Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Structure 3D

Micro et Nano-tomographie RX 

L'imagerie 3D est réalisée par tomographie RX à hautes résolutions spatiales (micro-tomographie, micro-CT et nano-tomographie, nano-CT) pour l'analyse de la structure interne de matériaux divers (ciment, bois, polymères, membranes, sols …) et la localisation de nanoparticules dans différentes matrices (ex. tissus biologiques comme des organismes, végétaux, organes, bactéries …). 

Principe de la tomographie RX

La tomographie par rayons X (RX) est une technique d’imagerie non destructive, inventée en 1972 par Godfrey N. Hounsfield. Elle permet d'obtenir une description en 3 dimensions (3D) des structures internes d'un objet à partir d'une série de radiographies à 2 dimensions. En savoir plus

 

Equipements 

La plateforme MATRIX dispose de deux tomographes RX, acquis dans le cadre de l'Equipex NanoID avec des performances uniques en terme de résolution spatiale, de l’échelle micrométrique jusqu’à l’échelle nanométrique :  

Micro-tomographe RX (micro-CT)

Un MicroXCT-400 (Zeiss-Xradia) pour des images 3D multi-échelles en contraste d'absorption X, avec une résolution spatiale variant entre 0,7 µm et 65 µm. 

Nano-Tomographe RX (nano-CT)

Un UltraXRM-L200 (Zeiss-Xradia), unique en France, pour des analyses 3D à très hautes résolutions spatiales (150 et 50 nanomètres) en contraste d'absorption et en constraste de phase.

 

Imagerie 3D multi-échelles

La plateforme d’imagerie 3D de l’Equipex NanoID offre une très large gamme de résolutions spatiales et permet de balayer une large échelle d’observation pour un même échantillon.

Par exemple, un objet d’une taille centimétrique (ex. une feuille) peut être imagé en entier avec une taille de voxel (pixel 3D) de 10 µm. Un détail de cet objet peut ensuite être imagé en entier avec une résolution micrométrique (avec une taille de voxel de 1 µm) s’il est de taille millimétrique (ex. hydathode) et jusqu’à une résolution nanométrique (avec une taille de voxel de 63 nm ) s’il est de taille micrométrique.

Un échantillon peut être analysé dans un premier temps par micro-tomographie RX, pour une visualisation 3D avec un champ de vision large et une résolution spatiale micrométrique. Il peut ensuite être observée en 3D avec une résolution nanométrique sur un volume d’intérêt identifié précédemment sans aucune modification ou nouvelle préparation spécifique.


Exemple: Analyse 3D multi-échelles (par micro et nanotomographie RX) de la glande digestive d'un planorbe (escargot d'eau douce)

Avec le micro-tomographe RX, un objet de taille maximale de 65 mm peut être visualisé en entier et le plus petit détail observable est d’environ 2-3 micromètres. Avec le nano-tomographe RX, au maximum un objet de 65 µm peut etre observé en entier et le plus petit détail observable est d’environ 50 nm.