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Les faisceaux d’ions de Lyon : Des outils analytiques puissants au service de la communauté

Le portail MEANS vous propose régulièrement un « zoom sur » l’un de ses membres (plateforme ou un laboratoire). C’est dans ce cadre que Christophe Peaucelle a accepté de répondre à nos questions. C. Peaucelle dirige le service faisceau d’ions à l’IPNL (UCBL/CNRS-IN2P3) qui regroupe l’accélérateur Van de Graaff 4MV et l’implanteur d’isotopes IMIO400. Il est aussi Directeur Technique de l’IPNL.

 

Présentez-nous-en quelques mots les accélérateurs de votre plateforme :

Notre plateforme regroupe deux accélérateurs électrostatiques de particules destinés à de l’analyse par faisceau d’ions de l’irradiation ou encore de l’implantation ionique. Chaque accélérateur est composé d’une source d’ions, d’un dispositif d’accélération à partir d’une haute tension, d’une optique de transport du faisceau et d’une ou plusieurs lignes pour les applications. Précisons qu’il s’agit des seuls accélérateurs de ce type ouverts aux utilisateurs extérieurs via de la prestation de service dans la région Auvergne Rhône-Alpes. Ils servent aussi bien à l’analyse chimique des matériaux (via les techniques d’analyse par faisceau d’ions), qu’à l’irradiation des échantillons biologiques, par exemple dans le cadre des études de l’impact de faibles doses sur des cellules vivantes (traitement des tumeurs cancéreuses par faisceau d’ions carbone). Ces accélérateurs sont utilisés pour trois applications principales.

Que sont les Techniques d’Analyse par Faisceau d’Ions ?

Le terme « analyse par faisceau d’ions » renvoie à des techniques d’analyses dont le principe repose sur l’interaction d’un faisceau de particules, en général des ions légers, avec une cible dont on veut déterminer la composition. Le faisceau est généré avec nos équipements d’accélération. Les techniques d‘analyse par faisceau d’ions les plus courantes sont la RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry), la NRA (Nuclear Reaction analysis), le PIXE (Particule Induced X-ray Emission), et l’ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis). Ces techniques peuvent être mises en œuvre auprès de l’Accélérateur 4 MV de Lyon et elles permettent le dosage des espèces contenues dans un matériau sur plusieurs micromètres avec une grande résolution en profondeur et une grande sensibilité. Par exemple, la RBS concerne la caractérisation d’éléments lourds dans une matrice plus légère, l’ERDA sert spécifiquement à doser l’hydrogène avec une grande précision, et la NRA sert à doser les éléments légers (O, N, C, etc…). Ces techniques sont puissantes car elles permettent non seulement d’identifier et de doser les espèces concernées et ainsi de déterminer la concentration élémentaire de l’échantillon, mais aussi de les localiser en profondeur (obtention de profil en concentration).

Les accélérateurs de Lyon sont-ils ouverts à tous les utilisateurs lyonnais et non lyonnais :

Disposer de ce type d’accélérateurs de particules sur le campus de la DOUA à Lyon nous semble un atout considérable pour le tissu académique et industriel de la région, c’est pourquoi nous cherchons à l’ouvrir à un maximum d’utilisateurs, qu’ils soient académiques ou industriels, aussi bien pour de l’analyse chimique que pour l’irradiation ou l’implantation ionique. En cas de demande, un devis est émis et les ingénieurs du Service Faisceau d’Ions prennent en charge l’étude après une étape de faisabilité. Nous proposons aussi une formation continue pour permettre aux utilisateurs ayant des besoins récurrents de se former et de gagner en autonomie sur la machine et lors du dépouillement des données.

Quels faits marquants récents impliquant votre plateforme sont à souligner ?

Nous sommes engagés depuis quelques années dans une démarche qui doit nous permettre de réaliser une jouvence importante de l’accélérateur 4MV de l’IPNL. Une ouverture large de cette machine est souhaitée pour assoir le projet scientifique associé et les aspects valorisation inhérents à ce type de dossier. Concernant l’implanteur ionique, une jouvence globale est en cours de finalisation afin de permettre par exemple de réaliser des implantations à haute température, tout en contrôlant encore mieux les paramètres faisceau. Enfin, l’IPNL vient d‘acquérir un troisième accélérateur qui viendra d’ici 2019 compléter la gamme de machines déjà présentes au laboratoire. Cet équipement, appelé MEIS (Medium Energy Ionscattering Spectroscopy), très peu répandu dans le monde, permettra une analyse très précise de l’extrême surface des matériaux.

Par quel biais les clients de votre plateforme entendent-ils parler de votre structure généralement ? Qu’est-ce qu’un portail comme MEANS représente-t-il pour votre plateforme ?

Nos clients entendent parler de nous essentiellement par le bouche à oreille et nous espérons, par l’intermédiaire du portail MEANS, que tous ceux qui auront besoin de nos compétences et de nos outils analytiques pourront nous trouver facilement. Nous espérons ainsi développer davantage notre plateforme grâce à des interactions nombreuses avec des industriels et des laboratoires académiques.

MEANS

Contact

Coordonnées


Comité de pilotage

Composition :

  • Directeur FST
  • Commission Recherche FST
  • Cellule/Commission Communication FST
  • Responsable Fédération FRAMA
  • Responsable Fédération ICL
  • Responsable Fédération Bioenvis
  • Responsable Fédération FLMSN
  • Responsable Fédération C2I@L
  • Coordinateur cellule MEANS

Cellule MEANS

  • S. Gavarini : CTµ, FRAMA/ICL/BioEnvis – Coordinateur (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)
  • E. Jeanneau : CDHL, ICL (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)
  • P. Pittet : NanoLyon, FRAMA et ICL (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)
  • J. Briolay : DTamb, BioEnvis (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)
  • C. Oger : PRABI, BioEnvis (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)
  • C. Pera : Modélisation et Sc. numérique Fr FLMSN (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)
  • R. Chiriac : Analyse thermique, ICL (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)