Projets mécaniques


Bride micro enceinte à vide hétérodynage optique

Conception d’une bride avec micro-enceinte sous vide secondaire  (10-5 à 10-7millibars), permettant la mise en place d’un objectif au plus prés de l’échantillon : sous vide et doigt froid porte échantillon cryogénique. La nouvelle bride-enceinte est en AISI 316L, montage vissé, étanchéité via un joint torique en nitrile. Les deux fenêtres dans l’axe optique sont respectivement collée, coté objectif externe, et bridé à l’opposé sous forme d’un hublot KF40. Les autres fenêtres, perpendiculaires à l’axe optique, pour observation, sont maintenues contre leur joint torique via des brides simples . L’ensemble est monté en lieu et place de la bride originale sur un cryostat commercial.

Dispositif pour la formation de films élastomère mésomorphe

Conception d’un dispositif de réticulation en température par centrifugation. Nous avons modifié une centrifugeuse, pour lui adjoindre un four annulaire ainsi que son bouclier thermique, le rotor concentrique est alésé pour constituer une cavité en forme de tore à section carré, sur les parois de laquelle vient réticuler le films élastomère mésomorphe. La modification de la centrifugeuse est réversible, sauf le refroidissement de l’électronique, que nous avons du renforcer.

Nous avons conservé la base du rotor, car celle ci est équipée d’aimants, permettant la reconnaissance et le contrôle du rotor par la centrifugeuse. La cellule à été équilibré après montage final.

Dispositif de déplacements d’une canne porte échantillon

Conception d’un dispositif en AISI 316L mécanosoudé permettant un déplacement fin d’une canne porte échantillon, suivant et autour de l’axe Z.

La canne de 1 mètre est placée dans un cryostat Oxford® sous hélium liquide et dans un champs magnétique de 5 Tesla.

Support et carter de protection pour une rampe de dégazage

Conception d’un support de rampe de dégazage, avec carter escamotable anti-projections, ainsi qu’une tablette portant le dewar de traitement par le froid. Structure mécanosoudée en tube carré de 20 AISI 316L, protection en polycarbonate de 3mm. La structure est posée sur une paillasse de chimie et fixée sur la cloison.

Limiteur de volume

Conception d’un limiteur de volume entièrement en verre borosilicate (y compris le lest en bille de verre). Ceci afin de réduire la quantité de liquide nécessaire au fonctionnement du réacteur.

Adaptateur multi-support pour un spectrofluorimètre Horiba®

Conception d’un adaptateur permettant de monter trois accessoires dans un spectrofluorimètre, avec réglages suivant les axes XZ :

  • Cuve à échantillon liquide
  • Support de lame de verre
  • sphère d’intégration

Support et adaptateur rotatif de platine/four Instec®

Conception d’un simple adaptateur entre Four Instec®, platine de rotation suivant axe Z et support fixe, pour montage dans un microscope SNOM.

Accessoires pour pompe à seringues Harvard PHD 2000®

Conception d’une série d’accessoires en impression 3D (FDM-PLA), afin de pouvoir utiliser des seringues de différentes capacités sur une pompe à seringue Instec (Harvard apparatus) PHD 2000.

Périscope à haute stabilité (thermique et mécanique)

Conception d’un périscope optique ultra-stable, permettant de modifier l’altitude ainsi que la direction d’un faisceau laser. Ce modèle est réalisé en acier inoxydable 316L, les supports de miroir (Suprema zerodrift Newport®) sont montés sur des chariots à déplacement verticaux sur queue d’aronde, dont le mouvement est actionné par une butée micrométrique.

Microscopes confocaux

Conception de plusieurs accessoires optiques destinés à être installés sur la sortie trinoculaire d’un microscope, afin de permettre la microscopie confocale (mono ou biphotonique).

Carrousel porte filtre UV

Il s’agissait de concevoir un carrousel à six postes, supportant des boitiers contenants chacun un filtre de qualité différente. Ces filtres seront placés dans l’axe d’un faisceau colinéaire IR et RX, dans une enceinte sous un vide de 10-7 mbars. Le choix c’est porté sur un mécanisme de croix de Malte interne permettant de positionner précisément les boitiers de filtration.

Modification d’un microscope optique à platine inversée

Il s’agissait de concevoir une platine destiné à supporter alternativement un cryostat ou un support d’échantillon sous la forme d’une croix KF40. Cette platine s’insère en lieu et place de la platine inversée originale du microscope, elle comporte un réglage grossier suivant les axes X-Y, ainsi qu’un déplacement piezo PI®suivant les axes X-Y-Z supportant un objectif à grande distance de travail Mitutoyo®. La pièce principale de la platine à été optimisé par conception générative sous Inventor Pro®.

