits colorés de cette déshydratation sont extrêmement complexes, mais certaines structures et principes chimiques sont bien connus.

La coloration observée dans le lin brûlé ou caramélisé résulte des interactions de la lumière avec ce qu’on appelle des doubles liaisons carbone-carbone conjuguées. Leur structure chimique peut être représentée par une alternance de doubles et simples liaisons comme : –C=C–C=C–C=C–. Ce sont des structures dites « insaturées ». Plus les liaisons doubles alternées sont nombreuses, plus la teinte vire du jaune vers le rouge.

Le benzène est un cycle symétrique de six atomes de carbone liés par trois doubles liaisons. Certaines structures complexes contenant plusieurs cycles benzéniques absorbent les ultraviolets et réémettent de la lumière visible : on dit qu’elles « fluorescent ». Certains produits de pyrolyse du lin peuvent ainsi fluorescer, en quantité variable selon l’oxygène disponible pendant la pyrolyse. L’échantillon chauffé dans un espace clos produit une grande quantité de produits fluorescents autour des zones brûlées. Ces zones fluorescentes apparaissent très nettement sur les photographies prises en lumière ultraviolette dite « noire ». [↕Or ] L’image ne fluoresce pas du tout. Si l’image était due à un chauffage intense, elle a probablement été produite en air libre.

Des études chimiques plus approfondies ont montré que les principaux produits de décomposition thermique de la cellulose et autres glucides sont le formaldéhyde (H–CHO), le monoxyde de carbone (CO), le furfural (2-furaldéhyde) (C₄H₃O–CHO), l’hydroxy-méthylfurfural (5-hydroxyméthyl-2-furaldéhyde) (C₄H₂O–CH₂OH–CHO), l’acide lévulinique (acide 4-oxopentanoïque) CH₃–CO–CH₂–CH₂–COOH)et l’anhydride 3-penténoïque (CH₂=CH–CH₂–CO–O–).

Le formaldéhyde, le monoxyde de carbone, le furfural et l’hydroxy-méthylfurfural sont de puissants agents réducteurs.

CHAPTER III : MICROSCOPIE

Comme nous faisions des observations microscopiques directes sur la surface du Suaire, nous devions utiliser une lumière dirigée uniquement sur la surface supérieure du tissu et réfléchie dans le microscope. Les microscopes habituels utilisent une lumière transmise. La lumière incidente que nous utilisions était légèrement oblique, et il était extrêmement difficile de voir les fibres d’image à la lumière rasante. Il semblait y avoir de légères différences d’intensité de couleur dans différentes zones de l’image, mais toutes les fibres que je pouvais identifier comme étant des fibres d’image semblaient très similaires. L’affirmation selon laquelle toutes les fibres de l’image sont presque identiques pourrait résulter de conditions d’observation telles que des angles de vision similaires sur les fibres. Il est possible que je n’aie pu observer qu’un spectre limité de densités de couleur.

La densité de couleur observée dans une zone quelconque de l’image semble être davantage fonction du nombre de fibres colorées par unité de surface que d’une variation significative de la densité de couleur des fibres elles-mêmes. Cette observation était déconcertante, et nous l’avons appelée l’effet demi-teinte. Après avoir observé des centaines de milliers de fibres sur des bandes adhésives prélevées en 1978, je suis encore convaincu que la variation de densité de couleur dans l’image résulte de très fines variations du nombre de fibres d’image. L’effet demi-teinte est probablement exact.

Aucune fibre dans une zone d’image pure n’a été cimentée par un quelconque matériau étranger, et il n’y avait pas de résidus liquides visibles. Le matériau rappelait beaucoup les taches de sang, mais était très différent. Ces faits semblaient éliminer toute hypothèse d’image formée par le flux d’un liquide dans le tissu. Cela suggère également que, si un corps était impliqué dans la formation de l’image, il était sec au moment où la couleur s’est formée.

Je ne détaillerai pas ici la chimie des taches de sang (voir figure III-2). Nous les avons testées pour nous assurer qu’elles contenaient bien du sang réel et non un simple pigment. Elles contenaient bien la porphyrine transportant l’oxygène du sang réel. Le professeur Alan Adler a consacré beaucoup d’efforts à l’étude du sang, et d’autres membres du STURP ont réalisé divers tests chimiques. La seule protéine que nous avons trouvée se situait dans les zones de sang visible ; cependant, toutes les zones de sang analysées ont donné un test positif pour les protéines. Il n’y avait pas d’« images de sang » ne montrant pas de test positif. Nous rejetons donc l’idée d’images de sang non liées au sang réel ou n’impliquant pas le transfert physique du sang sur le tissu.

Aucune preuve significative n’indique la présence de pigments et/ou colorants susceptibles d’avoir été utilisés pour peindre ou toucher les taches de sang. Nous avons examiné et étudié la pourpre de Tyr (6,6′-dibromoindigo) et la garance sur des substrats d’aluminium et/ou de mordant au chrome, ainsi que le cinabre (sulfure de mercure) et des pigments ferriques oxydés.

Le sang humain a toujours été facile à obtenir, si l’on ne prend pas sérieusement en compte les « valeurs humaines ». Le sang animal a toujours été facile à obtenir. La présence de sang sur le Suaire ne prouve rien. Cependant, la présence de matière étrangère ressemblant à du sang, mais utilisée pour donner l’apparence de sang humain, constituerait une preuve évidente de fraude ou de falsification.

L’observation microscopique directe de la surface du Suaire a montré que les taches rouges étaient composées d’un matériau étranger adhérant à la surface des fibres de lin. Il était également facile d’observer des zones proches des taches de sang rouge où les fibres étaient recouvertes d’un matériau doré et transparent. Nous avons supposé qu’il s’agissait de sérum sanguin, et des tests chimiques ultérieurs réalisés sur des échantillons récupérés ont prouvé que ces zones étaient riches en protéines. Il s’agissait presque certainement de sérum sanguin.

Il fut intéressant de remarquer que, là où le sérum avait traversé le tissu dans une zone d’image, il ne semblait pas y avoir de fibres colorées en dessous. Il apparaissait que le sang avait protégé le tissu contre le mécanisme, quel qu’il soit, qui avait produit l’image.

La diffusion de réactifs gazeux ou de colorants dans le tissu aurait produit un dégradé de couleur (plus sombre en surface, plus clair en profondeur). Il en irait de même pour une brûlure de surface : la couleur pénétrerait davantage dans le tissu dans les zones plus sombres. Ce n’était pas le cas pour l’image du Suaire.

CHAPITRE IV : PHOTOGRAPHIE

Les premières photographies du Suaire furent prises en 1898 par Secondo Pia. Il utilisa un appareil spécial et de grandes plaques de verre enduites d’une émulsion photosensible. Par inadvertance, il réalisa une expérience scientifique. Ses plaques étaient beaucoup plus sensibles à la lumière bleue que ne le sont nos yeux ou les films orthochromatiques modernes. Les comparaisons entre ses photographies et celles prises ultérieurement avec des plaques orthochromatiques ont fourni quelques indications préliminaires sur le type d’informations que nous pouvions obtenir par des mesures spectrométriques. Elles nous ont été d’une grande aide pour la planification des observations chimiques.

Les photographies de Pia montrèrent le Suaire sous une « lumière entièrement nouvelle ». Des détails de l’image, très pâle, purent être vus alors qu’ils étaient invisibles à l’œil nu. On pourrait dire que ses photographies étaient « rehaussées en contraste » (figure IV-1).

Lorsque Pia regarda pour la première fois ses plaques photographiques, il fut stupéfait par ce qu’il observait. Personne n’avait jamais vu l’image ainsi auparavant. Le négatif ressemblait en fait à un positif photographique. Cela déclencha une vague massive de pseudosciences, qui postulaient divers procédés « photographiques » — souvent miraculeux — pour expliquer la formation de l’image.

Outre l’impact émotionnel de l’image révélée par contraste, certaines observations objectives importantes peuvent être faites. L’une des plus notables est que des bandes de couleur différente peuvent être observées dans le tissage de la toile. Quelques stries verticales sombres se voient facilement sur le négatif, et des zones anormalement claires peuvent être observées sur le positif. Des bandes alternées de lumière et d’obscurité peuvent être vues, avec quelque difficulté, sur le Suaire lui-même, mais elles apparaissent bien plus clairement lorsqu’on renforce le contraste. Elles semblent correspondre aux bandes de chaîne et de trame du tissu. Ces observations sont cohérentes avec des rapports historiques sur les méthodes de blanchiment utilisées pour le lin ancien. Elles indiquent une méthode de blanchiment très douce, différente de celle introduite après l’an 1291.

Selon Pline l’Ancien, qui écrivit son Histoire Naturelle vers 77 apr. J.-C., le fil de lin était filé à la main sur un rouet. Lorsque le fuseau était plein, le fileur préparait un paquet de fil à blanchir par le foulon. Chaque paquet était blanchi séparément, et chaque écheveau était légèrement différent ; en fait, différentes parties du même écheveau présentent des couleurs légèrement différentes, comme un fil chiné. Cet effet peut être observé sur le Suaire.

Une conservatrice du Musée égyptologique de Turin, Anna Maria Donadoni, a souligné que les anciens inséraient dans la trame des écheveaux filés à différents moments pour continuer le tissage. Les fils de trame étaient posés côte à côte et le tissu était ensuite compressé au peigne. Les recouvrements sont souvent visibles, même sur les radiographies à haute résolution. Lorsqu’un recouvrement est observé, la couleur change généralement. La couleur du Suaire n’est donc pas simplement le résultat de modifications pures de la cellulose (lin). Les bandes de couleur prouvent qu’il y avait encore, et qu’il y a toujours, des impuretés à la surface du fil. Cela confirme la nature ancienne de la technique de fabrication du lin. Cela suggère aussi que des impuretés présentes dans le contexte de la formation de l’image existaient encore à la surface du tissu après sa production.

Le fil de chaîne a été protégé par de l’amidon pendant le tissage, ce qui rendait le tissu rigide. Le tissu final était lavé avec de la « strutium », Saponaria officinalis, pour le rendre plus souple. Il ne fait aucun doute que des traces de composants de l’amidon seraient restées sur le tissu après le lavage.

Saponaria s’hydrolyse en produisant des sucres (glycones) qui sont fluorescents, et la partie non imagée du Suaire est fortement fluorescente. L’utilisation de S. officinalis pour laver le tissu pourrait expliquer la fluorescence de l’arrière-plan. L’image elle-même filtre ou éteint cette fluorescence.

Le lin médiéval était blanchi comme le lin ancien. Le blanchiment se faisait généralement dans des « champs de blanchiment » aux Pays-Bas, ce qui est à l’origine du nom de tissu de support « holland cloth » du dos du Suaire. Une grande partie du matériau a été perdue lors du blanchiment, et les linges plus récents sont moins denses que les anciens, comme on peut le voir en comparant le tissu hollandais et les pièces placées au dos du Suaire. Les linges plus récents sont également plus homogènes. Ils ne montrent pas de bandes de couleur différentes dans la trame comme celles observées sur le Suaire.

Incidemment, nous avons découvert que les solutions de Saponaria officinalis sont hémolytiques : elles détruisent les membranes des globules rouges et libèrent l’hémoglobine. L’hémolyse est utilisée pour déterminer la teneur en hémoglobine du sang. Le sang entier noircit avec le temps sur du tissu ; cependant, les taches de sang sur le Suaire sont encore d’un rouge assez vif après des siècles d’histoire connue. Diane Soran (aujourd’hui décédée) de Los Alamos a testé l’hémolyse sur des échantillons de tissu lavés avec de la Saponaria avant notre départ pour Turin. Le sang est encore rouge sur ces échantillons vieux de 25 ans, alors que le sang sur les échantillons témoins non lavés à la Saponaria est noir. Ce fait pourrait confirmer que des techniques anciennes ont été utilisées pour produire le tissu.

Vern Miller et Sam Pellicori du STURP ont photographié le Suaire dans une obscurité totale, comme dans une chambre noire, tandis qu’il était éclairé par une source ultraviolette de « lumière noire ». La source a été entièrement filtrée pour éliminer toute lumière visible. L’appareil photo était soigneusement filtré pour éliminer toute trace de lumière ultraviolette susceptible d’affecter la pellicule. La seule lumière visible sur leurs photographies UV provient de la fluorescence, c’est-à-dire de la lumière produite par des interactions spécifiques entre les rayons ultraviolets énergétiques et les composants chimiques du Suaire.

On peut facilement voir les bandes de fils différents dans le tissu sur les photographies UV (figure IV-2). La partie du tissu ne comportant pas d’image émet une faible fluorescence, produisant une douce lueur sur les photographies. Certaines bandes de fils sont plus claires et d’autres plus sombres, ce qui rend l’apparence semblable à une palette. Le fait que différents fils montrent différents degrés de fluorescence est important. Les différences de fluorescence révèlent des différences de composition chimique. Le fil utilisé pour tisser le Suaire n’était pas d’un seul tenant, et toute l’étoffe n’a pas été blanchie en même temps ni selon le même procédé.

L’image semble sombre sur le fond fluorescent : l’image elle-même ne fluoresce pas, mais elle semble éteindre ou filtrer la fluorescence du fond du tissu. Les taches de sang apparaissent presque noires sur les photographies en fluorescence.

Lors des premières observations du Suaire, avant notre séjour à Turin, on avait rapporté que le sang fluoresçait. Cela aurait été remarquable et aurait pu avoir d’importantes implications historiques. Les personnes atteintes de porphyrie présentent de fortes concentrations de porphyrines dans leur sang et leur urine, lesquelles émettent une fluorescence. Les photographies UV et les observations spectrométriques rigoureuses ont cependant éliminé cette hypothèse.

Sam Pellicori a rapporté que les différentes zones du Suaire fluoresçaient de manière variable, mais nous n’avons jamais pu approfondir ces observations. Il a également noté que les bords des brûlures fluoresçaient en vert, ce qui les distinguait clairement du fond du Suaire.

Lorsque des taches de sang apparaissent sur une zone d’image, des « halos » plus clairs peuvent être observés autour d’elles. Ces zones sont les mêmes que celles observées microscopiquement comme étant recouvertes de sérum sanguin. Il semble que le sérum sanguin ait empêché la formation de l’image et préservé la fluorescence d’arrière-plan du tissu d’origine.

Là où des bandes plus sombres de fil croisent des zones d’image, l’image est plus sombre. Là où des bandes plus claires croisent une zone d’image, l’image est plus claire. Cela prouve que la couleur de l’image n’est pas uniquement le résultat de réactions dans la cellulose du lin. Quelque chose à la surface des différents lots de fil a produit ou accéléré la formation de la couleur. Cette observation est essentielle, surtout lorsque des tests reposent sur des hypothèses de formation d’image. Si la couleur de l’image ne résulte pas simplement de modifications de la cellulose des fibres de lin, la formation de l’image est alors un processus beaucoup plus complexe que nous ne le pensions au départ.

Mottern, London et Morris du STURP ont pris des radiographies en double exposition, à faible énergie et haute résolution, de l’ensemble du Suaire. Les photographies obtenues ont révélé des différences de densité entre le tissu de fond, les taches de sang, les brûlures et les traces d’eau. Cependant, l’image était totalement invisible sur les radiographies aux rayons X. Aucun matériau n’avait une densité électronique suffisante pour que l’on puisse dire qu’il avait été ajouté au tissu afin de produire la couleur de l’image.

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CHAPITRE V : ÉCHANTILLONS

Prélèvement par bande adhésive :
J’ai prélevé des échantillons à la surface du Suaire en 1978, en utilisant une bande conçue spécialement pour cette tâche par Ronald Youngquist de la société Minnesota Mining and Manufacturing, Inc. Le support et l’adhésif de la bande ont été choisis pour être amorphes ; c’est-à-dire qu’ils ne produisaient aucune couleur de biréfringence sous polariseurs croisés lorsqu’ils étaient observés au microscope pétrographique. L’adhésif était un hydrocarbure pur ne contenant aucune fraction liquide. Il ne pouvait pas contaminer le Suaire, et son caractère inerte permettait d’effectuer de nombreux types de tests chimiques directement à la surface de la bande.

Nos efforts et les coûts engagés pour obtenir une bande de prélèvement inerte étaient « excessifs », parce que Max Frei avait été autorisé à prélever du pollen à l’aide d’une bande commerciale. Il est intéressant de noter que le professeur Alan Adler a observé des marques sombres sur le Suaire à chacun des sites d’échantillonnage de Frei en 1978, lorsqu’il eut une rare opportunité d’examiner le tissu un an avant sa mort. Ces marques étaient très probablement dues à des saletés adhérant à des résidus de colle laissés sur le tissu par la bande commerciale de Frei.

Les bandes ont été appliquées à la surface du Suaire à l’aide d’un applicateur calibré en force (fig. V-1). Mon expérience antérieure du prélèvement par bande pour des analyses chimiques avait montré que le contrôle de la force permettait des comparaisons semi-quantitatives entre les échantillons. L’utilisation d’une force reproductible permettait aussi d’estimer l’état physique comparatif des zones échantillonnées. Les différents médiums de peinture adhèrent au lin avec des tenacités variables, et le lin chimiquement dégradé a une résistance physique moindre. Nous espérions observer de telles caractéristiques sans endommager le Suaire.

Échantillonnage par bande adhésive :
Comme toute personne ayant déjà déroulé un ruban adhésif dans l’obscurité ou l’ayant détaché d’une surface l’a remarqué, une forte charge électrostatique est générée. On peut voir des éclairs d’étincelles, et ces éclairs sont suffisamment intenses pour impressionner une pellicule photographique. Cette charge électrostatique a été exploitée pour résoudre le problème du maintien des fibres dans un état intact (fig. V-2). Les fibres de lin sont de bons isolants, et elles acceptent et conservent une charge électrostatique. Cette charge a exactement le même effet sur les fibres de lin que celui observé dans un électroscope : les fibres étaient repoussées de la surface adhésive.
Comme elles n’entraient en contact avec aucune autre surface, j’avais prévu de les retirer une à une à l’aide de pinces propres et de pouvoir effectuer toutes les analyses chimiques que nous avions planifiées, sans aucune interférence. Cette protection contre toute contamination était essentielle pour les analyses par pyrolyse/spectrométrie de masse que nous avions prévues (chapitre VIII).

Afin de protéger les fibres chargées de la poussière, j’ai conçu une boîte hermétique munie d’un joint d’étanchéité, pouvant être purgée avec une atmosphère inerte. L’atmosphère inerte visait à éviter toute réaction indésirable sur les zones de contrainte des fibres. Walter McCrone a affirmé que la boîte avait contaminé les rubans adhésifs avec du rouge à polir (poudre de polissage) utilisé pour polir le plastique. Or, le plastique avait été soigneusement nettoyé et scellé en salle blanche après son assemblage. Il n’avait pas été rouvert avant que les échantillons frais y soient placés à Turin

Walter McCrone avait participé à la réunion de 1977 lors de laquelle le STURP fut organisé. Il souhaitait vivement développer un système de micro-datation au radiocarbone pour dater le Suaire. Je connaissais Walter depuis les années 1950, et je le considérais à la fois comme un scientifique intègre et l’un des meilleurs microscopistes au monde. Nous étions convenus de partager le travail sur les échantillons prélevés au ruban adhésif.

Walter irrita fortement les gardiens du Suaire en allant au-delà de leurs instructions pour parler au roi Umberto, alors dernier membre survivant de la famille royale de Savoie, propriétaire du Suaire. En conséquence, il se vit refuser l’accès à la zone expérimentale à Turin, et il ne devint jamais membre de l’équipe STURP. Il n’avait rien à voir avec la procédure ou l’équipement d’échantillonnage.

Walter et moi étions convenus de partager des échantillons non contaminés avant que des analyses chimiques ne soient réalisées sur eux. La première étape des observations devait consister en une microscopie directe, en faible puissance, sur les bandes originales. J’ai ouvert la boîte d’échantillons dans une pièce propre à Turin le 27 octobre 1978. Les faces adhésives des bandes étaient protégées dans leur cadre, mais je pouvais les observer au microscope à faible grossissement. L’échantillon 3EF provenant de la bande du poignet montrait un certain nombre de taches rouges. Il était marqué pour des tests de sang présumé. L’échantillon 3AF provenant du majeur montrait un grand nombre de fibres jaunes. Il était marqué pour des tests d’image. De nombreux autres échantillons de zones d’image montraient des fibres jaunâtres. Les bandes échantillons semblaient parfaites pour nos objectifs, et nous nous en réjouîmes.

J’avais gardé quelques bandes échantillons ouvertes dans la salle expérimentale de Turin pour vérifier la présence de particules inattendues qui auraient pu y flotter. Ces bandes semblaient quasiment exemptes de fibres.

L’étape suivante consistait à observer de petits segments des bandes à plus fort grossissement. Je ne voulais pas ouvrir la boîte scellée plus que nécessaire. Je laissai Walter emporter la boîte d’échantillons et l’amener dans son laboratoire. Il accepta d’ouvrir la boîte dans une salle propre, et il me promit de ne faire que découper de petites sections des bandes pour l’observation microscopique. Il me dit : « Tu sais combien peu de temps cela prendra. » Il promit également de respecter la « chaîne de possession » des échantillons, permettant ainsi aucune action non autorisée sur eux. Il ne tint pas ses promesses : il faillit détruire la valeur des échantillons soigneusement préparés.

Walter McCrone décida de son propre chef de coller tous les échantillons sur des lames de microscope. Il ne conserva aucun échantillon dans un état vierge. Pire encore, il découvrit immédiatement qu’il ne supportait pas les effets optiques d’une lame épaisse. Voilà une performance étonnante pour un « grand » microscopiste. En conséquence, il arracha les bandes des lames et les colla toutes sur des lamelles de microscope. Cela détruisit une grande partie des preuves matérielles que nous cherchions. Certaines fibres apparaissent désormais comme ayant été brisées lors de ces transferts, et des revêtements fins furent souvent arrachés des surfaces des fibres. Cette contamination accrue par l’adhésif entraîna également une cristallisation de la colle et du ruban adhésif amorphe à un rythme plus élevé que nécessaire. Le ruban adhésif d’origine est toujours amorphe, mais les échantillons mal manipulés par McCrone sont en train de cristalliser. L’incapacité de McCrone à suivre les protocoles, ainsi que l’abus qu’il fit des échantillons, furent impardonnables.

Heureusement, nous avions choisi l’adhésif de façon à permettre un retrait quantitatif des échantillons. Il fallut un travail méticuleux pour limiter les dommages causés par McCrone, et de nombreuses informations furent simplement détruites par ses actions.

Un dernier désastre frappa les bandes. Je les avais transférées au professeur Alan Adler pour des analyses microchimiques supplémentaires et l’identification du sang. Lorsque Al mourut subitement le 12 juin 2000, sa femme envoya les échantillons à Turin. Ces bandes contiennent encore beaucoup d’informations scientifiques ; cependant, j’ignore où elles se trouvent ou comment elles sont conservées. Les autorités de Turin refusent de répondre à toute demande.

Tout ce qui a un lien avec le Suaire est désespérément convoité par certaines personnes. Elles considèrent que tout ce qui l’a touché est une relique. Des représentants du Cardinal en vinrent même à se bousculer pour obtenir des gants en caoutchouc, des gants en coton et des punaises récupérées dans la corbeille de la pièce d’expérimentation à Turin. Je dois supposer que les quelques pauvres échantillons de bande adhésive « scientifiques » encore existants sont aujourd’hui encadrés et accrochés au mur de quelqu’un.

Afin de maximiser la sécurité pour le Suaire, j’ai commencé la procédure d’échantillonnage en tirant une bande depuis une pièce rapportée plutôt que depuis la partie principale du Suaire. Cela m’effraya, car la traction était si forte que je craignais que le tissu ne se déchire. J’ai donc réduit la force d’application jusqu’à un niveau où les bandes se retiraient facilement depuis les pièces rapportées. Quand j’ai prélevé une bande sur une zone du Suaire ne comportant pas d’image, j’ai constaté qu’elle se détachait beaucoup plus facilement que celles prises sur les pièces rapportées. La grande différence de facilité à retirer les bandes m’a convaincu d’utiliser l’applicateur pour mesurer la force nécessaire au retrait. Les bandes prélevées sur les zones sombres de l’image corporelle se retiraient avec une facilité extrême : je pouvais à peine mesurer la force de traction.

Les fibres d’image sur les bandes échantillons sont normalement jaunes. Quelques-unes sont d’un jaune-brun plus foncé. De nombreuses fibres provenant des zones sanglantes sont d’un rouge profond.

Raes et échantillons pour datation au radiocarbone :
Le professeur Gilbert Raes de l’Institut de Technologie Textile de Gand a prélevé un petit échantillon du tissu en 1973. Il découvrit que les échantillons contenaient du coton, et rapporta que ce coton appartenait à une variété orientale ancienne, Gossypium herbaceum, sur la base de la distance entre les torsions inversées dans les fibres en forme de ruban (environ huit par centimètre). Je ne peux pas confirmer l’identification de la variété de coton ; toutefois, je peux confirmer la présence de coton dans l’échantillon Raes. Ce coton est important.

Le coton était presque inconnu en Europe jusqu’à environ 1350 apr. J.-C., époque à laquelle « la croyance répandue voulait que ce fût la toison de petits moutons vivant dans les arbres ». Les croisés contribuèrent à la diffusion des connaissances sur le coton en Europe. Il existait encore des controverses juridiques quant à savoir si le coton était une sorte de lin aussi tard qu’en 1631 apr. J.-C.

En 1980, j’ai reçu 14 segments de fil provenant de l’échantillon textile de 1973, de la part du professeur Luigi Gonella, Département de physique, École polytechnique de Turin. Je les ai désormais numérotés et identifiés comme les « fils Raes ». J’ai également reçu une enveloppe censée contenir un des fils de Zina qui aurait été découpé dans une zone tachée de sang. Il y avait très peu d’échantillon dans l’enveloppe : l’échantillon de Zina avait été réduit en morceaux. Des taches rouges étaient visibles à l’extérieur de l’enveloppe intérieure, mais elles ne pouvaient être légitimement associées à un échantillon du Suaire. Une telle preuve ne tiendrait jamais devant un tribunal.

Les résultats des analyses sur l’échantillon Raes ont laissé entendre que l’échantillon utilisé pour la datation réalisée en 1988 n’était pas valide (chapitre IX). Cela a bien sûr provoqué une autre controverse. La seule façon de résoudre la question de la validité était d’obtenir des fils du véritable échantillon utilisé pour la datation au radiocarbone. Cependant, face aux problèmes liés au Suaire, chaque échantillon doit être documenté sans aucune lacune. J’ai enfin reçu un échantillon documenté de segments de fil, à la fois de chaîne et de trame, le 12 décembre 2003. Le professeur Luigi Gonella avait prélevé ces segments au « centre de l’échantillon » en 1988 au moment du prélèvement. Leur origine était connue depuis cette date.

Il existe une forte tendance chez les gens à voler des échantillons considérés comme des reliques. Cela a sérieusement entravé les observations scientifiques. Il y a également une forte tendance à démonter les échantillons pièce par pièce. L’échantillon Raes était un tissu tissé, mais les fils que j’ai reçus avaient été démantelés. Je ne pouvais pas être sûr des segments de fil venant de la chaîne ou de ceux venant de la trame. Il était impossible d’observer la structure des fils ou d’éventuelles interactions entre segments. J’ai appelé cela le facteur PPSP, people-picking-samples-to-pieces (« gens qui démontent les échantillons en morceaux »). Le projet sur le Suaire a été l’étude scientifique la plus frustrante de l’histoire.

Un aspect réconfortant du projet a été les appels téléphoniques et les lettres. Un homme avec un fort accent du sud des États-Unis m’a appelé pour me dire comment l’image avait été formée. Il m’a dit : « Hé mon pote. Tu sais qu’ils ont des mouches à viande en Afrique du Nord. Si elles sentent une charogne sous un morceau de tissu, elles y fourrent leur nez pour essayer de le mordre. Maintenant, regarde juste ce tissu et vois s’il n’y a pas un tas de petites mouches qui forment cette image. » J’étais tellement stupéfait en entendant cela que je suis resté silencieux, assis par terre, incapable de répondre.

Un autre homme m’a écrit beaucoup de lettres depuis une prison fédérale. Comme mes réponses tardaient, il m’a promis de venir me voir lorsqu’il sortirait. Les études sur le Suaire peuvent vraiment rendre la vie palpitante.

Un autre homme m’a envoyé de nombreuses lettres sur des hypothèses concernant l’image, la plupart écrites sur des enveloppes. Il utilisait un nom qui, à l’époque, apparaissait dans les journaux comme celui d’un tueur en série recherché. J’ai remis les enveloppes au FBI et je n’ai plus jamais eu de nouvelles de lui. Il n’avait pas vraiment de compréhension scientifique — seulement un goût pour la mort.

CHAPITRE VI : RÉPARTITION DE LA COULEUR DE L’IMAGE

De nombreux observateurs ont remarqué la répartition surprenante de la couleur de l’image sur le Suaire. Les fibres colorées apparaissent uniquement sur les parties très supérieures de l’armure du tissu, et des parties significatives de l’armure situées dans une zone d’image ne sont pas du tout colorées entre les zones de couleur. La couleur est répartie selon un motif discontinu dans toutes les zones d’image. L’effet peut être observé clairement sur les photomicrographies prises par Evans et Pellicori (Chapitre III).

En plus de la distribution discontinue de la couleur, celle-ci ne pénètre pas le tissu de manière significative en profondeur. Lorsque j’examinais les zones d’image au microscope tout en poussant légèrement les fibres de surface avec une aiguille, je ne pouvais pas être certain que des fibres colorées existaient au-delà de deux en profondeur dans la zone d’image à l’extrémité du nez. Dans d’autres zones de l’image, il était presque impossible de voir une seconde couche de fibres colorées.

Lorsque nous avons observé le revers du tissu en 1978, nous n’avons vu aucune image ; cependant, les photographies de la face arrière prises en juin et juillet 2002 montrent que de légères couleurs d’image apparaissent dans la zone des cheveux. C’est une observation très importante dans la discussion sur les hypothèses de formation d’image. Quel que soit le mécanisme ayant produit la couleur de l’image, il n’a manifestement pas pénétré le tissu en dessous des zones de peau, mais l’a fait au niveau des cheveux.

Je considère la légère teinte de couleur dans toutes les zones excepté celle des cheveux comme l’une des observations les plus importantes pour développer des hypothèses de formation de l’image. C’est aussi l’une des plus obscures à expliquer.

Les liquides et les gaz pénètrent dans les tissus. Les liquides migrent à travers les matériaux fibreux par flux capillaire. L’épaisseur du film liquide dépend de la tension superficielle du liquide comparée à l’énergie de surface du solide. Lorsque les films liquides sur des fibres adjacentes se touchent, les couches liquides coalescent comme les gouttes de pluie sur une vitre. Le pont liquide « en sablier » entre les fibres a les mêmes propriétés que les ménisques que vous observez à l’interface eau-verre dans un verre à boire. Lorsque le liquide sèche, la concentration du matériau dissous augmente à mesure que le volume du liquide diminue. La dernière portion à s’évaporer laisse une forte concentration des matériaux les plus solubles. Le motif laissé par les matériaux dissous dans un liquide est caractéristique. Nous n’avons observé aucun tel motif sur les zones d’image du Suaire, et nous avons conclu que le processus de formation de l’image ne relevait pas d’un flux capillaire d’un liquide coloré ou réactif.

Les gaz réactifs diffusent à travers le tissu (ou tout autre matériau fibreux), ils réagissent avec la surface au fur et à mesure de leur diffusion, et ils s’adsorbent à la surface selon des schémas prévisibles. L’isotherme d’adsorption de Langmuir vous permet de prédire la quantité de composés adsorbés. Parce qu’ils réagissent avec le solide, ils sont modifiés en se diffusant à travers le tissu. Lorsqu’ils produisent une couleur, la densité de couleur maximale est à la surface, mais elle ne s’arrête pas à la surface. On observe un dégradé de couleur à l’intérieur de la fibre. La couleur à la surface du Suaire semble s’arrêter brutalement à ou près de la surface. Lorsque la Méthode des Hypothèses de Travail Multiples est utilisée dans le cadre de la Méthode Scientifique, on essaie de produire autant d’idées que possible sur la manière dont quelque chose a pu se produire. Si nous excluons notre hypothèse de formation d’image par un flux de liquide ou un gaz diffusif seul, nous pourrions constater qu’il faut envisager une combinaison des deux.

Une chaleur et une radiation d’intensité suffisante pour décolorer ou carboniser sur toute l’épaisseur du tissu ne seraient pas limitées à produire une couleur sur le revers du Suaire, dans la zone des cheveux. Nous nous attendrions à voir de la couleur au centre du tissu. Ce n’est pas le cas. La faible densité des cheveux rend peu probable que de grandes quantités de chaleur ou de radiation aient été produites dans cette zone. Cela suggère que la formation de l’image a été causée par une diffusion de vapeur, car tout matériau fibreux, y compris les cheveux, réduit le taux de diffusion des gaz (voir Chapitre XII). Les matelas de fibres sont utilisés pour l’isolation, car ils réduisent la diffusion des gaz et le transfert de chaleur par convection.

Les observations de fibres issues de nombreuses zones différentes de l’image montrent que leurs couleurs et leurs densités colorimétriques sont très similaires, et nous n’avons pas pu observer de différence entre les fibres de l’image frontale et dorsale. La pression supposée du corps sur le tissu ne semble avoir eu aucun effet sur la formation de l’image. Les images frontale et dorsale montrent la même densité de couleur, la même distribution et la même pénétration.

Lorsque des gaz diffusent les uns dans les autres, leurs taux dépendent de leur densité, qui dépend de leur poids moléculaire. Leurs taux de diffusion peuvent être prédits en utilisant la Loi de Graham sur la diffusion :
« Les taux (v) de diffusion de deux gaz l’un dans l’autre sont inversement proportionnels aux racines carrées de leur densité ou de leur poids moléculaire. »

Un gaz lourd diffuse plus lentement qu’un gaz léger (voir Chapitre XII). Un gaz lourd sera ralenti par une couche de cheveux bien plus qu’un gaz léger, et sa concentration augmentera par rapport aux gaz légers.

Lorsqu’un gaz étranger plus lourd que l’air diffuse dans l’air au sein d’un tissu fibreux, sa concentration dans le gaz local augmentera dans la zone des cheveux. Davantage de gaz diffuseront à travers les pores du tissu dans la zone des cheveux. Un tel mécanisme expliquerait pourquoi les cheveux sont clairement visibles dans l’image et pourquoi ils sont également visibles sur le revers du tissu. L’observation d’une couleur d’image localisée à la zone des cheveux mais également au revers du tissu suggère fortement qu’un gaz plus lourd que l’air était impliqué dans la formation de l’image.

Si la diffusion est importante dans la formation de l’image, d’autres phénomènes doivent aussi être invoqués pour expliquer la formation de l’image. Encore une fois, le processus de formation de l’image commence à révéler sa complexité. Quelque chose qui produit des gaz réactifs doit être impliqué dans le processus. Les indices visuels indiquent que ce qui a produit la réaction a généré des gaz réactifs qui ont les caractéristiques d’un corps humain complet avec des cheveux, une barbe et une moustache. Cette supposition suggère fortement que l’objet était bien un cadavre, et que le corps était mort et commençait à se décomposer.

Les gaz produits par un corps en décomposition sont extrêmement réactifs chimiquement : ce sont en majorité des amines (composés organiques contenant un groupe -NH₂). Les amines ont des odeurs caractéristiques très fortes, et sont responsables de la puanteur propre à la chair en putréfaction.

Les corps en décomposition commencent à produire de l’ammoniac (NH₃) dans les poumons peu après la mort, et l’ammoniac se diffuse vers l’extérieur par le nez et la bouche. L’ammoniac est plus léger que l’air et diffuse rapidement. Son taux de production diminue avec le temps écoulé après la mort.

En quelques heures, selon les conditions climatiques, un corps commence à produire des amines plus lourdes dans ses tissus, comme la putrescine (1,4-diaminobutane) et la cadavérine (1,5-diaminopentane). Ces amines sont beaucoup plus lourdes que l’air, et diffusent relativement lentement. L’apparition précoce et la diffusion rapide de l’ammoniac à faible poids moléculaire depuis le nez et la bouche pourraient aider à expliquer la plus grande quantité de couleur d’image entre le nez et la bouche, sur la moustache, et dans la chevelure. Il diffusera aussi plus facilement à travers le tissu et pourra atteindre l’envers du linge avec une plus grande concentration. L’ammoniac diffusera sur environ 20 cm, tandis que la cadavérine ne diffusera que sur 6 cm.

Les propriétés de diffusion des gaz suggèrent une hypothèse pour la formation de l’image qui implique les amines et une impureté sur le tissu, et cela pourrait aider à expliquer la résolution assez bonne de l’image corporelle. Certains gaz doivent être produits par le corps, et certaines réactions générant la couleur doivent se produire sur le tissu à la suite d’interactions entre les gaz et le tissu.

Une conséquence intéressante des relations de diffusion/réaction chimique est que la résolution de l’image sera bien meilleure lorsque les amines réactives apparaissent lentement. Si les amines réagissent avec le tissu pendant qu’elles diffusent, leurs concentrations diminuent à la fois avec le temps et la distance. Si tous les produits de décomposition apparaissaient en même temps, la résolution serait médiocre. La vitesse des réactions ne pourrait pas suivre la diffusion.

Un autre principe important qui peut affecter la formation de l’image est le mélange des gaz en phase gazeuse. Tout le monde a vu une sorte de flou scintillant dans l’air. Il est causé par des différences de densité entre l’air chaud et l’air froid au-dessus du sol. L’air chaud monte, ce qui provoque une turbulence, comme tout flux d’air. Les mêmes facteurs s’appliquent à un corps chaud recouvert d’un tissu froid. De petits tourbillons circulaires appelés « cellules de convection » se forment entre une surface chaude et une surface plus froide. Lorsque l’air chaud touche la surface froide, il se refroidit, devient plus lourd, et redescend vers la surface chaude. Ces cellules de convection agissent pour mélanger les gaz de l’un ou l’autre côté de la surface avec l’air ambiant. La convection est plus faible lorsque la distance entre les surfaces chaude et froide est petite. La convection diminue la résolution de l’image. Pour une résolution optimale, les produits de décomposition d’un corps devraient être émis lentement, pendant que le corps est à la même température que le tissu. La décomposition serait alors minime requise pour qu’un chien entraîné à la recherche de cadavres trouve un corps, mais la probabilité d’en détecter un à partir d’une distance significative augmente plusieurs heures après la mort, lorsque les produits diffusent plus loin du corps.

