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Achat d’un microscope électronique à balayage (MEB-EDS) ultra haute résolution / low vacuum équipé d’une cellule cryogénique

Le LISA (UMR 7583 CNRS / UPEC / U. Paris) a une expertise reconnue sur la composition de l'atmosphère et la qualité de l'air et leur impact sur le climat, sur la santé et sur le patrimoine culturel. Le laboratoire met ainsi en œuvre plusieurs instrumentations originales pour caractériser les aérosols atmosphériques, à l'échelle de la particule, leur vieillissement et leur réactivité, ainsi que leurs propriétés physico-chimiques (propriétés optiques, biodisponibilité, hygroscopicité…). Le LISA a également développé une méthodologie combinée pour répondre aux défis expérimentaux de la caractérisation des couches d'altération des matériaux du patrimoine (pierre, verre, métaux) altérés dans l'environnement atmosphérique et en particulier leur rôle de passivation. Ces problématiques sont communes avec l'altération des matériaux dans d'autres contextes : corrosion industrielle, stockage des déchets nucléaires, altération des roches et contribution aux cycles biogéochimiques. Le laboratoire héberge ainsi, entre autres, une plateforme de microscopie, comprenant un microscope optique numérique, un microscope interférométrique, un microscope électronique à balayage (MEB) de table, un MEB-EDS à effet de champ et un microscope électronique à transmission (MET). Du fait de leur âge avancé, le LISA souhaiterait renouveler en partie son parc instrumental grâce à l’achat d’un MEB haute résolution (STEM) et low vacuum.

Dans le domaine des matériaux du patrimoine et de l’étude de leur vieillissement dans l’environnement, le MEB-EDS doit pouvoir répondre à plusieurs exigences :

• Acquérir des images à fort grandissement (haute résolution) pour observer la nature des dépôts (par exemple les suies issues de la combustion ou les nanoparticules de plomb provenant de l’incendie de Notre Dame) ou étudier la texture des matériaux et de leurs produits d’altération (par exemple des laminations, des microfissures, des cristaux, etc.).
• Ne pas détériorer des matériaux potentiellement fragiles, non conducteurs ou altérés. Cet enjeu est particulièrement sensible dans le cas de l’étude des textiles, des couches altérées et des interactions entre la matière organique, les particules hygroscopiques et les matériaux.
• Analyser finement l’interface minéral-organique inhérente à la particularité de certains supports (couches picturales), à des thématiques de restauration de matériaux (application de polymère) ou encore aux dépôts de COV anthropiques ou naturels sur des substrats minéraux.

Pour répondre à ces attentes, nous proposons d’acheter un MEB-EDS haute résolution (STEM) / low vacuum et de l’équiper avec une platine cryogénique. Plusieurs modèles ont été identifiés : le MEB à cathode froide REGULUS 8220 d’Hitachi® ou le GeminiSEM 360 de Zeiss®. La platine cryogénique est fournie par Quorum®.

L’instrument sera hébergé au LISA mais il sera accessible à toute personne de la communauté du patrimoine qui en fera la demande selon des modalités à définir. Le recrutement d’un nouvel ingénieur de recherche par l’Université Paris-Est Créteil est en cours (prise de fonction en septembre 2021) afin d’assurer un service de qualité. Tous les partenaires sont les bienvenus dans le montage de ce projet.

Contacts :

Anne Chabas, anne.chabas@lisa.ipsl.fr

Aurélie Verney-Carron, aurelie.verney@lisa.ipsl.fr