Modification d’un appareil de diffusion de lumière commercial (ALV®)

Il s’agissait d’ajouter une platine sur le support de détecteur principal de l’appareil ALV®, afin de pouvoir capter le signal sortant sur une caméra via un beamsplitter®, sans démontage et/ou autre perçages.

Évaporateur thermique à deux métaux sur bride CF40

Il s’agissait de concevoir un évaporateur double (or-argent) sur une base de bride CF40 à quatre passages de courant. Les deux filaments sont chacun dans un compartiment séparé par un disque métallique isolé.

Cet évaporateur est installé sur une enceinte de préparation d’échantillons couplée à un STM basse température.

Dispositif de rinçage de capillaires de RMN en quartz

Il s’agissait de concevoir un dispositif facile à nettoyer, en acier inoxydable (316L), adaptable sur le col d’un flacon Erlenmeyer, permettant de rincer et de ré-utiliser des capillaire de spectrométrie RMN en quartz.

Le dispositif est constitué de plusieurs pièces soudées TIG, et/ou vissées.

Four de purification par fusion de zone

Il s’agissait de concevoir un four de purification par fusion de zone, en ré-utilisant le déplacement vertical motorisé d’un appareil de dilatométrie conçu en interne.

Le composé à purifié est contenu dans une éprouvette scellée, plusieurs passages à très basse vitesse (30µm/min) sont nécessaires.

Pièces, chauffage et régulation conçu et réalisés en interne.

Support angulaire réglable pour boitier émetteur RX

Dans le cas présent, il s’agissait de concevoir un support comportant plusieurs degrés de libertés (XYZ+Θ+Φ) suivant une configuration trait-point-plan. Afin de placer un boitier comportant un capillaire dans l’alignement d’un laser IR, ceci afin de générer un faisceau de Rayons X résolu en temps. Le faisceau laser infra-rouge est arrêté par une fine feuille de silicium, le faisceau X quant à lui poursuit son parcours jusqu’à un miroir toroïdal, permettant une focalisation dudit faisceau sur l’échantillon à analyser.

Support de miroir toroïdal

En lien avec la conception ci-dessus, ce support permet d’aligner un miroir toroïdal, afin de focaliser un faisceau RX sur un échantillon. Ce montage placé dans un vide poussé, est animé par des déplacements micrométriques pilotés à distance.

La conception est toujours en cours, en effet d’autres mécanismes restent à concevoir : support carrousel de filtres, support d’échantillons, commande d’inverseur de trajet.

Microscope à platine inversé à double feuille de lumière (Dual view inverted SPIM or DiSPIM)

Il s’agissait dans le cas présent de concevoir une évolution du microscope SPIM (déjà en service), permettant d’atteindre des résolutions supérieures.

Le diSPIM est une implémentation de la Microscopie d’Illumination à l’Eclairage Sélectif (SPIM) qui permet des vues doubles de l’échantillon, montées le cas présent, sur un microscope à platine inversée. Ce montage est utilisable dans les deux modes de fonctionnement (SPIM et/ou DiSPIM)

(SPIM, également appelé microscopie à fluorescence en feuillet de lumière ou LSFM car il utilise un feuillet ou un plan de lumière pour éclairer l’échantillon perpendiculairement à la direction d’imagerie)

Le montage est le suivant : deux objectifs sont placés à angle droit au-dessus d’un échantillon monté horizontalement dans un support à fixation rapide, et motorisé verticalement. Chaque objectif fait un angle de 45 degrés par rapport à la verticale. Un feuillet de lumière est créée à partir d’un objectif et imagé en utilisant l’autre objectif. Sous la platine porte-objet, se trouve également un objectif, en position verticale, dans l’axe optique de l’échantillon, et équipé d’une caméra.

Une série d’images est collectée en déplaçant le feuillet de lumière à travers l’échantillon. Pour certaines applications, les informations 3D provenant d’une seule vue ou série sont suffisantes (mode SPIM).

Pour les systèmes à double vue, le rôle des deux objectifs est inversé, pour collecter une autre série à partir d’une direction perpendiculaire, puis les deux ensembles de données peuvent être combinés par calcul pour produire un jeu de données 3D avec une résolution isotrope (résolvant le problème de résolution axiale médiocre du SPIM).

