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Manifestation d’intention DIM-PAMIR équipement

Projet APOLLON : Art PrObed by vibrationaL and mechanicaL spectrOscopy at Nanoscale

soumis à l’appel à projet DIM-PAMIR équipement

Développement d’un microscope AFM-IR (couplage d’un microscope à force atomique avec laser infrarouge) capable à la fois d’analyse chimique vibrationnelle et mécanique à l’échelle nanométrique

Ce système ouvre de nouvelles perspectives d’analyse en couplant les caractérisations des propriétés mécaniques des matériaux du patrimoine avec leurs identifications chimiques. Ce microscope viendra compléter la plateforme MUSIICS (MUltiScale Infrared Imaging platform for Complex Samples) de l’Institut de Chimie Physique (ICP – Université Paris-Saclay), opérant en partenariat avec IPANEMA (CNRS, ministère de la Culture, UVSQ, MNHN – Université Paris- Saclay) et l’ISMO (Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay – Université Paris-Saclay). La plateforme MUSIICS développe des techniques innovantes de spectro-imagerie infrarouge, permettant l’analyse de matériaux hétérogènes à différentes échelles spatiales.

Ces approches ont déjà conduit à des avancées majeures dans des domaines variés tels que le patrimoine culturel, l’astrochimie, la biologie cellulaire ou encore la science des polymères. L’évolution continue et progressive de cette technologie, ouvre aujourd’hui la voie à des performances inégalées dans le champ de la nanoscopie infrarouge, allant jusqu’à la visualisation de monocouches moléculaires avec une résolution de l’ordre du nanomètre.

Grâce à de récents développements technologiques, il est désormais possible de coupler des informations chimiques avec des données mécaniques des matériaux. Un nouveau type de microscope, issu d’innovations instrumentales brevetées (brevet américain), permet de combiner l’analyse infrarouge à la caractérisation des propriétés mécaniques des surfaces, renforçant ainsi considérablement le potentiel analytique de cette technique. C’est dans ce contexte que s’inscrit le projet APPOLON, qui vise à l’acquisition d’un équipement dédié à l’étude des matériaux patrimoniaux – en particulier des matériaux picturaux. Ce dispositif permettra de caractériser, à l’échelle nanométrique, les propriétés élastiques et viscoélastiques des matériaux tout en corrélant ces données avec l’identification chimique des composés.

Grâce à l’expérience acquise lors des dernières années via des projets pilotes focalisés sur la matière picturale, les laboratoire ICP et IPANEMA pourront proposer de mettre en œuvre les protocoles de préparations d’échantillons, de mode de collectes et de traitement des données permettant l’analyse des processus d’altération sur la structuration et la composition chimique des systèmes pigments-liants aux échelles nanométriques.

A terme, le projet APOLLON vise à fédérer sur la région Île-de France des groupes de recherches du DIM PAMIR autour des enjeux de caractérisation mécanique et chimique de milieux hétérogènes composites organiques/inorganiques, communs à de nombreux systèmes patrimoniaux (matériaux artistiques, fragments archéologiques, matière fossile, textiles…).

Contact : Alexandre Dazzi -Institut de Chimie Physique- Université Paris Saclay- 91400 Orsay. Email : alexandre.dazzi@universite-paris-saclay.fr