Imaginez une coupe romaine vieille de 1 600 ans qui semble taillée dans un verre vert jade. Éclairez-la par derrière et, soudain, elle devient rouge rubis. Aucun mécanisme, aucune peinture thermosensible ni aucun tour de passe-passe : c’est la lumière elle-même qui révèle les étonnantes propriétés de cet objet antique conservé au British Museum de Londres.
Baptisée coupe de Lycurgue, cette pièce du IVe siècle doit son changement de couleur à de minuscules particules d’or et d’argent emprisonnées dans le verre. Une prouesse dont les scientifiques comprennent aujourd’hui les principes physiques, mais dont la fabrication reste particulièrement délicate. En 2025, des chercheurs britanniques ont réussi à reproduire cet effet avec une fidélité remarquable, avant de parvenir à produire suffisamment de verre pour une sculpture contemporaine en 2026. Une réussite qui éclaire d’un jour nouveau les connaissances des verriers romains.
La coupe de Lycurgue sans rétroéclairage (à gauche) et éclairée par derrière (à droite). Les deux photographies montrent le même objet sous des éclairages différents. Montage de photographies de Johnbod, recadrées et assemblées (CC BY-SA 3.0).
À retenir
- La coupe de Lycurgue date du IVe siècle et appartient aux collections du British Museum de Londres.
- Elle mesure environ 15,9 cm de hauteur et pèse quelque 700 grammes.
- Son verre apparaît généralement vert en lumière réfléchie et rouge lorsqu’il est rétroéclairé.
- Ce phénomène, appelé dichroïsme, résulte de l’interaction de la lumière avec des nanoparticules contenant de l’or et de l’argent.
- Des scientifiques de l’université de Sheffield ont reproduit cet effet en 2025, puis développé une fabrication suffisamment reproductible pour une nouvelle œuvre en 2026.
- Rien ne prouve que les artisans romains comprenaient les phénomènes physiques responsables de ces couleurs.
Une coupe romaine qui devient rouge lorsqu’on l’éclaire par derrière
Le spectacle tient à un simple changement de position de la source lumineuse.
Lorsque la coupe est éclairée depuis l’avant, sa paroi présente une couleur vert-jaune, parfois décrite comme un vert jade. Le verre paraît relativement opaque et les personnages sculptés dans son épaisseur se détachent nettement.
Mais lorsque la lumière vient de l’arrière et traverse la paroi, celle-ci prend une couleur rouge rubis translucide. Les figures et les motifs végétaux se découpent alors devant un fond lumineux rouge orangé.
La coupe de Lycurgue au British Museum, photographiée sans rétroéclairage. Crédit photo Johnbod (CC BY-SA 3.0).
La même coupe éclairée par derrière : le verre prend des tonalités rouges. Crédit photo Johnbod (CC BY-SA 3.0).
Ce phénomène porte le nom de dichroïsme, terme qui désigne ici la capacité d’un matériau à présenter des couleurs différentes selon la manière dont la lumière interagit avec lui et parvient jusqu’à l’observateur.
Il ne faut toutefois pas imaginer que la coupe change physiquement de couleur. Sa composition reste parfaitement identique : ce sont les proportions des différentes longueurs d’onde de la lumière reçue par nos yeux qui varient.
Un chef-d’œuvre de l’art verrier romain
La coupe de Lycurgue est une pièce exceptionnelle, et pas seulement pour ses propriétés optiques.
Elle appartient à une catégorie d’objets appelés coupes-cages, ou diatrètes, particulièrement difficiles à fabriquer.
Contrairement à un simple récipient orné de motifs peints ou gravés à sa surface, une coupe-cage possède un décor en fort relief, sculpté dans l’épaisseur même du verre.
Pour obtenir cet effet, les artisans partaient d’une ébauche présentant une paroi suffisamment épaisse. Ils retiraient ensuite progressivement une grande quantité de matière par taille, abrasion et polissage, jusqu’à dégager les personnages et les éléments décoratifs.
Certaines parties du relief ne restent reliées au corps du récipient que par de minces attaches de verre.
Le moindre geste mal maîtrisé pouvait briser plusieurs heures, voire beaucoup plus, de travail. Les techniques précises et le temps nécessaire à la fabrication de la coupe ne sont toutefois pas documentés.
