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Fiche détaillée Thèses
Université d'Orléans (19/12/2008), Bernard Gratuze (Dir.)
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Caractérisation de la composition et de la structure des alliages argent-cuivre par ICP-MS avec prélèvement par ablation laser. Application au monnayage carolingien.
Guillaume Sarah1

Les monnaies anciennes à base d'argent présentent fréquemment des variations de composition en fonction de la profondeur qui apparaissent principalement suite à leur enfouissement. Une analyse juste de ces échantillons impose de s'affranchir de cette couche superficielle perturbée pour caractériser l'alliage qui n'a pas été affecté par ces modifications. L'analyse par spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif avec prélèvement par ablation laser (LA-ICP-MS) permet une approche en profils de concentration qui peut rendre compte des variations de teneur selon la profondeur. Un protocole analytique par LA-ICP-MS a été développé spécifiquement pour les monnaies d'argent, qui permet de visualiser la couche de surface perturbée pour caractériser l'alliage sain lors de l'analyse des éléments majeurs. Les caractéristiques intrinsèques de la méthode LA-ICP-MS ont bénéficié au dosage des éléments mineurs et traces : le nombre d'éléments dosés et les limites de détection très basses permettent de caractériser l'ensemble des constituants de ces alliages. Des méthodes d'analyse complémentaires ont été mises en œuvre pour valider le protocole analytique proposé.
Les monnaies d'argent des premiers souverains carolingiens sont les premières à avoir bénéficié des avancées analytiques permises par l'application de la méthode LA-ICP-MS aux échantillons de ce type. L'évolution du titre d'argent de pièces frappées entre 751 et 864 a été étudiée, et corrélée aux données numismatiques et historiques. Des spécificités régionales ou locales du point de vue de la pureté des alliages monétaires ont été observées. L'examen des teneurs en éléments mineurs et traces caractéristiques, susceptibles de témoigner de mélanges ou de mouvements de stocks de métaux précieux, a mis en évidence des particularités de l'argent frappé par certains ateliers monétaires, en particulier celui de Venise.
1 :  IRAMAT - Institut de Recherches sur les Archéomatériaux
argent – analyse – ICP-MS – profils de concentration – monnaie – provenance – numismatique.

Characterisation of the composition and the structure of silver-copper alloys using ICP-MS with laser ablation. Application to Carolingian coinage.
During the analysis of ancient silver coins, compositional results will vary depending on the depth of the analysis taken. The variable composition of the coins mainly occurs as a result of depositional conditions. Therefore a reliable analysis of these artefacts requires the removal of the silver-enriched surface layer to reveal the unaffected alloy. The alloy can be characterised by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS), which generates concentration profiles to estimate the evolution of the composition throughout the depth of the coin. By this way, the silver-enriched surface layer can be removed to analyse the unaffected alloy for the major elements present. Minor and trace elements also benefit from the main features of LA-ICP-MS: the large number of elements that can be measured and the low detection limits provide a complete characterisation of these alloys. Complementary analytical methods have been used to validate the LA-ICP-MS protocol developed.
The silver coins minted by Carolingian rulers are the first to have benefited from the improvments provided by the application of LA-ICP-MS to these objects. The evolution of the fineness of coins minted from 751 to 864 AD has been studied and scrutinized regarding the numismatic and historical data. Some geographical disparities regarding the silver content of the alloys have appeared. The study of the concentrations of minor and trace elements present within the coins has revealed differences in the fingerprint of the silver used for coin striking in specific mints, notably at Venice.
silver – analysis – ICP-MS – concentration profile – coin – provenance – numismatics.