[INFRA+] Un nouveau diffractomètre pour la plateforme de diffraction et diffusion des rayons X PMD2X

La plateforme de mesures de diffraction et de diffusion des rayons X (PMD2X) est située au laboratoire CRM2 à la Faculté des Sciences à Vandoeuvre. Labellisée INFRA+ depuis 2020, cette plateforme propose la mise en œuvre de différentes techniques de mesures de diffraction ou de diffusion des rayons X pour l’analyse structurale de matériaux solides à différentes échelles. De nouveaux instruments installés sur la plateforme il y a quelques mois, sont maintenant pleinement opérationnels et permettent l’analyse poussée de matériaux polycristallins très variés, idéalement sous forme de poudre.

En aout 2024, le laboratoire CRM2 et la PMD2X ont fait l’acquisition d’un diffractomètre Bruker D8 Discover (grâce à un financement CPER) intégrant de nombreuses possibilités de mesures de diffraction ou de diffusion des RX, notamment dans des conditions non-ambiantes de température ou d’humidité. Les points forts de cet équipement sont sa grande polyvalence tout d’abord au niveau des sources de rayons X disponibles et des optiques automatisées associées. D’autre part, un grand nombre de configuration de l’échantillon à analyser est possible (réflexion, transmission, échantillon rugueux, liquides, etc.). De plus, le détecteur de rayons X Eiger 500K (1/2 million de pixels) bidimensionnel, de grande taille et très sensible est actuellement l’un des plus performants dans ce domaine de recherche. Tout en assurant des performances de haut niveau pour répondre aux exigences des thématiques de recherche des équipes du CRM2, ce diffractomètre est aussi parfaitement adapté à des activités de service. En effet, un système de passeur d’échantillon permet de lancer automatiquement des mesures sur plusieurs dizaines d’échantillons et les suites logicielles d’acquisition et de traitement des données sont faciles à prendre en main y compris par des non-spécialistes. Quelques heures de formation seulement auprès des ingénieurs et techniciens en charge de l’appareil permettent sa mise à disposition à l’ensemble de la communauté scientifique.

Ce nouvel instrument, venu renouveler des équipements vieillissants, permet à la plateforme PMD2X de continuer de garantir à la communauté scientifique tant académique qu’auprès d’entreprises privées, une offre de prestations d’analyse par diffraction des rayons X au meilleur niveau.

Plus encore, de nouvelles configurations de mesures permettent maintenant de repousser les limites en termes de précision et de rapidité pour les analyses standards mais aussi de caractériser la structure de la matière par de nouvelles techniques (Mesures par analyse de fonction de distribution de paires dite PDF) ou encore dans des états non ambiants variés (hautes ou basses températures, humidité contrôlée, irradiation lumineuse, etc.) y compris non statiques en permettant leur suivi cinétique.

Cet appareil compte un nombre important d’utilisateurs tout d’abord au niveau de l’Université de Lorraine pour l’étude des relations structure/propriété de matériaux fonctionnels. Notamment, le laboratoire CRM2 via l’équipe CRISP et le Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l’Environnement (LCPME) du pôle Chimie Physique Moléculaire (CPM).

En plus, cet instrument permet également de répondre régulièrement à des besoins en analyses pour des organismes publics ou des entreprises privées que ce soit localement, en France ou encore à l’étranger.

Trois personnes sont principalement en charge de l’exploitation de ce nouveau diffractomètre. Tout d’abord, Dominik Schaniel, professeur et responsable scientifique de la PMD2X, Pierrick Durand, ingénieur de recherche spécialiste de la diffraction de poudres et Yohann Vuillemard, technicien en charge du bon fonctionnement de l’appareil et de son environnement technique.

L’acquisition du diffractomètre Bruker D8 Discover représente une avancée majeure pour la plateforme PMD2X, en renforçant ses capacités d’analyse structurale et en modernisant ses équipements. Ce nouvel instrument permet non seulement d’améliorer la précision et la rapidité des mesures, mais aussi d’explorer de nouvelles configurations expérimentales, ouvrant ainsi la voie à des études plus complexes et variées. À terme, cet investissement favorisera le développement de nouvelles collaborations, tant au sein du CRM2 qu’avec d’autres laboratoires et partenaires industriels, consolidant le rôle de la plateforme comme un acteur clé dans la recherche et l’innovation en science des matériaux.