Ils étaient environ 150 dans l’amphi Besson sur le site de Phelma Campus à avoir répondu à l’invitation du directeur du CEMAM pour inaugurer le tout nouveau MET-FEG. Cet équipement a été acquis grâce au Labex CEMAM* en partenariat avec l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG), l’Institut Carnot Energie du Futur et la société NanoMEGAS, spécialisée dans l’instrumentation scientifique. « Le MET est tout sauf un instrument mort, a souligné Yves Bréchet lors de son discours d’ouverture. Au contraire, c’est un instrument que l’on utilise pour construire des outils qui permettent de maîtriser les matériaux. » Quand on sait que la vocation du CEMAM est de concevoir, de réaliser et de caractériser des « matériaux hybrides » dans lesquels il faut contrôler les microstructures et les géométries d’association, on prend la mesure de « toutes les bonnes raisons qui ont conduit le CEMAM à aider au financement d’un tel équipement.»
Installé au CMTC, cet équipement servira de plateforme de démonstration et de développement de techniques innovantes en nanodiffraction et imagerie structurale pour la Science des matériaux, les Sciences de la Terre et le domaine de l’Energie. Le nouveau MET sera utilisé à 50 % pour répondre aux besoins de nano caractérisation chimique et structurale, et à 50 % pour travailler aux développements d’outils de caractérisation et de nouvelles méthodes d’imagerie répondant aux besoins pointus de l’étude des matériaux, avec la volonté et la capacité de les diffuser à une communauté plus large.
Le MET, c’est quoi ?
La microscopie électronique en transmission est une technique de microscopie où un faisceau d'électrons est « transmis » à travers un échantillon très mince. Les effets d'interaction entre les électrons et l'échantillon donnent naissance à une image, dont la résolution peut atteindre 0,08 nanomètre.
Grâce à l’observation locale et à un pouvoir de résolution élevé, cette technique permet une caractérisation de la structure interne de la matière. Ainsi, elle permet de comprendre les phénomènes élémentaires qui pilotent l’évolution des microstructures au cœur de nombreuses problématiques matériaux, allant du développement d’alliages pour l’aéronautique aux interconnections dans les circuits intégrés en microélectronique. Grâce aux avancées les plus récentes de la microscopie in operando, il est même possible de suivre un phénomène comme l’action d’une particule catalytique dans un environnement proche des conditions opératoires.
Les applications sont donc nombreuses et se déclinent dans divers domaines : sciences de la terre pour l’identification de phases et l’étude de la distribution d’éléments chimiques comme l’a expliqué Bruno Lanson du laboratoire ISTerre dans son exposé intitulé « Minéralogie et environnements : structures, relations de phases et devenir des éléments », ou encore étude des matériaux (alliages métalliques, céramiques, polymères) dans l’industrie pour en optimiser les performances. La microscopie électronique en transmission est notamment la technique idéale pour visualiser les déformations qui surviennent dans les nouveaux alliages d’aluminium utilisés dans l’automobile et l’aéronautique. « Dans ces domaines où la course à l’allègement des structures est de mise, pas question de faire des compromis avec la sécurité, explique Bruno Dubost de Constellium, centre de R&D sur l'aluminium et ses alliages. Nous utilisons la MET pour cartographier les structures, visualiser les particules et les grains de joints dans les alliages, et au final parvenir à concevoir des alliages conciliant robustesse et légèreté. »
Des images à interpréter
Loin d’être la « super loupe » que l’on imagine parfois à l’évocation d’un microscope, le MET produit des images peu explicites, qui doivent être interprétées à l'aide d'un support théorique. Les travaux de nombreux scientifiques ont d’ailleurs pour objectif de mettre au point les outils qui permettront de tirer au mieux parti des informations complexes générées par un tel équipement.
Aujourd’hui commercialisé dans le monde entier, le logiciel ACOM/ASTAR a par exemple été développé par Grenoble INP en partenariat avec NanoMEGAS, PME spécialisée dans l’instrumentation scientifique. Stavros Nicolopoulos, de la société NanoMEGAS, est venu présenter un exposé sur les « Innovations récentes en Microscopie Electronique en Transmission avec la technique de diffraction en mode précession ». Quant à Edgar Rauch, chercheur au SIMAP, il a expliqué comment (entre autres), à partir d’images complexes issues de l’observation d’un échantillon constitué de plusieurs couches, il est possible de tirer une image exploitable par comparaison avec les images théoriques de l’échantillon.
D’autres scientifiques encore se sont succédés au pupitre pour donner des conférences qui ont toutes été filmées et seront prochainement mises en ligne sur le site du CEMAM.
De gauche à droite :
Pierre Benech directeur de Grenoble INP - Phelma, Patrick Levy, Président de l'UJF, Fabien Malbet, adjoint chargé des écoles et du patrimoine scolaire à la mairie de Grenoble, Yves Bréchet, Haut-Commissaire à l'énergie atomique, Brigitte Plateau, Administrateur général de Grenoble INP
Les tutelles représentées
Outre les contributeurs scientifiques, les représentants des différentes tutelles du Labex CEMAM étaient présents, dont Daniel Brissaud, administrateur provisoire de l'Université Grenoble Alpes, Jérôme Vitre, délégué régional du CNRS pour la délégation Alpes, et bien sûr, Patrick Lévy, président de l’Université Joseph Fourier et Brigitte Plateau, administrateur général de Grenoble INP. « Cette inauguration, c’est à la fois la consécration de la réussite incontestable du CEMAM et la promesse de nombreux succès à venir, a souligné Brigitte Plateau dans son discours. C’est en effet la seconde acquisition majeure dans le cadre du CEMAM : l’année dernière, nous avons inauguré une Machine de fabrication Additive par faisceau d’électrons, unique dans le paysage universitaire français. La machine EBM, c’est l’association de la science des matériaux et des systèmes de conception, et c’est l’utilisation des électrons pour élaborer des matériaux architecturés complexes. En gros, une imprimante 3D de compétition. L’inauguration du MET aujourd’hui, c’est l’association de la science des matériaux et des sciences de la terre, et c’est l’utilisation des électrons pour mieux voir la matière, pour mieux la comprendre.
Elle a été possible grâce aux succès engrangés par le CEMAM, qui ont permis de mobiliser les cofinancements nécessaires à cette acquisition. Et elle augure déjà de belles collaborations futures, à l’image du partenariat avec la PME NanoMEGAS, spécialisée dans l’instrumentation scientifique, qui diffuse dans le monde entier les logiciels ACOM /ASTAR développés au laboratoire SIMAP. »
Patrick Lévy, a quant à lui axé son intervention sur l’efficacité du partenariat entre les acteurs grenoblois : « Cette inauguration aujourd’hui est le fruit d’un partenariat de longue date entre d’une part les universités grenobloises dans leur ensemble, mais également entre notre monde académique et nos partenaires économiques. La labellisation récente du site à FrenchTech est un bon signe pour soutenir la croissance de notre territoire. Notre réussite à l’IDEX, que nous ne pouvons rater (cette fois-ci), sera la conclusion de ces deux dernières années où nous avons tous su démontrer nos forces. »
