À Orléans, la collaboration entre les laboratoires ICMN et GREMI de l’université d’Orléans et du CNRS, en partenariat avec l’entreprise Lasalys, a permis de lancer le projet QuantiLIBS. Son objectif est d’optimiser un instrument d’analyse chimique innovant, capable d’apporter de nouvelles informations sur la composition des matériaux.

Comprendre pourquoi certains matériaux vieillissent, se fissurent ou rompent prématurément suppose de savoir ce qui les caractérise, dans leur structure et leur composition chimique. Une information importante lorsqu’ils sont employés dans certains réacteurs, notamment dans les secteurs de l’aéronautique, l’aérospatial ou du nucléaire. En effet, une meilleure connaissance du comportement des matériaux induit l’anticipation des dysfonctionnements. « La difficulté réside dans l’élaboration de techniques qui permettent de détecter les éléments légers, tels que l’hydrogène ou le lithium, présents à l'état de trace, et de pouvoir les quantifier », détaille Caroline Andreazza, professeure de physique des matériaux à l’ICMN.

C’est ce verrou scientifique que le projet QuantiLIBS s’emploie à lever. Porté par les laboratoires ICMN et GREMI de l’université d’Orléans et du CNRS, en partenariat avec l’entreprise orléanaise Lasalys, constructeur d’instruments de mesures des éléments chimiques dans les matériaux, QuantiLIBS a pour ambition d’optimiser un nouvel instrument de micro-LIBS (Laser induced breakdown spectroscopy).

Pour rappel, la LIBS est une technique analytique : un faisceau laser vient interagir avec la matière, provoquant une micro-explosion qui libère ses éléments chimiques sous forme de plasma. Ces signaux lumineux sont ensuite analysés par spectrométrie pour identifier les éléments présents. Jusqu’ici, la technique était surtout qualitative. « Lasalys a développé un instrument pour faire ces analyses à l’échelle micrométrique mais avait besoin d’une collaboration avec des experts en matériaux, pour l’optimiser et y implémenter plus de fonctionnalités », ajoute Caroline Andreazza. Le défi de QuantiLIBS est donc de développer l’instrument afin qu’il permette d’obtenir une cartographie chimique quantitative des matériaux à l’échelle micrométrique.

Le programme régional ARD MATEX (Ambition Recherche et Développement Multi MATériaux en conditions EXtrêmes), dans lequel s’inscrit le projet, depuis 2022 et pour une durée de trois ans, a permis de financer le projet. Ainsi, le prototype développé par Lasalys a été optimisé notamment grâce à une thèse CIFRE (dispositif des Conventions industrielles de formation par la recherche). Forte de ces résultats, l’entreprise a industrialisé son prototype pour le transformer en un outil plus simple d’utilisation, semi-automatisé et prêt à être commercialisé. « Outre la formation de nos étudiants, cette collaboration entre laboratoires et industriel permet d’apporter de nouveaux instruments pour la communauté scientifique, se félicite Caroline Andreazza. Et grâce à ce nouvel outil inédit, nous allons plus loin dans la compréhension de l'ensemble des multimatériaux étudiés dans le programme MATEX. »