The palaeontological collections of the Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN, Paris, France) and the Muséum d’Histoire naturelle d’Autun (MHNA, Autun, France) include many fossil specimens originating from the argillaceous shales of the Autun basin (Saône-et-Loire, France). These fossils are preserved within sedimentary rocks containing unstable sulphide compounds, such as pyrite, which may deteriorate in contact with water and oxygen. This alteration provokes crystalline efflorescence and cracks, thus compromising the preservations of the fossils. This work constitutes the first step of a project that aims to understand the mechanisms of alteration of these materials in order to define conservation guidelines for palaeontological collections. For this purpose, eight damaged specimens originating from the Permian Autun basin (Saône-et-Loire, France) were selected and analyzed by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy coupled to energy dispersive X-ray spectrometry (SEM/EDS) and X-ray absorption spectroscopy at the threshold of the sulphur Kα-edge (XANES). This methodology enabled the characterization of the matrices composition and the chemical nature of the alterations. Subsequently, we have sought to reproduce by artificial ageing the alteration phenomena encountered in the collections. New shale samples were collected on seven outcrops of the same Autun basin. They were analyzed and subjected to artificial ageing at 50% relative humidity (RH) and at temperatures ranging between 40°C and 90°C. Our work shows that damaged specimens and newly collected shale have a similar mineralogical composition. Yet the crystalline efflorescence material formed on the surface of damaged specimens belongs to the iron sulphate group whereas gypsum predominates on artificially aged shale samples. Reproducing the alterations observed on specimens by artificial ageing remains therefore problematic. Additionally, it appears that the temperature of ageing controls the nature of the damage: at 40°C, many samples are mechanically damaged whereas no or minor crystalline efflorescence occurs. At 90°C, it is the opposite tendency that is observed. Finally, mechanical damages do not seem to be correlated with the development of the efflorescence: samples with efflorescent crystals generally do not show clearly visible cracks; those that seem most fragmented do not show any visible efflorescence.

Les schistes argileux du bassin d’Autun font partie intégrante des collections de paléontologie du Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN, Paris, France) et du Muséum d’Histoire naturelle d’Autun (MHNA, Autun, France). Ces roches sédimentaires contiennent de nombreux fossiles, malheureusement sujets à d’importantes dégradations. En effet, les composés soufrés qu’ils contiennent, en particulier les sulfures de fer tels la pyrite, s’oxydent peu à peu, provoquant des craquelures et des efflorescences cristallines qui compromettent la conservation des fossiles. Ce travail constitue la première étape d’un projet visant à mieux comprendre les mécanismes d’altération des fossiles, afin d’optimiser les conditions propices à leur conservation. Pour cela, nous avons sélectionné, dans les collections patrimoniales, un ensemble de huit spécimens endommagés issus du bassin permien d’Autun (Saône-et-Loire, France) et avons procédé à leur caractérisation à l’aide de différents outils analytiques : diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie Raman, microscopie électronique à balayage couplée à une sonde d’analyse élémentaire (MEB/SDE) et spectroscopie d’absorption au seuil de la raie Kα du soufre. Des données préliminaires sur la composition des encaissants et la nature des altérations ont ainsi pu être acquises. Par la suite, nous avons cherché à reproduire par vieillissement artificiel les phénomènes d’altération rencontrés dans les collections. Du matériel neuf a ainsi été collecté sur sept affleurements de ce même bassin d’Autun, analysé, puis soumis à des vieillissements artificiels avec une humidité relative de 50 % et à différentes températures. Nos travaux montrent que les schistes des spécimens endommagés et ceux nouvellement prélevés ont une composition minéralogique semblable, mais présentent des efflorescences cristallines sensiblement différentes : elles s’apparentent pour les premiers à des sulfates de fer, et pour les seconds à des sulfates de calcium. La reproduction des mécanismes d’altération par vieillissement artificiel d’un matériel a priori proche des spécimens endommagés reste donc problématique. D’autre part, la température se révèle être un paramètre déterminant du type de la dégradation : à 40°C, peu d’efflorescences cristallines sont observées mais de nombreuses dégradations mécaniques ont lieu. A 90°C, c’est la tendance inverse qui est constatée. Enfin, les dégradations mécaniques observées sur les échantillons vieillis artificiellement ne semblent pas corrélées à l’apparition d’efflorescences : les échantillons sur lesquels on observe des efflorescences ne montrent généralement pas de dégradation mécanique évidente à l’œil et ceux qui semblent les plus fragiles ne montrent pas d’efflorescence visible.