Laboratoire d'Etude de la Matière en Mode Environnemental (L2ME)

Le Laboratoire d’Etudes de la Matière en Mode Environnemental (L2ME) résulte de la fusion des deux laboratoires de Diffraction-Diffusion (LDD) et de Microscopies en Mode Environnemental (LM2E), effective depuis le 1er janvier 2014.

Le contrôle des paramètres d’environnement échantillon, dans le domaine de la microscopie, permet l’observation directe d’objets usuellement reconnus comme non observables par les techniques d’imageries conventionnelles. En particulier, les avancées récentes en microscopies à rayons X et électroniques permettent d’accéder à l’observation directe d’agrégats supramoléculaires en solution avec des résolutions spatiale et temporelle inégalées à ce jour, sans nécessité de mettre en œuvre des techniques de préparation d’échantillons lourdes et génératrices d’artéfacts.

Le couplage de dispositifs dédiés (humidité contrôlée ou haute température) avec des microscopes électroniques de conception récente permet la compréhension fine de certaines propriétés des matériaux (auto-cicatrisation, frittage, démouillage, dissolution, réactivité chimique...). L’expérimentation in situ, l’imagerie haute résolution, couplée à l’analyse chimique locale du matériau, permet un suivi direct des mécanismes de réarrangement de surface, allant de la description des mécanismes de dissolution des matériaux jusqu’à de réelles expériences de recuit des matériaux.

En parallèle, une approche multi-échelle de caractérisation de la matière, du nanomètre au micron, est développée. Elle repose sur une maitrise des mesures de diffusion aux petits angles et de diffraction utilisant des rayons X durs. A ce niveau, des grandeurs physico-chimiques allant jusqu’aux potentiels d’interaction, aux interfaces fractales et aux courbures peuvent être déterminées directement, en contrôlant conjointement température et activité du solvant.

Cette approche expérimentale est complétée par une capacité de développement instrumental « à façon » d’outils adaptés qui se base principalement sur les savoir-faire des membres de l’équipe. Il s’agit là de répondre à des besoins de recherche spécifiques exprimés par les chercheurs de l’ICSM. Les développements technologiques peuvent porter sur de l’instrumentation légère (porte-échantillons, etc.), mi-lourde (cellules dédiées) ou lourde (reconstruction d’un appareil).

Les compétences de l’équipe dans la pratique instrumentale et l’interprétation des spectres de diffusion-diffraction et des images de microscopie permettent des développements méthodologiques originaux. Ces savoir-faire et développements sont partagés avec les équipes de recherches, internes ou externes à l’institut et ils conduisent à l’acquisition de résultats scientifiques inédits.