Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement
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Les synchrotrons sont des grands instruments qui offrent une lumière extremement brillante, le rayonnement synchrotron, permettant d'exporer la matière afin de mieux connaître sa structure et ses propriétés. Émis par des électrons circulant quasiment à la vitesse de la lumière, ce rayonnement permet d’analyser tout type d’échantillon jusqu’à l’échelle de l’atome.
De nombreuses techniques d'analyse sont disponibles en synchrotron. Nous réalisons chaque année entre 5 et 10 sessions expérimentales sur différentes lignes de lumière des synchrotrons ESRF (Grenoble, France), SOLEIL (Paris, France), Elettra (Triestre, Italie), SSRL (Stanford, USA) ou APS (Chicago, USA).
La spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS) est une technique qui permet de déterminer la spéciation d’un élément cible (l’atome absorbeur) présent dans un échantillon solide, liquide ou gazeux. Il s’agit d’une sonde chimique à l’échelle atomique, spécifique d’un élément.
Un spectre d’absorption µ(E) est généralement divisé en deux parties: la région nommée XANES (X-Ray Absorption Near Edge Structure) et la région nommée EXAFS (Extended X-Ray Absorption Fine Structure). La région XANES comprend les structures autour du seuil (pré-seuil, seuil et jusqu’à 50 eV après seuil), et renseigne sur l’ordre local autour de l’atome absorbeur et sur sa structure électronique (degré d’oxydation et symétrie). Les oscillations EXAFS renseignent sur la nature, la distance et le nombre des plus proches voisins de l’atome absorbeur.
Les lignes de lumière dédiées à la XAS proposent des performances et des spécificités variées. Certaines lignes de lumière permettent l'analyse rapide d'échantillons concentrés avec une mesure en transmission (ex. XAFS beamline à Elettra). D'autres sont dédiées à l'analyse d'échantillons environnementaux très dilués avec une détection en mode fluorescence et des détecteurs multi-élements (ex. BM30B-FAME à l'ESRF, SAMBA à SOLEIL ou Experimental Station 11-2 au SSRL). L'analyse avec une haute résolution en énergie (HERFD-XAS, ex. BM16-FAME-UHD à l'ESRF) permet d'augmenter encore la sensibilité de la technique. La haute résolution en énergie est obtenue grâce à un détecteur spécifique, un spectromètre cristaux analyseurs. Enfin, des analyses résolues spatialement (micro-XAS) peuvent etre réalisées sur les lignes possédant un micro-faisceau (ex. ID21 à l'ESRF ou LUCIA à SOLEIL).
La mesure de diffusion totale et l'analyse par la fonction de distribution de paires (PDF) permet de caractériser l’ordre local des systèmes amorphes ou cristallisés à courtes distances.
La fonction de distribution de paire est obtenue expérimentalement en appliquant la transformée de Fourier d'un diagramme de diffraction de poudre. Elle représente un histogramme des distances interatomiques dans un composé, quel que soit son état cristallin ou amorphe.
Cette technique a été utilisée dans le cadre du projet de thèse de Maureen Le Bars (projet ANR DIGESTATE) pour caractériser les nanoparticules de ZnS qui se forment dans les déchets organiques. Les données ont été enregistrées à l’APS à Chicago sur la ligne ID11-B.
Auteurs: Proux Olivier Lahera Eric, Net William, Kieffer Isabelle, Rovezzi Mauro, Testemale Denis, Irar Mohammed, Thomas Sara, Aguilar-Tapia Antonio, Bazarkina Elena, Prat Alain, Tella Marie, Auffan Mélanie, Rose Jerome, Hazemann Jean-Louis
Auteurs: Llorens Isabelle, Lahera Eric, Delnet William, Proux Olivier, Braillard Aurélien, Hazemann Jean-Louis, Prat Alain, Testemale Denis, Dermigny Quentin, Gélébart Frédéric, Morand Marc, Shukla Abhay, Bardou Nathalie, Ulrich Olivier, Arnaud Stephan, Berar Jean-François, Boudet Nathalie, Caillot Bernard, Chaurand Perrine, Rose Jérome, Doelsch Emmanuel, Martin Philippe, Solari Pier Lorenzo
Auteurs: Chaurand Perrine, Rose Jérôme, Briois Valérie, Salomé Murielle, Proux Olivier, Nassif Vivian, Olivi Luca, Susini Jean, Hazemann Jean-Louis, Bottero Jean-Yves
Auteurs: Collin Blanche, Doelsch Emmanuel, Keller Catherine, Cazevieille Patrick, Tella Marie, Chaurand Perrine, Panfili Frédéric, Hazemann Jean-Louis, Meunier Jean-Dominique
Auteurs: Legros Samuel, Chaurand Perrine, Rose Jerome, Masion Armand, Briois Valérie, Ferrasse Jean-Henry, Saint Macary Hervé, Bottero Jean-Yves, Doelsch Emmanuel
Auteurs: Tella M., Auffan M., Brousset L., Morel E., Proux O., Chaneac C., Angeletti B., Paillès C., Artells E., Santaella C., Rose J., Thiéry A., Bottero J.Y.
Auteurs: Auffan M., Rose J., Bottero J.Y., Lowry G., Jolivet J-P., Wiesner M.
Auteurs: Wuhib Zewde Tamrat, Jérôme Rose, Olivier Grauby, Emmanuel Doelsch, Clément Levard, Perrine Chaurand, Isabelle Basile-Doelsch