Mettons les choses au clair. Il faut quelques heures pour qu’un corps se refroidisse après la mort, et il faut quelques heures pour que les amines commencent à être produites en quantités significatives. Certaines expériences de formation d’image peuvent facilement démontrer comment les cellules de convection et la concentration de vapeur varient avec la température, entraînant une diminution de la résolution de l’image. La pression de vapeur d’un liquide lourd augmente rapidement à mesure que la température s’élève. Je n’ai pas pu obtenir une bonne résolution en utilisant un « corps » à 40 °C recouvert d’un film d’amines lourdes.

Les caractéristiques de l’image indiquent que l’ammoniac diffusait depuis le nez et la bouche, ce qui suggère que le corps avait été enveloppé assez rapidement après la mort. L’image corporelle a une bonne résolution, ce qui suggère que les amines lourdes sont apparues lentement à basse température.

De nombreux suaire ont été observés dans des contextes archéologiques, certains d’entre eux montrant des images partielles. L’université du Tennessee maintient un site expérimental où les observations sont faites sur des cadavres en décomposition. Ils observent que les mouches pondent leurs œufs dans les plaies des cadavres, et que les asticots apparaissent avant 30 heures à environ 23 °C. Ce délai correspond au temps nécessaire pour que les produits de décomposition commencent à apparaître à la surface d’un corps. Nous n’avons trouvé aucune preuve de migration de produits de décomposition liquides à travers le tissu ; donc, le tissu n’a pas pu être en contact avec le corps pendant très longtemps. Ces observations concordent avec celles du Dr Fred Zugibe, médecin légiste, qui suppose que le corps était mort récemment en se fondant sur les caractéristiques du sang.

Comme mentionné dans le chapitre sur la photographie, la densité de la couleur d’une zone d’image reflète les changements de densité de couleur observés dans les différentes bandes de fibres. La couleur de l’image n’est pas simplement le résultat de changements dans la cellulose (le lin). La cellulose pure est relativement difficile à colorer par des moyens chimiques, mais de nombreuses impuretés sur les fibres peuvent être beaucoup plus facilement colorées. La plupart des composants du lin brut sont des glucides (sucres et polysaccharides de faible poids moléculaire) qui sont chimiquement proches de la cellulose, mais qui peuvent être facilement colorés par « caramélisation » (chauffage) ou réactions avec des amines.

La microscopie prouve que les fibres d’image et les fibres brûlées sont très différentes dans leur structure et leur composition. La distribution de la couleur est différente, même au niveau des fibres individuelles. L’image n’a pas été formée par brûlure des fibres de lin.

Quand on observe au microscope des fibres brûlées en lumière polarisée, une fibre brûlée (figure VI-1) est colorée sur tout son diamètre, et la moelle (un vide tubulaire au centre de la fibre) apparaît généralement plus sombre que la masse de la fibre, du fait des réactions sur la surface et de sa courbure plus serrée. Les moelles des fibres d’image ne montrent aucune coloration ou modification (figure VI-2). Elles sont généralement propres et incolores.

Quand les fibres de cellulose sont suffisamment chauffées pour être colorées, que ce soit par conduction, convection ou rayonnement de quelque nature que ce soit, l’eau est éliminée de la structure (la cellulose est « déshydratée »). Lorsque l’eau est éliminée, les liaisons chimiques C-OH sont rompues. Les radicaux libres •C formés sont extrêmement réactifs, et ils se combineront avec tout matériau à leur proximité. Dans la cellulose, d’autres parties des chaînes cellulosiques peuvent être les réactants les plus proches. Les chaînes se réticulent (crosslink).

Les molécules de cellulose sont repliées en va-et-vient dans un agencement assez régulier, et elles montrent des propriétés de cristallinité. Cela est appelé une « structure fibrillaire ». Lorsque l’on fait tourner la platine d’un microscope pétrographique avec polariseurs croisés en observant une fibre de lin, les longueurs droites changent du noir à la couleur tous les 45°. La fibre est biréfringente et possède une structure ordonnée.

Lorsque la cellulose commence à se carboniser (déshydratation et réticulation), sa structure cristalline caractéristique devient progressivement plus chaotique. Sa biréfringence change et toutes les parties d’une fibre droite ne passent plus de manière nette du sombre à la lumière au même angle. Les zones ordonnées deviennent de plus en plus petites. Elles finissent par prendre l’apparence d’un pseudomorphe et ne font que diffuser la lumière. Une fibre fortement carbonisée ne change pas de couleur lorsque la platine est tournée entre polariseurs croisés.

Il est facile de mesurer l’indice de réfraction d’un matériau et les modifications de sa cristallinité à l’aide d’un microscope pétrographique. Malheureusement, il est bien plus difficile d’effectuer des mesures sur les échantillons actuels, car ils ont commencé à se cristalliser du fait du traitement de McCrone.

Les observations doivent être faites sur la fibre précise qui atteint l’extinction sous le même angle que la bande (alors que tout est noir). L’indice de réfraction d’une fibre de lin normale, parallèle à sa longueur, est presque identique à celui de l’adhésif sur les bandes d’échantillonnage (il disparaît presque). L’indice à travers la fibre est perceptiblement plus faible que celui de l’adhésif. Les indices de réfraction et de cristallinité des fibres d’image sont identiques à ceux des fibres intactes. Des fibres pliées, écrasées ou autrement endommagées présentent un dichroïsme de contrainte et donneront une lecture erronée.

Des expériences comparant des fibres normales de lin à des fibres carbonisées provenant du Suaire montrent que, à mesure que le brunissement augmente, les deux indices du lin s’approchent d’une valeur apparente commune. L’indice observé est la moyenne de toutes les orientations des zones microcristallines dans le pseudomorphe. De telles fibres n’ont pas été observées sur les bandes d’image.

Outre l’observation de médaullas colorées, la cristallinité et la biréfringence donnent de bons indices pour différencier les fibres carbonisées des fibres d’image. Les preuves sont fortes : l’image n’est pas le résultat d’une déshydratation de la cellulose par quelque mécanisme que ce soit, thermique ou radiatif. La cellulose de l’image n’a pas changé à la suite de la formation de l’image.

Un certain nombre d’éléments suggèrent le développement d’une hypothèse complexe de formation de l’image : les bandes de couleur sur le tissu, les différences entre les images et les fibres carbonisées, les interactions entre les bandes colorées et les zones d’image, la densité de l’image à proximité du nez et de la bouche, et la résolution de l’image corporelle (notamment des doigts). Ces observations préliminaires peuvent être affinées à l’aide de techniques plus « scientifiques ».

Même si la chimie de la formation de l’image pouvait être expliquée en détail, la distribution de la couleur resterait une question majeure. La plupart des colorations de l’image n’apparaissent qu’à la surface supérieure du tissu, en zones discontinues sur les parties les plus saillantes du tissage.

Sam Pellicori, membre du STURP, a réalisé une expérience de formation d’image avec du jus de citron. Il a noté que lorsque la couleur se formait, elle apparaissait surtout à la surface du tissu.

Une conservatrice textile de Turin, Anna Maria Donadoni, a mentionné qu’après avoir été lavé dans une solution de saponaria, le linge ancien était « étendu sur des buissons pour sécher ». Dans de telles conditions, les matériaux en solution ou en suspension dans l’eau de lavage se concentrent à la surface de séchage. C’est ce principe que j’ai utilisé pour transférer les traces de matières solubles à partir de surfaces irrégulières vers des filtres en papier en vue d’analyses chimiques ultérieures.

La concentration par évaporation peut expliquer la nature superficielle de l’image ainsi que les propriétés identiques des images avant et arrière. Une vapeur d’amine ayant diffusé d’un corps dans le tissu ne pouvait réagir qu’à l’endroit où des impuretés s’étaient concentrées. Les amines ne réagissent pas avec la cellulose.

Le phénomène peut être démontré par une simple expérience. Préparez une solution diluée de colorant alimentaire, et divisez-la en deux parties. Ajoutez une goutte de détergent liquide à une des parties. Découpez des carrés de tissu blanc d’environ 10 cm de côté. Imprégnez les échantillons de tissu avec l’une ou l’autre des solutions. Marquez les échantillons pour les identifier. Disposez certains échantillons imprégnés sur des surfaces lisses et non absorbantes (par exemple, une feuille de plastique). Déposez-en d’autres sur du sable sec en plein soleil. Suspendez certains échantillons à une corde. Laissez le liquide s’évaporer. Différents types de tissu montreront différents degrés de concentration du colorant sur les surfaces d’évaporation, même sur des fibres contiguës différentes. Il est possible d’obtenir une concentration de teinture sur les deux surfaces, tout en laissant l’intérieur du tissu blanc.

Figure VI-3 : Démonstration de la concentration par évaporation réalisée avec du lin commercial moderne et un colorant alimentaire bleu.

La concentration par évaporation peut expliquer la nature superficielle de l’image et les propriétés identiques des images avant et arrière. Une vapeur d’amine qui se diffuserait d’un corps dans le tissu ne pourrait réagir qu’aux endroits où les impuretés se sont concentrées. Les amines ne réagissent pas avec la cellulose.

Le phénomène peut être démontré par une expérience simple. Préparer une solution diluée de colorant alimentaire et la diviser en deux parties. Ajouter une goutte de détergent liquide dans une partie. Découper quelques carrés de tissu blanc d’environ 10 cm de côté. Imbiber les échantillons de tissu avec l’une ou l’autre des solutions. Marquer les échantillons pour identification. Disposer certains échantillons saturés sur des surfaces lisses et non absorbantes (par exemple, une feuille de plastique). Poser d’autres échantillons sur du sable sec au soleil. Suspendre certains échantillons à une corde. Laisser le liquide s’évaporer. Différents types de tissus montreront différents degrés de concentration du colorant sur les surfaces d’évaporation, même sur des fibres adjacentes différentes. Il est possible d’obtenir une concentration de colorant sur les deux faces, tout en laissant l’intérieur du tissu blanc.

Effet de demi-teinte & lots de fils :

Le curieux effet de « demi-teinte » a été mentionné. Toutes les fibres colorées de l’image montraient à peu près la même densité de couleur sous microscope. En supposant que la couleur se soit formée par des réactions avec un dépôt très fin d’impuretés superficielles sur les fibres, toutes les fibres auraient dû montrer des spectres identiques et à peu près la même intensité de couleur. C’est ce qu’elles faisaient.

Une autre observation importante est le fait que le processus de formation de l’image a produit de légères différences de densité de couleur (mais des spectres identiques) sur les différents lots de fil. On observe cela sous forme de bandes de couleur différente tant dans le fond que dans l’image. La densité de couleur de l’image n’est donc pas simplement fonction des propriétés chimiques de la cellulose : elle dépend aussi des propriétés individuelles des lots de fil. Les effets observés ont dû être causés par des quantités différentes d’impuretés qui recouvraient initialement les surfaces des différents écheveaux de fil, en raison de conditions de blanchiment légèrement différentes.

De légères différences dans la quantité d’impuretés présentes sur les différents lots de fil de lin entraîneraient de légères différences d’énergie de surface. Une impureté majeure du lin est la « cire de lin », qui produit une surface hydrophobe. Les liquides mouillent les fils en fonction de la différence entre la tension superficielle de la solution de lavage et l’énergie de surface du fil de lin spécifique. Cela pourrait expliquer l’aspect « en bandes » du Suaire. Les premières observations et expériences sur ce phénomène furent réalisées par Benjamin Franklin en 1774.

CHAPITRE VII : TESTS CHIMIQUES

La mission principale assignée à l’équipe de chimie du STURP était d’enquêter sur l’affirmation selon laquelle l’image aurait été peinte. Les photographies disponibles à l’époque ne donnaient pas beaucoup de détails sur la nature exacte de l’image ; par conséquent, il fallait considérer tous les pigments et colorants possibles. Pendant ou avant le XIVᵉ siècle, l’ocre rouge était le pigment le plus important. L’ocre jaune et l’ocre rouge peuvent être détectées par fluorescence X. D’autres pigments communs étaient l’ocre jaune (Fe₂O₃ hydraté), l’ocre brune (Fe₂O₃) et d’autres ocres, l’orpiment (As₂S₃), le réalgar (AsS), le jaune de Naples (Pb(SbO₃)₂), la massicot (PbO), et le vert mosaïque (SnSb). Les colorants d’origine organique incluaient le safran, la garance, la réséda, la gaude, la buckthorn et la weld. La garance rouge a commencé à apparaître en Europe à partir du Proche-Orient vers cette époque. Beaucoup de ces colorants nécessitaient des mordants, qui sont des oxydes hydratés de divers métaux (par ex. aluminium, fer, chrome). Nous avons décidé que des tests chimiques et une spectrométrie de fluorescence X seraient nécessaires pour confirmer la présence de pigments spécifiques.

La couleur de l’image n’apparaît pas sous les taches de sang lorsqu’elles sont éliminées à l’aide d’une enzyme protéolytique. Quel que soit le processus ayant produit l’image, il a donc dû se produire après que le sang ait coulé sur le tissu, et le processus de formation de l’image n’a pas détruit le sang. Cela indique des conditions très douces de formation de l’image.

Les 21 et 22 janvier 1980, les membres de STURP se sont rendus à l’Académie de l’Air Force à Colorado Springs, CO. L’équipe de chimie y avait accès à des microscopes de qualité, et nous avions rassemblé tous les réactifs critiques nécessaires pour tester le sang, le sérum, les protéines, et différentes classes de colorants.

Sur la base de ses travaux au microscope, Walter McCrone avait affirmé que l’image avait été peinte avec du gélat (colle animale) et de l’hématite. Il avait utilisé un réactif à l’amido black pour détecter les protéines. Le réactif à l’amido black ¹ avait été développé pour tester les peintures murales à la recherche de gélat, et n’était pas destiné à être utilisé sur des surfaces poreuses et adsorptives. Nos tests ont montré que l’amido black donnait effectivement un test positif pour les protéines sur le lin : il donnait également un test positif sur du linge propre, moderne, commercial. Cela étant, nous avons étudié la méthode pour déterminer la fiabilité des résultats positifs. La seule méthode déterminante consistait à mesurer le Rf (facteur de migration) du réactif sur des surfaces cellulosiques. Lors du test, l’excès d’amido black est lavé de l’échantillon avec de l’acide acétique à 5 % ; ainsi, on mesure le Rf en utilisant une plaque mobile d’acide acétique à 5 % sur différents types de matériaux cellulosiques avec amido black. Nous avons constaté que le Rf était 0,05 ± 0,02 : l’amido black bougeait à peine ! De futures tentatives pour laver l’amido black des fibres de lin ont montré que le colorant était presque irréversiblement absorbé. Il était impossible de laver l’amido black des surfaces de lin non peintes en suivant les procédures standard. Les résultats faussement positifs étaient inévitables.

McCrone n’avait pas suivi les procédures les plus élémentaires d’analyse rigoureuse : il n’avait pas effectué de « blancs ». Il n’avait pas testé sa méthode pour les faux positifs. Tout ce qu’il voulait, c’était démontrer qu’il avait raison. Une étude scientifique rigoureuse exige autant de méthodes d’observation indépendantes que possible. Il est aussi inacceptable …

…. de laisser des sentiments antireligieux diriger la science que de lui imposer une réponse théologique particulière. J’ai été déçu de constater que Walter ne pouvait pas faire preuve d’objectivité lorsqu’il recherchait la publicité.

Un test plus fiable pour les protéines est le test biuret-phénol. Nous avons utilisé un réactif préparé commercialement par Hycel. Nous avons également utilisé un réactif Fischer-Folin fait maison pour confirmer les résultats. Lorsqu’une protéine est au moins partiellement soluble, la couleur bleu-violet intense du réactif se dissout autour de l’échantillon de fibre. Nous pouvions observer à l’œil nu des résultats positifs pour les protéines, sous forme d’une tache bleue apparaissant autour des fibres sanguines du Suaire sur les lames de microscope.

Puisque toutes les fractions sanguines contiennent du soufre dans des sulfoprotéines, j’ai également fabriqué un réactif iode-azide. Il est extrêmement sensible, et produit une effervescence de gaz azote au contact d’un composé sulfuré (figure VII-1). Cela a fourni un test microchimique indépendant pour détecter les protéines du type que l’on trouve dans le sang.

Joan Janney (aujourd’hui Joan Rogers) a mis au point une méthode pour récupérer des fibres à partir des échantillons sur bande adhésive que Walter McCrone avait presque détruits. Elle collait les lamelles couvre-objets sur une lame à l’aide d’un ciment époxy incolore, puis elle retirait la bande adhésive des lamelles. Ensuite, elle extrayait des fibres individuelles de l’adhésif à l’aide de micro-pinces, tout en observant au microscope. Elle découpait aussi de petites sections de bande adhésive avec un scalpel. Nous lavions ensuite les fibres et les fragments de bande prélevés avec du xylène, afin d’en éliminer les résidus de colle. C’était un procédé laborieux, et personne impliqué n’avait grand-chose de positif à dire sur Walter Mc Crone.

Nous avons testé des fibres du Suaire ainsi que des fibres provenant des fils Raes qui avaient été enduits d’une solution de blanc d’œuf à 10 %, puis séchés. Tous ont donné des résultats positifs aux tests protéiques, avec tous les réactifs utilisés. Toutes les fibres prélevées à partir des bandes adhésives appliquées sur les zones de sang ont également donné des tests protéiques positifs.

Eric Jumper a saturé une fibre jaune de l’échantillon 6BF avec de l’amido black. Cet échantillon provenait d’une zone de sang située près d’une brûlure. On aurait pu s’attendre à ce qu’il soit recouvert de sérum sanguin ayant été dénaturé par la chaleur et/ou le formol lors de l’incendie de 1532.

La fibre ainsi enrobée n’a pas donné de test positif aux protéines : tout l’amido black s’est détaché au lavage avec de l’acide acétique à 5 %, et aucune bulle ne s’est formée avec le réactif iode-azoture.

J’avais conservé l’enveloppe qui aurait contenu le fil de Zina. À l’aide d’un microscope à faible grossissement, on pouvait observer des particules rouges à l’extérieur de l’enveloppe intérieure ainsi qu’à l’intérieur. La plus grande particule rouge que j’ai pu trouver, d’environ 5 micromètres de diamètre, a donné un test positif aux sulfoprotéines avec le réactif iode-azoture.

La plupart des fibres visibles à l’intérieur de l’enveloppe étaient du coton, évidemment détaché du papier chiffon pendant que l’échantillon était mis en pièces.

Les personnes qui ne savent pas ce qu’elles font ne devraient rien faire autour d’échantillons irremplaçables.

Adler et Heller ont ensuite effectué des tests de confirmation à l’aide des réactifs biuret/Lowry, bleu de Coomassie, bleu de bromothymol, amido black, vert de bromocrésol, et fluorescamine. Ils ont inclus différents types de témoins, notamment des échantillons ayant été nettoyés avec une enzyme protéase.

Des résultats positifs ont été obtenus à partir de fibres provenant des zones tachées de sang ; des résultats négatifs ont toujours été obtenus à partir des fibres jaunes de l’image.

Ils ont déterminé que le test à la fluorescamine permettait de détecter entre 1 et 10 nanogrammes de protéines.

Aucun test positif aux protéines n’a été obtenu avec les réactifs fiables lorsqu’ils étaient appliqués à des fibres du Suaire provenant du fond ou des zones d’image pure.

Aucune protéine n’avait été ajoutée aux zones d’image. Les tests ont donc prouvé que l’image n’a pas été peinte avec une technique à la détrempe à l’œuf, comme l’avait affirmé McCrone.

Les résultats nous amènent également à remettre en question toute contribution éventuelle de fluides corporels dans la formation de l’image.

Lorsque les sulfoprotéines sont chauffées, elles dégagent du sulfure d’hydrogène (H₂S) et ne réagissent plus au test à l’iode-azoture. McCrone avait déclaré que « le sang du Suaire ne peut pas être du sang, car il ne donne pas de test positif à l’iode-azoture ».

Or, le seul échantillon qu’il avait testé était le 6AF, prélevé sur une zone de sang brûlé proche de la « blessure de la lance ». Il est facile d’obtenir les résultats que l’on souhaite si l’on est prêt à écarter toutes les preuves contradictoires.

Des tests chimiques ponctuels au moyen d’iode en solution aqueuse ont indiqué la présence de certaines fractions d’amidon sur les fibres du Suaire. Cela concorde avec la description de la fabrication du lin donnée par Pline l’Ancien.

Il aurait été presque impossible de laver entièrement tous les composants de l’amidon brut d’un tissu, même avec les détergents et méthodes modernes. Il aurait été encore moins probable de le nettoyer complètement avec du « struthium ».

Une preuve concluante aurait pu être obtenue par la détection de l’un quelconque des composants du struthium, à savoir la Saponaria officinalis.

Saponaria hydrolyse pour produire des aglycones qui sont fluorescents dans la région bleue. La zone non-imagée du Suaire est faiblement fluorescente, avec un maximum à environ cette longueur d’onde, 435 nanomètres. Ce spectre de fluorescence soutient l’hypothèse selon laquelle le tissu a été lavé à la saponaria. L’image filtre la fluorescence de fond, ce qui rend l’image plus sombre.

La Saponaria est toxique, et agit comme un poison. Un conservateur textile à Turin nous a dit que les vieux tissus lavés avec S. officinalis semblaient mieux conservés que les tissus plus récents. Des échantillons de comparaison prêtés par le Musée d’Égyptologie de Turin étaient encore souples, et plusieurs dataient de plusieurs milliers d’années.

La Saponaria produit quatre saponines glycosidiques, contenant toutes de la gypsogénine. La gypsogénine est construite sur un noyau triterpénique, et les tissus lavés à la S. officinalis deviennent fluorescents à mesure qu’ils se dégradent. Nous ne disposions pas de l’équipement pour tester le spectre de fluorescence en 1977, mais il semble qu’il se situait dans la région bleue-lumière. Je pense que le lavage à la S. officinalis pourrait expliquer la fluorescence de fond du Suaire.

Les glycosides s’hydrolysent pour produire des chaînes de sucres. Les glucides suivants ont été identifiés dans ces chaînes : galactose, glucose, arabinose, xylose, fucose, rhamnose et acide glucuronique.

Les sucres pentoses avec une structure furanosique semblent être les plus réactifs. Je les ai utilisés dans des expériences de cinétique chimique. Les sucres issus de la Saponaria devraient donc être assez chimiquement actifs. La détection de sucres dérivés de S. officinalis fournirait une preuve solide que la technologie ancienne avait été utilisée pour préparer le tissu du Suaire.

Si l’image avait été produite par une réaction thermique intense, comme par chauffage ou réaction de Maillard, certains produits de pyrolyse du lin, y compris le furfural, devraient être présents. La détection de produits de pyrolyse aurait constitué une preuve quasi concluante d’un mécanisme de formation d’image ; cependant, leur absence ne prouverait rien. J’ai testé avec le réactif de Bial, afin de suivre le test de furanose de Seliwanoff pour le furfural. Il donne une couleur rouge vif avec le furfural, mais aucun test positif n’a été obtenu avec les fibres d’un échantillon du Suaire. Le furfural polymérise avec le temps pour former une matière dense et sombre qui ne donne pas le test. La polymérisation est plus rapide lorsque la réaction est catalysée par certaines impuretés, et elle peut être ralentie par des inhibiteurs. Je pourrais noter la présence de furfural dans les zones d’image, cependant cela ne valait pas l’effort d’essayer. Les mêmes tests peuvent détecter les sucres pentoses.

Je n’ai pas pu prouver la présence de sucres pentoses sur le Suaire, donc je n’ai pas pu prouver que le tissu avait été lavé avec S. officinalis. Seule la preuve de fluorescence reste pour soutenir l’usage de struthium.

Le test de réactif de Seliwanoff donne aussi une couleur rouge vive avec le furfural (sucre furanique), mais ne réagit pas avec l’acide lévulinique (un produit de pyrolyse de la cellulose). J’ai obtenu un test rouge avec des fibres brûlées du Suaire, mais les fibres d’arrière-plan n’ont donné aucune couleur. Je soupçonne que les descriptions de ce réactif dans la littérature ne sont pas complètes.

Le micrographie des dépôts d’image du chapitre VI montre des dépôts sombres aux nœuds de croissance du lin. J’ai supposé que ces taches étaient du lignine non éliminée pendant le processus de blanchiment. Le lin moderne blanchi avec du chlore ou d’autres agents de blanchiment actifs montre quelques très petites taches noires aux nœuds de croissance. J’ai pensé qu’une abondance de lignine pourrait donner une preuve de technologie primitive.

Un test très sensible pour la lignine peut être trouvé dans la littérature scientifique. Il utilise le phloroglucinol dans de l’acide chlorhydrique concentré pour produire une réaction avec la vanilline contenue dans la lignine. La réponse positive est une couleur violette vive. Le Suaire n’a pas donné ce test. Les petites taches noires sur le lin moderne ne donnent pas non plus le test ; cependant, les dépôts noirs aux nœuds de croissance sur les fibres provenant du tissu de renfort médiéval du Suaire (le « tissu hollandais ») ont montré des tests positifs clairs. D’autres échantillons médiévaux que nous avions ont donné un test clair. Un échantillon provenant des enveloppes des manuscrits de la mer Morte n’a pas donné de test, mais ce n’est pas un endroit où je voudrais vivre sans climatisation.

Le Dr Stan Kosiewicz, de Los Alamos, chimiste analytique, a soumis à un vieillissement des échantillons contenant de la lignine à 40, 70 et 100 °C pendant une durée allant jusqu’à 24 mois. Comme nous le soupçonnions, il a constaté que la lignine perd sa vanilline sous l’effet de la chaleur et/ou du temps. On peut sentir la vanilline émaner de certaines écorces d’arbres, riches en lignine. Essayez de sentir un pin Jeffrey en plein soleil, un jour. Stan a observé que la limite supérieure de l’expérience était d’environ sept mois à 100 °C, car la cellulose commençait à brunir.

Les vitesses des réactions chimiques dépendent fortement de la température. Les vitesses de toutes les réactions sont modélisées par une équation exponentielle appelée équation d’Arrhenius :

Les vitesses peuvent être basées sur les quantités des réactants (x est la fraction réagie à un instant donné t) et connues, mesures standard de constantes de cinétique chimique (k, la constante de vitesse ; Z, le facteur de fréquence d’Arrhenius ; E, l’énergie d’activation d’Arrhenius ; R, la constante des gaz ; et T, la température absolue en degrés Kelvin). Tout processus chimique impliqué dans le vieillissement du Suaire ou la formation de l’image aura des propriétés en accord avec cette équation. On notera que…

la vitesse de toute réaction chimique ne devient jamais exactement nulle avant que la température atteigne le zéro absolu, mais certaines choses prennent beaucoup de temps à se produire à basse température. La température apparaît dans l’équation de façon exponentielle ; par conséquent, elle est habituellement plus importante que la quantité de réactifs ; toutefois, lorsqu’un réactif est épuisé, la vitesse approche de zéro. Le facteur f(α)f(alpha)f(α) est appelé le « facteur d’épuisement », et il dépend de l’état physique de la réaction, du type de réaction, et/ou du nombre de molécules impliquées dans la réaction. La température et la quantité de réactif disponible sont toutes deux importantes.

Les vitesses de dégradation de la lignine étaient si lentes que nous ne pouvions pas faire de déterminations précises des constantes de vitesse dans le temps dont nous disposions, alors nous avons fait des estimations honnêtes mais grossières. Nous avons utilisé le temps jusqu’à ce que le test au phloroglucinol/HCl échoue à détecter la lignine comme critère à 40, 70 et 100°C, pas une méthode très rigoureuse ; toutefois, nous avons obtenu la formule prédictive suivante selon Arrhenius :

Alors, combien de temps faudrait-il environ pour que la vanilline disparaisse des fibres du Suaire ? La véritable réponse en termes de cinétique chimique est : elle ne disparaît jamais complètement. La raison est que la vitesse est exponentielle :

(où αalphaα est la fraction de la lignine qui a perdu sa vanilline à un moment donné t). Mais le test à la vanilline a ses limites. En utilisant le moment où la détection échoue comme critère de « plus de vanilline », nous pouvons établir quelques estimations pour le monde réel sur le temps qu’il faudrait pour que la vanilline de la lignine disparaisse.

Il est intéressant de comparer les chiffres de la lignine avec ceux qui ont été déterminés pour la cellulose et certains autres sucres. Par exemple, les constantes de vitesse pour la première réaction de déshydratation de la cellulose sont d’environ 47 300 cal/mole et son facteur préexponentiel est d’environ

Les constantes pour le glucose, le sucre le plus commun, sont :

L’énergie d’activation pour l’arabinose (un sucre pentose moins stable) est d’environ 19 700 cal/mole.

La haute énergie d’activation pour la cellulose reflète le fait qu’il s’agit d’un solide cristallin. On a longtemps su que lorsque l’énergie d’activation pour un solide pur et cristallin est proche de la somme de sa chaleur latente de fusion (combien de chaleur il faut pour faire fondre le solide) et de l’énergie d’activation du composé à l’état liquide, alors cela implique que la cellulose est très stable lorsqu’elle est solide, mais qu’elle fond avec une décomposition lorsqu’elle est chauffée à 260–270°C. La fusion avec décomposition est un processus autocatalytique, mais il s’arrête complètement lorsque le liquide se refroidit et se solidifie.

La cellulose commence à se colorer assez rapidement à partir de 325°C. C’est probablement dû à la température atteinte par l’image brûlée pendant l’incendie de 1532. À cette température, il faudrait environ 0,6 seconde pour décomposer 95 % de la lignine, mais la lignine se décompose très lentement à température ambiante.

Comme la loi de vitesse est exponentielle, la température diurne maximale est bien plus importante que la température de stockage la plus basse ; cependant, si le Suaire avait été conservé à une température constante de 25 °C, il aurait fallu environ 1 319 ans pour perdre 95 % de sa vanilline. À 23 °C, il aurait fallu environ 1 845 ans. À 20 °C, il faudrait environ 3 095 ans. À 15 °C, il faudrait environ 7 482 ans, et à 10 °C, il faudrait environ 18 661 ans. Vous pouvez constater le problème : le facteur temps est très sensible à l’historique thermique.

Nous parlions d’une perte de 95 % de vanilline, mais qu’en est-il de la cellulose ?
Selon les données publiées, il faudrait environ 84,3 milliards d’années pour en décomposer 1 % dans des conditions sèches et stériles. C’est environ six fois l’âge de l’univers.
Nous n’avons pas à nous inquiéter de la décomposition de la cellulose dans le Suaire, à moins que quelqu’un ne le contamine.

J’ai utilisé cette même méthode pour estimer les températures maximales atteintes par des armes nucléaires ayant été stockées dans des lieux connus, et les estimations chimiques correspondaient aux valeurs mesurées de température/temps. Malheureusement, ni le temps ni les fonds ne sont disponibles pour étudier le Suaire aussi rigoureusement qu’une arme. Le Suaire peut vous faire réfléchir aux priorités de l’humanité.

Si le Suaire avait été produit entre 1260 et 1390 après J.-C., comme l’indiquent les analyses au radiocarbone, sa lignine devrait être facile à détecter. Un lin produit en 1260 après J.-C. aurait dû conserver 37 % de sa vanilline en 1978. Tous les lins médiévaux que nous avons testés ont donné un bon test à la vanilline.

La conductivité thermique du lin est très faible, environ

donc les parties non brûlées du tissu plié n’auraient pas pu chauffer beaucoup en 1532. Le gradient de température à travers le tissu dans le reliquaire devait être très raide, et le centre du tissu n’aurait pas été chauffé de manière significative pendant le temps disponible. Le changement rapide de couleur, depuis les marges brûlées jusqu’au blanc, illustre bien ce fait.

Si vous voulez vraiment calculer le profil de température à travers le tissu, tout ce dont vous avez besoin, ce sont les dimensions de la boîte, la conductivité thermique du tissu à sa densité d’empaquetage dans la boîte, la capacité calorifique du tissu, les constantes cinétiques, et la chaleur endothermique de réaction. En supposant qu’il n’y a pas de réaction endothermique — situation qui se produirait uniquement dans les parties du tissu où il n’y a pas eu de brûlures, donc aucune réaction — vous pouvez effectuer un calcul unidimensionnel du profil de température exponentiel à partir de l’équation suivante :

où t est le temps en secondes ; To est la température initiale ; Ts la température de surface lorsque le chauffage s’est arrêté ; et τtauτ est la constante de temps. La constante de temps est calculée à partir de l’équation suivante :

où a est une dimension en cm et k est la diffusivité thermique en cm²/s. Si la forme est autre qu’une sphère parfaite, une dalle infinie ou un cylindre infini, vous entrez dans des calculs plus complexes.

Si vous voulez faire vos calculs à l’intérieur d’un tissu qui est en train de se consumer ou de se décomposer, vous devez utiliser des équations adaptées au flux thermique réactif. À ce stade, il serait utile de consulter les ouvrages suivants :

D. A. Frank-Kamenetskii, Diffusion and Heat Transfer in Chemical Kinetics, Plenum Press, New York, NY (1969).
N. N. Semenov, Chemical Kinetics and Chain Reactions, Oxford University Press, London (1935).

Parfois, il est plus simple de faire une expérience. L’incendie de 1532 a fait l’expérience pour nous. Tout chauffage au moment du feu aurait diminué la quantité de vanilline dans la lignine en fonction de la température et de la durée de chauffage. Différentes quantités de vanilline auraient été perdues à différents endroits, selon la température atteinte et le temps mis pour que la température revienne à la normale. Aucun échantillon de quelque endroit que ce soit sur le Suaire n’a donné le test à la vanilline. Puisque le Suaire et d’autres linges anciens ne donnent pas le test à la vanilline, je crois que nous pouvons être confiants que le tissu est très ancien. Il est très peu probable que le lin ait été produit durant le Moyen Âge. Voir le chapitre IX pour une explication de la différence entre la datation par radiocarbone et les observations sur la technologie de production du lin et sa composition.

Une autre observation, plus qualitative, peut être faite concernant les brûlures : leurs marges sont très lisses. Rien n’indique une distribution inégale de catalyseurs dans le tissu.

Avec suffisamment de travail, nous pourrions obtenir des constantes cinétiques précises et confirmées pour la lignine. Ce serait un bon projet de thèse pour tout étudiant en chimie intéressé par le Suaire. Toutefois, quelles que soient les hypothèses que nous fassions, la chimie suggérerait que le tissu est plus ancien que la date de radiocarbone publiée. Il existe d’autres raisons.

Une conséquence du problème de la lignine est que toutes les dégradations suivront la même dépendance exponentielle à la température. Si vous voulez préserver le Suaire, conservez-le au froid. Mais pas trop : un gel profond provoquerait probablement des fractures.

Les récits bibliques suggèrent que l’aloès et la myrrhe étaient utilisés pour préparer le corps de Jésus à l’ensevelissement. Il a été relativement simple de tester la présence de ces deux substances. Le Dr. Baima Bollone, professeur de médecine légale à Turin, a affirmé avoir trouvé de l’aloès et de la myrrhe sur le Suaire par test d’anticorps, mais il n’a pas publié de détails ni demandé de confirmation. Ces affirmations doivent être confirmées par des observations indépendantes.

Les aloès contiennent un mélange complexe de composés chimiques, mais tous contiennent une structure annulaire fusionnée appelée anthraquinone, composée de trois noyaux benzéniques avec des doubles liaisons oxygénées attachées à l’anneau central. Par exemple, l’aloïne contient une structure d’anthraquinone avec un sucre pentose attaché. L’aloé-émodine a deux groupes -OH et aucun sucre,

…et elle se transforme en ammoniac très odorant. L’aloé-émodine et l’anthranol d’aloès ont des groupes -OH où les doubles liaisons oxygénées sont situées ; ainsi, il fluoresce dans le vert. Le Suaire fluoresce dans le bleu. Toutes les fractions des aloès ont des caractéristiques spectrales différentes, et sont faciles à détecter par spectrométrie de réflectance.

La myrrhe a une odeur pénétrante, et c’est une matière jaune à jaune-verdâtre, collante et épaisse. Elle contient 2,5 – 8 % d’une huile volatile qui est environ 1 % de ses composants en poids. Le reste est de l’eugénol, du métacrésol, du pinène, du limonène, du dipentène et deux sesquiterpènes, qui sont tous des composés aux propriétés connues. Elle contient environ 25 – 40 % de résine, elle-même composée d’acides résiniques (acides α-, β-, et γ-commiphoriniques), de résines et de composés phénoliques. Les tests peuvent détecter un composé phénolique, le protocatéchualdéhyde, qui donne une couleur intense au fer en présence d’ions ferreux. Un autre donne de la pyrocatéchine, qui intervient dans de nombreuses réactions colorées de microchimie sensible. La myrrhe contient aussi environ 60 % d’une gomme ressemblant à la gomme d’acacia, donnant du sucre arabinose après hydrolyse. Plusieurs méthodes sensibles devraient pouvoir détecter la myrrhe. Nous n’avons pu confirmer les affirmations de Bollone ni pour l’aloès ni pour la myrrhe.

Le 24 mars 1979, le STURP s’est réuni à Santa Barbara (Californie). Des présentations préliminaires ont été faites dans tous les domaines chimiques, microscopiques et instrumentaux. Deux observations importantes ont été faites par Walter lignCrone. Il a déclaré que tous les points rouges dans les zones de sang étaient des oxydes de fer en différentes phases d’hydratation. Un de ses propres collaborateurs a ensuite réfuté cela lors d’analyses au microscope laser. Walter a également affirmé avoir trouvé de l’amidon de blé sur le Suaire. Nous avons confirmé cela par des tests microchimiques avec de l’iode, ce qui appuie l’hypothèse que le tissu avait été apprêté par des méthodes anciennes.

