# Caractérisation structurale par diffraction des rayons X (DRX) sur poudre de pigments hybrides analogues au Bleu Maya

Catherine Dejoie, Pauline Martinetto, Eric Dooryhee, Michel Anne, Sylvie

Blanc, Patrice Bordat, Ross Brown, Florence Porcher, Elsa van Elslande,

Philippe Walter

► To cite this version:

Catherine Dejoie, Pauline Martinetto, Eric Dooryhee, Michel Anne, Sylvie Blanc, et al. Caractérisation structurale par diffraction des rayons X (DRX) sur poudre de pigments hybrides analogues au Bleu Maya. Colloque Rayons X et Matière, Dec 2009, Orsay, France. hal-05367768

HAL Id: hal-05367768

https://univ-pau.hal.science/hal-05367768v1

Submitted on 16 Nov 2025

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
# Caractérisation structurale par diffraction des rayons X (DRX) sur poudre de pigments hybrides analogues au Bleu Maya

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Fresque, Site de Cacaxtla, Mexique

C. Dejoie<fnref n="1" />,<fnref n="6" />, P. Martinetto<fnref n="1" />, E. Dooryhée<fnref n="1" />,<fnref n="5" />, M. Anne<fnref n="1" />

S. Blanc<fnref n="2" />, P. Bordat<fnref n="2" />, R. Brown<fnref n="2" />

F. Porcher<fnref n="3" />,<fnref n="6" />

E. Van Elslande<fnref n="4" />, Ph. Walter<fnref n="4" />

## Contexte de l'étude

Par l'association d'une molécule organique colorée avec une matrice inorganique incolore, les composés hybrides sont une solution appropriée pour l'obtention de pigments stables [1]. Ces composés sont en effet capables de résister au temps et aux conditions du milieu les environnant : la stabilité de la couleur est assurée après fixation ou encapsulation de la molécule organique à la surface d'un minéral ou dans une matrice microporeuse. Dans ce travail [2], nous étudions la diffusion et le processus de physisorption de l'indigo à l'intérieur des cavités et canaux d'alumino-silicates ordonnés tels que les zéolithes. Nous obtenons un complexe hybride, indigo@silicalite, dont la couleur et la stabilité se rapprochent de celles du pigment Bleu Maya archéologique (indigo@palygorskite) [3].

## Formation in situ du composé hybride indigo@silicalite

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

+

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

### 1. Fluorescence UV-Vis

f(durée de chauffage)

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

f(profondeur du cristal)

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

* 730nm : indigo « agrégé » en surface

* 650nm : indigo monomère à l'intérieur de la silicalite

### 2. DRX-synchrotron sur poudre

CRG-BM02-D2AM, ESRF

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

in situ en température :

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Four BM02/IFP [4]

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

→ Insertion de molécules individuelles d'indigo dans la silicalite

## Résultats : modèle structural déterminé à partir des données de diffraction sur poudre

Affinement de Rietveld des données (FULLPROF) avec modèle de la silicalite "vide"

Cartes de densité de Fourier → densité résiduelle dans les canaux = indigo

Détermination structurale par affinement dans l'espace direct (recuit simulé, FULLPROF+ FOX)

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

2 positions possibles de l'indigo :

- à l'intersection des canaux (en rouge)

- dans les canaux droits (en bleu)

Canaux droits

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

Pobs

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Pobs - Pcalc :

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

Canaux sinusoïdaux

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

→ Dans les deux cas, molécule d'indigo « protégée » dans les canaux

(volume libre disponible insuffisant pour permettre la destruction de la double liaison centrale par un acide)

## Conclusion & Perspectives

- Grâce à la combinaison de techniques spectroscopiques et de diffraction, nous avons déterminé un modèle structural du système indigo@silicalite permettant d'expliquer la stabilité de ce pigment hybride en milieu oxydant

- Par analogie entre les systèmes indigo@silicalite et indigo@palygorskite, ce modèle structural peut être étendu au Bleu Maya

- Nouvelle description du Bleu Maya proposée, en accord avec les calculs de dynamique moléculaire en cours

- Conception possible de nouveaux matériaux fonctionnels par « archéomimétisme »

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

NÉEL
Institut

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

CENTRE DE
RÉCHERCHE
ET DE
RESTAVRATION
DES MVSÉES
DE FRANCE

Nancy-Université

Métropole
Mégalit
PÉLAGIO

Merci à toute l'équipe de BM02 (CRG-ESRF) pour l'aide apportée lors des expériences.

<footnote n="1">¹ Institut NEEL CNRS/UJF, Grenoble</footnote>

<footnote n="2">²IPREM CNRS/UPPA, Pau</footnote>

<footnote n="3">³ CRM2, UHP/CNRS Vandoeuvre-les-Nancy</footnote>

<footnote n="4">⁴ C2RMF, CNRS/Ministère de la Culture, Paris</footnote>

<footnote n="5">⁵ Brookhaven National Lab. NSLS II, USA</footnote>

<footnote n="6">⁶ LLB, CEA/CNRS-Gif-sur-Yvette</footnote>

<footnote>[1] P. Gomez-Romero, C. Sanchez. *New J. Chem.*, **29** (2005).</footnote>

<footnote>[2] C. Dejoie, thèse UJF, Grenoble, 2009.</footnote>

<footnote>[3] R. J. Gettens. *American Antiquity*, **7** (1962).</footnote>

<footnote>[4] H. Palancher et al., *JAC*, **38**, 370-373 (2005).</footnote>