Pôle Rayons X

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Présentation

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Le pôle Rayons X est ouvert à la communauté scientifique académique et industrielle. Il est né du partenariat de 3 départements (Chimie, Physique et IPGP) et il est géré en cotutelle par les laboratoires ITODYS (UMR CNRS 7086) et LISA (UMR CNRS 7583).
Il réalise des mesures de diffraction, diffusion, fluorescence et très prochainement absorption des rayons X. Le pôle peut servir de lien vers les grands instruments, pour réaliser par exemple des mesures au synchrotron SOLEIL.
Il est localisé sur 2 sites de l’université : aux bâtiments Lamarck B et Lavoisier.

Activités

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Expertises

Les matériaux analysés peuvent être des métaux, des céramiques, des polymères ou encore des argiles, et se présenter sous forme de poudres (nano ou micrométriques), de massifs ou de couches minces. Il sera alors possible :
– de déterminer la composition élémentaire, de détecter des pollutions,
– d’identifier les phases minérales en présence et de les quantifier,
– de caractériser la microstructure (taille et forme des cristallites, défauts cristallins, contraintes résiduelles…),
– de déterminer l’orientation cristallographique pour des massifs ou couches minces grâce à des figures de pôles,
– d’estimer l’épaisseur, la densité et la rugosité d’une couche mince,
– de suivre l’évolution d’un matériau en fonction de la température (de l’ambiant à 1000°C),
– ou encore de faire de la résolution structurale.

La plateforme travaille avec différents laboratoires et industries, dans des domaines scientifiques variés : les nanomatériaux, la géologie (étude des sols, aérosols, cendres volcaniques…), les couches minces, les objets du patrimoine, l’exobiologie, la métallurgie, etc.

Equipements

Fluorescence :
La plateforme est équipée d’un spectromètre de laboratoire (Epsilon 3XL@Malvern-Panalytical) dispersif en énergie, qui détecte les éléments allant du sodium jusqu’à l’uranium. La zone analysée fait 0,5 cm² et le montage ne permet pas de cartographier l’échantillon. La limite de détection est de quelques nanogrammes. La meilleure méthode pour estimer précisément les éléments majeurs est de fondre l’échantillon en préparant une « perle ». La plateforme possède une perleuse Le Neo@Claisse (masse échantillon nécessaire : 0,1 g).
2 spectromètres portatifs permettent de faire des analyses semi-quantitatives : pour analyser des objets ne pouvant être déplacés ou pour faire des analyses sur site lors de missions ou de stages de terrain.

Diffraction et diffusion :
Deux diffractomètres enrichissent son parc instrumental : 1 diffractomètre (Xpertpro@Malvern-Panalystical, tube Co) utilisé principalement pour des nanopoudres et si besoin des suivis en température, ainsi qu’un diffractomètre multi-fonctions pour échantillons polycristallins (EMPYREAN@Malvern Panalytical, tube Cu), avec différentes configurations (capillaire, berceau 5 axes, passeur d’échantillons, etc). Il est possible sur ce même appareil de réaliser des mesures de diffusion aux petits angles (SAXS) pour déterminer la taille, la forme et la surface spécifique des nanoparticules sèches ou en suspension.

Absorption (XANES-EXAFS) : la plateforme est en train d’acquérir un spectromètre EasyXAFS 300+ qui devrait être en fonctionnement fin 2025.

Services proposés

La plateforme propose un accompagnement complet : de la préparation des échantillons jusqu’à l’interprétation des données et l’analyse des résultats.
Si besoin, les utilisateur·trices peuvent être formé·es sur les aspects théoriques et/ou pratiques, sur les risques liés aux rayonnements ionisants et sur les logiciels de traitement des données.
La plateforme cherche à étoffer régulièrement ses possibilités à travers des développements de méthodes, l’acquisition de nouveaux équipements/accessoires, des interactions avec un réseau de plateformes partenaires et complémentaires,…
Elle accueille aussi chaque année différentes formations universitaires (IUT, Licence, Master).