Le 14 mars 1981, le STURP s’est réuni à nouveau à New London (Connecticut), pour faire rapport sur les études postérieures. Les résultats surprenants furent rapportés par le professeur Alan Adler de la Western Connecticut University. Il avait découvert que la couleur de l’image pouvait être réduite par un réactif de diimide, laissant des fibres de lin incolores, non endommagées. Ces données spectrales confirmèrent que la couleur de l’image résultait de doubles liaisons conjuguées dans la cellulose. Il a réalisé que les fibres colorées étaient modifiées avec 70 % de peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) plus 97 % d’hydrazine (N₂H₄) dans de l’eau bouillante.
Attention : ce réactif peut être dangereux à manipuler.

Jusqu’à ce moment, nous avions supposé que la couleur de l’image résultait d’un ensemble de changements chimiques dans la cellulose du lin. Le mécanisme le plus probable impliquait la déshydratation de la cellulose pour produire des doubles liaisons conjuguées. Les observations d’Adler suggèrent fortement que la cellulose n’a pas été impliquée dans la formation de l’image.
C’est une observation extrêmement importante.

Nous pouvions à peine croire cette observation. Alors qu’Adler retournait à son laboratoire pour faire des observations plus détaillées sur les échantillons, il rapporta aussitôt avoir vu des « fantômes » dans la colle adhésive des rubans de prélèvement. Il apparut que certaines fibres d’image avaient été arrachées de l’adhésif, et que leur revêtement coloré avait été enlevé de la fibre et était resté dans l’adhésif. Il découvrit que les « fantômes » colorés montraient les mêmes propriétés chimiques que les fibres d’image authentiques du Suaire. Je suis allé dans son laboratoire pour confirmer ses observations, et il avait sans aucun doute raison. L’observation était si importante…

…que j’ai fait une autre confirmation en recherchant autant de « fantômes » que possible sur les lames dans mon laboratoire. Ils apparaissaient sur toutes les bandes adhésives d’image (la figure VII-2 en est un exemple).

Les bandes de couleur (chapitre VI), et le fait que toute la couleur de l’image n’apparaisse que sur les surfaces extérieures des fibres, suggèrent que la formation de l’image impliquait une fine couche d’impuretés. Puisque la cellulose n’était pas colorée, les impuretés devaient être significativement moins stables que la cellulose. Cela suggère aussi que ces impuretés étaient le résultat des méthodes de production du tissu (chapitre IV), et qu’elles devaient apparaître sur toutes les parties du tissu. Une recherche d’impuretés glucidiques sur le Suaire a confirmé la détection de certaines fractions d’amidon rapportée par McCrone. L’amidon et les glucides de faible poids moléculaire issus d’amidon brut se coloreraient bien plus facilement que la cellulose, soit par déshydratation thermique, soit par réactions chimiques.

Si des impuretés préexistantes avaient permis la formation de l’image, certaines auraient dû encore se trouver sur le Suaire au moment de l’incendie de 1532. Une recherche dans les échantillons de bande prélevés sur des zones légèrement brûlées a révélé des fantômes qui semblaient identiques à ceux des zones d’image. De minces couches d’impuretés colorées s’étaient détachées de fibres brûlées totalement isolées des zones d’image (voir figure VII-3).

Les fibres brûlées de l’échantillon montré sur la figure (échantillon STURP 1IB) étaient très légèrement colorées ; cependant, les brûlures sur le Suaire allaient de presque invisibles à noires. Tous les degrés de dégradation de la cellulose ont été observés, allant de l’absence de coloration jusqu’à la carbonisation noire. Les zones plus fortement brûlées montrent un assombrissement de la cellulose elle-même, et de nombreuses médullas semblent plus foncées que le corps de la fibre (figure VI-1).

Les tests chimiques semblent apporter un soutien fort au rejet de toute hypothèse de peinture pour la formation de l’image. Le résultat le plus surprenant fut que la couleur de l’image apparaissait uniquement sur la surface extérieure des fibres colorées. Cela nécessitait une réévaluation majeure des hypothèses de formation d’image. Toute hypothèse impliquant une coloration interne des fibres de lin devait être rejetée. Certaines « théories » mentionnées – telles que rayonnement pénétrant, brûlure à haute température (statue chauffée, peinture avec une torche, etc.), ou déshydratation catalysée de la cellulose – sont donc inadéquates.
Les fibres de l’image ne sont colorées que sur leurs surfaces.

CHAPITRE VIII : MÉTHODES INSTRUMENTALES D’ANALYSE

Les gens sont très ingénieux. Ce fut un défi intéressant d’essayer de deviner toutes les façons possibles dont une image aurait pu être peinte ou truquée. Comme nous ne pouvions pas penser à tout, nous avons tenté de faire des observations subtiles sur le tissu et tous les matériaux associés afin de détecter des choses inattendues.

Si le suaire n’était pas un faux, on pourrait trouver des preuves qu’il avait été en contact avec un corps. Il serait très utile de prouver que le suaire avait réellement recouvert un cadavre. Les mêmes méthodes d’observation utilisées pour détecter la fraude pouvaient être utilisées pour détecter les composants du sébum et les impuretés. Cependant, toute personne pourrait utiliser un animal pour fabriquer une fraude. Nous avons donc dû rechercher les excrétions sébacées provenant de toutes sortes d’animaux. La liste que nous avons utilisée est montrée dans le tableau.

Sécrétions sébacées de l’Homo sapiens et de plusieurs espèces animales (%)

Constituant	H. sapiens	Mouton	Cobaye	Souris	Lapin	Rat	Bœuf	Canard
Acides gras libres	3,2	11,0	0,0	7,5	9,0	7,4	5,1	–
Acides gras combinés (esters, cires, triglycérides)	34,6	44,0	49,3	36,7	43,6	51,1	55,4	17,6
Triglycérides	23,5	6,0	0,3	0,0	–	–	–	–
Matière insaponifiable	30,1	46,1	44,8	51,6	45,9	41,1	42,7	–
Squalène (très fluorescent)	5,5	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	–
Hydrocarbures	8,1	1,5	1,1	3,2	1,5	–	–	–
Alcools de cire	6,2	9,0	5,0	5,9	3,10	17,5	48,0	–
Cholestérol	6,1	10,0	18,0	4,5	3,5	5,8	14,4	1,4
Dihydrocholestérol	0,1	2,5	–	–	–	–	–	–
Lathostérol	–	–	1,8	8,1	0,1	0,4	–	–
Autres stérols	0,3	–	0,7	–	0,3	0,2	–	–
Isocholestérol	–	–	12,5	–	–	–	–	–
Alcanes-1,2-diols	2,0	2,3	5,6	27,5	2,7	2,9	–

Le constituant le plus stable du sébum est le squalène, il a un point d’ébullition très élevé (280°C à 17 mm Hg), et il est aussi unique aux êtres humains. Il est très fluorescent, et il pourrait être détecté et identifié par son spectre. Il a une masse de 411, et il devrait être possible de le détecter avec une grande sensibilité en utilisant la spectrométrie de masse. Il prouverait un contact avec un corps humain.

Les plans pour analyser le Suaire étaient fondés sur les exigences visant à détecter et identifier tous les types de composés qui seraient diagnostiques pour déterminer l’« authenticité » (quelle que soit la signification qu’on donne à ce terme), l’âge, et la composition du tissu et de l’image.

Le Suaire a été observé par lumière visible et spectrométrie ultraviolette, spectrométrie infrarouge, spectrométrie de fluorescence des rayons X et thermographie. Des observations ultérieures ont été réalisées par pyrolyse-spectrométrie de masse et spectroscopie Raman par microsonde laser.

Avant de chercher des preuves de peinture, il était important de faire une revue de la littérature sur tous les types de matériaux qui avaient été utilisés à travers les âges.

Les plus anciens pigments connus sont apparus à la préhistoire, et on les trouve dans les grottes d’Europe et d’Afrique. Ils sont dérivés de matériaux naturels, par exemple, des ocres rouges et jaunes et du charbon de bois. Il existe des preuves que les pigments étaient mélangés avec de la graisse animale pour leur application sur les surfaces irrégulières. L’encaustique est apparue très tôt dans l’histoire, appliquant des pigments dans de la cire ensuite chauffée pour les fixer.

Les méthodes à fresque et en mosaïque ne pouvaient clairement pas s’appliquer au Suaire, mais nous les avons néanmoins envisagées dans la recherche de matériaux inattendus.

La peinture à la tempera a été utilisée par les anciens Égyptiens et Grecs, et a été perfectionnée par les peintres d’icônes entre environ 400 et 1200 après J.-C. Elle fut essentiellement le seul mode de peinture utilisé durant la Renaissance jusqu’au XVe siècle. Elle implique des pigments en poudre mélangés à de nombreux liants solubles dans l’eau. Les liants principaux sont le blanc d’œuf, le jaune d’œuf, les gommes végétales (surtout la gomme arabique), les résines (par exemple la résine mastic), le vin, le miel, et/ou des colles animales. La tempera aurait été la méthode de peinture la plus probable pour fabriquer un faux avec le Suaire à la période indiquée par la datation au radiocarbone de 1988, soit 1260–1390 après J.-C.

Plus de 40 pigments différents étaient utilisés au Moyen Âge. Certains provenaient de minéraux bruts broyés par l’artiste ou obtenus via le commerce de minéraux rares. La détermination de la distribution des tailles de particules pouvait aider à détecter des pigments manufacturés par l’homme.

Certains pigments étaient fabriqués par des alchimistes, suivant des procédés élaborés (et toxiques). On pouvait beaucoup apprendre en observant les propriétés de tels matériaux. Il était également intéressant d’observer les réactions entre les pigments et les milieux liants. De nombreux pigments artificiels réagissent avec le milieu liant ou en changent au fil du temps.

Des couleurs pures étaient appliquées directement, puis des ombrages ajoutés avec des lavis transparents à base de noir ; par conséquent, on pouvait s’attendre à observer des variations dans la composition élémentaire en fonction de la localisation sur une image peinte.

Les bleus provenaient de l’outremer (lapis-lazuli), obtenu par un processus complexe de raffinage de la lazurite. L’azurite, la malachite et l’indigo (extrait du pastel et habituellement utilisé sous forme de laque) étaient également employés.

Les pigments rouges incluaient le minium et le vermillon (sulfure de mercure rouge), tous deux produits par des alchimistes. L’hématite, les argiles rouges, la sinopia, les rouges vénitiens et la Terra Rosa étaient aussi utilisés. Le dragon’s blood est la résine d’un arbuste d’Asie orientale. Le braisylwood provenait d’arbres de Ceylan. Il était affiné pour donner une poudre fine, bouilli et mélangé avec de la lessive pour obtenir une couleur pourpre, ou de l’alun pour une teinte orange-rouge.

Le jaune était généralement produit avec des ochres, provenant de dépôts naturels d’oxydes de fer hydratés et d’autres minéraux argileux. L’orpiment est du sulfure d’arsenic, et il réagit avec d’autres pigments comme le blanc et le rouge de plomb ou le vert-de-gris. Il noircit sauf s’il est stabilisé avec de la colle. Il serait intéressant d’en trouver sur la surface du Suaire. Le réalgar, autre sulfure d’arsenic, est bien plus semblable au minium ; cependant, il est encore moins stable. Le gamboge, ou jaune d’Espagne, apparut depuis l’Est durant les Croisades. Il s’agit de la sève d’un arbre, mais elle doit être raffinée pour pouvoir être utilisée.

Le massicot, de l’oxyde de plomb, est utilisé depuis les temps classiques. Le litharge, l’oxyde de plomb jaune, se trouve souvent dans les résidus d’anciennes forges. Les alchimistes le fabriquaient en chauffant du minium. L’orzica est une teinture dérivée d’une plante italienne. Le safran est fabriqué à partir des étamines du crocus. Nous avons envisagé qu’il puisse avoir servi à produire l’image. Le jaune mosaïque est du sulfure d’étain, et il servait à imiter l’or. La gaïacine, l’aloès, le jaune biliaire, et la poudre d’or (poudre de feuille d’or) ont également été utilisés pour produire des jaunes.

Nous avons envisagé que des pigments blancs aient pu être utilisés comme lavis ou pour l’ombrage, ou qu’ils puissent apparaître comme impuretés dans l’environnement d’un peintre. Les plus probables étaient l’oxyde de zinc et le blanc de plomb (qui se décompose rapidement). Des noirs pouvaient aussi être utilisés pour l’ombrage, et provenaient généralement d’os brûlés ou de suie de lampe. Il existe même des rapports selon lesquels de l’encre de calmar aurait été utilisée.

Nous pensions que les pigments les plus probables, étant donné la couleur de l’image rapportée en 1977, auraient été de l’hématite ou du safran avec de la suie de carbone.

Il serait extrêmement improbable que seules des peintures aient été utilisées pour fabriquer le faux avant ou pendant le XIVe siècle ; cependant, nous avions prévu des observations qui permettraient de détecter ces matériaux. Les huiles étaient des supports favoris pour les pigments durant l’incendie de 1532. Elles auraient pu servir dans une tentative de reproduction du Suaire, s’il avait été totalement détruit dans l’incendie.

Spectrophotométrie de Réflectance :

Votre œil perçoit certains matériaux comme colorés parce que la surface absorbe certaines longueurs d’onde de lumière et en réfléchit d’autres. Une surface rouge absorbe toutes les longueurs d’onde visibles sauf le rouge. Chaque composé chimique absorbe des longueurs d’onde caractéristiques de sa structure chimique. Une surface solide opaque pose des problèmes particuliers pour l’analyse, surtout lorsqu’il est interdit de détruire tout ou partie du matériau. Il était donc nécessaire d’observer les spectres réfléchis depuis la surface solide du Suaire afin d’obtenir des informations chimiques.

Roger et Marty Gilbert, de la société Oriel Optical Corp., conçurent et construisirent un spectrophotomètre à double faisceau pouvant être utilisé sur le Suaire. Ils enregistrèrent des spectres dans le visible, l’ultraviolet et la fluorescence à partir de nombreuses zones du tissu.

Nous étions inquiets que les bandes adhésives utilisées pour mes prélèvements puissent endommager la surface, en particulier dans les zones contenant l’image ; aussi, les Gilberts enregistrèrent les spectres de localisation spécifiques et comparèrent ces spectres avec de très petits échantillons. J’ai prélevé un échantillon à cet endroit, et les Gilberts comparèrent leurs analyses spectrales avec celles de la localisation initiale. Comme les spectres avant et après étaient identiques, nous étions confiants dans le fait que nous ne causions aucun dommage au Suaire ni de contamination de la surface.

Ils découvrirent que le spectre visible de l’image, l’analyse quantitative de sa couleur, était identique à la couleur d’un vieux lin sépia (figure VIII-1). Cela prouvait que les mêmes types généraux de structures chimiques étaient impliqués dans le processus de vieillissement du tissu et dans la couleur de l’image. Les structures contenaient de nombreuses doubles liaisons conjuguées. Les observations d’Adler selon lesquelles la couleur de l’image pouvait être réduite et décolorée avec de puissants réducteurs chimiques confirmèrent cette observation spectrale.

Ils découvrirent également que l’hématite (Fe₂O₃), que McCrone avait affirmé avoir été utilisée pour peindre l’image, ne pouvait pas avoir contribué à sa couleur (figure VIII-1). L’hématite absorbe la lumière dans le bleu et le vert, reflétant le rouge. Votre œil voit le rouge, et le spectre montre un seuil net. La réflectance passe de presque zéro aux longueurs d’onde inférieures à 550 nanomètres à près de 90 % au-dessus de 600 nanomètres (dans le rouge). Tous les pigments connus pouvaient être rejetés de la même manière que l’hématite. L’image n’a pas été peinte, sauf si elle a été faite avec une flamme ayant brûlé le lin (cette hypothèse sera discutée). L’absence de pigments détectables concordait avec l’analyse par fluorescence X et les tests chimiques.

L’arrière-plan du Suaire est faiblement fluorescent avec une intensité maximale à environ 435 nanomètres de longueur d’onde, dans le bleu. L’image ne présentait aucune fluorescence. La fluorescence de fond se situait dans la plage correcte pour être expliquée par des composés chimiques aromatiques polycycliques, ce qui pourrait aider à confirmer la technologie utilisée pour produire le tissu. Certains matériaux ayant les bonnes propriétés sont produits par Saponaria officinalis, le « savon végétal » qui a probablement été utilisé pour laver le tissu après qu’il ait été tissé.

Sam Pellicori conçut et construisit un spectromètre indépendant, et il confirma les observations faites par les Gilbert. Les données permirent d’établir quelques affirmations claires :

L’image n’a pas été peinte avec de l’hématite, au moins à une limite de cinq microgrammes par centimètre carré.
L’image n’a pas été peinte avec des pigments ou des médiums fluorescents.
La couleur de l’image est le résultat de structures chimiques à doubles liaisons conjuguées.

Les preuves fournies par la spectrophotométrie comptaient parmi les plus importantes recueillies lors des études de 1978.

Pyrolyse – Spectrométrie de masse :

Notre objectif principal en réalisant des analyses par pyrolyse-MS sur des échantillons du Suaire était la détection sensible des impuretés (par ex., matériaux de peinture et sébum). La plupart des matériaux structurels et des impuretés probables dans les échantillons du Suaire étaient des glucides. Nous voulions détecter les traces de matériaux autres que des glucides. Cela peut être difficile, mais l’instrumentation moderne permet de prendre plusieurs approches.

Comme discuté dans le contexte de l’incendie de 1532, les matériaux qui ont été chauffés en l’absence d’air (ou d’oxygène) ont tendance à produire des produits de pyrolyse qui sont souvent caractéristiques de l’échantillon. Ces produits peuvent être produits dans l’entrée d’un spectromètre de masse (MS), et peuvent être séparés et identifiés.

Un spectromètre de masse applique une charge électrique aux produits (les « ionise ») et les accélère à travers un champ magnétique ou d’autres champs chargés électriquement. Les produits prennent différents chemins, en fonction de la masse de la molécule. Nos échantillons furent analysés au Midwest Center for Mass Spectrometry (MCMS) de l’Université du Nebraska-Lincoln. Il s’agit d’un « Centre d’excellence » de la National Science Foundation, classé parmi les meilleures installations du domaine.

Les méthodes utilisées pour ioniser les produits sont importantes pour déterminer la sensibilité de la méthode, et nous souhaitions obtenir une sensibilité maximale pour détecter des impuretés en traces. Les molécules dans un vide poussé peuvent être ionisées soit par impact électronique soit par ionisation chimique. L’ionisation chimique utilise des collisions avec des atomes ou des molécules excitées pour ioniser l’échantillon, et donne un spectre de masse bien plus simple que l’impact électronique. Cela signifie que les molécules ne sont pas fragmentées en morceaux dans le processus d’ionisation. Plus d’ions avec des masses maximales sont produits, et davantage d’ions signifie une sensibilité accrue. Le MCMS possédait la méthode de spectrométrie de masse la plus sensible au moment de nos analyses.

Walter McCrone n’avait jamais compris les accords selon lesquels les échantillons STURP devaient être observés, et il a contaminé tous nos échantillons en les collant sur des lames de microscope. Toutes les fibres ont été immergées dans l’adhésif de la bande. ***** Rogers a laborieusement nettoyé et préparé les fibres du Suaire pour les analyses au MCMS. Les laver avec des solvants aurait garanti une contamination des échantillons par des traces de solvants, mais nous connaissions les masses moléculaires des solvants. Ce qui était plus irritant était que le lavage garantissait aussi d’éliminer une partie des impuretés. La méthode d’échantillonnage par bande avait été planifiée pour que de tels problèmes de contamination soient évités. McCrone s’en moquait.

La machine du MCMS était suffisamment sensible pour détecter des traces à la partie par billion de produits de pyrolyse à faible poids moléculaire (oligomères) provenant du sachet en polyéthylène que Gonella avait utilisé pour emballer les fils Raes. Elle n’a détecté aucun produit de pyrolyse inattendu indiquant la présence de matériaux autres que des glucides dans les échantillons du Suaire. C’est exactement ce à quoi on s’attendrait pour un morceau de pur lin. Cela permet de confirmer que l’image n’a pas été peinte.

Bien que McCrone ait probablement ruiné nos chances de trouver du squalène ou des triglycérides par pyrolyse-MS, nous avons quand même les résultats des spectres UV/visible. Lorsqu’on travaille avec des gens, il est toujours bon d’avoir un plan de secours.

La matrice des échantillons analysés au MCMS est présentée dans le tableau. Nous avons essayé d’obtenir des représentants de toutes les zones différentes du Suaire.

Tableau – Matrice des échantillons analysés par pyrolyse-MS :

Numéro de lame	Image	Brûlure	Sang	Eau
6BF	oui	brûlure légère	oui	non
3EF	oui	non	oui	non
Zina head	non	non	non	non
Raes #3	non	non	non	non
1EB	oui	non	non	non
2CF	oui	non	oui	oui
Edgerton modern	non	non	non	non

Les matériaux chauffés en l’absence d’air (oxygène) tendent à produire des produits de pyrolyse caractéristiques de l’échantillon. Les matériaux organiques pyrolysés dans l’air produisent généralement de la chaleur, de la lumière, du monoxyde de carbone et/ou du dioxyde de carbone, ainsi que de l’eau. Il fut heureux que le Suaire ait été conservé dans une châsse close en 1532. Le manque d’oxygène dans la châsse chauffée rendait les intersections des brûlures avec l’image, le sang, et les taches d’eau importantes pour une étude chimique du tissu. Il est très regrettable que les chimistes n’aient pas été impliqués dans la « restauration » de 2002, car la plupart des produits de pyrolyse ont été retirés du Suaire. Par exemple, nous ne pourrons jamais tester les fibres brûlées pour y rechercher des extraits de safran. L’ampleur de l’information chimique perdue est incalculable, et cela illustre les dangers inhérents aux « opérations secrètes ».

Les matériaux peuvent aussi être décomposés sous vide dans l’entrée d’un spectromètre de masse, puis séparés et identifiés. Cette technique est appelée pyrolyse – spectrométrie de masse. Le système de pyrolyse du MCMS couvrait une large gamme de températures, ce qui signifie que la plupart des matériaux organiques auraient été détectés.

Les analyses par pyrolyse-MS n’ont pas détecté de contaminants contenant de l’azote dans les zones d’image pure. Cela semble exclure la gélatine (colle animale) ainsi que tout dépôt microbiologique significatif, ce qui confirme les tests microchimiques également effectués (chapitre VII). Elles n’ont détecté aucun des pigments à base de soufre utilisés dans l’Antiquité, par ex. l’orpiment, le réalgar, le jaune mosaïque et le cinabre (vermillon, sulfure de mercure, HgS). L’image du Suaire n’a pas été peinte avec des pigments sulfurés anciens ni avec aucun véhicule ou médium connu.

Nombre des fragments de pyrolyse observés par spectrométrie de masse seraient les mêmes selon que l’on ait affaire à de la cellulose, des sucres hexoses, des sucres pentoses ou des amidons. Cependant, les rapports de ces produits peuvent être caractéristiques et importants.

Les produits principaux de la décomposition thermique de la cellulose et d’autres glucides en présence d’oxygène sont l’eau, le formaldéhyde, l’acide acétique, l’hydroxy méthylfurfural (5-hydroxy méthyl-2-furfuraldéhyde, obtenu uniquement à partir d’hexoses), le furfural (2-furfuraldéhyde, un produit majeur dérivé des pentoses), l’acide lévulinique (acide 4-oxo-pentanoïque), et l’anhydride 3-penténoïque-γ. Les pentoses (sucres composés d’anneaux à cinq carbones) ne produisent pas d’hydroxy méthylfurfural. Les hexoses, comme ceux dans la structure cellulosique (glucose à six carbones), produisent de l’hydroxy méthylfurfural. L’hydroxy méthylfurfural se dégrade (perd un fragment formaldéhyde) dans une série de réactions, produisant du furfural. Par conséquent, un système à base d’hexoses purs montrent un peu de furfural, mais un système à base de pentoses purs ne montrera aucun hydroxy méthylfurfural.

Par exemple, la figure VIII-3 montre un spectre de masse qui a été enregistré au moment où les premiers produits de décomposition commencèrent à apparaître sur un échantillon de fibres d’image. L’échantillon semble être constitué de matière polyhexosique presque pure, c’est-à-dire de cellulose. Il y a un pic important à m/e 126 (hydroxy méthylfurfural), mais peu à m/e 96 (furfural). Le Suaire est constitué de lin presque pur, mais le lin n’est pas de la cellulose pure comme le coton.

La figure VIII-4 montre que les produits de décomposition à basse température obtenus à partir de l’échantillon Raes (prélevé en 1973 dans la zone adjacente à l’échantillon utilisé pour la datation au radiocarbone de 1988) n’ont produit aucun signal à m/e 126 : la cellulose de l’échantillon n’avait pas encore commencé à se pyrolyser.
Il y a, cependant, un signal significatif à m/e 96 : du furfural était produit à cette température. Cela prouve que l’échantillon contenait certaines unités de sucres pentoses.
Ceci est unique parmi tous les échantillons du Suaire : aucune autre zone n’a montré ce signal pentose. Cela aurait été inexplicable sans les observations sur l’échantillon de datation au radiocarbone rapportées au chapitre IX.

L’ordonnée de chaque graphe montre l’intensité ionique relative pour chaque produit généré à cette température. L’abscisse montre la masse de l’ion.

En plus de produire différents produits, les différents glucides produisent des produits de pyrolyse à des vitesses très différentes. Les vitesses de toutes sortes de réactions sont modélisées avec l’équation d’Arrhenius (chapitre VII). Le système de spectrométrie de masse par pyrolyse du MCMS est équipé d’une source pulsée ayant une résolution temporelle de 100 nanosecondes (0,0000001 seconde). Il peut présenter une série complète de spectres de masse au fur et à mesure que l’échantillon chauffe. Il est ainsi possible d’observer les variations des vitesses relatives des réactions complexes.

La figure VIII-5 montre comment les produits évoluent avec le temps et la température pendant le fonctionnement avec un échantillon d’image pur 1EB. Ce type de présentation est appelé une « carte ». Les vitesses relatives, combinées aux identités des produits, nous en disent beaucoup sur les différents composants. Par exemple, l’amidon et la cellulose sont tous deux faits d’unités de glucose, mais l’amidon est beaucoup moins stable.

Le même type de carte pour l’échantillon Raes est présenté dans la figure VIII-6.
Le produit principal au début de la pyrolyse (par exemple, entre les balayages 35 et 40) est le m/e 96, soit le furfural. Aucun xylène n’a été utilisé pour nettoyer les fibres, car elles n’avaient pas été obtenues par échantillonnage par bande. L’évolution des produits était beaucoup plus faible avant le balayage 30. C’est bien dommage que McCrone ne nous ait pas donné la possibilité d’obtenir de tels spectres nets pour tous les échantillons.

Des cartes de tous les autres échantillons ont également été obtenues. Elles montraient toutes la même différence dans les rapports des produits : l’échantillon Raes était unique.
Il était contaminé par une substance qui produisait des produits de pyrolyse de pentoses à des températures relativement basses.

Lorsque des protéines animales sont chauffées, un produit majeur de pyrolyse est la 4-hydroxyproline. Le signal de l’hydroxyproline à m/e 131 est apparu très tôt dans la pyrolyse des échantillons Zina qui montraient des taches rouges distinctes sur les fibres (MCMS échantillons S14S et S15S). En effet, m/e 131 fut le principal produit de pyrolyse organique détecté entre les masses 100 et 150, à la température la plus basse ayant donné des produits détectables (figure VIII-7).

Les pics à la masse 131 sont apparus à des températures bien plus élevées dans tous les spectres, mais ceux-ci correspondent aux plages de températures où la cellulose, la lignine et les hémicelluloses se décomposent. Le spectre devient très complexe à ces températures élevées. Aucune des fibres de l’image, des fibres témoins, ni des fibres Raes n’a montré de signal à la masse 131 à basse température.

Bien que des produits de masse 131 puissent provenir de matériaux autres que des protéines animales, si des protéines animales sont présentes, la masse 131 doit apparaître dans les produits de pyrolyse. Plus la température à laquelle la masse 131 apparaît est basse, plus il est probable qu’elle résulte de la pyrolyse d’une protéine animale.

Les protéines sont beaucoup moins stables que la plupart des autres produits naturels.
L’apparition d’une émission de l’hydroxyproline à basse température fixe une limite supérieure précise à la température maximale que le sang aurait pu atteindre après être apparu sur le tissu.

Le sang n’a jamais été chauffé à haute température par ébullition du Suaire dans de l’huile (comme cela a parfois été suggéré) ou par le processus de formation de l’image. Malheureusement, nous n’avons pu détecter aucun produit qui expliquerait les composés colorés que nos yeux perçoivent comme image.

Spectrométrie de fluorescence X :

Morris, Schwalbe et London ont assemblé l’équipement nécessaire pour effectuer des analyses de fluorescence X sur le tissu, et ils ont transporté le système complexe à Turin. Ce fut l’expérience la plus éprouvante nerveusement jamais réalisée à Turin. L’équipement tomba en panne peu après son assemblage, et tout l’effort aurait échoué sans l’aide novatrice et dévouée de Franco Faia de Turin, Pasquale Casoli de Milan, et Giovanni Magistrali de Fiat à Turin. J’ai particulièrement apprécié Franco Faia, un véritable gentleman, un excellent organiste qui jouait de l’orgue du Palais pour nous, et un homme dont le rêve était de jouer de l’orgue du Radio City Music Hall. Ce fut un travail difficile, long et pénible, mais cela en valut la peine.

La spectrométrie de fluorescence X (XRF) est assez similaire à la fluorescence dans la lumière visible, sauf que la fluorescence provient des éléments présents dans l’échantillon plutôt que de molécules organiques. La fluorescence visible est émise lorsque des molécules chimiques passent d’un état métastable à un état d’énergie plus basse. En XRF, l’échantillon est irradié avec des rayons X énergétiques qui excitent les électrons dans les orbites internes des éléments vers des états d’énergie plus élevés. Lorsque les électrons retombent dans des états d’énergie plus bas, les éléments fluorescents à des fréquences caractéristiques dans le spectre des rayons X. Le système utilisé à Turin était capable de détecter des éléments plus lourds que le numéro atomique 16, le soufre. Il pouvait détecter et mesurer tous les pigments attendus qui auraient été utilisés dans les temps médiévaux dans l’art ou les manuscrits.

Votre œil ou une caméra ne peut voir une quantité de pigment inférieure à une certaine limite de détection. Au-delà d’un seuil, la surface devient saturée. L’observation de dégradés nécessite des différences de quantités de pigment. Une image comme celle du Suaire exigerait une plage de concentrations pour produire le dégradé observé. London a réalisé une série de taches d’hématite de densités différentes en dessous de 60 microgrammes par centimètre carré. Schwalbe et London ont réalisé une courbe d’étalonnage comparant les quantités visibles à celles détectées par XRF. Ils ont constaté qu’environ 2 microgrammes par centimètre carré d’hématite pouvaient être vus à l’œil.

Les densités totales mesurées en fer sur le Suaire variaient entre environ 10 et 58 microgrammes par centimètre carré. Les valeurs les plus élevées se trouvaient dans les zones de sang. Ils ont mesuré la concentration en fer du sang entier, et la quantité de sang sur le suaire était cohérente avec les mesures.

Il n’y avait pas de différence significative dans la concentration de composés à base de fer entre la partie la plus dense du visage dans l’image et l’arrière-plan. Lorsque l’image est comparée avec la courbe d’étalonnage, on peut voir que les concentrations d’hématite nécessaires pour produire l’ombrage visible à l’œil nu auraient été détectées par les mesures XRF. Cela est confirmé par les résultats obtenus par les radiographies XRF.

Mottern, London et Morris ont rapporté qu’ils pouvaient détecter environ 7 microgrammes d’hématite par centimètre carré sur leurs radiographies d’étalonnage XRF. Aucune trace de l’image ne pouvait être observée sur les radiographies, ce qui fixe une limite supérieure à la quantité de pigment qui pourrait exister sur le Suaire. Parmi toutes les densités de couleur que vous voyez dans l’image, aucune ne pouvait dépasser cette limite.

Les mesures de fluorescence X, les radiographies X, les spectres visibles et les tests chimiques sont mutuellement confirmatoires. Une déclaration définitive peut être faite : l’image n’a pas été peinte avec de l’hématite ou un autre pigment.

Morris, Schwalbe et London ne voulaient pas prétendre prouver que l’hématite n’avait pas été utilisée de quelque manière que ce soit pour améliorer l’image. Ils espéraient que de futures analyses XRF avec des sources isotopiques permettraient d’affiner les observations.

Le 8 février 1979, Larry Schwalbe a rapporté qu’il avait comparé les spectres de zones de contrôle avec des zones contenant du sang. Il était intrigué par un pic d’abondance. Cela m’a excité, car le brome est présent dans la pourpre de Tyr, l’un des colorants que nous pensions avoir été utilisés pour peindre ou retoucher les taches de sang. Nous avons percé cette hypothèse en constatant que le pic important était le même dans les zones de contrôle. Nous n’avons jamais trouvé la moindre preuve de quantités significatives de colorants ou pigments.

Spectrométrie infrarouge et thermographie :

La spectroscopie infrarouge (IR) est utilisée en chimie pour observer les « groupes fonctionnels » de différents types de composés. Les fréquences infrarouges sont celles émises par les objets chauds, et la lumière dans la région infrarouge interagit avec les matériaux de manière à faire vibrer, pivoter et osciller les molécules. Lorsqu’une gamme spécifique d’énergie infrarouge interagit avec un groupe fonctionnel, une partie de l’énergie incidente est absorbée. Les spectres infrarouges présentent des pics caractéristiques de groupes chimiques spécifiques, par exemple, -OH, C=O, C-Cl, C-H, etc. Malheureusement, les solides ont des pics très larges, et il est difficile de les interpréter. Pire encore, tous les glucides ont de grandes quantités de groupes -OH et C-H, et ils ont donc tendance à absorber de grandes quantités d’énergie incidente. Nous ne nous attendions pas à obtenir d’information utile par spectroscopie en réflexion.

Les difficultés expérimentales associées au développement d’un instrument portable en 1978 et à la gestion des mesures à Turin ont rendu la situation quasiment impossible. Avec une connaissance détaillée du problème, Joe Accetta et Stephen Baumgart ont assemblé un instrument à faisceau unique pouvant opérer entre environ 3–5 et 8–14 microns dans la région IR. Ces fréquences couvrent les absorptions principales du groupe carbonyle (C=O), l’un des plus importants pour l’analyse de la composition de l’image. Un instrument à faisceau unique est sensible aux variations de la composition atmosphérique, et à l’humidité dans l’air industriel. L’instrument construit par Accetta et Baumgart a été emporté à Turin, mais a échoué ; ils n’ont pas pu effectuer d’analyse numérique réelle. Seuls des signaux très faibles et du bruit ont pu être recueillis dans les conditions auxquelles ils ont été confrontés.

Leurs conclusions furent les suivantes : « En raison des incertitudes dans les données, il n’est pas possible de tirer des conclusions définitives. La similarité spectrale de l’image et des zones connues est notée et est cohérente avec les observations des teintes de couleur dans la région visible du spectre ; cependant, ce résultat n’est pas sans ambiguïté, car des similarités spectrales sont caractéristiques de la plupart des zones examinées, comme le montrent les données dans les deux bandes spectrales… Sans amélioration drastique des instruments, une seconde tentative n’est pas recommandée. »

Ils ont noté que les effets de surface surpassaient les différences chimiques. Mon opinion personnelle est qu’un équipement infrarouge considérablement amélioré ne fournirait pas d’information utile issue de la surface solide du Suaire.

Accetta et Baumgart ont aussi rapporté des résultats provenant de mesures thermographiques. La thermographie permet de détecter et d’imager de petites différences de température sur une surface. Des matériaux différents émettent différentes quantités d’énergie radiante lorsqu’ils sont à la même température. Les différences dans la composition de l’image sur le Suaire auraient pu apparaître sous forme d’émissivité différente. L’une de leurs conclusions fut la suivante : « Nous avons montré que les différences d’émissivité dans les diverses zones du Suaire étaient trop faibles pour produire des images reconnaissables dans la bande des 8–14 microns avec des instruments dont la précision de température est de l’ordre de… 0,5 °C ou moins. » Lorsque le Suaire a été illuminé avec une lampe chaude, la température est passée du noir au blanc et a été d’environ 1,75 °C. Dans ces conditions, ils ont obtenu une bonne résolution de l’image dans la région de longueur d’onde 8–14 microns. Toutes les zones de l’image semblaient identiques. Leur conclusion finale était la suivante : « En ce qui concerne les limites de la résolution et de la sensibilité de l’instrument, c’est l’avis des auteurs qu’aucune anomalie significative n’existe. »

Mon interprétation de leurs résultats est que, quel que soit le procédé ayant produit l’image, il a engendré des surfaces identiques sur l’image du recto comme du verso. Il est également évident qu’aucune peinture n’a été mélangée pour produire l’ombrage.

Spectrométrie Raman par microsonde laser (MOLE)

La spectrométrie Raman est très semblable à la spectroscopie IR ; cependant, elle observe des mouvements chimiques différents des groupes fonctionnels. Elle constitue un bon complément à l’IR. Malheureusement, nous n’avons pas pu faire les observations à Turin, mais les fibres prélevées sur les échantillons par bande adhésive ont pu être analysées aux États-Unis.

Joan Rogers a identifié les endroits adéquats sur les bandes pour les échantillons et les a préparés pour analyse. Elle a prélevé des bandes, des fibres des zones sans image, et des fibres des zones avec image, et les a envoyées à Instruments SA, Inc., à Metuchen (New Jersey), en décembre 1979. Les échantillons furent analysés par le Dr. Fran Adar. Des échantillons similaires furent analysés par Mark Anderson, l’expert MOLE de McCrone, en janvier 1980.