Avec ses 15,88 cm de hauteur, 13,2 cm environ de diamètre maximal et 700 grammes, la coupe de Lycurgue est un objet relativement petit. Mais la complexité de son décor témoigne d’une remarquable maîtrise du travail du verre.
La bordure supérieure et le pied sont constitués de montures en argent doré. Ces éléments métalliques sont probablement postérieurs à la fabrication du verre et dateraient de la fin du XVIIIe siècle.
Lycurgue, un roi prisonnier d’une vigne
La coupe raconte également une histoire issue de la mythologie grecque.
Son personnage central est Lycurgue, roi mythologique de Thrace, qui s’est opposé au culte de Dionysos, le dieu du vin, de l’ivresse et de la végétation, appelé Bacchus chez les Romains.
Selon la tradition mythologique représentée sur l’objet, Lycurgue est puni de son hostilité envers le dieu.
Une femme nommée Ambrosia est transformée en vigne, dont les sarments s’enroulent autour du roi et l’immobilisent. Lycurgue se débat, prisonnier des branches qui l’enserrent.
Autour de cette scène apparaissent notamment Dionysos, un satyre, Pan et une panthère, animal fréquemment associé au dieu du vin.
Le décor en relief de la coupe de Lycurgue représente le roi mythologique prisonnier d’une vigne. Crédit photo Vassil (CC0 1.0).
Cette scène n’a probablement pas été choisie au hasard sur un récipient destiné à contenir une boisson.
La coupe pouvait être un objet de prestige associé aux banquets, même si son usage exact dans l’Antiquité reste incertain. Le lien entre le vin, Dionysos et le décor paraît particulièrement pertinent.
Les représentations antiques liées à la boisson pouvaient d’ailleurs transmettre des messages très différents. Une mosaïque antique montrant un squelette attablé avec un gobelet, découverte en Turquie, rappelle par exemple qu’il faut profiter des plaisirs de l’existence avant qu’il ne soit trop tard.
Certains chercheurs ont également envisagé une signification symbolique au changement de couleur de la coupe de Lycurgue : le passage du vert au rouge pourrait évoquer la maturation du raisin, puis sa transformation en vin.
L’idée est séduisante, mais aucune preuve ne permet d’affirmer que cet effet avait été recherché pour cette raison.
Le secret de la coupe de Lycurgue : de l’or et de l’argent à l’échelle nanométrique
La véritable surprise se cache à l’intérieur du matériau.
Des analyses scientifiques réalisées sur le verre ont mis en évidence la présence de quantités extrêmement faibles d’or et d’argent.
Les valeurs généralement rapportées sont de l’ordre de 40 parties par million (ppm) d’or et d’environ 300 ppm d’argent.
Autrement dit, cela correspond approximativement à :
- 0,004 % d’or en masse ;
- 0,03 % d’argent en masse.
Ces métaux ne se présentent pas sous la forme de paillettes ou de grains visibles à l’œil nu.
Une partie d’entre eux se trouve dans de minuscules particules métalliques dispersées dans la matrice vitreuse, dont les dimensions sont de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres.
Un nanomètre représente un milliardième de mètre. Les particules étudiées dans la coupe présentent notamment des dimensions de l’ordre de 50 à 100 nanomètres, selon les observations et les particules considérées.
À cette échelle, les métaux n’interagissent plus avec la lumière comme le ferait un morceau d’or ou une pièce d’argent.
Ils peuvent absorber et diffuser certaines couleurs de manière très sélective.
Et c’est précisément ce qui explique l’apparence extraordinaire de la coupe.
Pourquoi la coupe de Lycurgue apparaît-elle verte ou rouge ?
Pour comprendre ce phénomène, il faut distinguer deux situations : la lumière qui traverse le verre et celle qui est renvoyée vers l’observateur.
Quand la lumière traverse le verre : le rouge domine
La lumière blanche contient un ensemble de longueurs d’onde correspondant aux différentes couleurs visibles.
Lorsqu’elle traverse la coupe, les nanoparticules métalliques interagissent avec certaines de ces longueurs d’onde.
