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Projet E-MUSIICS

Equipment for MUltiScale InfraRed Imaging platform for Complex Systems

Porteurs de projet :

Alexandre Dazzi, Laboratoire de Chimie Physique –UMR8000- Université Paris-Sud.

Mathieu Thoury, Laboratoire IPANEMA (CNRS, MIC, UVSQ)

Les matériaux anciens sont caractérisés par leur hétérogénéité spatiale et de composition ainsi qu’en teneur des composés. Cette hétérogénéité est directement associée à la fois aux matériaux et procédés utilisés pour leur fabrication ou leur genèse, ainsi qu’aux processus impliqués dans les transformations qu’ils ont subis aux temps longs. A l’instar des matériaux des sciences de l’environnement ou de la terre, obtenir une information chimique et structurale statistiquement représentative aux échelles pertinentes d’hétérogénéité est un prérequis indispensable à leur compréhension.

Ces dernières années, la spectro-imagerie infrarouge s’est particulièrement développée pour la caractérisation physico-chimique de systèmes complexes tels que ceux rencontrés dans les matériaux anciens : liants des peintures, colorants, vernis,  produits d’altération, restes organiques fortement altérés, etc. Avec l’émergence des nouvelles approches d’imagerie infrarouge photothermique, inventées et développées par l’équipe d’A.Dazzi du LCP, qui donnent accès à des résolutions de quelque dizaines de nanomètres, de nouveaux horizons se sont ouverts sur le plan des applications, avec la possibilité de collecter des informations sur l’hétérogénéité physico-chimique des matériaux anciens, ainsi que sur le plan méthodologique, en développement des stratégies de collecte de données optimisées, allant de la préparation d’échantillons jusqu’au traitement des données. Par cette approche, il sera possible de caractériser de façon précise la composition chimique des hétérogénéités au sein des matériaux anciens avec une résolution de quelques nanomètres.

La plateforme d’imagerie nano infrarouge, gérée par le Laboratoire de Chimie Physique accueille des utilisateurs depuis déjà plusieurs années, voit son activité augmenter chaque année. Ce développement des activités d’accueil nous a incités à accroitre, depuis ces 3 dernières années, le parc d’instruments nanoIR  grâce à divers financements (ASTRE, Idex Paris-Saclay, projet NIRMA du DIM MAP).

Le présent projet vise à étendre les capacités d’analyse de la communauté des matériaux anciens pour mieux répondre à leur spécificité d’hétérogénéités de composition à de multiples échelles spatiales. C’est dans cet objectif qu’avec le projet E-MUSIICS, nous proposons de développer de nouveaux dispositifs innovants permettant d’étudier ces systèmes complexes d’une échelle macroscopique jusqu’à la dizaine de nanomètres, et sur une gamme spectrale couvant le proche IR jusqu’au moyen IR et de transformer la plateforme de nano imagerie existante en une plateforme d’imagerie permettant des analyses à de multiples échelles spatiales (MUSIICS).

La demande de financement vise à acquérir et développer :

• un système de nano-imagerie de toute dernière génération
• un microscope photothermique qui permettra d’imager avec une résolution 1/2 microns un champ d’analyse millimétrique
• un spectro-imageur grand champ pour l’étude d’objets ou des spécimen de collection patrimoniale et naturelle de tailles centimétrique avec une résolution de 0.1 mm.
• 3 sources infrarouges et visible/proche-infrarouge pour être couplés à ces différents imageurs.

Cette plateforme mettra à disposition de la communauté des matériaux anciens l’ensemble de ces équipements à travers des appels à projets dédiés et aura pour but de s’inspirer des besoins méthodologiques requis, pour poursuivre son développement de manière dynamique, afin de répondre au mieux aux enjeux soulevés par l’étude des matériaux anciens.

Partenaires :

Laboratoire de Chimie Physique – UPsud (LCP)

Laboratoire IPANEMA (CNRS, MIC, UVSQ)