microscope automatisé
Nikon Ni-E
permettant l'acquisition :
- d'images multiplans permettant de visualiser la structure des fossiles en 3 dimensions :
Le microscope réalise une série de photos à différentes hauteur (distance focale) de l'échantillon, comme les 4 photos de gauche ci-dessous. Pour un objet en trois dimensions, seules les zones qui sont dans le plan focal ("en focus") apparaissent nettes, le reste est flou. Un logiciel va supprimer de chaque image les zones floues et combiner les zones nettes prises dans les images de chacun des plans focaux. On obtient ainsi, à partir d'une série d'images seulement partiellement nettes, une "projection" appelée "image multiplan" où l'objet est entièrement net (image de droite). Exemple ci-dessous sur un microorganismes fossile extrait par Thijs Vandenbroucke. Ce type d'imagerie est essentiel à une description complète de la morphologie de microorganismes fossiles. La limite résolution latérale de la microscopie optique en lumière blanche est de ~0,5 micromètres. Le microscope permet utilisation de lumière transmise (polarisée ou non) et/ou de lumière réfléchie (+/- DIC: contraste interférentiel différentiel); ces deux techniques permettent respectivement de produire des images de vue en projection (lumière transmise) et des profils topographiques de surface (lumière réfléchie).
- de mosaïques centimétriques permettant de détailler la structure microscopique d'un objet macroscopique (4 centimètres) entier
Les mosaïque sont réalisées à partir de plusieurs centaines à plusieurs milliers de photographies (acquises par déplacement automatisé de l'échantillon) qui sont recollées ensembles par logiciel. L'exemple-ci dessus montre la photographie d'une tranche mince de roche (hauteur de l'objet en photo ~1 cm). Une telle image, ici compressée, a typiquement une très grande résolution (2 Go ou plus) : on peut ainsi directement zoomer de l'échelle centimétrique à l'échelle microscopique avec un seul fichier, sans avoir à enregistrer une série de photos, et en corrélant la structure globale de l'objet aux observations microscopiques.
Ces mosaïques permettent de plus de quantifier les phases / minéraux / formes / structures présentes dans une roche. Avec des logiciels, on peut par exemple analyser la proportion de carbonate de calcium (brun clair et blanc sur cette image), et de zones à silicates argileux (bruns sombres à noir). On peut voir que les couches carbonatées, dans le coin haut-droit de la photo, ont été érodées (par l'action des vagues et/ou injection de sédiments) et recouvertes de sédiments argileux incluant des fragments des couches carbonatées.
- de localiser par des coordonnées X-Y-Z les fossiles microscopiques dans des roches,
Le logiciel permet de positionner des zones micrométriques (par exemples comme le microfossile vu dans la série de photos ci-dessus) dans une image complète de l'objet centimétrique. Le microscope automatisé peut ainsi se repositionner automatiquement sur les zones d'intérêt. Les coordonnées des zones sont enregistrées et peut être utilisées pour positionner l'échantillon précisément pour les analyses avec les techniques moléculaires à micro-échelle telles que la ToF-SIMS.
Instrument financé par la Région Hauts-de-France et l'ANR.
Contact : Sandra Ventalon