Une partie importante de la lumière bleue et verte est absorbée ou retirée du faisceau transmis par diffusion.
La lumière qui ressort du verre contient alors proportionnellement davantage de rouge et d’orange.
La coupe apparaît donc rouge lorsqu’on la regarde avec une source lumineuse placée derrière elle.
Quand la lumière arrive de l’avant : le vert domine
Dans cette seconde configuration, l’observateur reçoit principalement de la lumière réfléchie ou diffusée dans sa direction.
Les nanoparticules métalliques peuvent diffuser préférentiellement certaines longueurs d’onde visibles, ce qui contribue à l’apparence verdâtre et relativement opaque de la paroi.
Le résultat dépend de plusieurs paramètres : la composition chimique des particules, leur taille, leur forme, leur répartition dans le verre et les propriétés optiques du matériau qui les entoure.
Il serait donc trop simpliste de dire que l’or produit le rouge tandis que l’argent produit le vert. C’est le comportement optique de l’ensemble du système qui détermine les couleurs observées.
La résonance plasmonique : la physique derrière le phénomène
L’un des mécanismes essentiels mis en jeu est lié à la résonance plasmonique de surface localisée.
Sous l’action de la lumière, les électrons mobiles présents dans une nanoparticule métallique peuvent osciller collectivement.
Lorsque certaines conditions sont réunies, cette oscillation provoque une interaction particulièrement intense avec des longueurs d’onde spécifiques.
Le phénomène modifie alors l’absorption et la diffusion de la lumière.
La réponse optique dépend fortement des propriétés des nanoparticules. Quelques changements dans leurs dimensions, leur composition ou leur environnement peuvent déplacer les couleurs obtenues.
Dans le cas de la coupe de Lycurgue, cette physique explique une grande partie du comportement observé, même si la répartition exacte des contributions de l’absorption et de la diffusion est plus complexe qu’une simple séparation entre deux couleurs.
La coupe offre ainsi une démonstration spectaculaire d’un phénomène étudié aujourd’hui en nanophotonique.
La nature utilise elle aussi des structures microscopiques pour produire des couleurs remarquables, mais avec d’autres mécanismes. C’est notamment le cas de la baie de marbre, un fruit au bleu métallique étonnant, dont la coloration provient de l’organisation de minuscules structures de cellulose plutôt que de nanoparticules métalliques.
Les Romains connaissaient-ils déjà les nanotechnologies ?
La coupe de Lycurgue est régulièrement présentée comme une démonstration de « nanotechnologie romaine ».
Cette expression n’est pas totalement abusive : les propriétés du verre dépendent bien de particules dont les dimensions se mesurent en nanomètres.
Elle apparaît même dans le titre d’une publication scientifique consacrée à la coupe en 2007.
Mais il existe une différence considérable entre fabriquer un matériau qui contient des nanostructures et comprendre scientifiquement leur fonctionnement.
Rien ne permet d’affirmer que les verriers romains connaissaient la taille de ces particules, la structure électronique des métaux ou les principes physiques qui gouvernent leur interaction avec la lumière.
Ils ne disposaient évidemment ni de microscopes électroniques ni des théories modernes permettant d’étudier les phénomènes plasmoniques.
En revanche, les artisans antiques possédaient une grande expérience des colorants, des minerais et des conditions de cuisson du verre.
Ils pouvaient observer que certains ingrédients, associés à des températures et à des atmosphères de four particulières, produisaient des effets colorés intéressants.
Ils pouvaient ensuite essayer de reproduire ces résultats par une démarche empirique, en ajustant leurs matières premières et leurs méthodes de fabrication.
Il reste également possible que certaines propriétés aient été découvertes accidentellement avant d’être exploitées.
On ignore donc si le résultat précis obtenu sur la coupe de Lycurgue était entièrement intentionnel, partiellement maîtrisé ou dû à une combinaison particulièrement favorable de conditions de fabrication.
La différence est importante : la coupe témoigne d’un savoir-faire remarquable, sans pour autant constituer la preuve d’une connaissance antique de la nanoscience.
Pourquoi est-il si difficile de reproduire ce verre romain ?
À première vue, les scientifiques modernes disposent de tous les avantages.
