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La coupe de Lycurgue est un travail extraordinaire réalisé avec du verre, par les Romains au Vè siècle après J-C. Seulement, la coupe de Lycurgue démontre l’un des plus grands exemples de nanotechnologie dans le monde antique.
La coupe de Lycurgue est mentionnée pour la première fois dans un document de 1845. Peu de temps après elle devient l’acquisition de la famille Rothschild. Suite à cette acquisition, l’artefact disparait de toutes études scientifiques jusque dans les années 1950. Elle sera ensuite vendue au British Museum où elle y est toujours exposée.
La coupe de Lycurgue a déconcerté le monde scientifique pendant de nombreuses années. Les artisans à l’origine de cette coupe on réalisé une œuvre remarquable en utilisant les propriétés des matériaux à l’échelle du nanomètre. Il aura fallu attendre l’année 1990, et l’arrivée de puissants microscopes pour percer le mystère de la coupe de Lycurgue.
La coupe de Lycurgue au British Museum
Que représente la coupe de Lycurgue ?
Le calice représente Lycurgue, un roi Thrace mythique qui, selon la légende, aurait essayé de tuer ambroisie, un disciple du Dieu de la vigne et du vin Dyonisos.
Par conséquent, Lycurgue fut frappé de folie par Dionysos. Dans sa fureur, il tua à coups de hache son fils Dryas. Il trancha ses propres jambes alors qu’il croyait couper des ceps de vigne. Il ne retrouva la raison qu’après s’être mutilé.
Outre le récit légendaire, la technique d’exécution est remarquable. Le décor, taillé dans une seule pièce de verre, à l’aide d’outils aiguisés, est ensuite sculpté et découpé en creux en arrière pour ne rester accroché au décor principal que par quelques points dissimulés. Taillage, meulage et polissage doivent évidemment être parfaitement maîtrisés pour obtenir des pièces d’une telle qualité d’exécution.
Toutefois, la qualité d’exécution de cette coupe est poussée à son extrême, grâce à un incroyable jeu de couleur naturel. Or, pour arriver à un tel résultat, il a fallu se servir  d’un procédé résultant de la nanotechnologie.
Quelle est la particularité de la coupe de Lycurgue ?
La coupe de Lycurgue est unique en son genre. En effet, ce calice s’éclaire de différentes couleurs en fonction de la source de la lumière. Elle apparait vert jade lorsqu’elle est éclairée de face, mais rouge sang vue de derrière ou de l’intérieur.
La coupe de Lycurgue éclairée en rouge
Sa coloration est de nature dichroïque. En d’autres termes, elle semble verte quand la lumière est réfléchie, mais apparait en rouge lorsque la lumière la traverse. On notera que les montures de bronze, sont des ajouts du XIXè siècle.
La coupe de Lycurgue éclairée en vert
Lorsque divers fluides remplissaient la coupe, ils changeaient la façon dont les électrons vibrants dans le verre interagissaient, et donc la couleur. Les tests de grossesse à domicile d’aujourd’hui exploitent un phénomène nano distinct pour transformer une ligne blanche en rose. (Source: Smithsnonian Institution).
Lorsque la taille des particules de matériau est réduite à l’échelle nanométrique, les propriétés optiques, en particulier la couleur, peuvent être considérablement affectées.
Mais, il aura fallu attendre l’arrivée des sciences modernes pour parvenir à décrypter ce changement de couleur en fonction de la source de lumière.
Lors des analyses, les scientifiques ont retrouvé de morceaux d’or, d’argent et de cuivre broyés en de minuscules particules. Certains de ces morceaux ne mesuraient que 50 nanomètres. En comparaison, un cheveu mesure 50 000 nanomètres de diamètre.
Pour parvenir à un tel résultat, ces minuscules grains d’or (31.2%), d’argent (66,2%) et de cuivre (2,6 %) ont été incorporés dans le verre lors de sa fabrication.
Des microparticules injectées dans le verre.
Il est à noter que ces microparticules d’or, d’argent et de cuivre ont été précipitées sous forme de colloïdes. Or, un colloïde est la suspension d’une ou plusieurs substances, dispersées régulièrement dans une autre substance, formant un système à deux phases séparées. Dans un fluide, il forme une dispersion homogène de particules dont les dimensions vont du nanomètre au micromètre.
Des études suggèrent que pour parvenir à un tel résultat, l’or et l’argent ont du être traité au préalable thermiquement.
Cependant, il paraît inconcevable que les anciens romains maitrisaient une technique aussi complexe. Ainsi, certains scientifiques ont expliqué que la présence de ces nanoparticules dans le verre était le résultat d’une coïncidence.
Seulement, la coupe de Lycurgue n’est pas le seul objet retrouvé comportant de micro cristaux métallique.  Dans certains vitraux d’églises médiévales aux couleurs vives, des nanoparticules de métal noble ont été retrouvées. Ainsi, la couleur rouge rubis de nombreux vitraux de l’époque médiévale était une conséquence de particules métalliques nanométriques incrustées dans le verre.
Dans de tels cas, la longueur d’onde de la lumière est très proche de la taille des particules elles-mêmes, ce qui fait que la manière dont la couleur est réfléchie, diffusée ou absorbée dépend de la taille et de la forme des nanoparticules elles-mêmes.
Réel savoir-faire ou heureux hasard ?
Concernant la coupe de Lycurgue, il était impossible pour les artisans romains de rajouter des niveaux incroyablement bas d’or et d’argent au volume de verre utilisé pour fabriquer le récipient délibérément.
L’hypothèse la plus courante émet l’idée que les niveaux d’or et d’argent ont probablement été ajoutés à des niveaux plus élevés à un plus grand volume de verre fondu. Ainsi, le mélange aurait été de plus en plus dilué en rajoutant toujours plus verre.
Toutefois, la coupe de Lycurgue reste unique. Elle a été réalisée avec un verre très rare. Cet artefact est décrit par les scientifiques l’ayant étudié comme:
« la coupe la plus spectaculaire de cette période ».  (source: étude en anglais en PDF)
La conclusion de l’étude rapporte, que la coupe de Lycurgue, démontre une technologie éphémère développée par les verriers Romains. Ces derniers avaient la connaissance de la coloration du verre par ajout de métal précieux lorsque le verre était fondu.
Cependant, cet exemplaire unique, démontre bien l’incapacité des anciens verriers à contrôler pleinement le processus. Ce qui en fait un objet rare et unique.