Anderson a observé que la plupart des taches rouges sur le Suaire « bouillonnaient et devenaient noires » lorsqu’il les frappait avec le faisceau laser. Il s’agissait d’une réponse totalement différente de celle des cristaux d’hématite authentique. Il a déclaré qu’elle « se comportait comme une phase organique » (21 janvier 1980). Walter McCrone a refusé d’accepter ces observations. S’il avait voulu que l’image soit peinte avec de l’hématite, aucune observation contradictoire n’aurait été tolérée.

Il fut facile pour les micropes de détecter le support Mylar sur les bandes d’échantillons, mais aucune quantité significative de composant Raman spécifique n’a pu être déterminée sur aucun des échantillons. Il n’y avait aucune preuve de produits chimiques provenant de Saponaria officinalis ou d’un quelconque autre revêtement sur les fibres d’image.

La spectroscopie UV et visible n’a montré aucune différence significative entre les glucides. Les états vibratoires -OH de tous les glucides sont très larges et intenses, et ni la spectroscopie IR ni la spectrométrie Raman ne pouvaient les distinguer entre eux. Nous ne cherchions pas des impuretés glucidiques en traces, mais des impuretés de type peinture sur le tissu.

Toutes les méthodes d’observation ont montré qu’aucun pigment, aucun liant pictural normal, ni aucune exsudation naturelle (autre que le sang) n’avaient été ajoutés au tissu après sa production. L’image sur le Suaire de Turin n’est pas une peinture. Aucune matière étrangère n’a été ajoutée au tissu dans les zones d’image.

CHAPITRE IX : L’ÉCHANTILLON POUR

LA DATATION AU CARBONE 14

Le Suaire fait l’objet de controverses depuis qu’il a été mentionné pour la première fois au XIVᵉ siècle. Si nous savions exactement ce qu’il est, une grande partie des controverses seraient éliminées. Mais rien n’est jamais simple avec le Suaire.

Il est possible de déterminer l’âge de matériaux organiques naturels grâce à l’analyse par radiocarbone depuis les années 1950. Dès la première réunion consacrée aux études scientifiques sur le Suaire de Turin, j’ai proposé la datation au radiocarbone [R. N. Rogers, « Chemical Considerations Concerning the Shroud of Turin », in Kenneth Stevenson (éd.), 1977 United States Conference on the Shroud of Turin, 23–24 mars 1977, Albuquerque, NM, USA, Holy Shroud Guild, 294 East 150 St., Bronx, N. Y. 10451 (pp. 131–135)]. Cette suggestion a suscité une vive hostilité, et elle demeure un sujet très sensible pour les gardiens du Suaire. Ils ont de bonnes raisons d’être antagonistes : la première tentative de datation au radiocarbone a été très mal gérée à Turin, et elle s’est révélée être un échec majeur.

Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone (radiocarbone). Il est continuellement produit dans la haute atmosphère par des collisions de neutrons énergétiques, produits par les rayons cosmiques, avec l’azote-14. Les atomes de carbone 14 se mélangent rapidement au pool de dioxyde de carbone. Le carbone est absorbé par les plantes lors du processus de photosynthèse. Tant que la plante est vivante, son taux de radiocarbone reste constant. Lorsque la plante meurt, le radiocarbone n’est plus renouvelé, et il se désintègre à un rythme connu en émettant une particule bêta (un électron énergétique). La moitié du radiocarbone décroît tous les 5 770 ans ; ainsi, une mesure du radiocarbone résiduel dans un échantillon de matière végétale révèle depuis combien de temps cette plante est morte. Cette méthode de datation (généralement appelée « datation au carbone 14 ») a été mise au point par Willard Libby, et elle a fourni la méthode idéale pour déterminer l’ancienneté d’une fibre de lin ancienne.

À l’origine, le radiocarbone était mesuré en comptant ses désintégrations dans un détecteur de radiation. Ce procédé exigeait plusieurs grammes de carbone et aurait été destructif pour le Suaire. Le STURP a considéré la datation au radiocarbone comme l’analyse la plus importante qui pouvait être faite sur le Suaire ; cependant, les gardiens n’acceptèrent même pas que soient envisagées les méthodes les plus sensibles disponibles en 1977.

Plus récemment, des méthodes ont été développées à l’aide d’un accélérateur nucléaire pour mesurer la masse d’ions d’un spectromètre de masse. Les isotopes du carbone peuvent ainsi être séparés et mesurés indépendamment. De très petits échantillons peuvent désormais être analysés. En 1988, les gardiens autorisèrent enfin qu’un échantillon soit prélevé pour la datation au radiocarbone, et il fut analysé dans trois des meilleurs laboratoires au monde : l’Université de l’Arizona, l’Université d’Oxford et l’Institut für Mittelenergiephysik à Zurich.

Les analyses de 1988 furent les meilleures que l’on pouvait espérer obtenir à cette époque. Les effets des méthodes de préparation (nettoyage) des échantillons furent étudiés. Les trois laboratoires analysèrent plusieurs aliquotes de l’échantillon, et rapportèrent que « l’âge de l’échantillon du Suaire est estimé à 1260–1390 après J.-C., avec un intervalle de confiance d’au moins 95 %. » Malheureusement, cette datation ne reflète pas les observations du STURP concernant la technologie de production du lin et la chimie des fibres prélevées sur les rubans adhésifs.

Dans bien des cas où ces questions surgissent, un argument d’autorité est invoqué. Il ne fait aucun doute sur les compétences des chercheurs en radiocarbone ; cependant, les véritables scientifiques aiment voir les questions débattues et mises à l’épreuve. Avec le Suaire, ni les chercheurs en radiocarbone ni les autorités de Turin n’ont coopéré aux tentatives de résoudre le « problème de datation ». Les responsables de l’Église semblent se satisfaire de présenter le Suaire comme une relique médiévale, et les laboratoires de datation au radiocarbone ont refusé de considérer la possibilité qu’ils aient pu fournir une datation erronée. D’une manière malheureusement caractéristique des scientifiques rigoureux, ils refusent de permettre l’examen de leurs échantillons conservés. Ils refusent également de faire leurs propres observations chimiques simples. Ils refusent de discuter ou d’examiner des photomicrographies d’échantillons qu’ils auraient pu eux-mêmes examiner. Ce genre d’action est bien trop courant dans les études sur le Suaire. L’émotion tend à l’emporter sur la science.

Il est courant en archéologie qu’une datation au radiocarbone soit une surprise. La surprise résulte souvent d’un « manque d’association ». Les datations par radiocarbone ne représentent pas nécessairement la date de l’événement concerné. Dans un cas, le radiocarbone a daté du charbon provenant d’un foyer vieux de milliers d’années de plus que les artefacts posés sur le sol de la grotte. Les archéologues ont découvert que les personnes ayant fabriqué les artefacts avaient brûlé du bois d’un nid de packrat trouvé au fond de la grotte. Le bois était partiellement fossilisé et datait de la dernière période glaciaire. Il n’y avait aucune relation.

L’opération d’échantillonnage de 1988 fut décrite comme suit : « Le Suaire a été séparé de la doublure à son bord inférieur gauche et une bande (d’environ 10 mm × 70 mm) a été coupée juste à l’endroit où un échantillon avait été prélevé en 1973 pour examen (l’échantillon de base de Raes). La bande provenait d’un site unique, sur le bord du Suaire, éloigné de toute tache de corps ou zone brûlée. » L’emplacement de l’échantillon est montré dans la figure IX-1.

Malheureusement, le prélèvement a été approuvé au moment du prélèvement par deux experts textiles, France Testore, professeur de technologie textile à l’École polytechnique de Turin, et Gabriel Vial, conservateur du Musée des Tissus anciens de Lyon, France. Aucune analyse chimique ou microscopique n’a été menée pour caractériser l’échantillon. Je crois que cela constitue un désastre majeur dans l’histoire des études sur le Suaire. Certains échantillons auraient dû être conservés pour permettre la confirmation des résultats à une date ultérieure. Les échantillons conservés, s’ils existent, n’ont pas été rendus disponibles jusqu’à ce jour. Cela conduit à remettre en question l’éthique ou la rigueur de tout « scientifique » impliqué dans le processus. Quelque chose a-t-il été dissimulé ?

J’avais archivé des échantillons provenant des rubans adhésifs, de l’échantillon de Raes, et des patchs hollandais, après la dissolution du STURP. Ces échantillons sont disponibles pour tester la validité de la datation au radiocarbone. Heureusement, le patch hollandais fournit un exemple authentique, bien documenté, de lin médiéval. Il devrait fournir un exemple du type de lin disponible à l’époque supposée par la datation au radiocarbone. Ces échantillons pourraient fournir…

Échantillons :

Le professeur Gilbert Raes, de l’Institut de technologie textile de Gand, découpa un petit échantillon du tissu en 1973⁴. L’emplacement de son échantillon est indiqué dans la figure IX-1. Son échantillon contenait des segments de fil provenant des deux côtés de la couture visible verticalement à l’endroit de son prélèvement (figure IX-11). Il nomma l’échantillon situé à droite de la couture « Partie I », et celui à gauche « Partie II ». Il découvrit que la Partie I contenait du coton, et il rapporta que ce coton appartenait à une variété ancienne du Proche-Orient, Gossypium herbaceum, sur la base de la distance entre les torsions dans les fibres en forme de ruban (environ huit par centimètre). Il ne trouva aucun coton dans la Partie II.

J’ai reçu 14 segments de fil de l’échantillon de Raes du professeur Luigi Gonella (Département de physique, Université polytechnique de Turin) le 14 octobre 1979. Je possède maintenant ces échantillons numérotés, photographiés et identifiés comme les « fils de Raes ». Il n’y avait aucune indication permettant de savoir quels segments provenaient de la Partie I ou, le cas échéant, de la Partie II ; cependant, tous sont plus longs que ce qu’on attendrait de segments provenant de la Partie II.

Le 12 décembre 2003, j’ai reçu des échantillons de fils de chaîne et de trame qui avaient été prélevés sur l’échantillon destiné à la datation par le carbone 14 par le professeur Luigi Gonella, avant que celui-ci ne soit distribué pour analyse. Il déclara avoir prélevé ces fils au centre de l’échantillon de datation. Une « chaîne de traçabilité » a été maintenue pour ces fils, et il est certain qu’ils proviennent bien de l’échantillon utilisé pour la datation. Ces échantillons ont finalement permis de confirmer ma conclusion selon laquelle l’échantillon de datation n’était pas valide.

Comme l’ont décrit Damon et al., l’échantillon destiné à la datation au radiocarbone provenait d’une zone située juste à côté de l’échantillon de Raes : les deux zones devraient avoir des compositions chimiques similaires ; c’est pourquoi j’ai mené une étude approfondie sur l’échantillon de Raes, plus grand, en conservant l’échantillon authentique de datation pour une confirmation ultérieure. Je voulais m’assurer qu’une quantité suffisante d’échantillon subsiste pour une confirmation indépendante de mes observations. Rien, en rapport avec le Suaire, ne devrait jamais être accepté sans confirmation indépendante.

Dans le cadre du Shroud of Turin Research Project (STURP), j’ai prélevé des échantillons à l’aide de bandes adhésives sur toutes les zones du Suaire en 1978 (2). La bande adhésive avait été spécialement conçue pour le projet par Ronald Youngquist, de la Minnesota Mining and Manufacturing Corporation. Il utilisa un adhésif amorphe à base d’hydrocarbures purs, qui ne contaminerait ni le Suaire ni les échantillons, et qui pouvait être retiré par lavage au xylène. Les bandes furent appliquées à la surface du Suaire à l’aide d’un applicateur muni d’un dispositif de mesure de pression, permettant ainsi des comparaisons semi-quantitatives entre les échantillons.

Le Suaire a été gravement endommagé dans un incendie d’église en l’an 1532. Des religieuses ont colmaté les trous et cousu le Suaire sur une doublure en lin qui est aujourd’hui connue sous le nom de Holland cloth (toile de Hollande). J’ai également pris un échantillon en 1978. La toile de Hollande fournit un échantillon authentique et documenté de lin médiéval.

J’ai archivé des échantillons provenant des bandes adhésives, de l’échantillon Raes et de la toile de Hollande après la dissolution du STURP. Ces échantillons étaient disponibles pour tester la validité de l’échantillon de datation au radiocarbone. Heureusement, la toile de Hollande fournit un échantillon documenté, authentique, de lin médiéval. Elle peut fournir un exemple du type de lin disponible à l’époque suggérée par la datation au radiocarbone.

Observations :

Observations :
Comme l’ont rapporté les chercheurs responsables de la datation au radiocarbone et comme cela est montré dans le schéma de la zone de prélèvement (figure IX-1), l’échantillon Raes a été prélevé juste en dessous de l’échantillon destiné à la datation au radiocarbone. Il devrait donc partager au moins quelques fils de chaîne avec l’échantillon daté. Un échantillon de taille bien plus importante provenant des fils Raes est disponible pour l’étude, comparé à ce qui peut être obtenu auprès des laboratoires de datation ou des gardiens du Suaire. Toutefois, les observations faites sur l’échantillon Raes devraient fournir une indication des propriétés de l’échantillon de datation. Les fils Raes peuvent fournir la majorité des informations nécessaires pour tester la validité de l’échantillon destiné à la datation. Si les propriétés de l’échantillon Raes et celles de la partie principale du Suaire diffèrent, l’échantillon de datation au radiocarbone devrait être considéré comme invalide. Grâce à l’échantillon de décembre 2003, nous pouvons désormais confirmer toutes les observations à l’aide d’un échantillon documenté ayant servi à la datation au radiocarbone.

(A) Le coton n’est pas commun dans les échantillons du Suaire.

Les fibres de coton sont faciles à repérer, mêlées de manière intime aux fibres de lin des fils de la partie I de l’échantillon Raes. La figure IX-2 montre une fibre de coton fortement encrassée à la surface de l’un des fils Raes. Elle peut être identifiée par sa forme plate et rubanée, la présence d’une torsion inversée, et l’absence des nœuds de croissance en forme de bambou caractéristiques du lin. Lorsqu’on a extrait la fibre de coton du fil, elle présentait des torsions inversées espacées d’environ 1,2 mm. Cela concorde avec les observations de Raes.

La figure IX-3 montre des fibres provenant de l’échantillon de datation au radiocarbone. Les fibres plates présentant une torsion sont du coton. On remarquera que les deux fibres de coton sont entièrement recouvertes d’une couche colorée. Certaines fibres de lin, en revanche, sont presque nettes. On observe également que les fibres de lin présentent très peu de lignine au niveau de leurs nœuds de croissance. En réalité, ces nœuds sont si propres qu’il faut utiliser la polarisation pour les distinguer (figure IX-4). L’échantillon de datation au radiocarbone contient du coton, les fibres sont enduites, et la méthode de blanchiment utilisée a été plus efficace que celle appliquée à la partie principale du Suaire.

Je n’ai pas tenté de faire une comparaison quantitative du coton entre les fils de Raes, ceux du radiocarbone, et les bandes adhésives du Suaire, car il y avait trop peu de coton, de quelque type que ce soit, sur les échantillons du Suaire. Le rapport Raes nous avait intrigués lors des observations du STURP à Turin en 1978. Nous n’avons pas pu trouver plus que des traces de coton sur le Suaire. Le tissu semblait être du lin pur.

Les fibres retenues sur les bandes d’échantillonnage peuvent être différenciées selon leurs indices de réfraction comparés à celui de l’adhésif de la bande. Les deux indices du coton sont proches de celui de l’adhésif. La biréfringence est de premier ordre blanc. L’indice du lin mesuré à travers la fibre est sensiblement plus bas que celui de l’adhésif. Il est plus biréfringent que le coton.

Nous avons utilisé des gants en coton lors des études STURP de 1978 pour protéger la relique, et ils pourraient avoir été responsables des traces de coton moderne trouvées sur quelques bandes d’échantillonnage.

Les échantillons provenant de la partie principale du tissu sont significativement différents des échantillons de Raes et de l’échantillon pour datation au radiocarbone en ce qui concerne la teneur en coton.

(B) Les quantités de lignine diffèrent entre les échantillons Raes/radiocarbone et les fibres du Suaire.

Les fibres de lin trouvées sur les bandes du Suaire ont en moyenne un diamètre d’environ 13 µm. Elles montrent des nœuds de croissance périodiques, et elles ressemblent à de petits segments de bambou vus au microscope. La figure V-3 montre plusieurs fibres de lin qui ont été extraites de l’image au niveau de l’arrière de la cheville. Il s’agit d’une photographie complètement non polarisée. Il n’y a ni dichroïsme ni couleur de biréfringence. Ces fibres sont caractéristiques et représentatives des fibres de l’image. Il y a des dépôts sombres de lignine sur la plupart des nœuds de croissance. Absolument aucun coton n’a pu être trouvé parmi les centaines de fibres de cet échantillon de bande.

Comme le montre la figure IX-5, très peu de lignine est visible aux nœuds de croissance des échantillons Raes et Holland. La lignine est un polymère structural naturel sombre, complexe, que l’on trouve dans toutes les plantes ligneuses. Sa composition et sa structure sont spécifiques à une plante donnée, mais les unités phénoliques sont communes à toutes les lignines. Ce n’est pas un polysaccharide (polymère composé d’unités de sucre) comme l’amidon ou la cellulose. Le lin est blanchi pour retirer la lignine ; cependant, il est inhabituel de trouver un Suaire sans dépôts significatifs de lignine.

(C) Évaluation quantitative de la lignine.
Un simple examen microscopique n’est pas suffisant pour prouver des différences entre les échantillons. Afin d’obtenir des données quantitatives, j’ai compté des centaines de nœuds de croissance dans chaque échantillon et noté ceux qui montraient des traces de lignine.

Le tableau ci-dessous montre que les fibres provenant des échantillons Raes, du tissu Holland et de lin moderne présentent très peu de lignine aux nœuds de croissance, et les quantités de lignine dans ces échantillons sont assez constantes. Remarquez que les chiffres renvoient à des valeurs absolues et non à des pourcentages de nœuds de croissance observés. Aucun des échantillons Holland ou Raes ne présentait de dépôts importants de lignine.

Contrairement aux échantillons Raes et Holland, les fibres sur les bandes adhésives du Suaire varient considérablement dans leurs quantités de lignine. Un grand nombre d’observations montre que la lignine varie de forte à nulle, selon l’emplacement où l’échantillon a été prélevé. Il existe une explication à cette observation.

ÉCHANTILLON	NŒUDS AVEC LIGNINE (%)
Lin moderne (commercial)	55 %, très légère
Fils Raes	40 %, légère
Tissu hollandais	60 %, légère
Pied droit, image dorsale	54 %, forte à modérée
Doigt, image frontale	80 %, légère
Cheville, image dorsale	100 %, forte à modérée
Contrôle de brûlure (scorch)	39 %, forte à modérée

(D) Les quantités de lignine varient selon les emplacements sur le Suaire.
Les bandes de couleur visibles sur les photographies du Suaire ont déjà été mentionnées. Les fils de chaîne et de trame montrent cette propriété. Certaines zones présentent des fils de chaîne plus sombres, et d’autres des fils de trame plus sombres. À certains endroits, des bandes de couleur plus foncée se croisent. À d’autres, ce sont des bandes plus claires qui se croisent. L’effet est quelque peu semblable à un tissu écossais.

Tous les procédés de blanchiment à travers l’histoire enlèvent de la lignine. Plus le processus de blanchiment est quantitatif, plus le produit est blanc. Les bandes de couleur différente sur le Suaire sont le résultat de quantités variables de lignine restant après le blanchiment. Les échantillons des bandes adhésives reflètent cette variation, comme l’ont montré différentes mesures quantitatives de la lignine sur les fibres.

Anna Maria Donadoni a signalé des zones où les fils se terminaient dans le tissage et où de nouveaux fils avaient été insérés pour continuer le tissage. Les fils de chaîne étaient posés côte à côte, et le tissu était comprimé avec le peigne. Les extrémités sont souvent visibles, et les superpositions apparaissent pour correspondre à des zones de couleur différente dans la trame.

Différences entre les quantités de lignine sur les fibres de lin dans les échantillons Raes et les échantillons de datation au radiocarbone sont significatives entre les échantillons et les fibres du Suaire. Il existe une différence similaire concernant d’autres impuretés entre les échantillons Raes et ceux de datation au radiocarbone, et la partie principale du Suaire.

(E) Les fils des échantillons Raes et du radiocarbone montrent un revêtement brun-jaune.Les fils Raes et du radiocarbone présentent des incrustations colorées à leur surface. Certaines sections transversales de fils contiennent une partie de ce matériau, montrant qu’il avait pu s’écouler par capillarité sous forme liquide. L’incrustation ne peut être enlevée par des solvants non polaires, mais elle gonfle et se dissout dans l’eau. Il n’y avait absolument aucune incrustation ni sur les fibres du tissu Holland, ni sur celles provenant de la partie principale du Suaire.

La figure IX-4 montre deux fibres de coton issues du fil Raes n°5. L’une des fibres a été prélevée à l’intérieur du fil, et elle est presque incolore. L’autre fibre a été prélevée juste sous la surface externe du fil : elle est profondément colorée, et montre une matière gélatineuse adhérant à sa surface. Une différence marquée entre les fibres internes et externes est caractéristique des échantillons Raes.

L’extérieur du fil Raes n°14 présentait l’incrustation la plus importante et la couleur la plus profonde de tous les échantillons. L’incrustation est plus marquée sur les fibres de coton, c’est elle qui véhicule la couleur brun-jaune, et cela suggère que le coton a été ajouté pour permettre un meilleur contrôle des opérations de teinture ou de coloration.

Lorsque j’ai ouvert les fils à leurs deux extrémités à l’aide d’une aiguille de dissection, les cœurs apparaissaient presque incolores. Cette observation suggère que la couleur et son véhicule ont été appliqués en essuyant un liquide visqueux sur l’extérieur du fil, afin d’assortir la couleur du matériau neuf à l’ancienne teinte sépia du Suaire.

L’encrustation brun-jaune montrée à la figure IX-5 s’est ramollie et est devenue plus transparente lorsqu’elle a été trempée. La couleur a instantanément changé en jaune vif dans de l’acide chlorhydrique (HCl) à 6N, et le revêtement a été réduit en densité à mesure que les fibres étaient trempées dans l’acide (figure IX-6).

Le colorant naturel extrait de racines de garance a été important au Proche-Orient pendant des milliers d’années. Il est apparu en Italie à l’époque de la dernière Croisade, mais ce n’est qu’au XVIᵉ siècle qu’il est apparu en France et en Angleterre. Le premier livre européen sur la teinture a été publié en 1429 après J.-C.

Des taches de colorant sur un mordant sont appelées « lacs ». Des lacs rouges brillants de teinture ont été trouvés sur de nombreuses fibres Raes, indiquant qu’au moins un colorant à base de racine de garance a été utilisé et que certaines couleurs apparaissaient sur un mordant d’oxyde d’aluminium hydreux. Une certaine purpurine apparaît dans l’extrait de racine de garance, et elle réagit de la même manière que l’alizarine. L’oxyde d’aluminium hydreux est instantanément soluble dans du HCl à 6N, et l’alizarine est jaune vif dans l’acide (figure IX-6).

La présence d’aluminium dans le matériau de revêtement est cohérente avec les résultats de Adler, Selzer et DeBlase. Ces chercheurs ont effectué des analyses élémentaires sur différents matériaux liés au suaire, y compris des fibres provenant de fils de chaîne extraits de l’échantillon de datation radiocarbone. Ils ont rapporté des concentrations d’aluminium sur l’échantillon radiocarbone 20 fois supérieures à celles des fibres du suaire. L’observation de lacs d’alizarine/oxyde d’aluminium hydreux sur les échantillons Raes et radiocarbone, combinée à l’analyse élémentaire, prouve que les échantillons ont été teints.

L’alizarine est utilisée comme indicateur acido-basique (de pH) en analyse chimique. Elle est jaune en dessous d’un pH de 5,6 et rouge au-dessus d’un pH de 7,2 (figure IX-7), virant au violet au-dessus de 11,0 (figure IX-8). Cela concorde avec les observations faites sur l’enduit. La teinture de racine de garance est une source très probable de la couleur de l’enduit sur les échantillons de Raes. Aucun colorant n’a pu être détecté sur les fibres porteuses d’image.

Comme mentionné au chapitre VII, j’avais obtenu un test positif aux sucres pentoses sur des fibres de l’échantillon de Raes à l’aide du réactif de Bial (orcinol, HCl concentré et FeCl₃). Je n’ai pas pu obtenir de test positif à partir d’échantillons du Suaire. Le fait que la gomme ait été hydrolysée dans le réactif de Bial (préparé avec HCl concentré) pour donner un test aux pentoses aurait dû nous alerter dès 1980 que l’échantillon de Raes était différent de la partie principale du Suaire. Parfois, la compréhension vient lentement.

Cependant, tous les polysaccharides présents sur les fibres de Raes n’ont pas été éliminés par l’HCl concentré. Les fractions d’amidon de masse moléculaire plus élevée sont beaucoup plus difficiles à hydrolyser que les gommes végétales contenant des polypentoses. Un peu d’amidon a pu être détecté sur les fibres de Raes nettoyées à l’HCl à l’aide d’un réactif iodé aqueux.

J’ai disposé en croix deux fibres fortement encrassées provenant de la surface extérieure de Raes n°5, puis je les ai recouvertes d’une lamelle. Les fibres sèches étaient presque opaques à cause de l’enrobage. J’ai ensuite fait couler sous la lamelle une solution aqueuse d’iode par capillarité. L’iode a rapidement transformé l’enrobage en un jaune vif, ce qui indique la présence d’une gomme végétale. L’enrobage s’est gonflé et s’est partiellement dissous dans l’eau. J’ai laissé l’eau et l’iode s’évaporer pendant la nuit. Le dépôt de matière gélatineuse, incolore, est clairement visible le long des fibres à la figure IX-9.

L’iode se trouvait simplement en solution dans la gomme ; il n’a pas produit la coloration jaune par iodation ni par des réactions de déshydratation catalysées par l’iode.

La fibre de coton horizontale visible à la figure IX-9 présente une coloration rouge foncé. Lorsqu’on le teste avec de l’iode, l’amidon soluble normal devient bleu. L’amidon qui n’est soluble que dans l’eau chaude devient rouge. L’amidon de poids moléculaire plus élevé, soluble uniquement à chaud, est le dernier à être éliminé lors du lavage d’un tissu.

L’encrustation observée sur les échantillons Raes est presque certainement une gomme végétale. Cette gomme n’apparaît sur aucun autre des échantillons de lin associés au Suaire de Turin. Il est hautement probable que les fils teints à l’alizarine et enduits de gomme s’étendent jusque dans les échantillons voisins utilisés pour la datation au radiocarbone.

L. A. Garza-Valdes a été autorisé à observer des fibres provenant d’une partie de l’échantillon de datation au radiocarbone conservée par Giovanni Riggi di Numana après l’opération de prélèvement. Il a rapporté avoir vu un enrobage sur les fibres, et une photomicrographie a été publiée sur internet. Cette photomicrographie montre un enrobage jaunâtre sur une fibre de lin ; toutefois, la provenance exacte de cette fibre n’est pas spécifiée. Il a mal interprété cet enrobage en le prenant pour un « polymère bioplastique ». Les chapitres VII et VIII exposent en détail pourquoi il ne peut s’agir d’un tel polymère. Néanmoins, ses observations renforcent la probabilité que l’échantillon de datation présente les mêmes propriétés que l’échantillon Raes adjacent.

La gomme est probablement contemporaine des fils Raes, et elle n’aurait donc eu aucun effet sur la détermination de l’âge. En tout état de cause, elle aurait également été éliminée par les procédures de nettoyage appliquées à l’échantillon destiné à la datation. Toutefois, la présence d’un enrobage gommeux sur les échantillons conservés de la datation au radiocarbone de 1988 prouverait que ces échantillons n’étaient pas représentatifs de la partie principale du tissu de la relique. Une telle absence de correspondance prouverait que la datation au radiocarbone est invalide.

La solubilité relativement facile dans l’eau et l’hydrolyse de l’encrustation suggèrent qu’il s’agit de gomme arabique. Elle est obtenue à partir de l’Acacia senegal, et elle est principalement composée d’unités de sucres pentoses. Elle devient jaune vif en présence d’iode en solution aqueuse, comme cela a été observé sur les fils Raes. La gomme arabique est utilisée depuis des millénaires, et elle l’est encore aujourd’hui dans les encres, l’impression textile et les adhésifs pour timbres-poste.

(F) Les échantillons Raes présentent une épissure unique.
Le fil Raes n°1 (figure IX-10) montre une encrustation et une coloration nettes à une extrémité, tandis que l’autre extrémité est presque blanche. La photographie a été prise sur une carte grise à 50 % afin de permettre une comparaison des couleurs. Des fibres se sont détachées de la partie centrale du fil, et celles des deux extrémités pointent dans des directions opposées. Cette section du fil est manifestement une épissure bout à bout de deux lots de fil différents. Aucune épissure de ce type n’a été observée dans la partie principale du Suaire.

(G) D’autres méthodes d’observation montrent des anomalies dans la zone de l’échantillon de datation au radiocarbone.
La zone précise où l’échantillon de datation au radiocarbone a été prélevé a été photographiée en 1978 avec de la lumière visible, des rayons X à basse énergie à haute résolution, de la lumière transmise et une source d’ultraviolet pur. Toutes ces photographies étaient disponibles avant que le Suaire ne soit échantillonné pour les analyses au radiocarbone. Elles ont dû être totalement ignorées. Je pense que la zone de prélèvement était l’une des pires qui pouvaient être choisies.

Pendant la prise des photographies UV (figure IX-11), la source a été fortement filtrée pour exclure la lumière visible et l’appareil photo a été fortement filtré pour exclure tout effet des UV sur le film. Tout ce qui apparaît sur le film résulte d’une fluorescence pure.

L’échantillon destiné à la datation au radiocarbone a été prélevé dans la zone située juste au-dessus de la forme triangulaire blanche (figure IX-11). Cette zone est plus sombre que la normale, un fait qui ne résulte ni de la couleur de l’image ni d’une brûlure. Le tissu y est beaucoup moins fluorescent, avec une fluorescence qui redevient plus normale vers la droite. Les éléments visibles à droite sont une brûlure et une tache d’eau. La photographie en ultraviolet-fluorescence prouve que la zone de datation au radiocarbone a une composition chimique différente de celle de la majeure partie du tissu, et qu’elle constitue véritablement une anomalie.

Le tissu normal, sans image, montre une faible fluorescence (figure IX-11, en haut à droite).
Lorsque l’image apparaît sur le tissu, elle se présente sous forme de zones brunes, visibles sur le fond fluorescent du tissu.

La radiographie en transmission aux rayons X, à basse énergie et haute résolution (figure IX-12), a été réalisée en 1978, soit dix ans avant le prélèvement de l’échantillon pour la datation au radiocarbone. Elle montre les zones de plus forte densité sous forme de stries gris clair. Le caractère « à bandes » du tissu est facilement observable ; cependant, certaines de ces bandes ne se prolongent pas de la partie principale du tissu jusqu’à la zone de l’échantillon radiocarbone : un motif « à carreaux » différent apparaît dans cette zone.

Zone 1 est l’échantillon Raes. L’échantillon destiné à la datation au radiocarbone a été prélevé entre l’échantillon Raes et le double pli supérieur (figure IX-12). Les deux plis sont doubles sur la radiographie, parce qu’ils apparaissent à la fois sur le Suaire et sur la toile de Hollande ; c’est-à-dire qu’ils se sont formés après l’incendie de 1532. La zone 2 a été découpée il y a longtemps comme un « souvenir », et elle ne montre que le support en toile de Hollande (faible densité, noir sans bande). Les lignes a, b et c sont des bandes continues de densité différente qui traversent le tissu. La zone de l’échantillon radiocarbone présente un motif de bandes anormal.

Conclusion sur l’association entre la date radiocarbone et l’époque de fabrication du Suaire :
L’ensemble des éléments issus de la chimie, de la teneur en coton, de la technologie, de la photographie, de la fluorescence ultraviolette et de la lignine résiduelle prouve que le matériau de la partie principale du Suaire est significativement différent de celui de la zone de prélèvement pour la datation radiocarbone. La validité de l’échantillon radiocarbone doit donc être remise en question quant à sa capacité à dater la fabrication de la partie principale du tissu. Une application rigoureuse de la méthode scientifique exigerait une confirmation de cette date avec une meilleure sélection d’échantillons.

Le Suaire a été soumis à une importante « restauration » en juin et juillet 2002. Lors de cette opération, une quantité considérable de matière carbonisée a été grattée autour des trous de brûlure. Cette matière serait idéale pour une datation radiocarbone. La date publiée ne peut être acceptée sans confirmation.

Zone 1 : échantillon Raes. L’échantillon de datation au radiocarbone a été prélevé entre l’échantillon Raes et le pli double supérieur (figure IX-12). Les deux plis sont doubles sur la radiographie.

(J’ai rajouté la photo de B. Schwortz pour la couleur cela permet de comprendre un peu mieuxla zone verte le prélèvement Raes touché la couture de la bande latérale)

CHAPITRE X : HYPOTHÈSES SUR LA FORMATION DE L’IMAGE

Toute hypothèse sérieuse sur la formation de l’image doit expliquer autant de faits reconnus et publiés que possible. Il n’est pas valable d’éliminer ou de supprimer des faits dans le but de soutenir une hypothèse particulière. Le test des hypothèses est un processus continu : toutes les nouvelles observations confirmées doivent être incluses lors de l’évaluation des hypothèses existantes et suggérer le développement de nouvelles hypothèses. Une tentative concomitante de reconnaître les lois naturelles pertinentes doit être poursuivie, et toutes les hypothèses doivent être testées également les unes par rapport aux autres.

FAITS SPÉCIFIQUES SUR LA FORMATION DE L’IMAGE POUR TESTER LES HYPOTHÈSES :

Toute hypothèse sur la formation de l’image doit s’accorder avec les lois de la physique et de la chimie et expliquer l’ensemble des types d’observations scientifiques contrôlées ou quantitatives. Les observations de type « je crois voir » ne sont pas acceptables. Voici une liste de faits confirmés :

Les spectres de réflexion, les tests chimiques, la spectroscopie Raman sur microsonde laser, la spectrométrie de masse par pyrolyse et la fluorescence aux rayons X montrent tous que l’image n’est peinte avec aucun des pigments attendus, historiquement documentés.
Aucun pigment ou médium pictural n’a été trouvé dans les zones de l’image ni n’a été rendu soluble à l’eau à l’époque de l’an 1532.
La microscopie directe a montré que la couleur de l’image se trouve uniquement sur les fibres les plus superficielles, au sommet des fils du tissage.
La densité colorée de toute zone d’image dépend du lot de fil utilisé dans le tissu. Le linge montre des bandes de fils de teintes légèrement différentes.
Les prélèvements par ruban adhésif montrent que l’image résulte de concentrations de fibres jaune-brun.
L’image ne fluoresce pas sous une illumination ultraviolette.
L’image du côté dorsal du corps montre la même densité colorée et la même distribution que celle du côté ventral, et elle ne pénètre pas davantage dans le tissu que l’image du côté ventral du corps.
La thermographie a prouvé que l’émission de l’image était la même dans toutes les zones. L’ensemble de l’image a été formé par le même mécanisme. Les spectres et la photographie ont confirmé cette observation.
La seule image visible sur la face arrière du linge se situe dans la région des cheveux. Cela pourrait être élargi pour inclure les mesures de Giulio Fanti ; toutefois, aucune définition précise ne lui a été donnée par Turin.

Aucune image ne s’est formée sous les taches de sang.
Le mécanisme de formation de l’image n’a ni endommagé, ni dénaturé, ni altéré le sang. Le sang peut être retiré à l’aide d’une enzyme protéolytique.
La couleur de l’image peut être chimiquement réduite par le diimide, qui décolore sélectivement les fibres de cellulose. Toute la couleur de l’image se trouve à la surface des fibres.
Les médullas (canaux centraux) des fibres colorées de l’image ne sont pas colorés : la cellulose n’a pas participé à la production de la couleur.
La couleur des fibres d’image a souvent été arrachée de leur surface, laissant des empreintes des fibres dans l’adhésif. Des nœuds de croissance peuvent être observés dans ces empreintes. Toute la couleur est située à la surface des fibres.
Les tests chimiques ont montré qu’aucun médium pictural ni revêtement protéinique n’était présent dans les zones d’image. Il en résulte que l’activité microbiologique n’a pas produit l’image.
Des tests microchimiques à l’iode ont détecté la présence d’impuretés d’amidon à la surface des fibres de lin du Suaire.
Il n’existe aucune preuve de décomposition des tissus (formation de produits liquides issus de la décomposition d’un corps). Les fluides corporels (autres que le sang) n’ont pas pénétré dans le tissu.
Toute radiation suffisamment énergétique pour provoquer les réactions de déshydratation initiales de la décomposition de la cellulose pénétrerait dans une fibre sur une profondeur déterminée par son énergie. Les fibres de l’image n’ont pas pu être colorées par un rayonnement énergétique.
Les radiations énergétiques de toutes sortes provoquent des défauts dans les cristaux de cellulose des fibres de lin. Ces défauts sont visibles entre des polariseurs croisés dans un microscope pétrographique. Les fibres du Suaire ne montrent que des images normales.
Les fibres d’image et les fibres sans image présentent exactement le même type de défauts et la même répartition de défauts. L’image n’a donc pas été causée par une radiation énergétique.
Un chauffage rapide, comme lorsqu’on brûle du lin avec une torche, laisse des petites boules caractéristiques de matière fondue à l’extrémité des fibres. Il n’y en a aucune sur le Suaire.
Le tissu ne montre aucune phosphorescence.
Le sang présent sur le linge est encore en grande partie rouge. Le sang ancien est normalement noir.

Inhibition neuronale latérale :

Beaucoup d’observateurs regardent si longtemps l’image du Suaire qu’ils commencent à y voir des choses que d’autres ne voient pas. Ils tentent ensuite d’utiliser ces observations pour prouver la résurrection de Jésus ou une autre croyance.

