FAME-UHD : un nouvel instrument national pour révéler la forme chimique et structurale d'éléments ultra dilués

Jeudi, 22 juin 2017

Comment les nanoparticules d'oxydes de cérium s'associent-elles aux cellules ? Quel est le partitionnement du germanium en fonction des conditions de formation des gisements ? Sous quelle forme chimique se trouvent les terres rares dans les météorites ? Telles sont quelques-unes des questions auxquelles tentent de répondre les scientifiques utilisant la ligne de lumière FAME-UHD à l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) à Grenoble.

FAME-UHD © Denis Testemale, Institut Néel Depuis janvier 2017, un nouvel instrument a ouvert ses portes à l'ESRF. FAME-UHD(1) complète désormais l'offre de caractérisation mise à la disposition des scientifiques français. Déterminer la forme chimique et la structure d’éléments dilués par spectroscopie d’absorption X peut maintenant s'effectuer sur FAME et sur FAME-UHD, cette dernière permettant des analyses hautement résolues en énergie. Ces deux instruments, complémentaires tant dans la gamme des concentrations mesurables que dans les types d'expérimentations in -situ disponibles, permettent de sonder des éléments présents à des concentrations inférieures à quelques ppm (parties par million) dans des échantillons naturels ou synthétiques. Ces échantillons peuvent être étudiés à haute température et sous pression afin de reproduire les conditions naturelles.
Les gains de performance obtenus par rapport à l'instrument déjà existant ont été rendu possibles par l’association de dispositifs optiques de pointe et d’un détecteur de fluorescence X très sélectif, un spectromètre à cristaux analyseurs.
L'objectif des scientifiques venant sur FAME ou FAME-UHD n'est pas seulement de montrer la présence de certains éléments chimiques, mais surtout de déterminer leur spéciation, c'est-à-dire leur degré d'oxydation et leurs liens avec les molécules voisines. Abaisser la limite d'analyse au niveau du ppm sur FAME-UHD rend possible la caractérisation des éléments traces dans des échantillons naturels, que ce soit dans le cadre d'études concernant les sols, les fluides hydrothermaux ou l’impact bio-environnemental de polluants. Cela ouvre également ces études à de nouveaux domaines tels que l'écotoxicologie, pour lequel l'accès à ces faibles concentrations permet de  passer d'une étude de principe à une étude de la réalité.

Rattachement des personnels
Institut Néel (UPR 2940 CNRS, Grenoble) et OSUG (UMS 832 CNRS / UGA, Grenoble).

Financement
INSU, Grand Emprunt (EquipEx EcoX, ANR-10-EQPX-27-01) et consortium CEA-CNRS qui cogère les lignes françaises du synchrotron européen (ESRF, Grenoble).

Note(s): 
  1. French absorption spectroscopy in materials and environmental sciences – Ultra high dilution
Contact(s):
  • Jean-Louis Hazemann, Institut Néel
    jean-louis [dot] hazemann [at] neel [dot] cnrs [dot] fr

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