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La spectroscopie d’absorption X : Un outil de prédilection à l’étude de la spéciation d’élément trace. Etat de l’art et perspective.

Séminaire le 27 Sep 2019 à 10h00
Salle Coriolis Salle Coriolis
Jean-Louis Hazemann

Institut Néel, UPR2940 CNRS, Université Grenoble Alpes Grenoble

Scruter les formes chimique et structurale d'éléments de plus en plus dilués est un objectif majeur dans
les sciences de la Terre et de l’environnement, de la biogéochimie, de ecotoxicologie.
Pour répondre à ce challenge, la spectroscopie d’absorption X (XAS), sonde de l'ordre local et de la
structure électronique d'un élément cible, est l’une des méthodes idéales. Elle permet de couvrir la
majeure partie des éléments d’intérêt, d’être « non destructif » et d’accueillir des environnements
échantillon complexes, pour faire par exemple des mesures in situ ou operando.
Si les lignes XAS « classiques » permettaient déjà de sonder des éléments cibles jusqu’à des
concentrations de l’ordre de 50 à 20 ppm (parties par million), les avancées techniques effectuées ces
dernières années, notamment sur les systèmes de détection de fluorescence, permettent aujourd’hui de
lever une grande partie des différents verrous expérimentaux. En effet, certaines nouvelles lignes
actuelles permettent d’effectuer d’ores et déjà des mesures jusqu’à 1 ppm voire en deçà, en s’appuyant
autant sur un accroissement du flux de photons sur l’échantillon que sur la qualité des détecteurs. Nous
présenterons cette évolution et montrerons comment ces nouveaux moyens d'analyse, en fort
développement sur les lignes d'absorption X conventionnelles, ouvrent réellement de nouveaux outils
d'analyse, autant en terme de limite de détection que de résolution spectrale, d’autant plus si ces mesures
bien mieux résolues sont associées à des calculs de structure de seuil, aujourd’hui toujours plus précis
et rapide.
Les spécificités de ces "nouvelles" spectroscopies seront illustrées par de nombreux exemples, mettant
en exergue les possibilités à la fois de traquer des espèces hautement diluées jusqu'en deçà du ppm et de
mieux discriminer des environnements locaux proches en profitant de la meilleure résolution des
structures de seuils. Ces exemples seront principalement issus des communautés des géosciences qui
sont très friandes de ces nouveaux outils d'analyse.  
Par ailleurs, avec la perspective des différentes jouvences des synchrotrons de troisième génération
évoluant vers la quatrième génération, nous mettrons en exergue l’apport de ces nouvelles sources de
rayons X, plus brillantes et plus cohérentes, à ces domaines de recherche et les perspectives qui en
découlent

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