Plonger dans la matière : médaille de Cristal collectif pour les plateformes nationales FAME et FAME-UHD
Au cœur de l’Installation européenne de rayonnement synchrotron à Grenoble, l’ESRF, l’équipe en charge des plateformes nationales FAME et FAME-UHD met depuis plus de dix ans son expertise au service de la recherche française. Ses deux lignes de lumière, cogérées par le CNRS et le CEA, sont dédiées à la spectroscopie d’absorption X, une technique qui permet de sonder la matière – de la forme chimique d’éléments présents à l’état de traces à leur environnement atomique. Grâce à son engagement collectif, l’équipe assure ainsi l’accueil et la formation de plus de 90 scientifiques par an.
Elle pilote aussi le développement d’instruments uniques, comme le spectromètre à 14 cristaux, ou de nouvelles capacités de tomographie spectrale. Ses travaux ont hissé ces plateformes parmi les plus performantes d’Europe, contribuant à lever des verrous analytiques dans des domaines aussi variés que les géosciences, la chimie, la biologie ou les matériaux.
Installées sur le synchrotron1 européen ESRF à Grenoble, les plateformes FAME et FAME-UHD offrent aux chercheurs français une technologie de précision pour plonger dans la matière. Grâce à la spectroscopie d’absorption X, elles permettent de traquer un élément à l’état de trace — jusqu’au ppm — dans des conditions complexes, in situ ou operando, et d’en déterminer la forme chimique. « Expliquer pourquoi en ville une espèce de lichen résiste à la pollution atmosphérique tandis qu'une autre disparaît, ou identifier la forme chimique sous laquelle l'or est transporté dans une source hydrothermale sont des exemples type de domaines de recherche que permettent d’explorer ces instruments de pointe » détaille Jean-Louis Hazemann, géochimiste et chef de l’équipe.
- 1Les synchrotrons sont d’énormes infrastructures qui accélèrent à haute énergie des électrons dans un anneau de stockage d’une circonférence pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres. Le rayonnement synchrotron X émis est ensuite dirigé vers les lignes de lumière - des laboratoires d’analyse disposés en périphérie de l’anneau de stockage et dotés d’appareils exploitant ce rayonnement.
Depuis plus de dix ans, les six ingénieurs de l’équipe mènent de front le service aux utilisateurs et des projets instrumentaux de grande envergure. Entre 2015 et 2017, tout en assurant le fonctionnement de FAME, ils conçoivent FAME-UHD et son spectromètre à 14 cristaux, qui repousse les limites de détection. « Ces lignes de lumière sont à présent dotées d’une optique (miroirs, monochromateur) frôlant la perfection dans le domaine de la réflectivité et de la diffraction permettant de tirer profit de la qualité de la source de rayons X fournie par le meilleur synchrotron au monde. » explique-t-il. Entre 2018 et 2020, ils adaptent les deux lignes à la nouvelle source synchrotron dans le cadre du projet Adapt’X. Depuis 2022, avec le projet MAGNIFIX, l’équipe rénove FAME-UHD et reconstruit entièrement FAME en une nouvelle ligne, FAME-PIX, adaptée à la ptycho-tomographie spectrale à l’échelle nanométrique.
Chaque année, plus de 90 scientifiques bénéficient de l’accompagnement de l’équipe. « Au-delà de la mise à disposition des instruments, qui fonctionnent 24h/24h et 6 jours sur 7, l'équipe FAME propose aux utilisateurs une mise en route, un appui technique et un transfert rapide du pilotage. ». Cette démarche est prolongée par une école thématique annuelle, Aster’X, qui forme chaque année la communauté scientifique à ces outils de pointe. Pour Jean-Louis Hazemann, ce Cristal collectif « met en exergue un dynamisme collectif autour de ces instruments : celui de notre équipe, mais aussi des utilisateurs et des tutelles. »