Notes sur une tentative d’analyse spectroscopique
par fluorescence aux rayons gamma
sur des taches de sang sur toile
Notes sur une tentative d’analyse spectroscopique
par fluorescence aux rayons gamma
sur des taches de sang sur toile
Ayant eu l’occasion d’effectuer une analyse spectroscopique de fluorescence aux rayons gamma sur des échantillons de toile sur lesquels j’avais pratiqué des taches de sang, j’en ai rédigé un rapport et déposé la documentation auprès de la Chapelle de la S. Sindone.
Au cours des réunions pour l’élaboration d’un programme de recherches possibles sur la Relique de la S. Sindone, il fut également fait mention de l’éventualité d’analyses non destructives utilisant des isotopes radioactifs, de manière analogue à ce qui a été réalisé dans des recherches sur des œuvres d’art 1
Les radiations secondaires émises lorsqu’un objet est frappé par des rayons gamma sont caractéristiques des éléments atomiques individuels et peuvent être mises en évidence au moyen d’un système spectrométrique approprié.
Ce phénomène est observable lorsque sont irradiés des éléments à numéro atomique élevé, car il se produit alors des radiations de fluorescence de type X ; tandis que, pour les éléments légers, les radiations de fluorescence sont d’énergie très faible, rapidement absorbées et remplacées par des émissions d’électrons Auger. 2
[ expérience de Juin 1974 par Delorenzi ]
En juin 1974, j’ai eu l’occasion de disposer, pour des investigations médicales, d’un appareil d’analyse spectroscopique aux rayons X de la firme Princeton Gamma Tech. (Princeton, N.J., U.S.A.), constitué d’un détecteur au silicium-lithium refroidi à l’azote liquide, d’un amplificateur et d’un analyseur pour rayons X [ de type ] PGI 1000, qui est un analyseur à mémoire et compare instantanément les radiations secondaires émises et en fournit un diagramme sur un moniteur (avec possibilité de photographie), ou bien un tracé dessiné sur plotter, ou encore un enregistrement sur bande perforée à introduire dans un Teletype avec code standard SC2. 3
Photographies, tracés et bande ont été remis, pour la présente note, à la Chapelle de la S. Sindone.
J’ai pratiqué des taches de sang sur des morceaux de vieille toile et je les ai soumis à examen avec l’appareil susmentionné afin de voir s’il était possible de reconnaître la présence d’éléments chimiques du sang et particulièrement du fer. Après avoir effectué quelques essais avec un résultat légèrement positif, l’essai ultérieur fut aimablement réalisé dans les laboratoires de Princeton, aux États-Unis, où il était possible de disposer de sources isotopiques excitatrices adaptées au but. On utilisa une source de cadmium 109 émettant des rayons gamma de 87 keV.
D’après la documentation obtenue, il résulte la présence de divers éléments chimiques, tels que calcium, zinc, strontium et, en quantités minimes, titane, vanadium, chrome. Parmi eux ressort particulièrement la présence du fer, existant sur la toile aux points ne portant pas de taches de sang. Cela s’explique par le fait que la toile est certainement tissée avec des métiers mécaniques, qui ont laissé des traces et, étant usés, ont relâché de la poudre de fer.
Mais la donnée importante est représentée par la différence des valeurs des bandes relatives au fer dans les diagrammes obtenus à partir de la toile blanche et de celle portant des taches de sang.
En effet, sur un diagramme à l’échelle 1000, on est passé de 85 à 325, soit une valeur 3,82 fois plus grande ; et en un autre point, sur un diagramme à l’échelle 2000, de 70 à 370, soit une valeur 5,28 fois plus grande.
En correspondance avec le sang, on a également relevé la présence de chlore et de potassium (valeurs 40 et 110), qui n’existaient pas sur la toile blanche.
Compte tenu du fait que la quantité de fer présente dans le point irradié doit être considérée de l’ordre de quelques centièmes de milligramme, on peut conclure que ce type d’analyse, qui n’altère en rien l’échantillon examiné, peut être utile pour mettre en évidence des éléments chimiques participant à la constitution du sang, tels que le fer, le chlore et le potassium.
Je dois toutefois préciser que les taches de sang que j’avais réalisées sur des échantillons de toile étaient indubitablement beaucoup plus abondantes que celles qui pourraient correspondre aux empreintes hématiques existant sur la S. Sindone ; il est donc certain que, sur cette dernière, on n’obtiendrait pas des valeurs analogues entre les points imprégnés de sang et ceux qui ne le sont pas. Il faut en outre tenir compte des nombreuses manipulations auxquelles la Relique a été soumise au cours des siècles et qui ont pu enlever des substances ou en ajouter de nouvelles.
Personnellement, je suis donc plutôt sceptique quant aux possibilités pratiques d’analyses véritablement déterminantes avec cette méthode, à moins que l’on ne soupçonne l’existence, en concentration suffisamment élevée, d’autres éléments à numéro atomique élevé.
Quoi qu’il en soit, la documentation que j’ai déposée peut être examinée par des spécialistes d’une compétence plus spécifique, qui pourront juger mieux que moi de l’opportunité d’instituer, à l’avenir, des recherches de ce genre sur la S. Sindone, lesquelles auraient l’avantage de ne pas être destructives, pas même en partie.
Enzo Delorenzi
Radiologue en chef de l’Hôpital Mauriziano de Turin
- (1) Cesareo, Frazzoli, Mancini, Sicutti (Notiziario CNEN, novembre 1970, p. 57-70). Cesareo, Frazzoli, Mancini, Sicutti, Marabelli, Morandi (Archaeometry, 1972, 14, p. 65-78). Cesareo, Frazzoli, Beltrami (Nuclear Techniques in the Study of Works of Art, International Atomic Energy Agency, Vienna, 1973, p. 119-130). Cesareo, Sicutti, Marabelli (Studies in Conservation, 1973, 18, p. 64-80). [↩]
- Note S.B. : Après excitation d’un atome, l’énergie peut être libérée soit par émission d’un rayon X (éléments lourds), soit par émission d’un électron Auger (éléments légers). Ces rayons X ont une énergie propre à chaque élément chimique, ce qui permet leur identification par spectrométrie. Dans les éléments lourds (fer, argent, plomb, etc.), l’énergie libérée est importante. Elle est généralement émise sous forme de rayon X de fluorescence : ce qui permet leur identification par spectrométrie. Dans les éléments légers (carbone, oxygène, azote, etc.), l’énergie de transition est beaucoup plus faible. Au lieu d’émettre un photon X, l’atome transfère cette énergie à un autre électron; appelé électron Auger, qui est expulsé de l’atome mais qui n’est guère détectable en spectrométrie [↩]
- Pour le principe physique de ces appareils, on pourra lire : https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectrom%C3%A9trie_photo%C3%A9lectronique_X . [↩]