Le diSPIM possède donc deux chemins optiques (généralement symétriques), y compris deux scanners et deux caméras. Divers logiciels open source et propriétaires sont disponibles pour l’acquisition et le traitement de données. La plupart du matériel de microscope sous-jacent est identique indépendamment de l’intégrateur de système et du logiciel utilisé.

Le choix des objectifs de diSPIM est limité car ils doivent être focalisés sur un point identique sans entrer en collision. Les objectifs les plus couramment utilisés pour le diSPIM sont les objectifs X40 à immersion avec un NA de 0,8. Les systèmes à une seule voie (SPIM) ont beaucoup plus de flexibilité, car l’objectif d’illumination peut être un objectif à longue distance de travail. Dans la plupart des cas, des caméras CMOS sont utilisées pour l’imagerie SPIM ou DiSPIM (ici une caméra Hamamatsu Orca). Les miroirs galvanométriques sont des modèles du commerce. L’objectif inférieur (le microscope inversé) a généralement un objectif dont le grandissement est inférieur à X40, et une caméra moins coûteuse pour localiser une zone dans l’échantillon.

Les bénéfices par rapport à la microscopie SPIM sont les suivants :

Comme d’autres techniques utilisant le feuillet de lumière, le diSPIM illumine uniquement le plan focal c’est donc idéal pour l’imagerie des cellules et des organismes vivants, car il minimise les effets de photo-blanchiment et de photo-toxicité.

Par rapport aux systèmes confocaux traditionnels, l’amélioration de la résolution axiale est de l’ordre de 2x, et supérieur à 10x en réduction du photo-blanchiment. Un avantage majeur du diSPIM comparé à d’autres mises en œuvre de la technique du feuillet de lumière : c’est que le montage de l’échantillon est extrêmement simple, semblable à un microscope à platine inversée. Le plus souvent, les spécimens sont à l’intérieur d’une boite de Pétri, placés sur un système de maintien. En plus d’être utile pour localiser les échantillons, l’objectif inférieur peut être utilisé pour la photo-manipulation ou d’autres techniques expérimentales. Il peut également être utilisé pour fournir une troisième vue indépendante de l’échantillon.

Châssis « tiroir » support de bouteille de gaz type B20

Il s’agissait de concevoir un châssis permettant de sécuriser le support et le stockage d’une bouteille de gaz standard, type B20, sous le châssis en profilé d’aluminium de l’expérience dite BMF.

Le châssis permet de stocker la bouteille en position horizontale, avec un blocage en position. le « tiroir » est équipé d’un verrou mécanique, permettant à un utilisateur de manipuler la bouteille lors d’un remplacement.

Adaptateur support blindage UTEM

Adaptateur de maintien d’un tube en tungstène (blindage passif aux Rayons X, alliage W85cu15), montage sur colonne du microscope UTEM (adaptateur en laiton CuZn40Pb2, recouverte d’un blindage passif de 3 mm de plomb)

Passeur d’échantillon à carrousel (barillet porte échantillons extractible)

Il s’agissait de concevoir une amélioration du dispositif de passage d ‘échantillon destiné aux lignes de diffusion de Rayons X issue du rayonnement synchrotrons. En effet le montage original ne permet pas d’échanger les supports d‘échantillons assez rapidement malgré l’éjecteur intégré au mécanisme.

Afin de remédier à ce problème j’ai conçus un nouveau dispositif, utilisant à nouveau une mécanique à roue de Genève identique au précèdent montage en terme de dimensions, permettant ainsi de recycler la motorisation et l’automatisme existant.

Ce montage est un barillet support à 12 postes, utilisant une baïonnette à verrouillage automatique pour positionner les échantillons dans les axes des 12 postes de la roue de Genève. Le démontage et le remplacement du barillet sont obtenus par la rotation d’un unique bouton moleté, permettant tout à la fois le déverrouillage et l’éjection.

Le système est entièrement en alliage d’aluminium 2017A, la précision des pièces, de l’assemblage et du positionnement est issue d’un usinage sur CNC 3+1 axes.