La capacité à percevoir des formes dans des figures ambiguës repose sur notre faculté à voir des formes dans les nuages. Sur le plan physiologique, cet effet est expliqué par le terme d’« inhibition latérale neuronale » : le cerveau humain accentue les contrastes. L’esprit joue des tours à ce que nous pensons voir. Certains observateurs dévots voient des images de fleurs, de dents, d’os, etc., sur le Suaire. Une affirmation du type « Je pense voir » est totalement inacceptable dans une discussion scientifique. Ces images sont parfois mieux perçues après de multiples renforcements de contraste qui réduisent l’image à un motif de points.

EXEMPLES D’HYPOTHÈSES DE FORMATION D’IMAGE QUI CONTREVIENNENT AUX FAITS ÉTABLIS :

Le rapport datant le Suaire entre 1260 et 1390 a conduit à la formulation de nombreuses « théories embarrassantes » (plus justement des postulats) visant simultanément à expliquer la formation de l’image et l’âge inattendu. La plupart font appel à une forme quelconque de « radiation », impliquant souvent un miracle pour la produire. Une simulation nucléaire est souvent invoquée dans ces « théories » pour générer un excès de radiocarbone et expliquer la datation, tandis que les réactions chimiques induites par la radiation sont censées expliquer la formation de l’image. Pourtant, aucune de ces théories ne s’accorde avec les réactions chimiques observées, et aucune ne peut être acceptée. Toutes doivent être rigoureusement testées à la lumière des faits et des observations.

La plupart des hypothèses sur la datation et l’image reposent sur un fondement théologique, et affirment : « C’est la seule manière dont cela aurait pu se produire. » Lorsque le postulat coïncide avec l’objectif désiré, peu d’efforts sont faits pour le tester et le rejeter. Les partisans tentent alors d’expliquer la Résurrection biblique en postulant une radiation indispensable. Beaucoup ne proposent ni fondement théologique clair, ni démonstration expérimentale.

Les « théories dirigées par Dieu » et les pseudo-sciences ont gravement compromis la crédibilité des recherches scientifiques rigoureuses sur le Suaire de Turin.

Axions :

Certains phénomènes ont été avancés sans discussion. J’ai vu des invocations de radiation lumineuse, radiation UV, rayons X, photons, autres particules ionisantes, neutrons, axions résonnant dans la cavité du tombeau, etc., sans preuve d’énergie détectable.

Des scientifiques des laboratoires Livermore National Laboratory, MIT et Lawrence Berkeley Laboratory s’emploient actuellement à rechercher les axions, une tâche très difficile et coûteuse. L’axion est une particule élémentaire hypothétique proposée pour expliquer l’absence de moment dipolaire électrique du neutron. Elle n’a ni charge électrique, ni spin, et interagirait à peine avec la matière ordinaire (électrons, photons, quarks, etc.). Elle serait donc très peu susceptible de produire des effets chimiques détectables. Même si l’axion — s’il existe — devrait n’avoir qu’une masse infime —, les axions auraient théoriquement été produits en abondance lors du Big Bang, et les axions reliques sont considérés comme des candidats possibles à la matière noire de l’univers. C’est pour cette raison qu’ils font l’objet d’études. Ils ne sont même pas à distance raisonnable des candidats à la formation de l’image.

Le corps dématérialisé :

La méthode dite « Historiquement cohérente » d’Antonacci [trouvée dans The Resurrection of the Shroud de Mark Antonacci] constitue un exemple remarquable de pseudo-science orientée vers un but, impliquant une forme de radiation. Il affirme que cette méthode « a été développée en combinant les recherches de scientifiques du monde entier sur tous les aspects des images corporelles et des marques de sang sur le Suaire… » Cette théorie (sic) affirme que si un corps venait à se dématérialiser instantanément ou à disparaître, une radiation particulaire serait émise naturellement, et toutes les caractéristiques uniques observées sur les images corporelles et les traces de sang du Suaire se produiraient » (emphase ajoutée). Il affirme que c’est « la seule façon » dont l’image aurait pu se former. C’est en train de devenir le refrain habituel de la pseudo-science sur le Suaire.

L’énergie des armes nucléaires repose sur le fait que E = mc² ; par conséquent, un problème supplémentaire dans la « théorie » d’Antonacci est que la conversion complète de la masse d’un être humain normal en énergie aurait l’effet d’une bombe H énorme, de l’ordre de 200 à 300 mégatonnes de TNT. Cependant, le rayonnement particulaire cause des changements très distincts dans les fibres de lin (voir p. 89-93). Le rayonnement particulaire n’a absolument pas été impliqué dans la formation de l’image. Je pense qu’il a causé encore plus de tort à la crédibilité des études sur le Suaire.

Pixels d’image optiquement terminés :Certaines observations peuvent être mal interprétées et devenir assez pernicieuses. Un bon exemple est apparu dans des présentations récentes de Kevin Moran sous le nom de « Pixels d’image optiquement terminés observés sur les échantillons de Frei en 1978 ».

Il déclare : « Il est suggéré que l’image a été formée lorsqu’une particule à haute énergie a frappé la fibre et a libéré un rayonnement dans la fibre à une vitesse supérieure à la vitesse locale de la lumière. Étant donné que la fibre agit comme un guide-lumière, cette énergie s’est déplacée à travers la fibre jusqu’à rencontrer une discontinuité optique, puis elle a ralenti à la vitesse locale de la lumière et s’est dispersée. »

Il fonde son affirmation sur une photomicrographie d’une fibre d’image (figure X-1) provenant de la collection que Max Frei a prise lors des études de 1978.

La lumière postulée comme responsable de la coloration serait alors un rayonnement de type Tcherenkov. P. A. Cherenkov a prédit ce rayonnement en 1934, et il a été expliqué théoriquement par I. M. Frank et I. Y. Tamm. Ces trois scientifiques ont reçu le prix Nobel de physique en 1958 pour cette découverte. Le rayonnement de Tcherenkov est bien connu.

Dans un milieu diélectrique, la vitesse de la lumière est réduite à la valeur c/n (où c est la vitesse de la lumière dans le vide, et n l’indice de réfraction du milieu). La lumière se déplace plus lentement dans un milieu dense que dans un milieu léger. Si une particule chargée se déplace à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière dans ce matériau, un rayonnement de Tcherenkov est émis. Notez que la particule ne peut pas se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide. Le rayonnement de Tcherenkov est simplement une lumière qui se déplace dans le matériau à la vitesse déterminée par l’indice de réfraction du matériau, exactement comme toute autre lumière se déplaçant dans ce milieu. Le rayonnement est émis à un angle A par rapport à la direction de la vitesse de la particule, donnée par cos A = c/nv, où v est la vitesse de la particule. L’onde se forme comme un front conique transporté avec la particule rapide (semblable à une onde de choc dans l’air, avec le sommet du cône étant la particule elle-même). L’angle au demi-cône est π/2 – A. Moran ne traite pas de la quantité de lumière qui pourrait être produite dans une fibre de lin, ni de sa direction, ni de sa longueur d’onde.

« Je pense que je vois » ne remplace pas l’étude scientifique. L’indice de réfraction d’un milieu transparent varie avec la longueur d’onde (dispersion). Moran semble croire que le « rayonnement [lumineux] dans la fibre » allait à une vitesse supérieure à la vitesse locale de la lumière. Ce n’était pas possible.

Moran suppose également que la fibre peut agir comme un « guide de lumière ». Elle ne le peut pas. Les guides de lumière sont constitués d’une fibre centrale ayant un indice de réfraction plus élevé que la couche externe, afin de retenir la lumière à l’intérieur. Une fibre de lin possède un cœur creux rempli d’air (indice de réfraction faible) et des nœuds ressemblant à des jointures de bambou microscopiques.

Même les meilleurs milieux transparents absorbent et diffusent une partie de l’énergie lumineuse. Le lin n’est pas parmi les meilleurs : il contient de minuscules cristaux de cellulose en forme de tiges qui sont biréfringents et diffusent la lumière.

L’intensité de la lumière en tout point d’un milieu peut être prédite selon la loi de Lambert-Bouguer. Cette loi stipule que la lumière absorbée divisée par la lumière incidente est égale à –kd, où k est le coefficient d’absorption et d l’épaisseur. Chaque couche successive se comporte de la même manière, avec une intensité lumineuse incidente réduite.

Les réactions photochimiques s’estompent à mesure que la lumière traverse un milieu absorbant. La photomicrographie de la figure X-1 montre une coloration constante le long de la fibre. La couleur n’est pas le résultat d’une chimie induite par la lumière.

Moran postule que la lumière sera dispersée au niveau d’une « discontinuité optique » ; cependant, la photomicrographie montre que l’intensité de la couleur reste constante au-delà de plusieurs « discontinuités optiques », les nœuds.

La principale erreur de Moran est une mauvaise interprétation de la photomicrographie de Frei. Les fibres de lin sont biréfringentes ; elles présentent une vitesse de propagation de la lumière différente le long de la fibre et en travers de celle-ci. Lorsqu’elles sont observées entre polariseurs croisés, elles montrent de la lumière et des couleurs différentes selon les angles. Là où il n’y a pas de biréfringence, le fond est noir. La figure X-2 montre cet effet. Les couleurs sont totalement dues à la biréfringence. Le « pixel brusquement délimité » au centre du champ de vision résulte d’un changement de l’angle de la fibre vis-à-vis des angles des faisceaux lumineux polarisés utilisés pour l’observation. Ce phénomène est identique à celui montré avec la fibre de Frei dans la figure X-1.

La figure X-2 montre des nœuds biréfringents clairs dans la partie sombre et verticale de la fibre, là où la couleur change brusquement. Cette partie de la fibre a été orientée selon son angle d’extinction, mais les nœuds sont restés biréfringents. Cela prouve qu’il s’agit bien de « discontinuités optiques ». L’arrière-plan de la figure X-1 est plus clair que celui de la figure X-2, car la fibre de Frei était collée à un morceau de ruban adhésif transparent commercial. Ces rubans sont biréfringents. C’est pour cette raison que nous avons fait fabriquer un ruban spécial, amorphe, pour le prélèvement des échantillons STURP.

Lorsque des matériaux biréfringents sont placés sur l’un des deux autres, les biréfringences s’additionnent. L’effet peut être observé dans le coin supérieur gauche de la figure X-2 où deux fibres se croisent à 90°. Les couleurs montrées dans la figure X-1 semblent avoir été affectées par la superposition d’une fibre sur une bande biréfringente. La figure X-1 a été complètement mal interprétée par Moran. Son postulat n’avait aucune base scientifique. Une application rigoureuse de la méthode scientifique aurait évité ce discrédit aux études scientifiques sur le Suaire.

L’hypothèse de formation d’image par décharge corona :

Alan Adler a déclaré que « l’aspect de l’image est compatible avec une hypothèse de décharge corona. » Bien qu’il n’ait pas expliqué en quoi elle est compatible, cette déclaration a donné naissance à de nombreuses affirmations et « théories » ; cependant, dans toute enquête scientifique, il est impératif de commencer par un énoncé clair, succinct et testable de l’hypothèse. Je n’ai pas vu un tel énoncé pour cette hypothèse, mais j’ai recueilli ce qui suit dans la littérature et la correspondance récente.

Une tension d’amplitude suffisante pour produire une décharge corona dans l’air aurait été produite dans le corps de Jésus à un moment donné pendant qu’il était dans le tombeau et recouvert du Suaire.
La décharge corona n’était pas suffisamment intense pour oxyder une quantité significative du tissu, et la différence de potentiel n’était pas suffisamment grande pour produire des étincelles ou des arcs.
La « corona » aurait « activé » la surface de telle manière qu’un vieillissement (et/ou un chauffage) aurait produit une couleur.

Les hypothèses selon lesquelles l’image aurait été causée par une décharge corona alors que le corps et le tissu étaient en contact doivent être testées contre les observations. Des échantillons provenant du Suaire existent, et peuvent être étudiés par de nombreuses méthodes. Les décharges corona sont une sous-catégorie des plasmas, et des décharges dans le contexte du Suaire auraient dû se produire dans l’air. De telles décharges causent des types spécifiques de changements dans les fibres de lin. Le potentiel d’ionisation de l’air est relativement faible. Il est facile de produire des étincelles et des arcs. Les étincelles et les arcs sont très chauds, mais aucune trace ou dommage thermique n’est visible sur le Suaire.

Les faits concernant les décharges corona (effets plasmiques) peuvent être trouvés dans les manuels de physique. De vraies décharges corona dans l’air produisent de grandes quantités d’atomes d’oxygène et de plus petites quantités de molécules d’oxygène excitées. Les molécules d’oxygène excitées oxydent efficacement le lin, produisant les mêmes produits gazeux que la combustion en présence d’oxygène pur. Même de petites quantités d’un tel plasma peuvent causer une oxydation visible et des changements chimiques sur les surfaces des fibres de lin. Un plasma contenant de l’oxygène oxyderez le matériau du tissu. Un tel processus est utilisé dans des techniques commerciales pour rendre les surfaces textiles plus réactives. Même un plasma instantané dans l’air oxygéné dégradera complètement une surface en lin. Même une courte exposition modifiera la surface des fibres de lin. De tels changements peuvent être observés sur les fibres du Suaire. En effet, il y a une couleur intense, mais discrète, du matériau coloré sur leurs surfaces.

Une tension élevée est requise pour ioniser l’air et produire une décharge corona. Une décharge corona est un type de plasma. Une hypothèse veut que l’image ionisante soit apparue à l’instant de la résurrection, prouvant ainsi la nature miraculeuse de l’événement. Il a aussi été suggéré que la tension aurait été produite par un effet piézoélectrique durant un tremblement de terre, bien que des connexions électriques entre le corps et la zone de rupture n’aient jamais été élucidées. Quelle que soit la source de la tension, une décharge corona (ou plasma) produira des effets spécifiques sur le lin et dans le lin. Si ces effets ne sont pas observés, cette hypothèse de formation d’image doit être rejetée.

Afin que le corps puisse se charger à une haute tension, il ne doit pas être mis à la terre. Un corps isolé du calcaire uniquement par une épaisseur de tissu de lin humide serait à un potentiel de masse : aucune couronne ne pourrait se former. En outre, le contact entre le corps et le tissu amènerait les deux surfaces au même potentiel. Même de petites sphères non conductrices, légères, en plastique, en contact, comme celles utilisées pour démontrer l’électrostatique dans les cours de sciences élémentaires, peuvent être touchées. Puisqu’il n’existe pas d’isolant parfait, les matériaux en contact assument le même potentiel. Sans différence de potentiel, l’ionisation est impossible.

Lors d’une décharge corona, l’air est ionisé dans un champ de haute tension pour produire des électrons et des ions positivement chargés. Le plasma est neutre ; le nombre d’électrons est le même que le nombre de charges des ions positifs. Lorsque les électrons se recombinent avec les ions, de la lumière est émise. Entre autres, une décharge corona (plasma) produit une lumière ultraviolette énergétique. L’énergie prédominante produite par une décharge corona serait censée produire des zones à haute énergie libre dans la cellulose ou les impuretés de sa surface, comme le fait le rayonnement ultraviolet. Les couleurs se forment en conséquence de réactions chimiques dans ces zones à haute énergie libre.

La cellulose des fibres d’image n’est pas colorée ; par conséquent, la lumière ultraviolette devrait produire des défauts à haute énergie libre dans une couche d’impureté à la surface des fibres, sans affecter la cellulose. Si aucun défaut n’apparaît ni dans une couche d’impureté ni dans les composants des fibres de lin, une image cohérente ne peut apparaître ni par action thermique ni par rayonnement. Si le rayonnement est intense, des défauts apparaîtront dans la cellulose. Les défauts dans la cellulose peuvent être observés au microscope pétrographique.

Toute couronne dans l’air produira de l’oxygène atomique et des molécules d’oxygène excitées : toutes deux

Les figures X-3 à X-8 montrent les effets du plasma sur des surfaces de lin. Les expériences ont été réalisées par APJet de Santa Fe, NM, un fabricant d’équipements pour le traitement des textiles par plasma. Le plasma a été produit à 27 MHz dans une atmosphère contenant 1 % d’oxygène. Les conditions ont été modifiées par rapport à celles de l’air normal pour ralentir la vitesse d’érosion du lin ; autrement, le tissu aurait été détruit. La buse de plasma a été refroidie, et la température du plasma n’était que de 85°C. L’énergie du plasma était de 220 W. Le jet de plasma avait un diamètre de 6 mm, et le tissu était placé à 4 mm de l’extrémité de la buse. L’exposition a duré 30 secondes, produisant environ 10¹⁹ atomes d’oxygène libres. Aucune étincelle ni aucun arc n’ont été formés. L’échantillon a été produit par Kate Edgerton (Norwalk, Connecticut, décédée), selon les méthodes utilisées au Proche-Orient à l’époque romaine.

Il est facile de voir que le relief du tissu a été enlevé dans la zone soumise au plasma. Les fibres ont été oxydées par les atomes et molécules d’oxygène énergétiques, bien que la température n’ait pas été assez élevée pour déshydrater et colorer la cellulose.

Les figures X-5 et X-6 montrent que le plasma a complètement pénétré les pores du tissu. Parce que le plasma est neutre, il ne charge pas la surface d’un isolant, ce qui aurait pour effet de le repousser, comme le fait un faisceau d’électrons. Il pénètre toute la structure.

Les effets à la fois de l’érosion de surface et des défauts cristallins causés par l’irradiation ultraviolette peuvent être observés avec un microscope pétrographique (figures X-7 et X-8). Il est clair qu’une décharge corona (plasma) dans l’air provoquera des changements facilement observables dans un échantillon de lin. De tels effets ne peuvent être observés dans les fibres d’image du Suaire de Turin.

Toute radiation électromagnétique plus énergétique que la lumière verte produira des changements chimiques dans les fibres de lin. Ces changements peuvent être observés comme une biréfringence diffuse à travers les cristaux de cellulose. Des effets similaires sont causés par une radiation électromagnétique naturelle à haute énergie ; toutefois, le Suaire fournit sa propre norme interne pour tester cet effet. Les fibres d’image et non-image montrent exactement la même quantité de dommages dus à la radiation électromagnétique. L’image n’a pas reçu de radiation excessive lors de sa formation.

PROPRIÉTÉS DES RAYONNEMENTS ÉNERGÉTIQUES :

Il est nécessaire de disposer de certaines informations générales pour effectuer des tests valides des nombreuses hypothèses « radiatives » relatives à la formation de l’image.

Presque toutes les formations de couleur sont le résultat d’un processus chimique. Les seules exceptions courantes sont les interférences (par exemple, un film mince d’huile sur de l’eau), la diffraction (dispersion par un système de lignes parallèles), et la réfraction (un prisme ou les couleurs d’un arc-en-ciel).

Les réactions chimiques peuvent être initiées par différents types de rayonnement. Toutefois, les différents types de rayonnement ne sont pas bien compris du grand public. Il existe une croyance répandue selon laquelle les radiations peuvent produire certains effets inattendus, mais elles ne sont pas magiques. Les propriétés des rayonnements ont été longuement étudiées, en particulier depuis l’avènement de « l’ère nucléaire ». Les rayonnements ne doivent pas être invoqués pour expliquer l’image sans en discuter les propriétés.

Jean-Baptiste Rinaudo a affirmé que « Les protons sont en effet les seules radiations ionisantes à induire principalement des oxydations acides. » Les protons ont une charge électrostatique positive. Bien que les preuves indiquent que la couleur de l’image est principalement le résultat de doubles liaisons carbone-carbone conjuguées, un examen de la pénétration des protons montre que cette hypothèse ne correspond pas aux observations (figure X-9). La pénétration des formes de rayonnement dans le lin est cruciale pour tester toute hypothèse impliquant des radiations. Le site internet du National Institute of Standards and Technology (NIST),

http://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/contents.html

donne des informations complètes sur la pénétration pour différentes formes de rayonnement. Un exemple pour les protons est présenté dans la figure X-9. Certaines notions scientifiques sont nécessaires pour interpréter les données et les graphiques. Il est facile de calculer la portée d’un proton en cm à partir de la portée exprimée en g/cm². Par exemple, 1 cm³ d’eau pèse 1 gramme. Une pénétration de 1 cm requiert environ 16 MeV d’énergie (l’échelle énergétique est logarithmique). Un proton avec quelques MeV d’énergie pénétrerait toute la largeur d’une fibre du Suaire, colorant la médullaire en chemin vers la face opposée. Rinaudo a utilisé des protons à 1,4 MeV, qui ont pénétré entièrement à travers les fibres. Toutefois, la microscopie a montré que la couleur obtenue provenait uniquement de la couche d’apprêt à la surface du lin neuf utilisé pour les expériences. Un simple chauffage a causé la coloration (figure X-10).

Les figures X-11 et X-12 comparent le tissu irradié aux protons de Rinaudo avec l’image située au niveau de l’arête du nez sur le Suaire. Elles ont peu ou pas de similitudes.

Un brin moyen de lin mesure entre 10 et 20 µm de diamètre, et certaines fibres plus basses sont colorées dans les zones d’image. Tout rayonnement qui colorerait la circonférence de deux fibres superposées devrait pénétrer au moins 20 à 40 µm de cellulose. Un rayonnement qui pénétrerait tout le diamètre de 10 à 20 µm d’une fibre affecterait certainement tout le volume de la fibre, y compris les parois de la médullaire (le vide cylindrique au centre de la fibre). Toutes les fibres d’image montrent de la couleur sur leurs surfaces extérieures, mais le corps de la fibre et les parois de la médullaire ne sont pas colorés.

Lorsque des radiations énergétiques de quelque nature que ce soit pénètrent dans un matériau organique comme le lin, elles produisent des « défauts ». Elles rompent les liaisons chimiques et déplacent les éléments. Les cristaux du matériau sont modifiés, et nous pouvons observer ces changements assez facilement avec un bon microscope pétrographique. La figure X-13 montre une des fibres de lin irradiées aux protons de Rinaudo entre des polariseurs croisés dans le microscope. Cette vue peut être comparée à la figure X-2, qui n’a pas été irradiée. Les défauts traversent entièrement la fibre de Rinaudo, et ils sont nombreux.

Les protons ont ionisé la cellulose en traversant la fibre. Cela a déformé les cristaux, rendant le trajet des protons biréfringent. On peut voir par où ils sont passés dans la fibre grâce aux lignes droites de leurs trajectoires. Mais tous les effets des radiations ionisantes n’apparaissent pas…

…instantanément. Certaines des réactions chimiques aux points de défaut prennent du temps. Il se peut que nous n’ayons pas pu observer tous les défauts produits par les protons immédiatement après l’irradiation. Les défauts ont aussi tendance à se regrouper en défauts plus larges au fil du temps. Mais il est parfois presque impossible de voir les défauts initiaux, et ils doivent être « décorés » pour devenir visibles. On peut les attaquer avec des produits chimiques, les teindre avec certains colorants, ou accélérer leurs réactions par chauffage. Cependant, le passage de radiations ionisantes à travers des fibres de lin peut toujours être détecté. Aucun de ces effets de radiation ionisante ne peut être observé dans les fibres du Suaire.

Toutes les formes de rayonnement ne ionisent pas les matériaux qu’elles pénètrent. Les neutrons et les neutrinos n’ont pas de charge électrique. Les neutrinos interagissent à peine avec la matière ; c’est ce qui les rend si difficiles à détecter. Ils ont pratiquement aucune chance d’être arrêtés lorsqu’ils traversent tout le diamètre de la Terre. Les effets des neutrons dépendent de leur énergie.

Mario Moroni a réalisé des expériences avec des neutrons thermiques issus d’un réacteur, dans le but de prouver que la datation radiocarbone inattendue était le résultat de ce type de rayonnement. Les neutrons peuvent convertir des atomes d’azote en atomes de radiocarbone. C’est ainsi que le ^14C est produit dans l’atmosphère. Aucun autre cheminement possible vers le radiocarbone n’est aussi probable.

Un problème dans les suppositions faites à propos du lin, c’est qu’il doit contenir une quantité considérable d’azote. Ce n’est généralement pas le cas.

Moroni a observé un changement apparent dans l’âge d’un vieux lin de momie, mais il n’a pas indiqué combien d’azote se trouvait dans ses échantillons de tissu. Les cadavres produisent des composés azotés, mais il n’a pas vraiment cherché à déterminer tous les détails de ses expériences. Si l’on ne cherche pas d’autres explications, on peut facilement conclure à un miracle de production de neutrons.

Un neutron pèse à peu près autant qu’un proton. Les protons sont les noyaux des atomes d’hydrogène, et le lin est chargé d’atomes d’hydrogène. Les neutrons thermiques lents ont tendance à rebondir comme des boules de billard dans tous les systèmes contenant beaucoup d’hydrogène. Parfois, ils entrent en collision frontale avec à peu près le même effet qu’un coup direct entre boules de billard : celle qui est frappée part, et l’autre reste sur place. Lorsqu’un neutron frappe un atome d’hydrogène, cela produit un « proton de recul ». C’est une particule ionisante chargée. Quand on travaille avec des neutrons, on ne peut pas les voir dans une chambre à brouillard, mais on peut voir les traces des protons de recul. Il en va de même pour le lin. On ne voit pas la trace du neutron, mais on peut voir les traces laissées par les protons de recul. Si vous regardez de très près la figure X-14, vous verrez quelques fines stries blanches dans le noir. Ce type de rayonnement capable de produire des changements chimiques colorants dans les fibres de lin ou des modifications dans la teneur en ^14C pourrait passer inaperçu. Toute radiation produit un certain type d’effet sur les matériaux organiques.

L’enveloppe funéraire de la momie utilisée par Moroni était assez vieille, mais elle ne montrait pas d’effets de neutrons (protons de recul) avant d’avoir été irradiée (figure X-15).

EFFETS CHIMIQUES DE LA RADIATION :

Lorsque les fibres de cellulose sont suffisamment chauffées pour être colorées, que ce soit par conduction, convection ou radiation de quelque nature que ce soit, la réaction chimique principale est l’élimination de l’eau de la structure (la cellulose est alors « déshydratée »). Lorsque l’eau est éliminée, les liaisons chimiques C-OH sont rompues. Les radicaux libres C• sont extrêmement réactifs, et ils se combinent avec n’importe quel matériau à proximité. Dans la cellulose, les doubles liaisons entre les atomes de carbone ont des groupes -H et -OH voisins. À mesure que les doubles liaisons s’accumulent, la couleur commence à apparaître. Les radicaux libres réactifs se recombinent aussi avec d’autres parties des chaînes de cellulose, et les chaînes se réticulent.

Une très grande quantité d’informations est disponible sur les effets des radiations sur les matériaux. Une mesure importante à connaître est la « valeur G » (le nombre de molécules détruites par 100 eV d’énergie absorbée). Toute affirmation concernant des effets de radiation devrait être accompagnée de mesures suffisantes pour la soutenir. Même les explosifs cristallins très énergétiques, comme le RDX et le HMX, ont des valeurs G respectives de seulement 2,9 et 1,4. Une quantité relativement importante d’énergie est requise pour causer un effet significatif dans les matériaux, et la radiation produit des effets physiques aussi bien que des effets chimiques.

Toutes les réactions chimiques impliquent de l’énergie : la chaleur est soit absorbée (réactions endothermiques) soit libérée (réactions exothermiques). Une explosion est un excellent exemple de réaction exothermique.
L’un des effets les plus importants de la radiation est de produire un échauffement normal.
La production de chaleur peut être calculée. La chaleur affecte les matériaux de plusieurs façons connues. Une radiation énergétique ne peut pas colorer directement sans chaleur, mais un chauffage suffisant induit par la radiation peut brûler du lin et/ou ses impuretés.

Si la radiation n’est pas suffisamment énergétique pour briser directement les liaisons chimiques, son seul effet est de chauffer le matériau. La lumière rouge et infrarouge ne colore pas le lin sauf si elle est si intense qu’elle le chauffe jusqu’à une température où le taux de déshydratation est significatif. La chaleur colorera alors le tissu.

Les photographies de l’arrière du linge prises en juin et juillet 2002 montrent une faible image sombre au dos du linge dans la zone des cheveux. Aucune image corporelle n’est visible. Quel type de radiation pourrait pénétrer le linge et le colorer dans la zone des cheveux sans pénétrer ou colorer quoi que ce soit d’autre ? En outre, les fibres prélevées des zones de visage et de cheveux en 1978 sont identiques à toutes les autres fibres d’image : elles sont colorées uniquement en surface. La cellulose n’était pas colorée. Comment une radiation énergétique pourrait-elle colorer juste l’extérieur d’une fibre très fine ? Les fibres d’image ne montrent pas les propriétés de fibres de lin brûlées.

Les observations des colorants sur des couches d’image, les « peluches » extraites des fibres par l’adhésif, la réduction de la couleur avec la dimidine, le manque de fluorescence dans une zone d’image, et les différences optiques entre l’image et les zones brûlées excluent tout événement de chauffage ou radiation énergétique de haute température dans la formation de l’image.
La cellulose des fibres colorées d’image n’a pas changé à la suite d’une formation d’image.

Outre l’observation des peluches colorées, la cristallinité et la biréfringence permettent de différencier les fibres brûlées et les fibres d’image.
La preuve est solide que l’image n’est pas le résultat d’une déshydratation des fibres de cellulose par quelque mécanisme que ce soit, thermique ou radiatif.

Les neutrons produisent des « protons de recul » lorsqu’ils frappent un matériau contenant de l’hydrogène.
La perte de l’hydrogène dans les tissus cause également une décoloration et une formation de croûte. Les neutrons ne peuvent pas être invoqués pour expliquer la formation de l’image. Les neutrons énergétiques pénétreraient toute l’épaisseur de la fibre.

La couleur de l’image est en effet le résultat d’une teinture fine. Le mot clé est « mince ».
Des craquelures de surface (« corrosion » comme Adler les appelait) de la couleur peuvent être observées, et des écailles peuvent être vues sous forme de « fantômes » sur les lambeaux (voir figure VII-2). Cela correspond à une épaisseur de l’ordre de la longueur d’onde de la lumière pour obtenir un changement observable dans l’indice de réfraction, et les zones colorées sur les fibres d’image sont identiques à celles d’une fibre issue d’un tissu hollandais moderne. L’image semble amorphe, mais je n’ai pas pu mesurer son épaisseur. J’ai été incapable de mesurer l’indice de réfraction de la couche de gomme sur l’échantillon de Raes. L’épaisseur de l’image colorée doit être inférieure à la longueur d’onde du sodium-D (589 nanomètres).

Tout photon (quantum de lumière) d’une longueur d’onde plus courte qu’environ 530 nm (plus bleue, plus énergétique) peut provoquer la rupture des liaisons C-OH et C-C.
Les énergies de liaison des groupes C-OH et des liaisons C-C sont d’environ 90–91 kilocalories par mole (près de 3 eV). Les liaisons sont plus faciles à rompre dans la cellulose sèche. C’est pourquoi les magasins de vêtements utilisent des rideaux transparents pour protéger les vêtements de l’exposition à la lumière. La lumière capable de colorer l’extérieur d’une fibre de lin est capable de colorer tout le volume de la fibre.

John Jackson, un des leaders du STURP, a parlé de la « physique des miracles ».
Il a proposé la théorie suivante (en réalité une hypothèse) :

Le corps devient « mécaniquement transparent » (au moment de la résurrection), et le linceul tombe dans le corps.
Le corps de Jésus devient un « corps de lumière ». La lumière ne pénètre l’air que d’un millimètre ou deux (« si tant est qu’elle pénètre »), c’est-à-dire que l’air est opaque à la radiation.
La chute du corps dans le linceul est une transition verticale, non instantanée.
« Seules les fibres du tissu entièrement exposées au champ d’énergie ont été imagées… Les fibres plus profondes ont été protégées du champ d’énergie par les fibres situées au-dessus d’elles et n’ont donc pas été imagées. »
« Lorsque le linceul est tombé complètement à travers l’énergie, les fibres de l’autre côté sont devenues exposées et ont été imagées par le champ d’énergie, sauf là où elles sont protégées ou ombragées par d’autres fibres. »
« L’image dorsale est une image de contact. »

Robert L. Feller a écrit l’un des meilleurs ouvrages sur les facteurs affectant les textiles [Robert L. Feller, Accelerated aging: photochemical and thermal aspects, The J. Paul Getty Trust, 1994, 292 pages]. Il fait la déclaration suivante à propos des interactions entre l’énergie rayonnante (photons) et les matériaux organiques tels que le lin :
« … l’étape primaire en photochimie est l’absorption du rayonnement, suivie par la dissipation de cette énergie sous forme de chaleur, l’émission de rayonnement (fluorescence ou phosphorescence), le transfert de l’énergie à une autre entité moléculaire, ou la rupture directe des liaisons. »
La lumière qui ne pénètre pas dans l’air se situera dans la gamme des ultraviolets sous vide, et c’est ce que Jackson a supposé. Une telle lumière sera très énergétique. Elle chauffera le tissu et aura un effet direct sur la composition chimique du tissu. Tout changement dans la composition chimique modifiera la biréfringence des fibres de lin. Aucun de ces effets n’est observé sur le Suaire.

Si l’image avait été causée par une quelconque forme de radiation, la structure des fibres de lin dans les zones d’image devrait être significativement différente de celle des zones sans image. Ce n’est pas le cas.

La figure X-16 montre l’échantillon 3BF du STURP, un échantillon témoin prélevé dans une zone sans image, à gauche de l’image de la main. La photomicrographie a été prise à un grossissement de 800X entre polariseurs croisés. On observe une biréfringence générale de la lumière entre les nœuds de croissance. Cette biréfringence est le résultat de modifications induites à long terme par les radiations dans la cristallinité de la cellulose. Comme il ne s’agit pas d’une zone d’image, la radiation n’a rien à voir avec la formation de l’image.

La figure X-17 est une vue comparative d’une fibre d’image provenant de la zone d’échantillonnage 3EF du STURP. On peut y voir le même type de biréfringence que dans l’échantillon témoin. De nombreuses autres photomicrographies démontrent ce même fait. Il n’y a pas de différence significative dans la perfection cristalline entre les fibres d’image et celles hors image. L’image n’a pas été produite par radiation.

Conclusion sur les radiations de haute énergie :
Les radiations de haute énergie ne peuvent pas être responsables de la coloration de l’image. Si elles sont suffisamment pénétrantes pour colorer toute la surface externe d’une fibre, elles coloreront tout le volume de cette fibre. Ce n’est pas ce que l’on observe avec les fibres d’image. Toute radiation énergétique modifie la structure cristalline des fibres de lin. Aucun de ces changements n’est observé dans les fibres d’image du Suaire.

HYPOTHÈSES IMPLIQUANT DES PROCESSUS NATURELS :

Paul Vignon [dans The Shroud of Christ (1902)] a proposé ce que l’on appelle la « théorie vapographique » de la formation de l’image. Il a postulé que le corps était couvert de sueur au moment de la mort, et que la sueur était riche en urée (N₂H₄CO). Il a aussi postulé que le tissu était saturé d’aloétine (extrait d’aloès dans de l’huile d’olive, un liquide d’embaumement). L’urée dans la sueur fermenterait pour produire de l’ammoniac et du dioxyde de carbone. L’ammoniac diffuserait dans le tissu et réagirait avec les aldéhydes pour produire la couleur de l’image. L’image des cheveux serait difficile à expliquer sur cette base, mais la distribution de la couleur de l’image et le manque de pénétration dans le tissu éliminent cette hypothèse.

Sam Pellicori de STURP a proposé une hypothèse de contact direct, et il a fait des expériences pour la tester. Il a produit des couleurs ressemblant à l’image, mais la distribution des couleurs n’était pas correcte. Sam a enduit ses doigts de sueur, d’huile et de lin, puis les a doucement pressés contre un tissu. Des capillaires pouvaient être observés. Pour obtenir des couleurs d’image identiques sur toute la surface (y compris les cheveux), des quantités identiques de liquides auraient dû être réparties sur tout le corps. En supposant le poids d’un corps sur le tissu, les propriétés identiques des parties avant et arrière devraient produire un contact direct identique.

Dee German de STURP a modifié l’hypothèse du contact direct en supposant que le tissu s’affaissait en fonction du temps et de l’humidité, touchant différentes parties à différents moments. Cette hypothèse ne peut pas expliquer la nature généralement superficielle de l’image.

Eugenia Nitowski, experte en archéologie du Moyen-Orient, a poursuivi les hypothèses de contact plus loin que quiconque. Elle a fait des expériences dans des tombes calcaires antiques près de Jérusalem. Elle a expérimenté avec un mannequin enduit, et a utilisé des températures légèrement élevées (jusqu’à environ 46 °C). Aucun de ses résultats ne ressemblait à l’image.

Sebastiano Rodante a expérimenté avec une tête en plâtre qui avait été trempée dans de la sueur sanglante. Il a trempé des tissus dans de l’eau et des mélanges huileux contenant des aloès et de la myrrhe. Il a laissé les systèmes en contact pendant 36 heures, et a obtenu des images qui étaient plus réalistes que celles de Nitowski. Je n’ai pas vu de photomicrographies de ses images, et je douterais que leur structure soit similaire à celle du Suaire.

Les expériences étendues semblent définitivement éliminer les hypothèses de contact direct. Aucune des hypothèses de contact direct ne pourrait expliquer la pénétration et la distribution de l’image du Suaire.

De nombreuses autres hypothèses de formation d’image ont été proposées, y compris celles impliquant des images de Volkringer (par ex., des plantes pressées dans un livre), de l’oxygène singulet, et de l’activité microbiologique. Lorsqu’elles sont testées par rapport à la liste des observations, aucune des hypothèses n’a pu survivre. Je ne suis pas un expert dans toutes les différentes hypothèses. J’encourage tout le monde à tester leurs hypothèses préférées selon la liste des faits. J’invite particulièrement tous les lecteurs à tester mes propres hypothèses.

