ESPADON

ESPADON vise à mettre à disposition de la communauté, d’une part, de nouveaux moyens instrumentaux de tomographies 3D multi-échelles et d’imagerie multi-physique 2D devenus possibles notamment grâce à l’augmentation des puissances de calculs, et, d’autre part, des ressources et savoir-faire numériques uniques de traitement et de gestion de données massives, et de stockages en complémentarité et avec l’appui du TGIR Human-Num et les actions SoCoRe et Parcours déjà menées.

A terme ce projet va intégrer les éléments suivants :

• La mise en place d’un réseau d’appareils travaillant à différentes échelles et à différents niveaux de mobilité permettant de se déplacer vers les oeuvres quand cela est nécessaire.
• Une gestion et une utilisation mutualisable et mutualisée des données.
• La structuration effective, en grande partie déjà démontrée d’un réseau de chercheurs et de laboratoires sur le territoire intégrant les éléments de formation des étudiants et futurs chercheurs.
• La mise en place d’un Archivage de données brutes ainsi que des données « finalisées » permettant la création de l’objet patrimonial augmenté

La participation du C2RMF au projet est multiple. 

ESPADON WP3: Développement de Plume-Laser Excited Atomic Fluorescence 

Dates du programme : 2022 - 2027

Résumé :

Une des évolutions de ces techniques est de pouvoir éliminer ou minimiser l’impact de l’analyse et d’augmenter la sensibilité tout en passant à l’échelle de la cartographie 2D/3D. Afin de rencontrer cet objectif un axe de développement conduit à la réalisation d’une nouvelle approche la fluorescence stimulée sur plume induite par laser.

Afin de concevoir des méthodes pour l'analyse multi-éléments, deux impulsions laser sont réalisées permettant d’accéder à la fluorescence atomique. La première impulsion assure une désorption de quelques atomes de matière inférieur au nanogramme qui génère ainsi une plume contenant les éléments de cette monocouche de l’échantillon. La seconde impulsion laser qui intercepte la plume perpendiculairement sert à exciter cette plume froide induisant ainsi la fluorescence atomique ou la re-excitation des espèces diatomiques excitée par le second laser de photons plus énergétiques. Cette technique peut atteindre une masse détectable en ordre de l’attomole. La sonde laser peut traiter des échantillons de taille et de forme arbitraires, et être mise en œuvre dans l’air sans aucun prétraitement de l’échantillon. L’impact de la mise en œuvre est invisible sous microscope optique.

Les enjeux sont évidents, permettre avec une excellente sensibilité de détection élémentaire, la réalisation de matrice localisées et surtout l’inspection de matériaux ultramince, tels que les glaçures de céramique par exemple en complémentarité de techniques RBS mise en œuvre par les techniques de faisceaux d’ions, avec des moyens beaucoup plus légers, à l’air. Cela permettra de progresser dans la compréhension des techniques de fabrication et dans la compréhension de mécanismes d’altération des matériaux du patrimoine.

ESPADON WP3: Développement de LIBS 3D scanning Raman/LIF

Dates du programme : 2022 - 2027

Résumé :

La cartographie Micro-LIBS a été développée depuis longtemps mais l’évolution des moyens matériels, stabilité des laser impulsionnels haute cadence, détecteur rapide et sensibles, montre que l’on peut aujourd’hui réaliser l’imagerie élémentaire de la surface de l’objet. En plus, la technique LIBS présente l’avantage de pouvoir réaliser des stratigraphies élémentaires à des niveaux de sensibilité de l’ordre de quelques ppm avec une excellente résolution en profondeur (submicronique pour les métaux par exemple) en augmentant le nombre de tirs au même endroit. En associant ces deux qualités, le LIBS offre la possibilité de réaliser des scannings d’analyse élémentaires de 3 dimensions, de suivre la diffusion d’éléments dans une matrice de rendre compte de système multicouche. À l’aide d’une longueur d’onde laser appropriée, on peut ainsi associer un 3D scanning par spectroscopie Raman et la spectroscopie de fluorescence induite par laser, ce qui en fait une arme essentielle pour décrire des systèmes mixtes et complexe tels que ceux des matériaux des peintures par exemple à la fois organique et minéral.

La technique LIBS ( Laser-induced breakdown spectroscopy ) est une technique analytique élémentaire qualitative et quantitative. Un faisceau laser est focalisé avec une fluence suffisamment importante sur une surface solide, et il en résulte un échauffement localisé de la surface qui conduit à la création d’un plasma issu de l’interaction laser matière et composé du matériau qui a interagi. Ce plasma émet un rayonnement à partir duquel on peut distinguer l’émergence des raies d’émission optiques correspondant à la désexcitation des atomes et des ions présents ou des bandes moléculaires (ro-vibrationnelles). Ces raies correspondent aux éléments présents à l’échantillon analysé.

évènements et articles : 

La participation à ESPADON se traduit au C2RMF par différents contenus : 

• La participation à la mission "transition écologique" : https://c2rmf.fr/actualite/le-c2rmf-au-centre-de-la-transition-ecologiq…
• Une étude sur les Enluminures du Beatus de Saint-Sever : https://c2rmf.fr/actualite/analyse-enluminures-du-beatus-de-saint-sever