  • utilisation d’un moteur électrique standard
  • utilisation d’un seul capteur de position
  • entrainement et verrouillage en position grâce à un seul mécanisme
  • précision du positionnement angulaire et répétabilité du mécanisme
  • éjecteur et verrouillage des 12 cellules grâce à un barillet supportant les échantillons
  • système de verrouillage du barillet par baïonnette (commande unique pour mise en place et retrait)
  • répétabilité et rapidité d’exécution du remplacement d’un bloc de 12 échantillons
  • préparation en temps masqué d’une série de plusieurs barillets de 12 échantillons

Grappin d’extraction (de rotor de centrifugeuse)

Système d’extraction de rotor de centrifugeuse. Il s’agit dans le cas présent d’extraire le rotor lourd engagé sur le cône d’entrainement de la centrifugeuse sans effort. Pour cela nous avons conçu un grappin à griffes, avec ressort de maintien, et auto-serrage lors de la traction exercée par le palan motorisé, auquel est accroché le mécanisme.

Diffusion de lumière statique et dynamique résolue en temps

Nous avons développé un instrument de diffusion statique et dynamique de la lumière sous écoulement en géométrie plan/plan. Les angles de diffusion accessibles sont compris entre 20 et 160 degrés. Le faisceau incident est perpendiculaire au plan de l’écoulement et le faisceau diffusé est collecté par une fibre optique placée sur un bras goniométrique dont le centre de rotation se trouve à l’intérieur de l’échantillon et coïncide avec le centre d’une lentille hémisphérique qui permet d’éviter la réfraction du faisceau à l’interface verre/air en sortie de la cellule de cisaillement. De plus, la cellule de cisaillement dans son ensemble peut être translatée tout en gardant fixe le volume diffusant, en lequel coïncident à la fois le centre de la lentille, du centre de rotation du bras goniométrique et le point de focalisation du faisceau incident. Cet appareil sera utilisé pour étudier les facteurs de structure statique et dynamique de suspensions colloïdales concentrées en phase vitreuse, afin d’effectuer des mesures moyennées spatialement lorsque les échantillons ne sont pas ergodiques.

Ce montage (paramétrage, pilotage, asservissement et exploitation) à fait l’objet d’une thèse en 2016 et d’une publication en 2021.

Support refroidisseur pour une bobine d’application d’un champ magnétique

Il s’agissait de concevoir un support compact de bobine permettant d’appliquer un champ magnétique sur un échantillon destiné à un microscope confocal. Ce support permettant également de dissiper la chaleur émise par la bobine lors du passage du courant, incidemment cela permet aussi d’obtenir une valeur de champ plus importante.

les pièces sont en cuivre cuc1 majoritairement, et en laiton cuzn40, brasées.

Support de pointe AFM pour microscopie en champ proche

Il s’agissait de modéliser intégralement une expérience de microscopie en champ proche (type SNOM) afin de réaliser des rendus 3d, ainsi que de concevoir un capotage intégral, comportant une section facilement démontable, pour un accès rapide aux éléments réglables . A la demande j’ai aussi conçu un support de pointe AFM permettant de positionner précisément la pointe dans l’axe du laser et suivant un angle réglable entre 0 et 15° (l’axe de rotation étant coaxiale avec un axe vertical passant par l’extrémité de la pointe).

Applicateur de champ magnétique variable

Il s’agissait de concevoir un mécanisme très compact, permettant d’appliquer un champ magnétique à un échantillon destiné à une caractérisation sur un AFM. L’application de ce champ magnétique est modulée grâce à une pièce polaire en fer doux présentant trois branches percées. Ces cavités peuvent être occupées par des cylindres également en fer doux, qui en coulissant, restituent toute ou partie de la section efficace de la pièce polaire en contact avec les aimants en néodyme-Bore (environ 0.9T chacun). Le champ résultant en bout de pièce polaire est d’environ 1.8T.

Microscope à feuille de lumière (Light Sheet fluorescence microscopy, or Single plane illumination microscopy)

Il s’agit de concevoir les pièces constituants un microscope à feuille de lumière :

  • une chambre physiologique en milieu aqueux, supportant les objectifs
  • un support de laser et de miroir galvanométrique
  • un mécanisme permettant de positionner, et mettre en rotation un capillaire dans le plan de la feuille de lumière

Support d’entrainement d’éprouvette pour DLS ALV

Système de mise en position/escamotage et de serrage rapide, permettant de réaliser un entrainement en rotation à vitesse constante (vitesse réglable) d’une éprouvette standard à l’intérieur de la cellule d’analyse de la DLS ALV

Support de pointes AFM pour usinage FIB

Système de maintien en position  et de serrage rapide, permettant de réaliser un micro-usinage FIB (Focused Ion Beam), de 4 pointes AFM.

