Un nouveau microscope électronique à balayage, au sein de l’Ecole des Mines de Douai : un équipement unique en Europe !

Juillet 2008 - n°134

L’Ecole des Mines de Douai a mis en place une plate-forme permettant de caractériser le plus finement possible tous types de matériaux, de l’échelle macroscopique à l’échelle nanométrique. Pièce maîtresse de son parc instrumental, un Microscope Electronique à Balayage (MEB) Hitachi de dernière génération vient d’y être mis en service.

A cette occasion, le 4 juin dernier, une présentation officielle a été organisée au sein du Département Génie Civil et Environnement de l’Ecole. Visite guidée !

Une école d’ingénieurs, un centre de recherche

Rappelons que l’Ecole des Mines de Douai recrute principalement en classes préparatoires scientifiques et propose des formations d’ingénieurs généralistes, des formations professionnelles pour les cadres de l’industrie et de l’administration, et des cursus de spécialisation (ingénieurs, mastères spécialisés, masters professionnels, masters recherche, doctorats). Elle centre également ses actions sur la recherche, le transfert de technologies et la création d’entreprises à travers son incubateur.
L’Ecole est membre du GEM (Groupe des Ecoles des Mines) qui fédère sept établissements (Albi, Alès, Douai, Nancy, Nantes, Paris, Saint-Etienne).

A la pointe de l’innovation

L’Ecole des Mines de Douai mène depuis de nombreuses années des études et recherches dans le domaine de l’analyse et de la caractérisation des matériaux. C’est d’ailleurs dans ce cadre que le département Génie Civil et Environnemental de l'Ecole a développé une plate-forme permettant de caractériser le plus finement possible tous types de matériaux.

Cette structure a pu être mise en place grâce au regroupement de moyens scientifiques et techniques d’analyses physique, chimique et morphologique. Elle repose en outre sur une organisation matricielle permettant aux experts matériaux de travailler étroitement avec leurs homologues, spécialistes des techniques expérimentales suivantes :
- spectromètrie de fluorescence X
- spectromètrie d'émission plasma (ICP)
- chromatographie ionique
- spectromètrie d’absorption atomique flamme
- diffraction des RX
- microscopie électronique à balayage à effet de champ et à pression variable [Hitachi S- 4300SE/N] couplé à un détecteur EDS
- microscopies polarisantes à transmission et à réflexion
- loupes stéréoscopiques

Notez que la plate-forme maîtrise par ailleurs parfaitement la préparation des échantillons, étape cruciale pour réaliser notamment des observations microstructurales. Entre autres matériels dont est doté le laboratoire, figurent des équipements d’enrobage sous vide, un appareil de polissages en vue d’analyses micrographiques et macrographiques, ainsi qu’un équipement de litholamellage pour préparer des lames minces dans un large éventail de matériaux tels que des roches, des sols, des sous-produits industriels, ou encore, des matériaux composites.

Cette approche est largement appliquée à tous les matériaux étudiés à l’Ecole des Mines de Douai : depuis les particules atmosphériques, aux sédiments et sols pollués, jusqu’aux métaux, bétons et composites. La mesure des quantités de polluants en solution compte également parmi les activités largement développées par le Laboratoire, et complète ainsi l’analyse de l’air réalisée au sein du département Chimie et Environnement.

Le nouveau microscope électronique à balayage

Le 4 juin dernier, l’Ecole des Mines de Douai a donc organisé une présentation officielle du nouvel équipement de dernière génération dont elle a récemment doté son département : microscopie électronique à balayage (MEB) à effet de champ et à pression variable [Hitachi S- 4300SE/N] couplé à un détecteur EDS [Thermo Ultra Dry].

Actuellement, il n’existe qu’une quarantaine d’exemplaires au monde (essentiellement aux Etats-Unis et au Japon) de cet équipement scientifique exceptionnel qui rend possible la caractérisation des matériaux à l’échelle nanométrique sans dégrader les échantillons. L’outil est accessible à l’ensemble des partenaires de recherche de l’Ecole, qu’ils soient régionaux, nationaux ou européens.

Ce nouveau microscope permet d’atteindre des grandissements élevés (jusqu’à 500 000 fois) afin de mieux observer et caractériser les matériaux (sols pollués, polymères, de construction, métalliques…) à l’échelle nanométrique, tout en minimisant la dégradation de l’échantillon et en offrant une analyse très précise ; des atouts d’autant plus précieux pour des matériaux polymères ou fragiles.

Concluons en soulignant qu’au travers l’approfondissement des connaissances sur les matériaux et les polluants dans les sols et sédiments, le MEB prend aussi en compte les préoccupations du développement durable…

S. DENIS