Depuis des années, la Coupe de Lycurgue fascine les historiens de l’art, les verriers et les scientifiques. Faite au IVe siècle, le corps vitré de la coupe romaine en cage passe du vert jade au rouge rubis lorsqu’elle est éclairée par une source lumineuse placée derrière elle — un effet que les chercheurs modernes avaient bien du mal à reproduire fidèlement jusqu’à présent.
Dans une annonce récente, l’Université de Sheffield au Royaume-Uni a déclaré que ses experts avaient réussi à reproduire l’effet optique observé sur la Coupe de Lycurgue. Pour mémoire, la coupe est conçue en verre dichroïque, un matériau qui change de couleur selon l’angle de vue. Des recherches menées au milieu du XXe siècle avaient montré que de minuscules nanoparticules d’or et d’argent — plus petites que les longueurs d’onde de la lumière — contribuaient à ce changement de couleur unique. Toutefois, l’équipe dirigée par Lisa Hollands, spécialiste technique du verre au département de céramique de Sheffield, est la première à démontrer réellement une recette fonctionnelle et reproductible à l’époque moderne.
« J’ai relevé le défi en sachant que cela pourrait ne pas fonctionner, car je savais que ce n’était pas aussi simple qu’intégrer des nanoparticules du commerce dans du verre », a confié Hollands à Gizmodo. Le projet a commencé comme une demande de l’équipe de photonique de l’université destinée à des actions de vulgarisation, mais il s’est transformé en un « mini-projet de recherche » avec des implications fascinantes pour la science, a-t-elle ajouté.
Impurités ou astuce de génie ?
Selon le Corning Museum of Glass, les coupes en cage figurent parmi les exemples les plus rares de verre luxueux romain. Certes — il n’est pas nécessaire d’être verrier professionnel pour apprécier la maîtrise requise pour édifier une cage ornée sur une coupe en verre. Mais la Coupe de Lycurgue est encore plus rare dans la mesure où le motif de sa cage est figuratif plutôt que géométrique, a expliqué Hollands.
La plupart des coupes en cage connues présentent des shells avec des motifs géométriques circulaires. Celle de Lycurgue, en revanche, illustre une scène graphique mettant en scène le roi Lycurgue de Thrace tourmenté par le dieu grec Dionysos et ses courtisans. Selon Hollands, des travaux scientifiques antérieurs avaient utilisé de minuscules éclats de verre et avaient trouvé « des preuves de nanoparticules en couches d’or et d’argent », environ 3 parts d’or pour 7 parts d’argent, mais sans particules d’or et d’argent individuelles.
« L’examen a montré que les particules mesuraient typiquement entre 50 et 80 nanomètres, avec un noyau en argent et une coque en or — elles contenaient aussi du cuivre », a-t-elle ajouté. « Bien que des fragments de la coupe aient été caractérisés, les tentatives de fusion du verre de manière réussie et reproductible ont été limitées, donnant des résultats similaires à ceux de la coupe elle-même. »
Petites particules, grande différence
Mais ces minuscules nanoparticules produisent une différence considérable. Selon Hollands, la lumière qui se réfléchit à la surface du verre est dispersée par les nanoparticules, et le verre paraît opaque et vert en raison du contenu en fer et de la lumière qui rebondit dans des directions différentes. Les choses se compliquent lorsque la lumière est transmise à travers le verre, poursuit-elle.
« Comme les nanoparticules sont bien plus petites que la longueur d’onde de la lumière, les ondes lumineuses peuvent affecter les électrons externes des atomes des particules, les amenant à vibrer », a expliqué Hollands.
« Différentes longueurs d’onde influenceront ces électrons externes selon la forme, la taille et la composition des particules », a-t-elle ajouté, « et certaines provoqueront une résonance des électrons, ce qui aura ensuite pour effet de bloquer cette couleur. »
Quand à Rome…
Voilà le mécanisme qui se cache derrière la réplique de l’équipe, dont les particules de l’alliage argent-or agissent pour bloquer le bleu et le vert, laissant passer le rouge et l’orange. Plutôt que de chercher des alternatives modernes, l’équipe de Hollands a tenté de simuler les matières premières auxquelles les artisans romains du IVe siècle auraient eu accès.
Par exemple, fondre le verre — un matériau chimiquement très complexe à l’état fondu — dans un four à gaz a donné des résultats bien meilleurs que dans des fours chauffés électriquement. L’équipe avait besoin d’une température plus élevée que celle qui aurait été envisageable pour les Romains afin d’obtenir un échantillon fluide, mais elle a trouvé des moyens créatifs de contrer ces effets, a-t-elle ajouté.
« La chose remarquable de cette formulation est que le verre se façonne tout seul, [W]e obtenons l’effet sans avoir à effectuer un traitement thermique complexe pour faire croître les cristaux à la bonne taille — ils se forment simplement par recuit pour soulager les tensions », a déclaré Hollands.
Une exposition spéciale
L’équipe de Hollands a réussi à réaliser tout cela avec un financement minimal en seulement quatre mois. Mais elle estimait que son produit — déjà impressionnant, il faut le dire — pouvait être amélioré, ce qui a abouti à suffisamment de verre pour une réinterprétation moderne de la Coupe de Lycurgue. Si vous êtes fan de la série Netflix Blown Away, vous serez ravis d’apprendre que Elliot Walker, vainqueur de la saison 2, a été chargé de réaliser cette œuvre. Cette pièce fera ses débuts lors du Festival of the Mind de Sheffield, puis rejoindra les collections permanentes du Turner Museum of Glass de l’université.
« Je poursuis mes recherches et, en travaillant avec des scientifiques du monde entier, j’espère découvrir à quel point je suis proche de reproduire la couleur afin que nous puissions affiner encore la recette », a déclaré Hollands. « Cela montre que le personnel technique dans les universités peut produire des choses incroyables s’ils disposent d’un peu d’espace, de temps et de soutien. »