FORMATION DE COULEUR À BASSE TEMPÉRATURE :

Bien que les hautes températures et les radiations énergétiques doivent être exclues comme causes de la formation de l’image, des processus à plus basse température restent possibles. Il suffit que les températures atteignent le niveau où les fibres de cellulose commencent à se déshydrater à un rythme significatif. La cellulose commence à se déshydrater rapidement entre 275 et 300 °C. De nombreux matériaux se colorent rapidement à des températures bien inférieures à cela.

Certaines affirmations ont été faites selon lesquelles le rayonnement thermique (chaleur/infrarouge) ne pouvait jouer aucun rôle dans la formation de l’image, parce que l’intensité du rayonnement suit une loi en 1/r². Cela n’est pas correct.

Les matériaux émettent différentes longueurs d’onde d’énergie électromagnétique à différentes températures. Ces longueurs d’onde peuvent être calculées à partir de la loi de radiation de Planck. Avant qu’une surface chaude ne commence à briller, la plupart du rayonnement est produit dans la plage infrarouge. Comme le montre la figure X-18, les surfaces irradiées émettent différentes quantités de chaleur et de lumière selon différents angles, selon la structure électronique du matériau. Les métaux polis émettent et absorbent très peu d’énergie, et ce qu’ils émettent provient de la surface à un angle très faible. Les matériaux non métalliques rayonnent beaucoup plus d’énergie, même si elle sort à 90° de la surface. Il est évident que le rayonnement thermique ne suit pas une loi en 1/r².

Vous pouvez observer cet effet en polissant la surface d’une spatule chromée et en y appliquant quelques matériaux non métalliques (par ex., une empreinte digitale, une goutte de sirop, et/ou une trace d’argile). Chauffez la pièce dans l’obscurité. À mesure que la température augmente, les premiers endroits qui brilleront avec le rayonnement seront l’empreinte et les taches non métalliques, et elles brilleront longtemps avant que le reste des zones métalliques ne chauffe. La lueur sera la plus visible depuis un angle rasant. Lorsque le métal commence à briller, sa lumière sera la plus visible sous un angle bas, en regardant le long de la surface.

L’émissivité d’un corps humain est semblable à celle d’autres matériaux non métalliques ou organiques. La formation d’image impliquant un rayonnement thermique ne peut donc pas être exclue ; cependant, elle ne peut pas expliquer toutes les caractéristiques de l’image du Suaire.

La conductivité thermique du lin est faible, environ 2,1 × 10⁻⁴ cal cm⁻¹ s⁻¹ °C⁻¹ ; par conséquent, le gradient thermique qui s’étend à partir de toute zone chauffée sera très prononcé : ce sera beaucoup plus chaud près des points de contact et plus froid plus loin. Cela est important à considérer concernant les vitesses des réactions chimiques des processus pouvant former une couleur sur un suaire en contact avec un corps.

Figure X-18 : Dépendance angulaire de l’émission d’énergie par différents types de surfaces.

Chimie et cinétique des réactions :
Tous les processus chimiques se produisent à une certaine vitesse à toute température supérieure au zéro absolu, –273 °C (–459 °F), mais les vitesses suivent une fonction exponentielle à mesure que la température varie. Certaines vitesses sont très lentes à température ambiante. La cellulose ne se carbonise pas de façon visible à température ambiante, mais elle brûlera rapidement au-dessus de 300 °C. D’autres glucides (par exemple, amidons et sucres) peuvent se colorer à des températures bien plus basses. Un morceau de tissu chauffé à plusieurs centaines de degrés en un point donné commencera à se colorer, mais la coloration devient rapidement moins intense à mesure qu’on s’éloigne du point chauffé, du fait de la faible conductivité thermique de la cellulose. Pensez à la marque de brûlure qu’un fer à repasser produit sur une chemise blanche.

Plusieurs médecins légistes m’ont indiqué que la température corporelle post-mortem d’une personne décédée d’hyperthermie et/ou de déshydratation atteint souvent 41 °C (106 °F), et que la température corporelle peut même légèrement augmenter après la mort. Certains corps ont montré des températures allant jusqu’à 43 °C (110 °F). Les corps sont très secs à cause de l’hyperthermie. On trouve de nombreux corps à température élevée dans des voitures fermées ou gisant au soleil dans le désert. Des matériaux stables à température ambiante normale (environ 22 °C) peuvent réagir rapidement à 41–43 °C. Il convient toutefois de noter que les corps se refroidissent rapidement dans un environnement frais.

De nombreux processus chimiques simples doublent (ou même triplent) leur vitesse pour chaque augmentation de 10 °C (18 °F) de la température. Un type de réaction de déshydratation pourrait être environ trois fois plus rapide à la température corporelle normale (environ 37 °C) qu’à température ambiante, et de quatre à neuf fois plus rapide aux environs de 41 °C.

Les vitesses des réactions chimiques sont modélisées par une équation exponentielle appelée l’expression d’Arrhenius, k = Ze⁻ᴱ/ᴿᵀ, et les vitesses peuvent être prédites à partir de constantes cinétiques chimiques connues et mesurées (k, la constante de vitesse ; Z, le facteur de fréquence ; E, l’énergie d’activation ; R, la constante des gaz ; et T, la température absolue). Tout processus chimique impliqué dans la formation de l’image aura des propriétés conformes à cette équation. Tous les processus de formation de couleur impliquent des réactions chimiques.

La chaleur est également transférée par convection. La circulation de l’air entre une surface chaude et une surface plus froide est provoquée par les différences de densité entre un gaz chaud et un gaz plus froid. Les cellules de convection sont petites lorsque les espaces sont réduits, et plus grandes lorsque les espaces sont plus larges. La convection transfère également des vapeurs, qui peuvent inclure des gaz réactifs, d’une surface à une autre.

De telles zones doivent diffuser à travers le gaz stagnant pour atteindre la surface. La diffusion des gaz à travers d’autres gaz est modélisée par la loi de diffusion de Graham :

v₂ / v₁ = √(d₁ / d₂)

où v = vitesse de diffusion et d = densité (ou poids moléculaire) du gaz. Les vitesses de diffusion sont inversement proportionnelles aux racines carrées des densités des gaz.
La diffusion parallèle à la surface d’un tissu recouvrant un corps ne peut pas être instantanée,
et elle sera plus lente pour les molécules plus lourdes.

Dans le contexte des hypothèses de formation d’image impliquant des gaz réactifs, il faut se rappeler que le tissu est poreux. Les gaz diffusant vers la surface du tissu peuvent passer à travers les pores et être perdus. Ce phénomène provoquera un gradient de concentration dans les gaz réactifs. Les densités de couleur seront plus élevées près du corps.

La densité de couleur de l’image sera une fonction de la distance entre le corps et le tissu.
Les surfaces textiles sont actives et adsorbent rapidement les gaz, un fait qui limite
davantage les concentrations en fonction de la distance et augmente la densité de couleur
près d’un corps.

L’analyse mathématique de John Jackson sur la résolution de l’image, présentée lors de la conférence américaine de 1977 sur la recherche sur le Suaire de Turin, a suggéré qu’aucun mécanisme unique et simple de diffusion moléculaire ou de rayonnement ne pouvait produire l’image observée. Toutefois, une combinaison de systèmes pourrait offrir une explication, par exemple : des vitesses de diffusion gazeuse limitées, des processus chimiques à vitesse exponentielle dépendant de la température, un flux thermique anisotrope par rayonnement du corps vers le tissu, un flux de chaleur atténué dans le tissu, la convection, les propriétés de surface du tissu, et la diffusion à travers les pores du tissu.

Résumé :
Les spectres de l’image suggèrent qu’un certain type de réaction de déshydratation des glucides serait l’explication la plus probable de la coloration de l’image ; toutefois, la couleur n’apparaît que sur la surface des fibres individuelles. Les hautes températures et les radiations énergétiques ne peuvent absolument pas expliquer les propriétés de l’image. Cette affirmation n’implique pas un miracle.

CHAPITRE XI : UNE HYPOTHÈSE COMPLEXE ET NATURELLE DE FORMATION DE L’IMAGE

Le fait que la coloration de l’image se trouve uniquement à la surface des fibres conduit à l’hypothèse selon laquelle la couleur s’est formée à la suite de réactions chimiques impliquant des impuretés présentes à la surface. Les spectres suggèrent fortement que ces impuretés étaient des glucides qui ont subi une déshydratation à la suite du processus de formation de l’image. L’hypothèse des impuretés glucidiques est corroborée par l’observation de traces de certaines fractions d’amidon sur les fibres des zones d’image. Aucune impureté protéique n’a été trouvée dans les zones d’image.

Bien que les fibres brûlées présentent des médullas assombris, la cellulose des fibres d’image n’est pas colorée. Cela prouve que les impuretés ayant produit la couleur ont dû subir des réactions chimiques à basse température.

La déshydratation de la cellulose obéit à des lois cinétiques chimiques bien connues. La cellulose est une très longue chaîne polymérique constituée d’unités de glucose (sucre) liées de manière glycosidique. Les unités de glucose existent sous forme « pyranosique », des cycles contenant cinq atomes de carbone et un atome d’oxygène. Les structures pyranosiques semblent beaucoup plus stables que les autres structures glucidiques courantes, les cycles furanosiques. Les systèmes pyranosiques semblent avoir une énergie d’activation pour la déshydratation d’environ 27 kcal/mole, tandis que les systèmes furanosiques semblent beaucoup moins stables, avec une énergie d’activation d’environ 19 kcal/mol. Étant donné que les vitesses de réaction chimique sont exponentielles en fonction de la température, la cellulose réagirait beaucoup plus lentement que d’autres glucides à température égale.

Dans l’élaboration d’une hypothèse, j’ai dû rechercher des processus chimiques à basse température susceptibles de produire le type de coloration observé. Ces processus devaient impliquer uniquement des impuretés. Il me fallait exclure la « caramélisation » directe des glucides, car les températures requises étaient trop élevées. Les processus à basse température devaient donc impliquer des réactifs autres que ceux trouvés ou supposés sur le tissu. Un matériau étranger réactif devait être entré en contact avec les impuretés présentes sur le Suaire.

Quelques indices concernant d’éventuelles réactions à basse température peuvent être obtenus à partir de l’histoire de la technologie du lin avant le XVIe siècle.
Les méthodes de blanchiment utilisées après environ 1200 apr. J.-C. ne laissaient pas de quantités significatives d’impuretés glucidiques. L’Histoire naturelle de Pline l’Ancien, datant d’environ 77 apr. J.-C., suggère que l’on peut s’attendre à trouver des traces de tous les glucides présents dans l’amidon brut sur un morceau de lin ancien. Le fil de chaîne était protégé avec de l’amidon pendant le tissage, ce qui rendait le tissu rigide. Le tissu final était lavé avec du struthium, c’est-à-dire Saponaria officinalis, pour le rendre plus souple.
En plus des fractions d’amidon, on pourrait donc s’attendre à trouver des traces des sucres glycosidiques issus de Saponaria officinalis (par exemple : galactose, glucose, arabinose, xylose, fucose, rhamnose et acide glucuronique).

Les calculs de vitesse de déshydratation rendent très improbable une déshydratation directe de n’importe quelles impuretés glucidiques, même des sucres pentoses. Il faudrait des températures soutenues de l’ordre de 100 °C pour obtenir une coloration dans un délai raisonnable (c’est-à-dire inférieur à plusieurs mois).

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Un faussaire ayant voulu produire l’image du Suaire n’aurait pas vécu assez longtemps pour produire une image à température ambiante. En utilisant un tissu lavé dans une solution à faible tension superficielle contenant des sucres pentoses (par exemple une solution de Saponaria) et séché au soleil, une statue non métallique chauffée à une température supérieure à 100 °C aurait pu produire une image. Une telle hypothèse pourrait être testée ; toutefois, en appliquant le rasoir d’Ockham, une autre hypothèse semble plus probable.

Un candidat solide pour un système à basse température capable de produire la couleur de l’image est ce que l’on appelle les réactions de Maillard. Ces réactions sont bien connues de tous ceux qui ont vu du pain cuire, goûté une bière brune ou bu du café torréfié. Il s’agit de réactions extrêmement complexes, rapides, productrices de couleur, impliquant plusieurs voies et produits réactionnels.

En partant d’un mélange complexe de glucides, on peut obtenir des milliers de produits.
Un exemple unique de produit – le plus intensément coloré parmi ceux issus des réactions entre xylose et L-alanine – est représenté dans la figure XI-1.

Une exigence fascinante pour une hypothèse impliquant les réactions de Maillard est la nécessité de la présence de groupes amines (-NH₂) pour réagir avec les glucides. La source potentielle d’amines, un corps en décomposition, vient appuyer l’hypothèse selon laquelle le Suaire serait bien un vrai linceul.

Les réactions de Maillard font partie des réactions les plus étudiées en chimie alimentaire. Elles sont commercialement importantes et ont fait l’objet de recherches pendant de nombreuses années. Elles impliquent la condensation des groupes amines (les groupes -NH₂ présents dans les amines, les protéines, les peptides, etc.) avec des sucres réducteurs et des polysaccharides réducteurs tels que les sucres et certaines fractions d’amidon. Tous les sucres et polysaccharides réducteurs participent à ces réactions. Lorsque des amines et des sucres réducteurs entrent en contact, ils réagissent. Ils produisent une couleur. Ce n’est pas une hypothèse : c’est un fait. Un tissu contenant de l’amidon brut produira ultimement une coloration s’il est maintenu au contact proche d’un corps en décomposition.

Ces réactions se produisent à des vitesses significatives à des températures bien plus basses que celles requises pour la caramélisation (déshydratation thermique) de n’importe quel sucre. Un bon exemple des réactions de Maillard est la fabrication des bières brunes à basse température, à partir de réactions entre le maltose, les composants réducteurs de l’amidon et les protéines ou acides aminés du moût. Les bières bon marché peuvent être colorées plus rapidement en chauffant le moût avec de l’ammoniac (la plus simple des amines).

Les premières étapes des réactions de Maillard sont relativement rapides à température ambiante, et elles produisent des composés incolores (par exemple, des protéines glycosylées). Les vitesses de réaction sont encore plus élevées à la température du corps ; toutefois, elles augmentent d’un facteur de deux à trois pour chaque augmentation de 10 °C (18 °F).

Les composés incolores sont instables, et ils se réarrangent pour former des matériaux polymériques bruns, appelés mélanoïdines (voir figure XI-1), dont la plupart des structures restent encore inconnues. Il faut un certain temps, à basse température, pour que la couleur apparaisse. La couleur n’est pas le résultat d’une oxydation.

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Les vitesses de brunissement dépendent du pH (de l’acidité du système). Les vitesses atteignent leur maximum dans une plage de pH neutre à basique, mais elles restent rapides dans la plage de pH 3 à 7.

Les sécrétions sébacées humaines provenant de la peau contiennent environ 28 % d’acides gras libres ; par conséquent, la peau humaine est normalement légèrement acide, mais les réactions de Maillard restent néanmoins rapides.

Beaucoup des produits finaux des réactions de Maillard sont identiques à ceux produits par la caramélisation des sucres. Les structures responsables de la couleur sont des liaisons doubles conjuguées, exactement comme l’avaient supposé les chercheurs du STURP à partir des spectres. Certains des produits les plus importants dans la formation de la couleur ne contiennent pas d’azote. Ce fait pourrait expliquer pourquoi aucun composé azoté n’a été observé dans les zones d’image.

Concernant la nécessité de réactifs aminés dans les processus de Maillard, les corps en décomposition commencent à produire rapidement de l’ammoniac et des amines, par exemple la cadavérine (1,5-diaminopentane) et la putrescine (1,4-diaminobutane), en fonction de la température et de l’humidité. Ces composés sont responsables de l’odeur qui se développe autour d’un corps quelque temps après la mort.

La plus grande partie de l’ammoniac, très volatil, diffuse hors du corps par le nez et la bouche peu après la mort. Ce fait pourrait expliquer la couleur d’image plus foncée entre le nez et la bouche, ainsi que la pénétration de la couleur dans la région des cheveux.

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L’ammoniac et de nombreuses amines issues de la décomposition sont volatils et basiques (ils augmentent le pH, le rendant plus favorable aux réactions de Maillard) et ils réagissent rapidement avec les saccharides réducteurs qu’ils rencontrent. Ces réactions sucre-amine sont rapides même à température ambiante, voire plus basses. Elles offrent ainsi une explication naturelle à la coloration observée sur le Suaire de Turin, et suggèrent que ce linge fut effectivement utilisé comme un suaire funéraire réel.

Cependant, l’identification d’un processus chimique probable n’explique pas une des observations les plus déconcertantes : la distribution discontinue de la couleur, limitée aux parties les plus superficielles du tissage.

Le fait que la couleur ne pénètre pas profondément dans l’épaisseur du tissu suggère que l’impureté supposée devait être concentrée uniquement à la surface du lin, avec très peu dans le reste de son épaisseur. Par ailleurs, la pression supposée du corps n’a eu aucun effet sur la densité de couleur ou sur la pénétration de l’image dans la zone correspondant au dos, ce qui renforce l’hypothèse selon laquelle seule une faible quantité d’impuretés superficielles a été impliquée dans la formation de l’image.

Et il existe une explication simple à cela.

La concentration par évaporation a été démontrée dans la figure VI-3. Elle peut expliquer comment la plupart des impuretés responsables de la coloration se sont concentrées sur la surface supérieure du tissu. L’image très pâle des cheveux au verso du Suaire indique que certaines impuretés sont apparues au dos, comme c’est également le cas dans la plupart de mes expériences.

La Saponaria officinalis, aussi appelée « herbe à savon », réduit la tension superficielle de l’eau, ce qui en fait un bon agent mouillant, c’est-à-dire un « détergent ». Les impuretés hydrophobes et hydrophiles présentes sur le tissu sont mises en solution ou en suspension par la Saponaria. Ce processus est identique à celui observé à chaque lavage avec n’importe quel type de savon ou de détergent.

Nous avons à présent discuté les observations essentielles sur le Suaire, et nous pouvons formuler clairement une hypothèse alternative en conformité avec la méthode scientifique.

Énoncé formel d’une hypothèse des impuretés pour la formation de l’image à tester :

Le tissu a été fabriqué selon une technologie en usage avant l’apparition du blanchiment à grande échelle. Chaque écheveau de fil utilisé pour le tissage a été blanchi individuellement. Les fils de chaîne ont été protégés et lubrifiés pendant le tissage avec une pâte d’amidon non purifiée. Le tissu fini a été lavé avec de la Saponaria officinalis puis mis à sécher. Des fractions d’amidon, des impuretés du lin et des résidus de Saponaria se sont concentrés à la surface d’évaporation.

Le tissu a été utilisé pour envelopper un cadavre. L’ammoniac et d’autres produits de décomposition volatils contenant des amines ont réagi rapidement avec les saccharides réducteurs présents sur le tissu selon des réactions de Maillard. Le tissu a été retiré du corps avant l’apparition de produits de décomposition liquides. La couleur s’est développée lentement au fur et à mesure que les composés de Maillard se décomposaient en composés finaux colorés.

Cette hypothèse doit être testée selon toutes les lois naturelles et confrontée à toutes les observations.

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Test et confirmation :

Il n’est pas pratique pour un individu de tenter une reproduction complète du Suaire ; cependant, plusieurs éléments de l’hypothèse peuvent être testés indépendamment. Beaucoup d’hypothèses scientifiques complexes (par exemple, la théorie de la relativité générale d’Einstein) doivent être testées de cette manière, un élément à la fois. Toute personne intéressée est libre de tester un quelconque élément de cette hypothèse, et j’applaudirais un test complet. Je ne me porterai pas volontaire pour le test. J’ai déjà utilisé mon sang pour tester les effets du feu.

L’amidon et la cellulose sont tous deux composés d’unités de glucose ; cependant, la cellulose n’est pas un polysaccharide réducteur. L’amidon brut contient un mélange complexe de poids moléculaires ainsi que quelques sucres libres très solubles : ses glucides réducteurs subissent rapidement des réactions de Maillard.

Le vieillissement et/ou les produits de pyrolyse ainsi que le chauffage durant l’incendie de 1532 ont modifié la lignine du tissu, et ils modifieraient certainement d’autres impuretés qui sont moins stables que la lignine ou la cellulose. Par conséquent, les tests d’hypothèses sur la formation de l’image nécessitent un matériau frais. Cependant, le lin moderne a été vigoureusement blanchi, et il a été enduit de composés d’apprêt et d’agents azurants fluorescents. Il est inutilisable pour les expériences de production d’image.

Kate Edgerton (décédée, Norwich, CT) cultivait du lin et fabriquait du tissu, utilisant à la fois de l’amidon et de la Saponaria. Malheureusement, elle repassa les échantillons avec un « fer tiède », ce qui colorait le tissu et modifiait les glycosides de la Saponaria. Les échantillons d’Edgerton pouvaient être blanchis pour éliminer la majeure partie de la couleur en les trempant dans du peroxyde d’hydrogène à 3,5 %. Ce traitement n’éliminait pas les cires naturelles.
Comme le lin d’Edgerton était rare, de nombreux tests préliminaires furent effectués sur du papier filtre « sans cendre » composé de cellulose pure. Ces expériences consistaient à placer des gouttes de solutions d’essai sur une plaque de plastique sèche et à poser dessus un morceau de papier filtre. Le liquide migrait à travers le papier et s’évaporait à la surface. Aucune coloration ne pouvait être observée, ni à la lumière du soleil, ni sous illumination ultraviolette, avec la Saponaria seule ou avec n’importe quel saccharide modèle (par exemple : lévulose, dextrose, maltose, lactose, xylose, dextrine et amidon soluble).

Les différents échantillons furent traités avec des vapeurs d’ammoniac pendant des durées variables. Des colorations légères se développèrent lentement sur le dessus des échantillons qui avaient contenu des saccharides réducteurs.
Une qualité technique de dextrine fut utilisée pour modéliser l’amidon brut. Elle agit comme l’amidon brut sans les sucres libres et les fractions de poids moléculaire les plus élevés, et elle réduit la solution de Fehling (c’est un polysaccharide « réducteur »).
Le test de Fehling utilise un mélange frais de sulfate de cuivre et de solutions de tartrate alcalin. On ajoute l’échantillon, puis on chauffe doucement. Un précipité rougeâtre d’oxyde cuivreux prouve la présence d’un saccharide réducteur.

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Du papier fut déposé sur un nombre variable de gouttes de dextrine, et le liquide fut laissé migrer en taches circulaires avant de s’évaporer. Les échantillons furent ensuite placés sur des gouttes de solution de Saponaria. La Saponaria provoqua un déplacement radial des polysaccharides, comme dans une chromatographie circulaire sur papier. Le traitement à l’ammoniac montra que les couleurs de Maillard étaient les plus intenses là où la dextrine avait été concentrée par la migration au front de la solution de Saponaria et à la surface du papier.
Très peu de couleur fut obtenue lorsque les mêmes expériences furent répétées avec un amidon purifié, dit « soluble », ou avec de la gomme végétale. L’amidon donna une couleur bleu vif avec l’iode et ne montra qu’une réaction très faible avec la solution de Fehling. Les gommes végétales ne montrèrent pas de propriétés réductrices. Les effets auraient été différents après hydrolyse des matériaux.

Il devint évident que des couleurs analogues à celles de l’image nécessitaient à la fois des saccharides et des amines. La démonstration présentée dans les figures XI-4, 5 et 6 fut réalisée avec le lin d’Edgerton afin de reproduire les effets sur un tissu tissé de manière primitive.

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Un échantillon de lin blanchi d’Edgerton fut placé sur quatre gouttes de solution de dextrine, sur une plaque en plastique. Une tache ronde fut obtenue. L’eau fut laissée à s’évaporer du tissu. Aucune couleur ne put être observée sur aucune des deux surfaces. Le centre du même échantillon fut placé sur quatre gouttes de solution de Saponaria. La tache humide s’étendit radialement à travers le tissu.
L’eau fut laissée à s’évaporer, et aucune couleur ne put être observée. L’échantillon fut ensuite traité à température ambiante pendant 10 minutes avec de la vapeur d’ammoniac. Une couleur très légère put être observée sur la surface supérieure après 24 heures à température ambiante.

Les mêmes effets que ceux du vieillissement peuvent être obtenus en chauffant les réactions de Maillard. Les vitesses de réaction sont déterminées par les énergies d’activation d’Arrhenius et les facteurs pré-exponentiels des processus, et la vitesse est une fonction exponentielle de la température. Des réactions qui nécessitent des années à des températures normales peuvent être obtenues en quelques minutes à des températures élevées. Les vitesses des différentes réactions de Maillard augmentent par des facteurs compris entre deux et trois pour chaque augmentation de 10 ºC (18 ºF) de température. Cela indique qu’elles ont des énergies d’activation relativement faibles ; les vitesses seront significatives à des températures plus basses. La couleur montrée dans la figure XI-4 s’est développée après quelques minutes de chauffage à 66 ºC (150 ºF). Cette température est bien trop basse pour brûler la cellulose.
La figure XI-4 montre que la couleur la plus intense apparaît dans l’anneau en surface. Une certaine couleur apparaît autour de l’anneau sur la face arrière ; cependant, le centre du revers est presque incolore.

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Des manipulations expérimentales des concentrations et de la migration unidimensionnelle des solutions, comme dans un grand tissu, pourraient produire la même séparation de couleur entre l’avant et l’arrière ainsi que la même densité de couleur que celles observées sur le Suaire.
Les fibres de la surface la plus externe sont les plus colorées lorsqu’on les observe au microscope, et la couleur est d’un jaune doré similaire à celui du Suaire (figure XI-5). Le revêtement de produits de Maillard est trop mince pour être résolu avec un microscope optique, et il se trouve entièrement à l’extérieur des fibres. Il n’y a aucune coloration dans les médullas : la couleur s’est formée sans brûler la cellulose.
Il y a très peu de couleur sur les fibres provenant du centre de la face arrière (figure XI-6). Les saccharides responsables de la couleur s’étaient concentrés sur la surface d’évaporation.
Les zones d’image tachées d’eau sur le Suaire ont montré que la couleur de l’image ne se dissout pas et ne migre pas dans l’eau. Les produits de Maillard ne sont pas solubles dans l’eau, et ils ne se déplacent pas lorsqu’ils sont mouillés.

En guise de commentaire périphérique et non scientifique, plusieurs chercheurs sur le Suaire se sont demandé pourquoi il n’est fait aucune mention d’une image sur les « linges » censément trouvés dans le tombeau de Jésus. En supposant la validité historique des récits, une telle situation pourrait s’expliquer par le délai nécessaire au développement des couleurs des réactions de Maillard à des températures modérées. Aucun miracle ne serait requis.

Autres considérations issues de la chimie physique :
La chimie de la couleur ne répond pas à toutes les questions concernant la manière dont l’image « photographique » s’est formée. L’image semble montrer le corps d’un homme, et elle est plus foncée dans les zones qui auraient dû être les plus proches de la surface du corps ; toutefois, la « résolution » de l’image a été source de perplexité. Je crois que cette résolution est une conséquence naturelle du processus de formation de l’image.

La diffusion des vapeurs parallèlement à la surface interne du tissu suivrait la loi de diffusion de Graham, et elle serait lente pour les amines de décomposition à poids moléculaire élevé. Des vitesses de réaction de Maillard élevées limiteraient encore davantage la propagation des vapeurs d’amines réactives. La densité de l’image décroîtrait rapidement à mesure que l’on s’éloigne du corps, ce qui augmenterait la résolution. Les amines gazeuses réactives peuvent se perdre par diffusion à travers le tissu poreux, réduisant ainsi les concentrations et les vitesses de réaction à l’intérieur du tissu.

Cependant, il est reconnu depuis longtemps que les images des cheveux, de la moustache et de la barbe sont anormales. La figure XI-7 montre une vue de la zone du visage et des cheveux avec un contraste légèrement rehaussé. La densité de l’image est la plus forte dans ces zones. Cela peut s’expliquer facilement par l’inhibition de la diffusion des vapeurs à travers une masse poreuse de cheveux. L’ammoniac est d’abord émis par les poumons ; par conséquent, sa concentration aurait été maximale à proximité du nez et de la bouche, et sa diffusion aurait été ralentie par la moustache et la barbe. Lorsque les amines de décomposition à poids moléculaire élevé apparaissent, le corps s’est déjà refroidi. La surface du tissu est importante, et les amines de décomposition à poids moléculaire plus élevé s’adsorbent fortement. Tous ces phénomènes entraîneraient une diminution rapide des concentrations d’amines à mesure que l’on s’éloigne des points de contact et de la zone nez-bouche.

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Les températures corporelles post mortem peuvent atteindre 43 ºC (110 ºF), et des gradients de température importants existeraient à travers le tissu en raison de la faible diffusivité thermique du lin et de la dépendance angulaire du flux de chaleur rayonnante émis par une surface non métallique. Les gradients de température auront un effet important sur les vitesses des réactions de Maillard et sur la résolution de l’image avant que le corps ne refroidisse, c’est-à-dire tant que l’ammoniac reste l’amine prédominante.

Je crois qu’une combinaison complexe de facteurs chimiques et physiques pourrait produire une distribution de produits de réaction avec la résolution observée de l’image ; cependant, le tissu aurait dû être retiré du corps avant l’apparition de produits de décomposition liquides.

Ce système complexe constitue une hypothèse testable ; toutefois, les nombreuses variables impliqueraient une série d’expérimentations individuelles approfondies.

La figure XI-8 montre une expérience conçue pour tester les facteurs affectant la résolution. Une main en papier mâché a été remplie de riz pour augmenter sa capacité thermique, puis chauffée à environ 43 ºC. Un morceau de mousseline lavée plusieurs fois a été saturé avec une solution de dextrine, puis lavé dans une mousse de Saponaria officinalis. La main chauffée a été rapidement enduite d’une solution 1:1 de diéthylènetriamine (DETA) dans de l’acétone, et l’acétone a été laissée à s’évaporer. Le tissu a été placé sur la main, et l’ensemble a été laissé à l’air ambiant immobile (22–23 ºC) pendant 12 heures. Pratiquement aucun changement de couleur n’a été observé sur le tissu après retrait, mais la couleur est apparue rapidement après un chauffage à 65 ºC. Un test plus quantitatif de la résolution est présenté au chapitre XII.

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Les expériences amine/saccharide ont montré que les variables suivantes sont importantes :

Lorsque la température du « corps » est trop élevée, les cellules de convection sont trop actives, diffusant les amines de manière trop large pour obtenir une bonne résolution. La résolution s’améliore à des températures plus basses. Un corps ayant refroidi pendant plusieurs heures mais n’ayant pas encore produit de fortes concentrations d’amines donnerait une meilleure résolution qu’un corps chaud.
Les amines doivent être libérées lentement. Trop d’amine réduit fortement la résolution. Un corps en décomposition donnerait une bien meilleure résolution que tout objet peint avec des amines pures. Trop d’amine colorerait tout le tissu, effaçant l’image. Une image réussie impliquant un véritable corps nécessiterait le retrait du tissu avant une décomposition avancée.
L’assemblage expérimental doit être conservé dans un espace frais et immobile.
Une augmentation de la concentration de saccharides réducteurs (impuretés) sur le tissu améliore la résolution.
Le lin moderne ne contenant pas d’impuretés adéquates ne produira pas d’image.

En supposant le mécanisme de formation d’image par interaction amine-impureté, l’image sur le Suaire a nécessité des conditions exactement correctes, sans quoi elle n’aurait pas été produite avec la résolution et la densité de couleur observées.

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RÉSUMÉ :
Voici un résumé des observations que je crois désormais confirmées et qui doivent être prises en compte pour tester toute hypothèse :

Aucun pigment de peinture ni médium n’a été carbonisé dans les zones d’image ni rendu hydrosoluble lors de l’incendie de 1532. Différentes zones du Suaire montrent des intersections entre brûlures, image et sang. Certaines zones brûlées ont été mouillées, et l’eau a circulé à travers le tissu par capillarité. Rien n’a migré depuis une zone d’image lorsque l’eau y a circulé.
La microscopie directe a montré que l’image réside uniquement sur les fibres superficielles situées au sommet du tissage.
La densité de couleur de chaque zone d’image dépend du lot de fil utilisé pour le tissage. Des bandes de couleur différentes sont visibles et correspondent aux différents lots de fil. La densité d’image est plus élevée là où les bandes sombres se croisent, et plus faible là où des bandes claires se croisent. Cela suggère des variations significatives de concentrations d’impuretés entre les lots.
Les échantillons obtenus par bande adhésive montrent que l’image est due à des concentrations de fibres jaunes.
La couleur des fibres d’image a souvent été arrachée de leur surface, laissant des moules des fibres dans l’adhésif. Ces moules montrent les nœuds de croissance et la couleur de l’image. La couleur dans les moules présente les mêmes caractéristiques chimiques que celle de l’image. Elle réside uniquement à la surface des fibres et les couches colorées sont extrêmement fines.
Les spectres de réflectance, tests chimiques, spectroscopie Raman laser-microsonde, pyrolyse-spectrométrie de masse et fluorescence X montrent que l’image n’est peinte avec aucun pigment connu, y compris les oxydes de fer. Les spectres de l’image sont essentiellement identiques à ceux du lin vieilli ou de légères brûlures. Les structures de tous les hydrates de carbone déshydratés sont très similaires, avec des systèmes complexes de doubles liaisons conjuguées. La cellulose n’est pas unique : les sucres et amidons produisent les mêmes structures chimiques de déshydratation/conjugaison. Des structures colorées identiques sont produites par les réactions à basse température entre saccharides réducteurs et amines, c’est-à-dire les réactions de Maillard.

Les tests chimiques ont montré qu’il n’y a aucun médium protéique ni revêtement contenant des protéines dans les zones d’image. L’image n’a pas été peinte avec du glair (blanc d’œuf), et aucun revêtement microbiologique significatif n’a été détecté sur le tissu. Par conséquent, l’hypothèse de McCrone (image peinte avec glair et hématite) et celle de Garza-Valdes (activité microbiologique) peuvent être rejetées.
La couleur de l’image peut être réduite chimiquement avec du diimide, laissant des fibres de cellulose incolores. La couleur réside uniquement sur la surface des fibres, et elle est due à des liaisons doubles conjuguées. Les fibres sous-jacentes de cellulose (lin) ne sont pas colorées.
L’image du dos du corps présente la même densité et distribution de couleur que celle du devant, et ne pénètre pas plus profondément dans le tissu que l’image frontale.
L’image ne fluoresce pas sous lumière ultraviolette. Les bords des brûlures de l’incendie de 1532, eux, fluorescent. Par conséquent, l’image n’a pas été causée par un échauffement intense, un échauffement éclair, une photolyse éclair, une radiation ionisante, ni aucun autre procédé générant des produits de décomposition fluorescents. La couleur de l’image s’est formée dans des conditions douces.

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Des tests microchimiques à l’iode ont détecté la présence d’impuretés d’amidon sur les surfaces des fibres de lin du Suaire. Des impuretés susceptibles de participer aux réactions de Maillard ont été identifiées.

Les médullas (cœurs internes) des fibres colorées d’image ne sont pas colorées : la cellulose n’a pas été impliquée dans la chimie responsable de la coloration de l’image. Les fibres issues des zones brûlées du Suaire sont totalement différentes des fibres d’image.
Aucune image ne s’est formée sous les taches de sang. Le sang était donc déjà présent sur le tissu avant la formation de l’image.
Le mécanisme de formation de l’image n’a pas altéré le sang. Le processus a été suffisamment doux pour ne pas détruire ni endommager le sang.
La seule couleur d’image visible au revers du tissu se situe dans la région des cheveux. La densité de cette image capillaire est nettement plus faible à l’arrière qu’à l’avant. Toute hypothèse de formation de l’image doit expliquer comment l’image des cheveux a pu traverser le tissu, alors que celle du corps ne l’a pas fait.
Il n’existe aucune preuve de décomposition tissulaire (formation de liquides de putréfaction corporelle). Cela suggère une limite de temps stricte pour la formation de l’image et le contact entre le tissu et le corps. Certains médecins légistes estiment une durée maximale de contact à environ 30 heures.
Toute radiation suffisamment énergétique pour produire directement de la couleur sur la surface externe entière d’une fibre devrait traverser la totalité du volume de la fibre. Or, toute la couleur de l’image se situe uniquement à la surface externe des fibres de lin. Toutes les radiations n’ont pas l’énergie nécessaire pour pénétrer une fibre et provoquer les réactions chimiques formant la couleur. Les radiations de faible énergie ne peuvent colorer le tissu qu’en le chauffant à une température suffisante pour provoquer une décomposition rapide. La liaison qui se rompt le plus rapidement dans tous les saccharides est la liaison C–OH (du groupe hydroxyméthyle), dont l’énergie est de l’ordre de 80 kcal/mol, soit approximativement celle d’un photon de lumière verte (environ 530 nm). Une lumière ou une radiation moins énergétique ne peut pas colorer le tissu sauf par chauffage thermique. Les hypothèses fondées sur une radiation doivent donc expliquer :

la pénétration dans la fibre,
la formation de défauts chimiques,
les réactions chimiques associées,
et surtout la distribution discontinue de la couleur de l’image.

Les exigences rendent évident qu’aucune hypothèse simple et unique ne pourra suffire à expliquer l’ensemble des observations faites sur le Suaire. L’hypothèse des impuretés / réactions de Maillard est proposée dans le but d’intégrer un plus grand nombre d’observations dans une seule hypothèse complexe de formation de l’image. Il est important de reconnaître que les couleurs issues des réactions de Maillard se formeront à chaque fois que des amines et des amidon/sucres simples se rencontrent.

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CHAPITRE XII : THÉORIE CINÉTIQUE DES GAZ ET RÉSOLUTION DE L’IMAGE

Le chapitre XI a présenté une hypothèse pour la formation de la couleur de l’image qui impliquait uniquement des produits naturels issus d’un cadavre et des impuretés présentes sur un tissu.
Toutes les couleurs résultent d’interactions entre des matériaux et la lumière visible. Les matériaux colorés les plus courants sont des composés chimiques qui absorbent et réfléchissent certaines parties du spectre ; par exemple, s’ils absorbent la lumière bleue et verte et réfléchissent la lumière rouge, vous percevez une couleur rouge.
On peut généraliser comme suit : les couleurs sont causées par des types spécifiques de structures chimiques.
La production de couleur à partir de matériaux incolores nécessite des réactions chimiques. Certains matériaux devaient être présents au moment de la formation de l’image, susceptibles de réagir pour produire la couleur. Comme discuté au chapitre XI, un cadavre produit des produits de décomposition, et le lin ancien était fabriqué de telle sorte qu’il contenait des types spécifiques d’impuretés. Les réactions de production de couleur de ces types de composés ont été étudiées pendant de nombreuses années. Ces matériaux peuvent, et effectivement réagissent, pour produire de la couleur.

