En 2008, des archéologues fouillant une fosse à ordures médiévale à Mayence, en Allemagne, ont découvert un pendentif fortement corrodé probablement fabriqué à la fin du XIIe siècle. Mais ils répugnaient à ouvrir le pendentif pour découvrir ce qui pouvait se trouver à l’intérieur, de peur d’endommager un artefact déjà fragile. Maintenant, la technologie est venue à la rescousse. Des chercheurs de l’Université technique de Munich ont scanné le pendentif à l’aide de la tomographie à neutrons, entre autres méthodes, et ont découvert qu’il contenait des éclats d’os, probablement des reliques religieuses, c’est-à-dire les prétendus os de saints. Les résultats ont été publiés lors de la réunion intermédiaire du groupe de travail sur les métaux du Conseil international des musées-Comité pour la conservation (ICOM-CC).

La tomographie neutronique fonctionne à peu près de la même manière que les méthodes d’imagerie par rayons X et gamma, sauf qu’elle utilise un faisceau de neutrons. On tire un faisceau de rayonnement sur l’objet cible, et certaines parties interagissent avec l’échantillon tandis que d’autres passent à travers. Ce dernier entre en collision avec une cible d’imagerie pour créer ce que l’on appelle un motif d’atténuation, essentiellement une image de l’intérieur de l’échantillon. La tomographie neutronique n’est pas aussi sensible à la densité des matériaux que l’imagerie par rayons X et gamma, et contrairement à ces méthodes, les neutrons interagissent fortement avec des éléments très légers comme l’hydrogène. Ainsi, certaines choses facilement visibles avec l’imagerie neutronique peuvent être difficiles ou impossibles à voir avec l’imagerie par rayons X (et vice versa).

Les techniques peuvent être complémentaires et sont particulièrement utiles pour l’imagerie d’artefacts archéologiques ou paléontologiques car elles n’endommagent ni ne détruisent l’objet d’origine. Par exemple, en décembre 2021, les chercheurs ont combiné la microtomographie à rayons X – qui consiste à utiliser des rayons X pour faire des coupes transversales d’un objet physique – et la tomographie à neutrons pour créer un modèle 3D très détaillé d’une ammonite vieille de 365 millions d’années. fossile de la période jurassique, révélant des muscles internes jamais observés auparavant. Entre autres découvertes, ils ont observé des muscles appariés s’étendant du corps de l’ammonite, qu’ils supposent que l’animal a probablement utilisé pour se rétracter plus loin dans sa coquille pour éviter les prédateurs.

Le pendentif en cuivre plaqué or de Mayence ne mesure que 2,4 pouces (6 centimètres) de haut et de large et a la forme d’un quadrilobe (une forme courante dans le symbolisme chrétien traditionnel). Le recto et le verso sont émaillés à l’aide d’une technique connue sous le nom de champlevé, qui consiste à tailler ou à graver des creux dans la surface d’un objet métallique, puis à les remplir d’émail de porcelaine. Les parties découvertes sont dorées, une pratique courante à l’époque médiévale. Un côté représente Jésus, avec quatre évangélistes représentés aux quatre extrémités arrondies. L’autre côté représente Marie entourée de quatre saintes.

L’équipe a d’abord analysé la surface en utilisant une combinaison de fluorescence micro-X et de spectroscopie Raman pour identifier tous les éléments présents. Et la spectroscopie infrarouge a révélé un petit échantillon de cire d’abeille. Cependant, « Nous ne pouvions pas simplement ouvrir la remorque et regarder à l’intérieur », a déclaré Matthias Heinzel, restaurateur au Leibniz-Zentrum für Archäologie (LEIZA), qui fait partie de l’Université technique de Munich. « L’objet et, surtout, le verrouillage mécanisme ont été gravement endommagés par des siècles de corrosion, et l’ouvrir reviendrait à le détruire irrévocablement.

L’imagerie neutronique a préservé le pendentif tout en révélant cinq petits paquets reliquaires de soie et de lin contenant des éclats d’os. Heinzel et al. identifié des éléments individuels de l’échantillon en les déclenchant avec une technique de rayons gamma appelée analyse d’activation gamma rapide (PGAA). « Nous ne pouvons pas dire si oui ou non ces éclats d’os proviennent d’un saint et, si oui, lequel », a déclaré Heinzel. « Habituellement, les paquets de reliques contiennent une bande de parchemin indiquant le nom du saint. Dans ce cas, cependant, nous ne pouvons malheureusement pas en voir un. »

Le pendentif maintenant entièrement restauré est actuellement exposé au Musée d’État de Mayence.