Ils connaissent la composition générale du verre, savent identifier ses nanoparticules et comprennent les interactions entre la lumière et les métaux.
Pourtant, reproduire fidèlement l’apparence de la coupe de Lycurgue s’est révélé particulièrement compliqué.
Le problème ne consiste pas simplement à mélanger du verre fondu avec un peu d’or et d’argent.
Il faut que ces éléments soient présents dans les bonnes proportions et surtout qu’ils donnent naissance à des particules présentant les caractéristiques nécessaires.
Leurs dimensions, leur composition et leur distribution peuvent dépendre des conditions de fusion, de l’atmosphère du four et des transformations chimiques intervenant pendant la fabrication et le refroidissement.
Une variation relativement modeste de ces paramètres peut produire une teinte différente, voire faire disparaître l’effet recherché.
La difficulté n’est donc pas seulement d’obtenir du verre rouge ou du verre vert. Il faut obtenir un même verre qui présente les deux couleurs selon la manière dont il est éclairé.
Des chercheurs britanniques réussissent à reproduire le verre de Lycurgue
En 2025, une équipe de l’université de Sheffield, au Royaume-Uni, est parvenue à reproduire de manière convaincante le comportement optique de la coupe antique.
Le travail a notamment été mené par Lisa Hollands, spécialiste de la fabrication du verre, en collaboration avec Caroline Jackson, experte du verre romain.
Avec John Parker, elles ont signé une publication intitulée Reproducing the colours of the Lycurgus Cup, parue en 2025 dans la revue Physics and Chemistry of Glasses.
Des essais de four, d’oxygène… et même de sucre
Pour commencer, l’équipe a étudié les données disponibles sur la composition des verres antiques afin de préparer un verre de base moderne s’approchant des matériaux utilisés par les Romains.
Les chercheurs ont ensuite cherché à introduire de très petites quantités d’or et d’argent dans des conditions permettant la formation de particules métalliques adaptées.
De nombreuses variables ont été testées, notamment les types de fours, les matières premières et les conditions d’oxygénation.
L’équipe a même expérimenté l’ajout de sucre, susceptible d’intervenir dans les conditions chimiques nécessaires à la formation des particules.
Après plusieurs essais, Lisa Hollands a obtenu un verre qui apparaissait vert et opaque en lumière réfléchie, mais rouge lorsque la lumière le traversait.
Cette première réussite a été présentée lors du LightFest de Sheffield en 2025.
En 2026, une sculpture contemporaine démontre les progrès accomplis
Le 26 octobre 2026, l’université de Sheffield a annoncé une nouvelle étape : la production du matériau en quantité et de façon suffisamment reproductible pour permettre la création d’une œuvre d’art en verre.
Le verrier britannique Elliot Walker, vainqueur de la deuxième saison de l’émission Blown Away, a été chargé de réaliser une sculpture contemporaine en utilisant ce verre.
L’œuvre doit être présentée au Festival of the Mind de Sheffield, du 6 au 15 novembre 2026, avant de rejoindre les collections du Turner Museum of Glass.
Cette annonce a été largement relayée par la presse internationale, notamment dans un article du Guardian publié le 25 octobre 2026.
Il faut toutefois distinguer cette médiatisation d’une découverte entièrement nouvelle : des verres présentant des effets similaires avaient déjà été produits auparavant, notamment dans les années 1960.
En 2020, d’autres chercheurs étaient également parvenus à reproduire des propriétés dichroïques comparables dans un matériau nanocomposite imprimable en 3D, sans pour autant reconstituer un verre antique.
La réussite de Sheffield tient donc surtout à la fidélité des couleurs et à une meilleure maîtrise de la fabrication d’un véritable verre dichroïque.
Ce que les expériences modernes nous apprennent sur les verriers romains
Ces travaux ne servent pas uniquement à reproduire une curiosité antique.
Ils permettent d’explorer les contraintes techniques auxquelles les verriers du IVe siècle pouvaient être confrontés.
Ian Freestone, spécialiste des matériaux archéologiques à l’University College London, a notamment souligné combien les couleurs obtenues pouvaient dépendre de la position du verre dans le four.