Afin de réagir, les produits volatils provenant du corps doivent diffuser jusqu’au tissu et réagir avec les impuretés. Les vitesses des réactions chimiques dépendent de la température, de l’état physique des réactifs et de leur concentration. Un résumé des faits relatifs à la diffusion gazeuse est présenté ci-dessous. Les vitesses de diffusion dépendent de la température, de la pression, de la masse des molécules impliquées et du contexte physique.

La diffusion gazeuse est étudiée depuis le XVIIIᵉ siècle. Des généralisations ont été formulées et utilisées pour faire des prédictions. Les hypothèses formulées à partir des observations ont été abondamment testées. Les observations ont été mises en relation avec la thermodynamique, la mécanique quantique, la mécanique ondulatoire et la mécanique statistique. Des calculs ab initio peuvent désormais être réalisés. Les bases fondamentales des observations sur la diffusion ont maintenant été élevées au rang de lois scientifiques.

De nombreux commentaires ont été faits à propos des effets de la diffusion gazeuse en ce qui concerne l’image. Une partie du problème tient à la sémantique : dans le discours courant, « diffuser » signifie « largement répandu ou dispersé ». Lorsqu’un scientifique parle de diffusion, il/elle pense à des lois spécifiques de la nature. Les lois de la diffusion doivent être utilisées pour tester toute hypothèse impliquant ce phénomène. Une grande partie des informations de base peut être trouvée dans n’importe quel manuel de chimie physique, à l’entrée « Théorie cinétique des gaz ».

Il faut se rappeler que le mot « théorie » a une signification bien différente en science que dans le langage courant. Une théorie scientifique est une hypothèse qui a résisté à des tests répétés. La théorie cinétique des gaz en est un excellent exemple. La loi de Graham sur la diffusion découle directement de cette théorie fondamentale. Aucune affirmation valable ne peut être faite à propos de la diffusion et de la résolution de l’image sans référence aux faits fondamentaux.

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Lorsque les membres du STURP ont observé pour la première fois l’image en 1978, il était évident que toute la couleur se trouvait sur le sommet des parties les plus élevées du tissage : elle ne pénétrait pas de manière significative dans le fil (figure III-1). Nous avons alors déclaré qu’elle ne montrait pas les effets d’une diffusion gazeuse ou liquide. Si cela avait été le cas, la densité de couleur aurait dû diminuer de façon exponentielle avec la profondeur dans le fil. Ce n’était pas le cas : la couleur semblait s’arrêter brusquement au bout de très peu de fibres proches de la surface. Cette affirmation a laissé penser que la diffusion gazeuse ne pouvait pas être impliquée dans la formation de l’image. C’est loin d’être le cas, car d’autres phénomènes peuvent affecter la distribution des réactifs sur un tissu. En ce qui concerne la résolution de l’image, la même théorie fondamentale s’applique à la diffusion latérale et à ses effets sur la résolution qu’à la pénétration dans une surface. Les détails de la théorie sont importants.

Théorie cinétique des gaz :
Les principaux éléments de la théorie cinétique des gaz sont les suivants :

Les gaz sont composés de molécules distinctes.
Les molécules sont en mouvement constant et chaotique.
La « pression » est causée par les molécules frappant les parois d’un contenant.
Les collisions entre molécules non réactives tendent à être élastiques.
La quantité que nous appelons « température » est une mesure de l’énergie cinétique moyenne de l’ensemble des molécules dans un système.

Si vous placez une molécule de masse « m » dans une boîte cubique de longueur de côté « l », elle rebondira d’un mur à l’autre. Lorsqu’elle frappe un mur avec une vitesse « u », sa quantité de mouvement est mu, et sa quantité de mouvement après le rebond sera –mu (le changement total de quantité de mouvement est donc 2mu). Pour pouvoir heurter à nouveau le même mur, elle doit parcourir une distance de 2l, mais elle peut entrer en collision avec n’importe quel mur. Sa vitesse a des composantes selon toutes les coordonnées x, y et z. Le changement de quantité de mouvement pour une molécule sur un mur donné (par exemple dans la direction x) par seconde sera :

En tenant compte de toutes les directions, le changement total de quantité de mouvement par molécule et par seconde sera :

Ce résultat permet de prédire des observations à partir des propriétés fondamentales des molécules. Des développements de la théorie permettent le calcul des vitesses moléculaires, de la pression, de la viscosité, des libres parcours moyens entre les collisions, et des énergies cinétiques dans les différents modes (par exemple : mouvement linéaire, vibration et rotation).

En thermodynamique, l’équation d’état du gaz parfait pour une mole de gaz est : PV=RT
où P est la pression, Vle volume, R la « constante des gaz », et T la température absolue (en degrés Kelvin).

La théorie cinétique montre que :

où C² est la moyenne quadratique des vitesses des molécules à la température expérimentale.

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Cela conduit au fait que l’énergie totale d’une mole de gaz est :

Selon le principe de l’équipartition de l’énergie, chaque forme d’énergie dans une molécule polyatomique contribue pour :

à l’énergie moyenne d’une mole de gaz.

Les calculs simplifiés sont utiles, mais ils ne sont pas parfaits. Dans le monde réel, certaines molécules sont en rotation sans vibrer, tandis que d’autres font les deux. Des calculs précis nécessitent la théorie quantique, la mécanique ondulatoire et la statistique.

La mécanique ondulatoire a montré que, même au zéro absolu, une molécule possède encore de l’énergie, principalement de l’énergie vibratoire. Cette énergie est appelée l’énergie de point zéro² de la molécule. C’est ici que la statistique entre en jeu. La distribution d’énergie la plus probable parmi un ensemble de molécules sera :

où No est le nombre de molécules dans l’état d’énergie le plus bas, Ni est le nombre de molécules dans l’état d’énergie εi et k est la constante de Boltzmann (la constante des gaz, R, divisée par le nombre d’Avogadro, soit le nombre de molécules dans une mole).

Alors, quel est le rapport avec la résolution de l’image ? De nombreuses affirmations ont été faites selon lesquelles aucun processus de diffusion ne pourrait produire la résolution observée dans l’image. De telles affirmations ne devraient pas être faites ni acceptées sans quelques calculs réalistes et des expériences confirmatoires. Des expériences peuvent être conçues selon des lois connues de manière à ce que les variables soient séparées pour une étude individuelle. Certains résultats expérimentaux seront présentés ci-dessous.

La diffusion ne signifie pas la même chose que « diffus ». Le chemin libre moyen d’une molécule déterminera ses propriétés de diffusion. Le chemin libre moyen est la distance que parcourt une molécule entre deux collisions avec d’autres molécules. De tels calculs montrent que les molécules ne peuvent pas aller très loin sans être gênées à des températures et pressions normales. Le potentiel de résolution de l’image est donc assez bon.

On peut démontrer par un raisonnement assez simple qu’une molécule dans un gaz contenant n molécules par cm³ heurtera :

molécules par seconde, où σ est le diamètre moléculaire et v est la vitesse de la molécule considérée. Notez que le diamètre est au carré : cela sera très important. Lorsque la taille double, le nombre de collisions augmente d’un facteur quatre. Une grosse molécule subira de nombreuses collisions. La cadavérine est plusieurs fois plus grande que l’ammoniac.

Les valeurs numériques nécessaires pour les calculs et les prédictions sont généralement obtenues à partir de mesures de viscosité des gaz, car (selon la théorie cinétique), le coefficient de viscosité, η, est donné par…

où d est la densité et l est le chemin libre moyen.

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Plus le chemin libre moyen est grand, plus la dispersion d’un gaz sera « diffuse ».
Mais chaque gaz possède son propre chemin libre moyen dans les mêmes conditions de température et de pression.
Il n’est pas valide de « supposer » une grande dispersion pour un gaz.
Selon ses propriétés chimiques et physiques, il peut ne pas se disperser très loin.

À titre d’exemple quantitatif de diffusion, la molécule d’ammoniac a un diamètre de 0,297 nanomètre.
Son chemin libre moyen à 20 °C et 750 mm de pression est de 66 nanomètres.
Cela ne représente que 0,0000066 cm (0,0000026 pouce).
C’est une distance extrêmement courte, mais l’ammoniac est la plus légère des amines.
Toutes les autres amines diffuseront moins.
L’ammoniac ne représente qu’environ 13 % de la masse d’une amine moyenne issue de la décomposition d’un corps.
Les produits de décomposition les plus importants présenteront un bien meilleur potentiel de résolution.

La loi de Graham sur la diffusion découle directement de la théorie cinétique des gaz, et elle a la forme suivante :

où v = vitesse de diffusion, d est la densité du gaz, et mw est le poids moléculaire du gaz.
La vitesse de diffusion de la cadavérine (1,5-pentanediamine, l’une des amines que l’on sent près d’un cadavre)
ne représente que 37 % de la vitesse de l’ammoniac.

Lorsque les gaz diffusent les uns dans les autres, la concentration en un point donné (c) dépend de la concentration initiale (Q),
du temps (t), et du coefficient de diffusion, ∆ (également appelé diffusivité)

La diffusivité d’un gaz diminue à mesure que son poids moléculaire augmente ; par exemple,
la diffusivité de l’hydrogène (mw = 2) est de 0,634, tandis que celle de l’oxygène (mw = 32) est de 0,178.

Le gradient de concentration,

est le taux de variation de la concentration par rapport à la distance (x).
C’est ce facteur qui provoque une diminution de la concentration des gaz réactifs à mesure que la distance corps-tissu augmente.²
Par ailleurs, si un grand changement de concentration peut se produire sur une courte distance, la résolution peut être bonne.
Il n’est pas valide de présumer une image floue lorsque la diffusion gazeuse est impliquée dans le mécanisme de formation de l’image.

115

Les amines de décomposition lourdes présenteront des gradients de concentration très raides lorsqu’elles diffusent dans l’air.
Leur concentration dans l’air diminuera fortement à mesure que la distance au corps augmente.
Le gradient de concentration limité par la diffusion sera un facteur majeur — mais non exclusif — dans le calcul de la résolution maximale d’un mécanisme de formation d’image impliquant la diffusion.

Des gradients de concentration sont également générés par la consommation du ou des réactifs à la suite des réactions chimiques.
D’autres mécanismes pouvant entraîner la perte de réactif et la formation d’un gradient de concentration incluent :

l’adsorption à la surface sans réaction,
la diffusion à travers les pores du tissu,
les réactions parallèles ne produisant pas de couleur.

Des barrières fibreuses ou particulaires peuvent ralentir la diffusion.
Les barrières poreuses augmentent la concentration des gaz réactifs lourds en amont de la barrière.
C’est le principe utilisé dans la séparation isotopique de l’uranium par diffusion gazeuse,
et cela affecterait aussi les gradients de concentration lors de la diffusion à travers des cheveux.

Une concentration accrue entraîne une augmentation des vitesses de réaction et une perte à travers les pores du tissu.
Il est à noter que l’image du visage est entourée de cheveux, formant une barrière, et qu’il s’agit de la partie la plus sombre de l’image
[Cunico A., Ricostruzione dell’immagine corporea dell’Uomo della Sindone: analisi preliminare della correlazione tra luminanza e distanza corpo-telo,
mémoire de fin d’études sous la direction de G. Fanti, Département de Génie Mécanique, Université de Padoue, année académique 1999/2000].

De plus, les cheveux semblent être la seule partie de l’image visible sur l’envers du tissu,
ce qui correspond exactement à ce que prédirait une barrière à la diffusion.

Le point important à retenir est que les affirmations générales et qualitatives concernant la diffusion et la résolution ne peuvent être soutenues par de simples hypothèses.

Décomposition d’un corps humain :

Les calculs prédisent qu’un mécanisme de formation d’image impliquant la diffusion gazeuse devrait présenter une résolution plus élevée à mesure que le corps refroidit et que des produits de décomposition plus lourds commencent à dominer.

Certains faits relatifs à la décomposition du corps deviennent importants.
Les différents organes du corps produisent des produits de décomposition à des rythmes différents,
et la température corporelle détermine le délai d’apparition d’un produit donné.

Une quantité très importante de données quantitatives a été obtenue à partir
d’expériences menées sur des cadavres réels à l’Université du Tennessee.
Un article récent de Vass et al.
(Decomposition Chemistry of Human Remains: A New Methodology for Determining the Postmortem Interval,
J. Forensic Sci. 2002; 47(3):542–553) présente une méthode de prédiction
du compromis entre température et durée dans l’accumulation des produits de décomposition.

Les auteurs proposent d’utiliser une valeur appelée Cumulative Degree Hours (CDH)
(« degré-heures cumulés »), en lien avec l’analyse des biomarqueurs de décomposition,
pour calculer le temps écoulé depuis la mort.

On comprend immédiatement en quoi cela est lié aux observations sur le Suaire.
Nous pouvons estimer les temps nécessaires, à différentes températures,
pour que certains produits apparaissent à la surface du corps.

116

Le système CDH (Cumulative Degree Hours – degré-heures cumulés) additionne de manière cumulative les températures moyennes pour chaque période de 12 heures.
Plus le CDH nécessaire à l’apparition d’un produit est faible, plus la décomposition de l’organe spécifique est rapide.
Incidemment, la peau est le plus grand organe du corps humain.

À titre d’exemple, le CDH pour une tombe à température constante de 10 ºC serait de 20 par jour.
Leurs analyses ont montré que les produits de décomposition des tissus musculaires augmentaient jusqu’à environ 800 CDH,
c’est-à-dire un peu moins de 40 jours calendaires.

Les auteurs indiquent que :

« La décomposition humaine commence environ 4 minutes après la mort. »

Certains produits apparaissent très rapidement, mais chaque organe est différent, ce qui permet aux médecins légistes de calculer l’intervalle post-mortem (PMI) à partir des analyses des organes.
La concentration de produits de décomposition volatils autour d’un corps augmente avec le temps et la température ;
cependant, un corps refroidit normalement assez rapidement.

Les auteurs notent également :

« Les premières études ont indiqué que les amines odorantes communes de la décomposition, cadavérine et putrescine, pourraient être des biomarqueurs utiles…
Bien que les concentrations de ces composés aient été assez abondantes (> 3 microgrammes par milligramme de tissu) dans certains cas, les valeurs (entre les cadavres) étaient assez inconsistantes. »

Bien que les amines lourdes ne soient pas diagnostiques pour l’estimation du PMI,
les quantités et les vitesses de production sont importantes pour les considérations relatives à la formation de l’image. Les analyses nous donnent une indication des réactifs disponibles : des dizaines à centaines de grammes peuvent être produits par un corps,
et la libération totale s’effectuera sur une durée significative. Ce dernier point est important dans le contexte de la diffusion et de la résolution de l’image.

Vass et al. rapportent également que la putréfaction (dégradation structurale) commence généralement entre 36 et 72 heures après la mort, bien que les vitesses dépendent quelque peu de l’habillement. Le Saint Suaire ne montre aucun signe évident de produits de putréfaction. On peut donc supposer que le linge n’a pas été en contact avec le corps pendant plus de trois jours environ.

L’ammoniac apparaît très rapidement à partir des tissus pulmonaires, et il disparaît également assez vite ; cependant, il peut diffuser sur une large surface pendant sa période de production. L’ammoniac diffuse beaucoup plus rapidement dans l’air que les produits plus lourds ; cependant, la production de produits de décomposition plus lourds se poursuit pendant assez longtemps. La formation de l’image pourrait donc être un processus lent.

Expériences sur la résolution :

Les réactions de Maillard ont été abordées au chapitre XI. Le point important est que tous les saccharides réducteurs réagissent rapidement avec les amines, y compris les amines de décomposition issues d’un corps. C’est un phénomène très net : dès qu’un saccharide réducteur est en présence d’une amine de décomposition, ils réagissent.

117

Des saccharides réducteurs ont été détectés sur le Suaire, et Pline l’Ancien a parlé de l’utilisation de l’amidon dans la fabrication du lin. Lorsqu’un tel tissu est placé près d’un corps en décomposition, les réactions entre amines et sucres auront lieu. Les produits finaux sont de couleur jaune-brun.

Comme cela a été expliqué au chapitre XI, les processus chimiques impliqués dans la production de couleur entre les amines de décomposition et les saccharides sont appelés réactions de Maillard. Une démonstration de certains des principes liés à la diffusion et aux réactions de Maillard est illustrée à la figure XII-1.

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Le tissu (une mousseline commerciale ancienne, souvent lavée, c’est-à-dire de la cellulose) est montré en haut, marqué 1, 2 et 3. Il a été saturé avec un mélange naturel de saccharides réducteurs, puis lavé avec une mousse de Saponaria officinalis. La diéthylènetriamine (DETA), de masse molaire 103,2, a été utilisée pour simuler la cadavérine, de masse molaire 102,2, car la cadavérine est trop nauséabonde pour être utilisée. L’amine a été appliquée en saturant les cordons avec un mélange 1:1 d’amine et d’acétone, et en laissant l’acétone s’évaporer. Des boulons avec des têtes de 10 mm de diamètre et un filetage de 1 mm ont été utilisés pour tester la résolution. La partie supérieure de la photographie montre la disposition physique des boulons avant l’essai.

Le tissu traité a été suspendu au-dessus des boulons de manière à ce que le côté gauche touche la surface inférieure, tandis que le côté droit présentait un espace de 12 mm. Cela représente une différence significative en termes de chemin de diffusion.

L’assemblage a été laissé dans une atmosphère calme à température ambiante (22–23 ºC) pendant 12 heures. Aucune cellule de convection ne pouvait se développer avec des températures identiques en haut et en bas. Le transport de matière se faisait uniquement par diffusion. Une teinte jaune très pâle est apparue à la surface du tissu ; cependant, elle s’est rapidement intensifiée jusqu’à atteindre la couleur montrée, après un chauffage à 65 ºC pendant 30 minutes.

La figure XII-1 montre que la diéthylènetriamine (DETA) a diffusé depuis les cordons par voie gazeuse pour réagir avec les saccharides réducteurs présents sur le tissu traité. La réaction initiale a été rapide ; cependant, elle n’a pas produit de composés colorés.

Les images des deux boulons inférieurs sont indiquées par les ellipses. L’ellipse supérieure montre que la tige du boulon a projeté une image nette. Une légère diminution de la résolution peut être observée entre l’extrémité gauche de l’ellipse (à environ 5 mm de distance du tissu) et l’extrémité droite (à environ 8 mm). L’ellipse inférieure montre une diminution très nette et évidente de la résolution entre une distance d’environ 8 mm et 12 mm. Il n’est pas certain que le pas du filetage soit visible sur le tissu, car le tissage a presque les mêmes dimensions ; néanmoins, la résolution est de l’ordre du millimètre.

Ces résultats peuvent être comparés à ceux montrés dans la figure XI-1. La « main » utilisée dans ce test avait été remplie de riz et chauffée à 43 ºC avant que l’amine ne soit appliquée par peinture et que le tissu ne soit placé dessus. La résolution a été dégradée par la convection pendant que la main refroidissait à température ambiante.

Observations spécifiques :

Les emplacements des boulons sont visibles dans le motif de diffusion. La tête du boulon central est clairement identifiable comme une zone blanche.
Des stries sont visibles dans la mousseline : le tissage n’est pas homogène (tout comme celui du Suaire). Ce fait est accentué dans l’« image » développée. Remarquez la bande claire à gauche du chiffre 3 (l’échantillon n°3 était celui avec la plus grande distance entre le cordon et le tissu, et donc le motif de diffusion le plus étendu). Observez également les stries horizontales et verticales beaucoup plus fines dans les zones assombries. Elles ressemblent beaucoup au motif du tissage dans les zones d’image du Suaire.
Plus le tissu est éloigné de la source d’amine, plus l’ombre est diffuse. Cela illustre clairement l’effet de la diffusion.

119

Le chauffage a été suffisant pour colorer certaines zones apparemment claires où aucune quantité significative d’amine n’était censée réagir. Cela suggère qu’une grande partie de la coloration de fond sur le Suaire pourrait résulter d’une coloration de la même impureté superficielle qui a permis la formation de l’image. Le Suaire montre des « fantômes » dans des zones sans image. La teinte plus claire de l’envers du Suaire est probablement due à une séparation des impuretés entre l’avant et l’arrière lors du séchage de la pièce de lin neuve (voir Pline l’Ancien).
La densité de couleur était plus élevée à la surface où l’évaporation était la plus rapide, c’est-à-dire là où les saccharides s’étaient concentrés. Toutes les fibres présentent une densité de couleur très similaire, comparable à « l’effet demi-teinte » du Suaire.
La densité de couleur varie avec la distance entre la source et le tissu. La diffusion du DETA dans l’air a produit un gradient de concentration qui a affecté la densité de couleur. La diffusion pourrait expliquer les variations de densité de couleur de l’image.

La production lente des produits de décomposition pourrait être importante pour la résolution de l’image. Nous avons tous déjà observé le phénomène d’« inondation ». Lorsque la pluie tombe trop rapidement, l’eau ruisselle sur le sol. La même quantité de pluie, tombant sur du sable, peut s’y infiltrer. La « perméabilité » d’un matériau détermine la facilité avec laquelle les fluides peuvent le pénétrer ou l’inonder. Si vous mettez un sac plastique imperméable sur votre tête, vous mourrez en quelques minutes. Si vous mettez votre tête sous un drap, vous ne mourez pas d’asphyxie : l’air diffuse à travers les pores du tissu. Si une grande quantité d’amine était libérée rapidement à l’intérieur d’un tissu, elle inonderait la surface : il en résulterait une zone d’interaction diffuse. Ce phénomène pourrait être visible là où l’ammoniac s’est diffusé à la surface du Suaire. Un corps en décomposition à un rythme naturel ne produirait pas de gaz réactifs à un taux qui inonderait la surface du tissu.

Comme je n’avais pas accès à un cadavre frais, j’ai dû utiliser des sources saturées pour mes expériences.
– – – – –
1 La convection peut « brasser » les gaz et augmenter les vitesses de diffusion ; cependant, la convection est provoquée par les différences de température. La densité d’un gaz diminue lorsqu’il se réchauffe (c’est la raison pour laquelle les montgolfières s’élèvent). Lorsque l’air chaud monte, l’air plus frais descend pour le remplacer, créant des « cellules de convection ». Un corps se refroidit assez rapidement durant les premières heures après la mort, avant que des quantités significatives de produits de décomposition ne se soient formées. Il ne se produira donc pas de convection significative lorsque le corps et le tissu atteignent la même température.
2 L’énergie de point zéro est importante dans les calculs impliquant le fractionnement des isotopes d’un même élément ayant des masses différentes. De nombreuses affirmations illogiques et mal étayées ont été faites au sujet d’un enrichissement en ¹⁴C à la suite de l’incendie de 1532. Ces affirmations nécessitent une étude rigoureuse.

120

Réactions de Maillard :
Les réactions de Maillard se déroulent en trois étapes :

La condensation de composés contenant des groupes amines avec des sucres réducteurs. Les sucres perdent de l’eau pour former des aldosylamines N-substituées (incolores).
Les aldosylamines sont instables et subissent une « réarrangement d’Amadori » pour former des cétosamines.
Les cétosamines subissent ensuite des réactions complexes de déshydratation, de fission et de polymérisation. Ces produits contiennent de nombreuses doubles liaisons carbone-carbone conjuguées, et ils sont colorés. Un exemple bien connu est la croûte brune du pain.

Les produits finaux des réactions de Maillard sont très proches de ceux de la caramélisation ; en effet, l’une des voies des réactions de Maillard est une simple réaction de caramélisation catalysée par des groupes amines. Toutefois, les réactions de Maillard peuvent se produire à des températures bien plus basses et/ou en un temps plus court.

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CHAPITRE XIII : CONSERVATION

Le Suaire de Turin est un « objet chimique ». Chaque partie de ce que nous voyons et pouvons toucher est constituée de composés chimiques, et tous ces composés ont été abondamment étudiés. Le composant principal du Suaire est la cellulose. De tous les composés organiques qui existent dans la nature — y compris les éléments constitutifs de tous les animaux, poissons et de nous-mêmes — la cellulose est de loin le plus abondant. Il ne devrait donc pas être surprenant que ses propriétés soient bien connues des chimistes.

La cellulose fait partie d’un grand groupe de composés chimiques connus sous le nom de « glucides ». La cellulose se présente sous une forme très pure dans le coton, mais tous les glucides sont des assemblages complexes d’unités de sucre de types variés. On estime qu’environ 1,1 billion de kilogrammes de cellulose existent à tout moment, résultat de la photosynthèse des plantes. Il existe un domaine de la chimie entièrement consacré à l’étude des glucides.

La cellulose est constituée de longues chaînes de sucre d-glucose (dextrose) reliées entre elles par des liaisons glycosidiques, c’est-à-dire par des liaisons via des atomes d’oxygène. Les liaisons glycosidiques de la cellulose peuvent être rompues par plusieurs processus bien connus. Lorsque ces liaisons se brisent, les fibres s’affaiblissent. Certains micro-organismes fermentent la cellulose et en détruisent la structure. Les organismes aérobies produisent du dioxyde de carbone à partir de la cellulose ; les organismes anaérobies, dans les boues au fond des marais, produisent du méthane. Sans ces organismes, nous serions ensevelis sous la cellulose, mais la cellulose n’est pas facile à décomposer par fermentation — un fait que tout expert en traitement des eaux usées peut confirmer. Si elle est conservée au sec et à l’abri de la lumière directe, la cellulose peut durer indéfiniment. On peut encore lire des magazines provenant d’anciennes décharges.

Une panique concernant la stabilité du Suaire entraîna une « restauration » mal conçue et mal exécutée durant les mois de juin et juillet 2002. Giuseppe Ghiberti publia le premier compte rendu de cette « restauration » dans un livret photographique intitulé Sindone le immagini 2002. Il attribua la motivation du nettoyage précipité, du grattage et de l’aspiration au professeur Alan Adler. Ghiberti déclara : « Adler s’inquiétait de la possibilité d’effets dommageables dus à des matériaux issus de l’incendie de 1532, piégés sous les pièces appliquées par les religieuses de Chambéry. Lorsqu’il s’exprimait pendant les réunions du Comité, il ne reculait pas devant les hypothèses les plus avancées. L’une d’elles (certainement pas nouvelle, comme mentionné plus haut, mais désormais soutenue par le poids de son autorité) était de retirer les pièces ainsi que la toile de Hollande. »

Malheureusement, Al est décédé le 12 juin 2000, et il ne pouvait plus garder le contrôle du mastodonte qu’il avait mis en mouvement. Il était le seul chimiste du comité, et les gardiens du Suaire gardèrent soigneusement leurs plans secrets pour tout le monde. Cela illustre les dangers liés aux arguments d’autorité.

Ghiberti rapporta également que la Dre Carla Enrica Spantigati déclara : « Les près de cinq cents années passées par le Suaire en compagnie de sa toile de Hollande et de ses pièces avaient établi une caractéristique de tradition stable dans la vie du Suaire… il serait sage de maintenir la situation actuelle. » C’était un excellent conseil, mais le comité ne remit pas en question sa propre compréhension de la « situation ». Adler avait tellement convaincu le comité que des choses terribles arriveraient au Suaire du fait de la « décomposition autocatalytique de la cellulose » que leur panique l’emporta sur les paroles de prudence de la Dre Spantigati.

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Aucun expert en chimie des glucides ni en problèmes chimiques liés à la conservation des matériaux cellulosiques n’a été consulté. Le comité ne comprenait pas la science et ne fit aucun effort pour « rassembler toutes les données ». Cela mena à un désastre plus grave que l’incendie de 1532.

AUTOCATALYSE :
Le fait que le Suaire ait survécu à l’incendie de 1532 pendant 470 ans sans accélération évidente des processus de dégradation devrait fournir toute la preuve nécessaire que l’autocatalyse n’est pas un problème significatif. Aucun des produits observés lors des études chimiques détaillées menées par le STURP en 1978 ne pourrait être impliqué dans une autocatalyse, et ils ne devraient susciter aucune crainte quant à la longévité du tissu. Il est affligeant que le Comité de Conservation n’ait pas étudié la littérature sur le Suaire avant de prendre une décision irréversible. Les investigations chimiques de 1978 avaient été publiées.

D’après les faits établis par la chimie, le Suaire de Turin n’est pas aujourd’hui, et n’a pas été depuis 470 ans, en danger de décomposition autocatalytique catastrophique.

La chimie de l’autocatalyse :
Les réactions chimiques autocatalytiques sont celles dans lesquelles la vitesse augmente alors que la quantité de réactifs diminue, c’est-à-dire pendant que les matériaux réagissent. Le facteur unique le plus important dans la prévision des effets est la température. Lorsque la température change, la vitesse change. Le seul épisode de chauffage sévère que le Suaire ait subi fut l’incendie de 1532. Toute décomposition autocatalytique qui aurait pu se produire alors est arrêtée depuis longtemps, car le Suaire est conservé à des températures normales.

L’autocatalyse ne peut pas être rigoureusement discutée sans faire quelque référence à la cinétique chimique de base et aux mathématiques. La forme la plus simple de l’équation fondamentale qui décrit un processus autocatalytique est la suivante :

où α est la fraction ayant réagi à un instant donné, t. La dérivée, dα/dt, est la vitesse de la réaction. E est « l’énergie d’activation d’Arrhenius », et Z est le « facteur préexponentiel d’Arrhenius ». Chacun de ces deux paramètres ne s’applique qu’à une seule réaction spécifique et constante. La valeur de la « constante de vitesse », k, est différente à chaque température donnée : c’est une constante uniquement à une température particulière, et elle ne s’applique qu’à une seule réaction spécifique. Les valeurs de E et Z sont déterminées à partir d’un grand nombre de mesures de k à différentes températures. On ne peut pas faire de prédictions sur la durée de vie attendue du Suaire sur la base d’une seule constante de vitesse. Les observations faites lors d’un épisode de brûlure ne peuvent pas être appliquées aux vitesses à température normale.

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E, Z et k sont les valeurs les plus importantes dans une discussion sur les vitesses de réaction et la durée de vie associée des matériaux. Toutes ces valeurs ont une signification fondamentale dans la réaction chimique. R est la « constante des gaz » (1,9872), une constante universelle qui s’applique à de nombreux processus physiques et chimiques très divers, et elle est connue avec une grande exactitude et précision. T est la température absolue, exprimée en degrés Kelvin (0 K = –273,2 °C). Les exposants p et q permettent de prédire la position de la vitesse maximale dans un processus autocatalytique, c’est-à-dire la quantité ayant réagi au moment de la vitesse maximale – à température constante. Les exposants supérieurs à 2 sont extrêmement rares.

Des exemples de courbes de vitesse simples et autocatalytiques sont présentés à la figure XIII-1. On remarque que la vitesse augmente avec le temps dans la courbe autocatalytique, à température constante, jusqu’à atteindre une vitesse maximale de réaction. Ensuite, la vitesse diminue. Cependant, la vitesse initiale à n’importe quelle température est bien plus faible que la vitesse maximale. À température ambiante, la vitesse de décomposition chimique de la cellulose est pratiquement nulle.

Lorsque la cellulose se décompose de manière autocatalytique à haute température, la vitesse peut être ramenée à sa valeur initiale en refroidissant. Le moyen le plus sûr de conserver la cellulose est de la maintenir au frais, mais pas trop froide.

L’énergie d’activation, E, est étroitement liée à la force de la liaison chimique en réaction. Les liaisons fortes tendent à présenter des énergies d’activation élevées lorsqu’elles réagissent ; les liaisons plus faibles montrent des énergies d’activation plus basses. Les catalyseurs augmentent les vitesses de réaction en abaissant l’énergie d’activation apparente d’une réaction.

La liaison qui se rompt au taux le plus élevé dans la pyrolyse initiale de la cellulose est la liaison C–OH du groupe fonctionnel hydroxyméthyle des unités de glucose qui constituent les chaînes polymériques de la cellulose. Cette liaison a une énergie de l’ordre de 80 kcal/mole. Ce n’est pas une liaison faible.

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Les énergies d’activation dans les solides, en particulier dans les solides cristallins comme la cellulose, sont plus élevées que les valeurs pour le même matériau en solution ou en fusion, car un réseau cristallin est stabilisé par sa structure ordonnée. Les constantes de vitesse de décomposition de la cellulose prédisent des vitesses extrêmement lentes, si lentes qu’on peut les considérer comme nulles.

La principale cause de l’autocatalyse dans la décomposition de la cellulose solide est la destruction de l’ordre cristallin lorsque le matériau est chauffé à haute température. La différence entre E dans un état fondu et dans l’état cristallin solide est souvent proche de la chaleur latente de fusion. Les matériaux fondus se décomposent plus rapidement que le même matériau à l’état solide. Lorsque le matériau est refroidi sous le point de fusion, l’autocatalyse cesse. Les vitesses de réaction dans la phase solide normale de la cellulose sont essentiellement nulles en l’absence de catalyseurs, de lumière de courte longueur d’onde ou de certains micro-organismes. L’autocatalyse chimique est abordée ci-dessous.

La vitesse de décomposition initiale d’un solide cristallin dépend de la perfection du cristal. Lorsque les cristaux sont soumis à un stress, ils développent des défauts à haute énergie libre, et la décomposition est beaucoup plus rapide au niveau de ces défauts que dans le matériau intact. Si l’autocatalyse constituait un réel danger pour le Suaire, on aurait dû observer des différences significatives de détérioration autour des zones soumises à contrainte, comme les coutures tendues des pièces. J’ai recherché de telles preuves en 1978. Il n’y avait aucun signe de décomposition accélérée, en fait aucun signe d’autocatalyse. L’autocatalyse ne constitue pas un danger réel pour le Suaire. Le Comité de conservation n’a jamais contacté aucun des chimistes impliqués dans les études du STURP après la mort d’Al Adler. Ils auraient pourtant dû le faire.

La structure de la cellulose cristalline pure, non catalysée, ne commence pas à se déshydrater à un rythme significatif avant environ 300 °C, et c’est un processus extrêmement lent à des températures normales. On possède des échantillons de bois et de textiles vieux de plusieurs milliers d’années.

Certaines réactions impliquent des processus cinétiques chimiques autocatalytiques dans lesquels un produit (ou des produits) de la réaction primaire agit comme catalyseur de la réaction : la vitesse augmente à mesure que les produits catalytiques s’accumulent à température constante. De faibles changements dans la composition du matériau réactif peuvent avoir de très grands effets sur les valeurs de E et Z, comme dans tout cas de catalyse. Ce fait doit être gardé à l’esprit dans la discussion sur l’ajout de thymol au Suaire. Si le processus est refroidi, la vitesse sera bien plus faible, selon les changements de phase, la grandeur de E, et la rétention des produits catalytiques.

La possibilité d’une autocatalyse chimique dans le lin dépend des produits de la décomposition de la cellulose. Feigl et Anger ont décrit les effets du chauffage de la cellulose comme suit : « Lorsque la cellulose est chauffée, elle se décompose et la vapeur surchauffée résultante réagit avec la cellulose non transformée pour produire des hexoses, qui à leur tour s’hydrolysent pour donner de l’hydroxyméthylfurfural. » Le seul catalyseur chimique important pour la dégradation autocatalytique de la cellulose à haute température est la vapeur surchauffée.

125

Si les produits catalytiques sont des gaz, ils peuvent s’échapper de la zone de réaction après refroidissement. La vapeur surchauffée n’existe pas à des températures normales, et le seul processus autocatalytique important dans la cellulose s’arrête jusqu’à un nouvel épisode de chauffage. Il n’y a pas d’« effet mémoire ». Le Suaire devrait être aussi stable à température ambiante que n’importe quel autre échantillon de lin.
Bien que le processus de décomposition primaire de tous les glucides, y compris la cellulose (lin), soit la déshydratation, le lin adsorbe et absorbe l’eau de l’atmosphère, en fonction de l’humidité relative et de la température. Lorsqu’on chauffe le lin, l’eau commence immédiatement à être désorbée, le lin se dessèche. Cela peut avoir un effet majeur sur les mesures de la résistance et du poids de grandes pièces de tissu. Il est difficile de déterminer la différence entre l’eau adsorbée et l’eau de réaction. Cela peut nécessiter des mesures faisant intervenir des effets isotopiques cinétiques avec du deutérium.
Je ne crois pas qu’il serait logique de tenter de surveiller l’état du Suaire en observant le taux d’apparition d’eau dans son conteneur.

De nombreux processus chimiques impliquent un « équilibre » : les réactions peuvent aller dans les deux sens, direct et inverse. Lorsqu’un produit peut être éliminé (par exemple, pompé sous forme gazeuse ou absorbé par un desséchant), la réaction se poursuit dans cette direction. Le Suaire ne devrait pas être conservé dans un environnement trop sec, sous peine de favoriser la déshydratation. Même dans ce cas, la vitesse serait assez faible. Le principal danger d’une dessiccation est de rendre le tissu cassant.

Des études plus détaillées ont montré que les principaux produits secondaires de la décomposition thermique de la cellulose sont le formaldéhyde, le furfural (2-furaldéhyde), l’hydroxyméthylfurfural (5-hydroxyméthyl-2-furaldéhyde), le monoxyde de carbone, l’acide lévulinique (acide 4-oxopentanoïque) et l’anhydride 3-penténoïque-γ. Aucun de ces composés ne peut être considéré comme un catalyseur significatif de la décomposition du lin. En effet, le formaldéhyde, le furfural et l’hydroxyméthylfurfural sont des agents réducteurs, des antioxydants. Le furfural inhibe la croissance des moisissures et des levures. Les zones brûlées sont moins susceptibles de subir des attaques microbiologiques.

