Characterization and modelling of the optical and colorimetric properties of lustred ceramics
Caractérisation et modélisation des propriétés optiques et colorimétriques des céramiques lustrées
Résumé
Lusters are a kind of ceramics produced in the Mediterranean basin between the 8th and 16th century. The potters of that time managed to obtain at the surface of these ceramics a structure based on nanoparticles of noble metal (copper and/or silver). This structure leads to astonishing colorimetric properties. Indeed, the colour of these ceramics changes with respect to the direction under which they are seen. The aim of the research project whose results are presented here was to characterize and model these optical effects.
Amongst the phenomena leading to the observed effects are plasmon absorption, interferences and diffusion. Moreover, interference effects occurring away from the specular direction were shown. The model needed to first calculated those interference effects and then to integrate all the phenomena that occur at different scale and which are describe using various theories. The spectra obtained using the model reproduce the optical effect measured.
Finally, the characterization process performed on more than 200 samples coming from the main production centres and covering the all period of production gives for the first time a overall view of the production of lustred ceramics and allow to draw some hypothesis concerning the evolution of the technique and the know how of the potters of that time.
Amongst the phenomena leading to the observed effects are plasmon absorption, interferences and diffusion. Moreover, interference effects occurring away from the specular direction were shown. The model needed to first calculated those interference effects and then to integrate all the phenomena that occur at different scale and which are describe using various theories. The spectra obtained using the model reproduce the optical effect measured.
Finally, the characterization process performed on more than 200 samples coming from the main production centres and covering the all period of production gives for the first time a overall view of the production of lustred ceramics and allow to draw some hypothesis concerning the evolution of the technique and the know how of the potters of that time.
Les lustres sont un type de céramiques produites dans le bassin méditerranéen entre le VIIIe et le XVIe siècle. Les potiers de cette époque ont mis au point un procédé permettant d'obtenir à la surface de la céramique une structure à base de nanoparticules de métaux nobles (cuivre et/ou argent). Cette structure est à l'origine des propriétés colorimétriques exceptionnelles des lustres. En effet, la couleur de ces objets change lorsque l'angle d'observation change. Le travail de recherche présenté dans cet ouvrage avait pour but d'une part de caractériser les effets optiques observés et d'autre part de modéliser ces effets.
Parmi les phénomènes entrant en jeu, on retrouve des effets d'absorption plasmon, des effets d'interférences et des effets de diffusion. Par ailleurs, des effets d'interférences en dehors de la direction spéculaire ont été mis en évidence. Le travail de modélisation a consisté à développer la simulation de ces effets d'interférence hors spéculaire puis à intégrer dans un même modèle les effets listés précédemment ayant la particularité d'intervenir à des échelles différentes et d'être décrits par des modèles spécifiques. Les spectres obtenus avec le modèle ainsi développé reproduisent les effets de couleur observés.
Enfin, le travail de caractérisation effectué sur plus de 200 échantillons provenant de toutes les époques et des principaux centres de production a permis pour la première fois d'obtenir une vue globale de l'ensemble de la production de céramiques lustrées et de mettre en avant des pistes de réflexion sur l'évolution de la technique et le savoir faire des potiers de l'époque.
Parmi les phénomènes entrant en jeu, on retrouve des effets d'absorption plasmon, des effets d'interférences et des effets de diffusion. Par ailleurs, des effets d'interférences en dehors de la direction spéculaire ont été mis en évidence. Le travail de modélisation a consisté à développer la simulation de ces effets d'interférence hors spéculaire puis à intégrer dans un même modèle les effets listés précédemment ayant la particularité d'intervenir à des échelles différentes et d'être décrits par des modèles spécifiques. Les spectres obtenus avec le modèle ainsi développé reproduisent les effets de couleur observés.
Enfin, le travail de caractérisation effectué sur plus de 200 échantillons provenant de toutes les époques et des principaux centres de production a permis pour la première fois d'obtenir une vue globale de l'ensemble de la production de céramiques lustrées et de mettre en avant des pistes de réflexion sur l'évolution de la technique et le savoir faire des potiers de l'époque.