La première École Thématique sur la diffusion aux petits angles

La première édition de l’école thématique de diffusion des rayons X et des neutrons aux petits angles, financée par le CNRS,  s’est déroulée du 15 au 17 juin 2022 à l’Institut de Chimie Séparative de Marcoule qui est une unité mixte de recherche entre le CEA, le CNRS, l’UM et l’ENSCM. Les organisateurs et enseignants de cette école sont Sandrine Dourdain (CEA-ICSM, Marcoule) et Julien Cambedouzou (IEM, Montpellier) avec l’aide de Françoise Bonneté (IBPC, Paris), Pierre Bauduin (CEA-ICSM Marcoule), Olivier Diat (CEA-ICSM Marcoule) et Alain Gibaud (Université du Maine, Le Mans).

Vingt-cinq participants doctorants, ingénieurs et chercheurs issus principalement du milieu académique mais aussi du secteur privé se sont retrouvés sur l’agréable site situé à côté du CEA Marcoule. Le but de cette école était de découvrir la diffusion aux petits angles par le biais de cours dispensés en amphithéâtre, de travaux pratiques en mesurant directement le banc SAXS de l’ICSM et de traiter les données. Ces trois jours étaient très bien équilibrés avec l’alternance des cours en matinée et des travaux pratiques en après-midi qui ont permis de visualiser très rapidement la mise en œuvre d’une expérience SAXS à l’échelle du laboratoire.

L’école a débuté par un tour de table des participants dans le but de se présenter et d’indiquer les attentes respectives de chacun pour cette formation. Le premier cours portant sur les principes fondamentaux de la diffusion des rayons X et des neutrons, dispensé par Julien Cambedouzou, a permis de poser les bases quant à la théorie de la diffusion, le facteur de forme et le facteur de structure. Le lendemain, le duo Julien Cambedouzou et Sandrine Dourdain a présenté quelques cas d’études en évoquant, entre autres, les cristaux liquides, les matériaux poreux granulaire et des liquides poreux. La dernière matinée a été dédiée à l’exposé d’Alain Gibaud dans un premier temps qui a détaillé la technique de diffusion en incidence rasante (GISAXS), il a également évoqué ses récentes recherches CXDI où le principe est de réaliser de la diffusion centrale en 3D sur un seul objet avec notamment un formidable exemple sur les coccolites. Dans un second temps, Françoise Bonneté  a développé la diffusion aux petits angles des macromolécules pour des application biologiques. Son cours a permis de faire un rappel sur la théorie de la diffusion aux petits angles, de présenter en détail la caractérisation SAXS des macromolécules en solution et des précautions à prendre ainsi que l’analyse des données en solution. Ce cours a également montré les différentes lignes de la diffusion aux petits angles sur grands instruments. La modélisation des données et la diffusion des neutrons ont également été exposé.

Les travaux pratiques ont consisté à traiter les données sur ordinateur (réduction des données, mise à l’échelle, calcul de l’intensité absolue) en utilisant les logiciels tels que Fit2D, SASfit et PySAXS. Les formateurs pour le traitement des données, Pierre Bauduin (ICSM, Marcoule), Julien Cambedouzou, et Françoise Bonneté étaient très en forme et ont montré les petits détails et astuces pour effectuer une bonne analyse en SAXS. Une session a également été dédiée aux mesures sur le SAXS de l’ICSM, des échantillons apportés par les participants. Au cours de cette session, Olivier Diat et Sandrine Dourdain ont présenté le dispositif expérimental et ont détaillée le protocole de mesures ainsi que toutes les corrections à apporter pour traiter correctement les données. Les mesures SAXS ont ainsi été réalisées sur des échantillons tels que des matériaux cimentaires, des nanoparticules en solution, nanomatériaux comme par exemple la silice mésoporeuse, des gels, des aciers ODS, des membranes polymères.

C’est une école incontournable pour les utilisateurs de la diffusion aux petits angles.

Texte : Sandy Auguste (IMMM, Le Mans), Sandrine Schlutig (IRIG, CEA, Grenoble), Arie van der Lee (IEM, Montpellier)