J’ai constaté que la cellulose produisait relativement plus d’acide lévulinique que de furfural, en comparaison avec les pentoses. Ce n’est pas un problème dans le contexte du Suaire. L’acide lévulinique est un solide à température ambiante (point de fusion 37,2 °C) ; il se décompose partiellement à son point d’ébullition (245 °C), il se décompose beaucoup plus rapidement à des températures plus élevées et en présence d’oxygène, comme lors de l’incendie de 1532 ; et c’est un acide organique extrêmement faible, qui aurait peu d’effet sur la cellulose. Il possède une pression de vapeur significative, et il se vaporise progressivement de toute surface.

J’ai mesuré les énergies d’activation et les mécanismes de décomposition des produits de décomposition individuels de plusieurs glucides. Un exemple, la décomposition rapide et catalysée du sucre hexose pur lévulose, est présenté dans la figure XIII-2. Les unités de sucre dans le lin sont du glucose, un hexose similaire.
J’ai capturé les produits de la décomposition sur une plaque de chromatographie sur couche mince, en fonction de la température à laquelle la lévulose se décomposait. J’ai ensuite « développé » la plaque en laissant le 1,2-dichloroéthane migrer de bas en haut. Les produits les plus solubles et/ou les moins fortement adsorbés ont été poussés plus haut sur la plaque par le solvant. Le Rf est le rapport entre la distance parcourue par un produit donné et la distance parcourue par le front du solvant. Les distances de migration des produits et les tests chimiques ponctuels ont permis de les identifier.

126

Cette réaction a été choisie pour illustrer une décomposition de glucide catalysée. Il serait difficile de trouver une décomposition plus rapide des types de molécules que l’on trouve dans la cellulose. Elle a été catalysée avec de l’acide phosphorique concentré, un acide inorganique fort et non volatil.
L’axe vertical montre le Rf (identité) de chaque produit spécifique ; l’axe horizontal montre la température à laquelle le produit est apparu. II est l’acide lévulinique, qui se décompose pour produire VI, l’anhydride 3-penténoïque-γ.
L’observation importante est qu’aucun produit condensable n’apparaît en dessous d’environ 115 °C, même lorsque la réaction est fortement catalysée. Ce type de réaction catalysée est similaire à celui responsable de la dégradation des livres fabriqués avec du papier acide bon marché. Prétendre une analogie entre de tels livres et le Suaire est fallacieux.

Adler a rédigé le commentaire suivant dans le but d’attirer l’attention sur la conservation :
« Les réactions chimiques antérieures sur le tissu, par exemple le rouissage lors de la fabrication du lin, l’incendie historique connu et son extinction, ainsi que les procédures d’exposition et de stockage précédentes, ont laissé une variété de structures chimiques à la surface pouvant agir comme oxydants et également comme catalyseurs. Par exemple, les structures acides produites par l’activité oxydative antérieure peuvent fortement favoriser divers types d’autocatalyse. »

Cela a certainement attiré l’attention, mais Al n’a pas pu orienter cette attention vers des pistes productives après sa mort. C’est ce genre de déclaration qui a déclenché la « restauration » précipitée, secrète et désastreuse du Suaire en 2002. Elle occulte le fait que le Suaire a peut-être survécu à environ vingt siècles de conservation dans des conditions non contrôlées. Il a certainement survécu à la dévotion pendant 470 ans.

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Je n’ai pas pu observer la moindre autocatalyse chimique dans la cellulose à température ambiante.
Les observations et descriptions du Suaire au cours des 470 années écoulées depuis l’incendie de 1532 ne justifient aucune crainte de décomposition catastrophique du tissu. Lorsque j’ai prélevé des échantillons avec des rubans adhésifs dans le cadre du STURP en 1978, je n’ai constaté aucun signe d’affaiblissement du tissu : il était aussi solide que la toile de Hollande et les pièces rapportées. Le Suaire se trouve encore dans sa période d’induction (c’est-à-dire avec un taux de réaction très proche de zéro) et il ne court aucun risque de dégradation immédiate.

Lorsque je dis « proche de zéro », je parle en tant que chimiste. Tous les taux de réaction chimique sont modélisés par l’équation d’Arrhenius, qui n’autorise un taux nul qu’à la température absolue zéro. Il serait probablement plus simple et moins ambigu de parler simplement de taux nul.

Si la détérioration du Suaire demeure une préoccupation, un moyen pratique de ralentir le processus est de conserver le Suaire au froid. Cela présente également l’avantage de limiter les attaques microbiologiques. Comme pour l’usage d’une atmosphère « inerte », la conservation à température réduite mérite d’être sérieusement envisagée. Une température trop basse pourrait cependant induire des contraintes physiques et provoquer la rupture de fibres. Elle risquerait aussi de détacher par endroits la fine couche colorée formant l’image.

En règle générale, selon l’expression d’Arrhenius, les taux de réaction augmentent d’un facteur compris entre deux et trois pour chaque élévation de 10 °C. Cet effet est encore plus prononcé lorsqu’un changement d’état est impliqué (par exemple, fusion). Ainsi, un refroidissement modéré pourrait avoir un effet significatif sur la prolongation de la vie du Suaire, tandis qu’un gel excessif pourrait l’endommager, ainsi que son image.

Effets de la « restauration » de 2002 sur les futures études chimiques

Lors de la Conférence américaine sur la recherche concernant le Suaire de Turin en 1977, j’ai présenté des données montrant comment les photographies existantes des dommages causés par l’incendie de 1532 apportaient une richesse d’informations sur la composition chimique du tissu et de l’image. Ces données disponibles dès 1977 m’ont fait douter que l’image ait été peinte, ce qui a rendu le projet captivant ; cependant, les « restaurateurs » de 2002 ont totalement ignoré les précieuses informations chimiques contenues dans les zones qu’ils ont modifiées.

Si l’image avait été peinte ou retouchée, cela aurait nécessité l’ajout de matériaux étrangers sur le tissu. Les pigments et les liants (tels que le blanc d’œuf, les gommes ou les colles) auraient alors été soumis à un véritable « test chimique violent » lors de l’incendie : les températures extrêmes, les gradients thermiques, les produits de pyrolyse, ainsi que l’eau utilisée pour éteindre le feu, auraient modifié leur composition chimique.

Avant de me rendre à Turin en 1978, nous avions mené de nombreuses expériences sur la stabilité des matériaux utilisés en peinture. Les résultats de ces tests, ainsi que les matériaux eux-mêmes, ont été publiés et archivés, et ils mettent en évidence les dégâts causés par l’intervention de 2002.

En résumé, cette restauration précipitée a supprimé des témoins chimiques essentiels pour l’étude de l’origine de l’image, compromettant irrémédiablement certaines pistes d’analyse scientifique.

Bien que l’incendie de 1532 ait failli détruire le Suaire, il a en réalité ouvert la voie à de nombreuses formes d’études chimiques. Nous n’aurions jamais pu employer de méthodes aussi destructrices sur une relique intacte, mais le malheur survenu en 1532 s’est avéré être une véritable mine d’or scientifique.

Le fait essentiel est que, avant la restauration, il était possible d’examiner la chimie de zones précises du Suaire, là où les brûlures recoupaient des empreintes d’image, des traces de sang, de sérum et des auréoles d’eau. Ces croisements constituaient des points d’analyse uniques, permettant d’étudier les interactions chimiques entre les différentes substances.

Or, la restauration de 2002 a totalement anéanti cette richesse chimique : toutes ces zones cruciales ont été grattées et éliminées, effaçant définitivement les preuves matérielles disponibles à ces intersections. Cette intervention irréversible a ainsi privé les chercheurs d’un accès inestimable à l’histoire physico-chimique du linge, compromettant les futures recherches sur son origine, sa formation et sa conservation.

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Un vaste corpus de données chimiques est disponible concernant les interactions entre les produits de pyrolyse réactifs et les composants connus ou supposés du Suaire. Par exemple, Walter McCrone affirma jusqu’à sa mort que l’image avait été peinte à l’hématite. Or, les expériences que nous avions menées avant 1978 avaient prouvé que les produits de pyrolyse générés par l’incendie auraient réduit l’hématite rouge en magnétite noire sur le Suaire. Aucun effet de ce type n’a été observé lors des observations précipitées de 1978, mais j’avais prélevé des échantillons à l’aide de rubans adhésifs sur toutes les zones importantes, en vue d’analyses ultérieures.

Malheureusement, ces échantillons ont été renvoyés par inadvertance à Turin après le décès d’Al Adler, et ils ont depuis été perdus pour la communauté scientifique. Les autorités de Turin refusent aujourd’hui de discuter tant de ces échantillons que des données chimiques qu’elles auraient pu recueillir durant la « restauration » de 2002.

Tous les pigments utilisés au Moyen Âge ou avant sont sensibles à la chaleur et aux produits de pyrolyse réducteurs du lin (comme le formaldéhyde, le furfural, les acides organiques, le monoxyde de carbone, etc.). Certains matériaux picturaux médiévaux deviennent solubles dans l’eau et auraient migré avec l’eau ayant traversé le linge au moment de l’incendie. Les zones brûlées contenaient donc une quantité considérable d’informations chimiques.

La plupart des colorants organiques sont beaucoup moins stables que la cellulose (le lin) et les pigments inorganiques usuels. Des expériences menées en 1977 ont montré que les lignes de brûlures apparaissent d’abord dans les impuretés, avant d’atteindre le lin pur. La majorité des composés organiques — y compris d’origine naturelle — subissent des transformations prévisibles lorsqu’ils sont exposés à la chaleur et aux produits connus de la pyrolyse de la cellulose. Nous avions même testé l’encre de seiche, rapportée dans certaines pratiques anciennes. Les produits de ces réactions peuvent être extraits du tissu et utilisés pour reconstituer la composition initiale.

De telles données étaient cruciales pour évaluer la nature chimique de l’image. Or, la restauration de 2002 a anéanti la plupart des possibilités d’étudier les effets de l’incendie sur les matériaux de l’image, constituant ainsi une perte scientifique irréparable.

Les observations visuelles du Suaire réalisées en 1978 indiquaient clairement que la teinte de l’image ne s’était pas déplacée avec l’eau. Il était également manifeste que le sang avait été dénaturé et coloré aux intersections avec les zones brûlées. Malheureusement, toute possibilité d’échantillonnage de ces zones en fonction des températures atteintes a désormais disparu.

En revanche, certains produits non identifiés avaient bien migré avec l’eau. Nous comptions sur les échantillons prélevés sur ruban adhésif et sur d’éventuelles études directes futures des zones situées à l’intersection entre brûlures et taches d’eau pour obtenir une confirmation chimique précise de ce qui avait — ou non — migré avec l’eau. Cette piste d’étude prometteuse est désormais compromise.

Aldo Guerreschi a suggéré que certaines taches d’eau sur le Suaire étaient antérieures à l’incendie de 1532. Des études chimiques ciblées sur ces zones auraient pu fournir des informations historiques précieuses. En effet, l’eau ayant percolé à travers des brûlures récentes aurait entraîné les produits de pyrolyse hydrosolubles, tandis que l’eau ayant circulé bien avant l’incendie aurait pu véhiculer des impuretés hydrosolubles issues de la fabrication même du tissu (comme des résidus de rouissage, d’apprêt ou de teinture). Il semble aujourd’hui impossible de procéder à de telles observations, du fait de la suppression ou de l’altération de ces zones lors de la restauration de 2002.

Quant aux autorités de Turin, elles ne manifestent aucun intérêt apparent pour les informations historiques que ces analyses chimiques pourraient révéler. Leur manque de coopération est déplorable, et constitue un obstacle majeur à la recherche scientifique rigoureuse sur ce tissu unique.

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La lignine est un polymère structural présent dans toutes les plantes, y compris le lin. Le tissu de lin est blanchi dans le but d’éliminer autant de lignine que possible, mais les techniques de blanchiment anciennes étaient peu efficaces. Comme cela a été abordé au chapitre VII, il est encore aisé de détecter de la lignine dans des tissus de lin fabriqués après environ 1200 ap. J.-C. Or, la technologie du Suaire permet clairement de le classer parmi les linges anciens.

Les données cinétiques discutées au chapitre VII montrent que la lignine du Suaire diffère nettement de la lignine moderne, notamment par l’absence totale de vanilline détectable. Cette propriété est très similaire à celle des linges utilisés pour envelopper les manuscrits de la mer Morte, ce qui suggère une grande ancienneté du tissu — et jette un sérieux doute sur la datation de 1988.

La fiabilité des mesures de cinétique chimique exposées au chapitre VII aurait pu être vérifiée expérimentalement à l’aide d’échantillons prélevés sur les zones brûlées. La question évidente est de savoir comment les gradients de température générés lors de l’incendie de 1532 ont affecté la lignine. Des analyses instrumentales sensibles appliquées aux bords progressifs des brûlures auraient pu fournir des informations détaillées sur la cinétique et les mécanismes de dégradation thermique de la lignine dans le lin.

Malheureusement, la restauration de 2002 a supprimé ou altéré ces zones précieuses pour l’analyse, et toute étude des interfaces entre brûlures et lin intact est désormais probablement inconcluante, voire impossible.

Si nous connaissions l’âge réel du tissu et la quantité de vanilline encore présente, nous pourrions peut-être estimer les températures auxquelles le Suaire a été conservé. J’ai moi-même utilisé cette méthode sur des explosifs. Le Suaire était-il entreposé à Édesse, dans un mur souvent exposé au soleil ? Il est vraiment regrettable que les responsables de la conservation du Suaire ne ressentent pas le besoin de solliciter des compétences extérieures. Ils semblent n’avoir accordé que peu d’attention à l’objet d’un point de vue chimique.

Il est extrêmement dommage que toutes les zones de brûlures contenant une information chimique aient été détruites lors de la « restauration ». Les autorités de Turin refusent de fournir des informations sur la manière dont les matériaux retirés ont été conservés. Il serait quelque peu rassurant si les prélèvements avaient été classés selon leur emplacement, mais les effets des gradients de température sont irrémédiablement perdus.

Une méthode d’analyse chimique puissante, devenue plus accessible depuis les débuts de la recherche sur le Suaire, est l’ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis). Elle permet de déterminer la structure des matériaux organiques dans les toutes premières couches moléculaires d’un échantillon. Ce type d’observation était véritablement le « Graal » pour les chimistes du Suaire, notamment ceux qui s’intéressaient à la formation de l’image. Nous aurions peut-être pu identifier les processus chimiques ayant généré la couleur de l’image. Mais puisque la surface entière du Suaire a été altérée, cette approche est désormais compromise.

C’est une perte immense et décourageante pour la communauté des chimistes du Suaire. Les personnes ayant mené la « restauration » de juin-juillet 2002 n’ont consulté ni chimistes ni conservateurs textiles spécialisés dans les matériaux cellulosiques, et en conséquence, les études futures seront non seulement plus difficiles et coûteuses, mais une quantité potentiellement cruciale d’informations a été perdue à jamais.

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Attaque microbiologique :
Garza-Valdes et Mattingly ont affirmé que, sans même avoir examiné le Suaire, ils pouvaient jurer que toute sa surface était recouverte d’organismes et d’un « polymère bioplastique ». Je pense qu’ils ont mal identifié le revêtement gommeux présent sur l’échantillon Raes, et probablement aussi sur celui utilisé pour la datation radiocarbone, qu’ils ont pris à tort pour un polysaccharide bactérien. Or, les observations réalisées par l’équipe STURP en 1978 auraient détecté une telle présence, mais aucune quantité significative de matériau de ce type n’a été observée.

Ces affirmations non fondées concernant une attaque microbiologique pourraient être à l’origine d’une autre catastrophe. Bien que les autorités de Turin refusent de discuter la malheureuse datation radiocarbone de 1988, il existe des preuves sérieuses que l’échantillon a été prélevé dans une zone anormale. Comme discuté au chapitre IX, il est légitime de douter que la date publiée corresponde réellement à celle de la fabrication du tissu. Tôt ou tard, les autorités devront reconnaître ce fait. Il faudra alors organiser un nouveau prélèvement, soigneusement contrôlé, et une analyse radiocarbone rigoureuse pour confirmer ou réfuter le résultat de 1988. Cela pourrait s’avérer difficile voire impossible.

Des échantillons intacts provenant de la partie principale du Suaire seront nécessaires. Les tests de 1988 auraient dû utiliser du tissu calciné, et on ignore qui a pris la décision de couper dans une zone intacte : cela fut une grave erreur. Mais une autre erreur sérieuse fut également commise en 1988. Le rapport intitulé « Le prélèvement du 21-4-1988 ; Études du tissu : Numéro 1 » (publié dans Actes du Symposium Scientifique sur le Linceul de Turin, Paris, 7-8 septembre 1989) contient un article détaillé de Giovanni Riggi sur l’opération de prélèvement. Une information s’y révèle inquiétante…

L’article de Riggi explique les « critères complexes » du professeur Franco Testore pour le choix du lieu de prélèvement. Or, des photographies en fluorescence de la zone avaient été prises dès 1978, et il était déjà connu qu’elle était anormale (voir figure IX-11). Non seulement les responsables ont ignoré toutes les études antérieures et choisi la pire zone possible pour l’échantillon, ce qui a conduit à la datation trompeuse publiée en 1989, mais Riggi rapporte aussi une autre procédure, entreprise sans aucune consultation avec des chimistes.

L’article précise :

« La présence d’humidité, de poussière, de champignons, etc., fut combattue durant la session du 21 avril 1988 par une application hautement compliquée et ingénieuse de thymol dans le reliquaire. »

Le texte indique que Riggi avait trouvé des fragments d’acariens sur le tissu, et que lui-même et Testore étaient préoccupés par tous les types d’agressions possibles — sauf chimiques. La Commission de conservation s’inquiétait de catalyseurs inexistants, mais des non-chimistes ont pris la liberté d’introduire un composé chimique actif dans le reliquaire dès 1988.

Le Suaire avait survécu à 470 ans de conservation artisanale, mais il n’est pas certain qu’il puisse survivre à de telles interventions irréfléchies. À noter qu’aucun effet microscopique dû à une attaque fongique n’avait été observé en 1978.

Riggi, Testore et Gonella (aucun d’eux n’étant chimiste) ont décidé de traiter le reliquaire au thymol pour le stériliser. Ils se sont vaguement inquiétés de l’effet du thymol sur la composition inconnue de l’image, mais n’ont pas réfléchi à ses effets sur les autres matériaux. Ils ont stérilisé le reliquaire avant d’y replacer le Suaire. L’article donne la durée pendant laquelle des sachets de thymol sont restés dans le reliquaire, mais aucune estimation n’est fournie sur la quantité de vapeur effectivement absorbée ou ayant réagi.

Le thymol a une pression de vapeur élevée, et s’adsorbe fortement sur toutes les surfaces. Le reliquaire était tapissé de bois, un matériau à structure cellulaire et à composition lignocellulosique qui favorise l’absorption de substances comme les phénols. On peut considérer le bois comme un buvard à thymol.

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Les surfaces sont couramment mesurées en science en adsorbant des vapeurs sur les matériaux et en mesurant les quantités (méthode généralement appelée méthode BET). Une quantité significative de thymol a pu être adsorbée sur le bois, lequel possède une grande surface cellulaire. Davantage de thymol aurait réagi avec la cellulose ainsi qu’avec les hémicelluloses plus réactives, la lignine et les gommes végétales du bois. Aucune analyse n’a été effectuée. La quantité de thymol restant dans le reliquaire est inconnue, mais elle est cruciale.

Une partie du thymol se serait désorbée et transférée sur le Suaire assez rapidement.
La désorption aurait réduit la concentration de thymol libre, inversant l’équilibre des réactions thymol-bois. Cela aurait fourni davantage de thymol pour réagir avec le Suaire.
Avec suffisamment de temps, les réactifs continuent de réagir jusqu’à atteindre leur état d’énergie minimale ou un état d’équilibre.
Je ne peux pas estimer la composition du Suaire tel qu’il a été retiré du reliquaire. Apparemment, les personnes impliquées dans le fiasco de l’échantillonnage de 1988 ne s’y sont pas essayé.

Le thymol est un composé « phénolique », étroitement apparenté à l’acide phénique (phénol).
L’utilisation du thymol témoigne d’une ignorance totalement irresponsable de la chimie.
De nombreux chimistes extrêmement qualifiés vivent en Europe et aux États-Unis, et certains d’entre eux ont des années d’expérience avec le Suaire. Ils se soucient du Suaire.
De nombreux spécialistes des glucides auraient été heureux de donner leur avis gratuitement.
Pourquoi aucun d’entre eux n’a-t-il été consulté au sujet des effets à long terme du thymol sur la cellulose (lin) ? Sur les composés du fer ?

Le thymol est également appelé « camphre de thym ». Il est obtenu par distillation à la vapeur de différentes espèces de plantes du genre Thymus ou Ajowan. Tout le carbone qu’il contient est du carbone moderne. Chaque molécule de thymol moderne greffée sur le lin réduira l’âge apparent du tissu dans une certaine mesure. Une quantité significative de réactions compromettra totalement la possibilité de déterminer avec précision l’âge radiocarbone du tissu. Le rapport de Riggi ne permet aucune estimation de la quantité de thymol actuellement greffée sur le Suaire. Le thymol ayant réagi avec le lin ne peut être retiré par aucune méthode sûre.

Un espoir pour obtenir un échantillon valable pour la datation au radiocarbone réside dans le tissu carbonisé qui a été gratté lors de la « restauration ».
Le carbone élémentaire est extrêmement stable face aux attaques chimiques, et il peut être nettoyé de manière très approfondie.
Selon la quantité disponible et la manière dont il a été séparé et conservé (information top secrète de Turin), il pourrait être utilisé pour obtenir une datation valable.

En tant que « phénol », le thymol possède un groupe –OH attaché à un noyau de type benzénique. Le noyau aromatique rend les phénols plus fortement acides que les alcools.
Ils sont très polaires, et c’est pourquoi ils s’adsorbent si fortement et réagissent de façon irréversible avec de nombreux matériaux. Pensez au phénol (« acide phénique ») que vous utilisez contre les boutons de fièvre. Pensez à ce que fait de l’acide phénique pur à vos tissus.
Ce que fait une grande quantité d’acide phénique à des matériaux, une petite quantité de thymol le fera au Suaire sur des siècles.

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Une des raisons pour lesquelles le thymol est efficace comme antiseptique est qu’il réagit avec les groupes amine. On peut s’attendre à ce qu’il réagisse avec les protéines du sang sur le Suaire. Entre autres choses, cela dénaturera le sang, rendant impossibles tout test génétique ou typage sanguin. Ce type de réactions produit également des colorants. Une grande partie de l’industrie des colorants au goudron de houille repose sur de telles réactions. Il était tout simplement stupide de permettre la présence de thymol à proximité du Suaire, que les gardiens prétendaient vouloir préserver dans son apparence d’origine.

Les phénols forment également des esters avec les acides organiques. Al Adler a déclaré avoir trouvé des groupes acides sur l’image. Ils réagiraient avec le thymol.

Avec suffisamment de temps, les phénols forment des éthers avec d’autres groupes –OH, et une grande partie de la cellulose est constituée de groupes hydroxyles. La cellulose est faite d’unités de sucre. Ces éthers sont très stables (c’est pourquoi ils se forment, même dans des conditions défavorables), et on ne peut pas inverser leur formation sans détruire la cellulose. L’acide hydriodique (HI) est généralement utilisé pour ouvrir les éthers phénoliques. Le HI détruirait la structure du tissu.

L’étude STURP de 1978 par fluorescence X a montré une large gamme de concentrations en fer sur le Suaire, atteignant presque 60 µg/cm². De nombreux phénols produisent des couleurs intenses avec les composés du fer. Certains composés phénoliques sont utilisés pour détecter des quantités microscopiques de composés ferreux. Selon la quantité et le composé phénolique spécifique, et avec suffisamment de temps, tout le tissu pourrait devenir rouge sang, bleu, vert, brun ou violet. Il est ironique que les gardiens aient encouragé la destruction superficielle du Suaire et l’élimination de siècles d’histoire en tentant d’ôter des traces de « catalyseurs » qui n’existaient même pas, tout en permettant l’ajout de traces d’un composé phénolique actif.

Le thymol réagira avec le Suaire ! Le Suaire a-t-il eu la chance d’éviter des effets massifs ? Seul l’avenir le dira. Il aurait été bien préférable de réfléchir aux effets du thymol avant de l’utiliser, même en petite quantité. Le résultat de son utilisation pourrait être un tissu sur lequel il serait impossible d’obtenir une datation précise, ou qui se colorerait tellement qu’on ne pourrait plus voir l’image. Les générations futures pourraient vénérer le Suaire rouge vif (bien conservé), racontant à leurs enfants qu’il montrait autrefois l’image d’un homme crucifié. Quelques « experts » arrogants, certains de tout savoir de ce qui est important, peuvent causer d’immenses dégâts.

Il serait extrêmement laborieux, mais possible, de séparer les fibres les plus carbonisées du lot de grattages au microscope. Pasteur a utilisé une technique similaire pour séparer des isomères optiques. Peut-être que certains des « restaurateurs » pourraient être condamnés à cette tâche pendant quelques années.

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Je peux observer des fibres carbonisées sur les rubans adhésifs de prélèvement de 1978, et certaines semblent complètement carbonisées. Théoriquement, il pourrait être possible de séparer le carbone des débris organiques par flottaison. On pourrait tester cette approche à très petite échelle à l’aide de tubes à gradient de densité. Des systèmes ont été publiés utilisant un gradient thermique dans un tube rempli d’un liquide organique lourd. Ces liquides mouilleraient le carbone, réduisant le nombre de bulles adhérentes. Le même échantillon pourrait être utilisé plusieurs fois dans différents liquides organiques purs. Malheureusement, de tels tests nécessiteraient quelques milligrammes d’échantillon et la coopération des gardiens de Turin. Nous avons un dicton dans le domaine des propergols : « Avec assez de poussée, les cochons volent très bien. » Avec suffisamment de pression, même Turin pourrait coopérer.

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Si une quantité suffisante de matière carbonisée peut être séparée de la masse des grattages, elle peut être nettoyée à l’aide d’acide nitrique concentré. Cet acide attaque tous les glucides et les phénols bien plus rapidement que le carbone élémentaire.

Ayant vu les résultats du prélèvement de 1988 et de la « restauration » secrète de 2002, j’ai peu d’espoir que les gardiens du Suaire à Turin se portent volontaires pour aider à toute étude scientifique rigoureuse et raisonnable.

Les études sur le Suaire avancent très lentement. Peut-être qu’un siècle ou deux plus tard, après que les personnes responsables des fiascos les plus récents auront disparu, certains prendront en main les études et la conservation du Suaire avec assez de souci pour risquer l’embarras. Une génération pourra peut-être encore réaliser des observations scientifiques détaillées. La génération actuelle est totalement bloquée par le climat de siège entretenu par les autorités de Turin.

RÉFÉRENCES GÉNÉRALES

Aucun pigment pictural ni aucun liant ne s’est carbonisé dans les zones d’image ni n’a été rendu hydrosoluble lors de l’incendie de 1532 après J.-C.

R. N. Rogers, « Chemical Considerations Concerning The Shroud of Turin », in Kenneth Stevenson (éd.), 1977 United States Conference of Research on The Shroud of Turin, 23-24 mars 1977, Albuquerque, NM, USA, Holy Shroud Guild, 294 East 150 St., Bronx, N. Y. 10451 (pp. 131-135).
E. J. Jumper, A. D. Adler, J. P. Jackson, S. F. Pellicori, J. H. Heller, et J. R. Druzik, « A comprehensive examination of the various stains and images on the Shroud of Turin », ACS Advances in Chemistry, Archaeological Chemistry III:205, 447-476 (1984).
L. A. Schwalbe et R. N. Rogers, « Physics and Chemistry of the Shroud of Turin, a Summary of the 1978 Investigations », Analytica Chimica Acta 135 (1982), pp. 3-49.

La microscopie directe a montré que l’image se situait uniquement sur les fibres les plus superficielles aux parties les plus élevées du tissage.

S. F. Pellicori et M. S. Evans, « The Shroud of Turin Through the Microscope », Archaeology, janvier/février, pp. 35-43 (1981).

La densité de couleur de toute zone d’image donnée dépend du lot de fil utilisé dans le tissage.

V. D. Miller et S. F. Pellicori, « Ultraviolet fluorescence photography of the Shroud of Turin », Journal of Biological Photography 49, 71-85 (1981).
http://www.shroud.com/pdfs/rogers2.pdf

Échantillons prélevés à l’aide de bande adhésive :

W. C. McCrone et C. Skirius, « Light Microscopical Study of the Turin ‘Shroud,’ I », Microscope 28, 105 (1980).
E. J. Jumper, A. D. Adler, J. P. Jackson, S. F. Pellicori, J. H. Heller, et J. R. Druzik, « A comprehensive examination of the various stains and images on the Shroud of Turin », ACS Advances in Chemistry, Archaeological Chemistry III:205, 447-476 (1984).
http://www.shroud.com/pdfs/rogers2.pdf

La couleur des fibres d’image apparaît uniquement à leur surface :

J. H. Heller et A. D. Adler, « A Chemical Investigation of the Shroud of Turin », Canadian Society of Forensic Science Journal 14 (1981), pp. 81-103.

Méthodes d’analyse instrumentales et microchimiques

L. A. Schwalbe et R. N. Rogers, « Physics and Chemistry of the Shroud of Turin, a Summary of the 1978 Investigations », Analytica Chimica Acta 135 (1982), pp. 3-49.
R. Gilbert Jr. et M. Gilbert, « Ultraviolet-visible reflectance and fluorescence spectra of the Shroud of Turin », Applied Optics 19, pp. 1930-1936 (1980).
S. F. Pellicori, « Spectral properties of the Shroud of Turin », Applied Optics 19 (1980), pp. 1913-1920.
J. S. Accetta et J. S. Baumgart, « Infrared reflectance spectroscopy and thermographic investigations of the Shroud of Turin », Applied Optics 19, pp. 1921-1929 (1980).
R. A. Morris, L. A. Schwalbe et J. R. London, « X-Ray Fluorescence Investigation of the Shroud of Turin », X-Ray Spectrometry 9, pp. 40-47 (1980).
J. H. Heller et A. D. Adler, « A Chemical Investigation of the Shroud of Turin », Canadian Society of Forensic Science Journal 14 (1981), pp. 81-103.
R. W. Mottern, R. J. London et R. A. Morris, « Radiographic Examination of the Shroud of Turin – a Preliminary Report », Materials Evaluation 38, pp. 39-44 (1979).
V. D. Miller et S. F. Pellicori, « Ultraviolet fluorescence photography of the Shroud of Turin », Journal of Biological Photography 49, pp. 71-85 (1981).
A.D. Adler, R. Selzer et F. DeBlase, in Dorothy Crispino (éd.), The Orphaned Manuscript, Effatà Editrice, Via Tre Denti, 1 – 10060 Cantalupa (Torino), Italie (2002), pp. 93-102.

L’échantillon pour la datation au radiocarbone

P. E. Damon, D. J. Donahue, B. H. Gore, A. L. Hatheway, A. J. T. Jull, T. W. Linick, P. J. Sercel, L. J. Toolin, C. R. Bronk, E. T. Hall, R. E. M. Hedges, R. Housley, I. A. Law, C. Perry, G. Bonani, S. Trumbore, W. Woelfli, J. C. Ambers, S. G. E. Bowman, M. N. Leese et M. S. Tite, « Radiocarbon dating of the Shroud of Turin », Nature, 337:611-615 (1989). (Disponible sur : http://www.shroud.com/nature.htm)
M. S. Benford et J. G. Marino : http://www.shroud.com/pdfs/textevid.pdf
M. S. Benford et J. G. Marino : http://www.shroud.com/pdfs/histsupt.pdf
R. N. Rogers, « Supportive comments on the Benford-Marino ’16th century repairs’ hypothesis », British Society for the Turin Shroud, Shroud Newsletter 54, pp. 28-33 (2001).
http://www.shroud.com/pdfs/rogers2.pdf

Les tests chimiques ont démontré qu’aucun liant protéinique ni revêtement contenant des protéines ne se trouve dans les zones de l’image :

E. J. Jumper, A. D. Adler, J. P. Jackson, S. F. Pellicori, J. H. Heller et J. R. Druzik, « A comprehensive examination of the various stains and images on the Shroud of Turin », ACS Advances in Chemistry, Archaeological Chemistry III:205, pp. 447-476 (1984).
L. A. Schwalbe et R. N. Rogers, « Physics and Chemistry of the Shroud of Turin, a Summary of the 1978 Investigations », Analytica Chimica Acta 135 (1982).
J. H. Heller et A. D. Adler, « A Chemical Investigation of the Shroud of Turin », Canadian Society of Forensic Science Journal 14 (1981), pp. 81-103.

Affirmation d’un polymère bioplastique

H. E. Gove, S. J. Mattingly, A. R. David et L. A. Garza-Valdes, « A problematic source of organic contamination of linen », Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, vol. 123, pp. 504-507 (1997).
S. J. Mattingly, « The Role of Human Skin Bacteria in the Formation of Photographic-like Images on Linen with Implications for Shroud of Turin Conservation and a Method to Clean Shroud Linen of Microbial Contamination for Reliable Radiocarbon Dating », British Society for the Turin Shroud, Shroud Newsletter, n°54, novembre 2001, pp. 12-17.

L’image du dos du corps

L’image de la face dorsale du corps présente la même densité et répartition de couleur que celle de la face ventrale, et elle ne pénètre pas plus profondément dans le tissu que l’image ventrale.

E. J. Jumper, A. D. Adler, J. P. Jackson, S. F. Pellicori, J. H. Heller et J. R. Druzik, « A comprehensive examination of the various stains and images on the Shroud of Turin », ACS Advances in Chemistry, Archaeological Chemistry III:205, pp. 447-476 (1984).

Propriétés optiques et de formation d’image

L’image ne fluoresce pas sous illumination ultraviolette.

V. D. Miller et S. F. Pellicori, « Ultraviolet fluorescence photography of the Shroud of Turin », Journal of Biological Photography, vol. 49, pp. 71-85 (1981).

Aucune image ne s’est formée sous les taches de sang.

J. H. Heller et A. D. Adler, « A Chemical Investigation of the Shroud of Turin », Canadian Society of Forensic Science Journal, vol. 14 (1981), pp. 81-103.

Le mécanisme de formation de l’image n’a pas altéré le sang.

E. J. Jumper, A. D. Adler, J. P. Jackson, S. F. Pellicori, J. H. Heller et J. R. Druzik, ibid.

La seule coloration d’image visible sur le revers du tissu se trouve dans la région des cheveux.

Giuseppi Ghiberti, Sindone le immagini 2002, Opera Diocesana Preservazione Fede – Buona Stampa, Corso Matteotti, 11, 10121 Turin, Italie, pl. 12 et texte.

Propriétés du rayonnement énergétique http://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/contents.htm

Histoire de la technologie de la production de lin

Théophraste (371 – 287 av. J.-C.), Historia Plantarum (Histoire des plantes), traduction anglaise par Sir Arthur Hort, William Heinemann Ltd., Londres, 1961, deux volumes.
Pline l’Ancien, Histoire Naturelle, Livre 19.3.16-18 (vers 77 ap. J.-C.).
B. Hochberg, dans Handspinner’s Handbook, K. Edgerton, L. Knott, éditeurs (Windham Center, CT, 1980).

Réactions de brunissement de Maillard

A. Arnoldi, « Thermal processing and foods quality: analysis and control », dans P. Richardson (dir.), Thermal Technologies in Food Processing, pp. 138-159 (Cambridge, Royaume-Uni, Woodhead Publishing, 2001).
B. Cämmerer et L. W. Kroh, « Investigation of the influence of reaction conditions on the elementary composition of melanoidins », Food Chemistry, vol. 53, pp. 55-59 (1995).
T. Hoffman, « Characterization of the most intensely colored compounds from Maillard reactions of pentoses by application of color dilution analysis », Carbohydrate Research, vol. 313(3–4), pp. 203-213 (1998).

Hypothèse vaporographique de formation de l’image

P. Vignon, The Shroud of Christ (1902), réimprimé par University Books (1970).
S. F. Pellicori, « Spectral properties of the Shroud of Turin », Applied Optics, vol. 19 (1980), pp. 1913-1920.

L’échantillon Raes

G. Raes, Rapport d’Analyse, La S. Sindone, Rivista Diocesana Torinese, pp. 79-83 (1976).

Propriétés de rayonnement thermique

G. G. Gubareff, J. E. Janssen et R. H. Torborg, Thermal Radiation Properties Survey, Honeywell Research Center, Minneapolis-Honeywell Regulator Co., Minneapolis, MN, 1960.

Autocatalyse

F. Feigl et V. Anger, Spot Tests in Organic Analysis, Elsevier Publishing Co., New York, 1966.
R. N. Rogers, « Differential Scanning Calorimetric Determination of Kinetics Constants of Systems that Melt with Decomposition », Thermochimica Acta, vol. 3, p. 437 (1972).
R. N. Rogers et L. C. Smith, « Application of Combined Pyrolysis – TLC to the Study of Chemical Kinetics », Journal of Chromatography, vol. 48, p. 268 (1970).

Décomposition d’un corps humain

A. A. Vass et al., « Decomposition Chemistry of Human Remains: A New Methodology for Determining the Postmortem Interval », Journal of Forensic Sciences, 2002 ; 47(3) : pp. 542-553.

— Notes —

L’Amido Black (souvent appelé Amido Black 10B) est un colorant azoïque utilisé principalement pour la mise en évidence des protéines, notamment dans les analyses en biochimie (SDS-PAGE) et en criminalistique (détection de sang sur tissus). C’est un colorant acide qui se fixe sur les groupes aminés des protéines. Dans le contexte médico-légal ou archéologique, l’Amido Black permet de révéler d’anciennes traces de sang sur des textiles (comme le lin), car il colore les résidus protéiques qui persistent même après dégradation hémolytique [↩]

le point de vue d’un chimiste sur le saint suaire de turin

Le point de vue d’un chimiste sur le Saint Suaire de Turin

Raymond. N. Rodgers

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