Qu’est-ce que la microtomographie ?

Actuellement, il existe peu de méthodes de reconstruction non invasive de modèles tridimensionnels représentant la structure interne de l’objet étudié. Des développements sont en cours dans ce domaine, ce type de recherche intéresse particulièrement la communauté scientifique de différents pays, car il peut apporter un avantage concurrentiel à certaines industries. L’une des méthodes ci-dessus est la microtomographie informatisée (vous pouvez souvent trouver un nom tel que microtomographie à rayons X, ce sont deux termes désignant la même méthode d’analyse, le premier nom apparaît souvent dans la littérature étrangère). Examinons plus en détail ce type d’analyse de l’environnement interne.

L’histoire de la découverte de la microtomographie

La recherche dans le domaine de cette méthode est menée depuis assez longtemps, en Russie la première utilisation de la microtomographie est attribuée au début des années 90 du siècle dernier, et c’est en Russie que la première étude a été réalisée sur l’analyse des minéraux, des minerais et des roches, qui a immédiatement servi d’impulsion à la formation de la nature appliquée de l’analyse microtomographique dans notre pays. Les premières études ont été menées sur la base d’institutions scientifiques telles que l’Université d’État de Moscou nommée d’après M.V. Lomonosov et l’Académie russe des sciences, ce qui a permis d’impliquer immédiatement un grand nombre de spécialistes et d’informer une grande variété d’industries sur le nouveau direction.

Dès le début de la méthode, son application possible à un large éventail d’études diverses est devenue évidente. Initialement, des recherches actives ont été menées dans le secteur du pétrole et du gaz, mais ensuite les avantages indéniables de la méthode ont été appréciés dans des domaines tels que :

• la biologie;
• Médicament;
• chimie;
• archéologie;
• la science du sol;
• microélectronique.

À l’heure actuelle, la recherche dans le domaine de l’étude de la structure volumétrique des objets à l’aide de microtomographes à rayons X continue de se développer, de plus en plus d’entreprises nationales acquièrent des équipements similaires pour elles-mêmes, en 2012, il y avait 40 équipes de recherche dans le pays, à l’heure actuelle leur nombre a presque doublé.

Un développement et une distribution aussi rapides deviennent possibles du fait que la microtomographie à rayons X est considérée comme une direction très prometteuse, car les résultats obtenus sont vraiment nécessaires et peuvent faire progresser de manière significative un certain nombre d’expériences.

Regardez une vidéo sur la création d’un microtomographe domestique par des scientifiques russes.

Comment fonctionne un microtomographe ?

La construction d’un équipement pour ce type d’analyse est très complexe et nécessite non seulement la haute qualité des matériaux à partir desquels il est fabriqué, mais également des spécialistes hautement qualifiés qui pourraient concevoir un appareil vraiment fiable. Seules quelques entreprises dans le monde développent ce type d’équipement, dont la plus populaire est Bruker microCT, anciennement cette société s’appelait Skyscan. Elle a été fondée en Belgique par un scientifique russe de l’Université d’État Lomonossov de Moscou, et maintenant cette société est largement connue dans le monde entier, produit de nombreux types de tomographes et fournit également les logiciels spéciaux nécessaires pour travailler avec eux.

La base d’un microtomographe est un micro- ou dans certains cas même un tube de taille nanométrique qui brille à travers l’objet à l’étude avec des rayons X, et une caméra spéciale installée à proximité qui reçoit les rayons X reçoit des projections d’ombre de taille agrandie. L’objet à l’intérieur tourne à la livraison, à ce moment la caméra à rayons X reçoit et enregistre plusieurs centaines de projections d’ombres, qui sont ensuite traitées par un ordinateur. Sur la base des projections obtenues, l’ordinateur construit un ensemble de modèles virtuels représentant des sections de l’objet.

Après traitement des résultats, il est possible de visualiser toutes sortes de sections de l’objet, de les retourner et de les faire pivoter, ainsi que d’obtenir toutes les mesures nécessaires et les caractéristiques numériques de tout le volume de l’environnement interne de l’objet ou même sa zone séparée. Ceci en combinaison vous permet de créer des modèles tridimensionnels qui offrent des possibilités de mouvement virtuel à travers l’environnement interne de l’objet d’étude.

Microtomographie à rayons X: avantages

Avec la découverte de la microtomographie, la compréhension de la structure interne de nombreux types de roches, de réservoirs de pétrole et de divers polymères composites a radicalement changé ; ces études ont servi de base à de nouvelles recherches, à des améliorations en géologie, en physique et en chimie.

Les principaux avantages de cette méthode de recherche sont :

Il ne nécessite aucune préparation préalable, ce qui réduit considérablement le temps d’analyse et d’obtention du résultat. Il n’est pas nécessaire de pré-préparer les échantillons, de pré-colorer les échantillons ou d’obtenir des coupes minces.