Cette sensibilité suggère que le contrôle de l’effet dichroïque devait être particulièrement difficile dans les conditions de production antiques.
Elle renforce l’idée qu’une combinaison favorable de matériaux et de conditions de cuisson a pu jouer un rôle déterminant dans la réussite de la coupe de Lycurgue.
Mais elle n’exclut pas une maîtrise empirique acquise après de nombreux essais.
L’intérêt des reproductions modernes est précisément de permettre aux chercheurs de mieux distinguer ce qui pouvait relever d’une technique reproductible et ce qui dépendait d’un équilibre difficile à maintenir.
Il reste une limite essentielle : reproduire les propriétés optiques d’un matériau ne signifie pas avoir retrouvé avec certitude la méthode historique utilisée pour le fabriquer.
Les verriers romains n’ont malheureusement laissé aucun manuel décrivant la recette exacte de cette coupe.
Une coupe antique à l’histoire encore mystérieuse
Si les propriétés du verre ont été largement étudiées, l’origine de l’objet demeure incertaine.
La coupe est datée du IVe siècle, mais son lieu de fabrication et les circonstances de sa découverte ne sont pas connus avec certitude.
Son histoire documentée commence seulement au XIXe siècle.
Elle est notamment signalée lors d’une exposition de la Society of Arts en 1850, puis apparaît dans la collection de la famille Rothschild.
En 1958, le British Museum l’acquiert auprès de Victor Rothschild, avec le soutien de l’Art Fund.
Depuis, elle constitue l’une des pièces les plus remarquables des collections de verre antique du musée.
Son excellente conservation est elle-même exceptionnelle pour un objet aussi délicat, dont les personnages et les motifs ont été sculptés dans une matière particulièrement fragile.
On ne sait pas davantage avec certitude comment elle était utilisée dans l’Antiquité.
Son décor dionysiaque et sa forme permettent d’envisager un usage lié à la boisson ou au banquet, éventuellement cérémoniel. L’hypothèse d’une utilisation comme lampe a également été avancée, mais elle reste discutée.
La coupe de Lycurgue n’est d’ailleurs pas le seul récipient antique à réserver une surprise visuelle. Quelque 1 500 ans auparavant, des artisans de l’Iran actuel avaient décoré une coupe vieille de 5 000 ans de cinq dessins successifs représentant un bouquetin. Mis en séquence, ces dessins donnent l’illusion d’un animal en mouvement.
Deux objets, deux époques et deux techniques très différentes, mais une même capacité à transformer un simple récipient en petite merveille visuelle.
Un verre antique qui continue de défier les scientifiques
La coupe de Lycurgue résume à elle seule une rencontre extraordinaire entre l’art, l’histoire et la science des matériaux.
Les artisans qui l’ont fabriquée ont réussi à associer une sculpture d’une délicatesse exceptionnelle à un verre possédant des propriétés optiques inhabituelles.
Seize siècles plus tard, les scientifiques peuvent expliquer une grande partie du phénomène grâce à la physique des nanoparticules, mais peinent encore à déterminer exactement comment les verriers romains ont obtenu un tel résultat.
Les expériences modernes montrent surtout que quelques infimes variations dans la composition ou les conditions de cuisson peuvent suffire à transformer complètement l’apparence du matériau.
Il reste donc une question à laquelle la coupe ne répond pas : ses créateurs savaient-ils précisément quel résultat ils allaient obtenir ?
Quoi qu’il en soit, ils ont laissé derrière eux une œuvre dont il suffit de déplacer la lumière pour révéler un secret vieux de 1 600 ans.
Sources pour aller plus loin
- British Museum — Fiche officielle de la coupe de Lycurgue, n° 1958,1202.1
- University of Sheffield — Reproduction du verre dichroïque et sculpture contemporaine, 26 octobre 2026
- Hollands, Jackson et Parker (2025) — Reproducing the colours of the Lycurgus Cup
- Freestone et al. (2007) — The Lycurgus Cup: A Roman Nanotechnology
- Barber et Freestone (1990) — An investigation of the origin of the colour of the Lycurgus Cup by analytical transmission electron microscopy
- The Guardian — Scientists rediscover how to make ancient Roman colour-changing glass, 25 octobre 2026