Système de maintien et serrage de cellule SAXS (synchrotron SOLEIL)

Système de maintien en position  et de serrage rapide, permettant de remplir une cellule échantillon sans que le solvant (THF) n’endommage les joints, provoquant une fuite du composé à analyser.

Utilisé principalement avec les cellules destinées à une analyse SAXS (Small angles X-rays Scattering)

Microscopie et spectroscopie à force atomique : AFM-DeNano

Expérience de fabrication d’échantillon par évaporation sous vide secondaire, avec système de transfert sous vide, couplé à un microscope à force atomique commercial, son support d’échantillon est modifié, il comporte également un breadboard optique permettant d’exciter l’échantillon avec plusieurs types de lumières cohérentes.

Cet équipement est construit autour d’un microscope à force atomique (AFM), couplé à une chambre de préparation sous ultravide conçue pour la préparation des surfaces métalliques et moléculaires, dépôts contrôlés d’atomes, molécules et nanoparticules, et modifications spécifiques de leviers et pointes. La chambre est aussi équipée d’un canon à bombardement ionique et un porte-échantillon à température variable (90 K – 1600 K). Les échantillons et les pointes sont transférés dans le microscope sans exposition à l’air. Des mesures sont possibles en fonction de température, champ magnétique et électrique, et une large gamme de pressions partielles de différents gaz.

Le microscope est utilisé pour l’imagerie AFM, FFM, MFM et STM et la spectroscopie EFS, IFS, AFS, MFS. Il permet la manipulation des nanostructures sur des surfaces et différentes méthodes de nanolithographies locales. La résolution s’échelonne jusqu’au femtoNewtons. Un gradient de champ magnétique de haut degré est mise en place à l’aide des circuits magnétiques nanométriques montés sur des porte-échantillons.

Ce montage est utilisé actuellement, et fait l’objet de plusieurs thèse, avec publication.

Ligne de diffusion des Rayon X Inel3-S1-S3

Expérience de diffusion des rayons X, aux petits et grands angles de Bragg, utilisant les sorties ponctuelles et linéaires d’un tube RX scellé, avec canons à vide en inox, puits escamotable, et compteur 2D (S1) et compteur courbe (S3).

Ces lignes sont susceptibles d’utiliser trois types de four :

  • four à capillaire et à film (S1)
  • four magnétique (1.2T) (S1)
  • four à incidence rasante de goutte (S1)
  • four à incidence rasante pour échantillons plan (S3)

Ces fours sont utilisés actuellement sur des lignes synchrotrons (SOLEIL-SWING)

Montage optique croisée (ligne de diffusion des Rayons X INEL3-S1)

Afin d’élargir la fenêtre de mesure aux très petits angles sur la ligne de diffusion des Rayons X INEL3, sans déplacement de la limite aux grands angles, nous avons conçu une nouvelle optique :

La solution technique retenue associe 2 miroirs multicouches W/Si paraboliques (Osmic©) montés en position croisée (KirkPatrick Baez) pour permettre de travailler en conditions de faisceau quasi-parallèle. Le montage optique réalisé au laboratoire comprend la fixation directe sur la sortie ponctuelle d’une gaine CGR, les réglages en position et en inclinaison des deux  miroirs, un jeu de fentes à lèvres indépendantes et un collimateur réglable en position, solidaire du logement des atténuateurs. La taille du faisceau mesurée à 115 mm et 940 mm du porte-échantillon, respectivement, passe de 0.9 mm à 1.5 mm. Avec un puits de 3 mm, il est donc théoriquement possible de mesurer des distances de répétition de 600 Å, bien au-delà des 55 Å atteints avec l’optique à collimation du montage précédent.

Four à incidence rasante de goutte (ligne de diffusion des Rayons X INEL3-S1)

Parmi les méthodes d’orientation relatées dans la littérature, nous avons retenu celle inventée et développée par M. Siegmar Diele, à l’institut de chimie physique de la « Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg ». L’échantillon est déposé en goutte libre sur une lamelle de verre en phase isotrope. Au passage de la transition, les domaines liquide-cristallins se forment avec les colonnes ou les couches smectiques parallèles aux interfaces avec l’air et avec le substrat. Le dessus de la goutte de cristal liquide est alors amené en incidence rasante avec le faisceau ponctuel et éventuellement déplacé et orienté dans le faisceau.

Pour réaliser ce dispositif, nous sommes parti d’un four récupéré sur une demi-tête de lecture de DSC7 Perkin-Elmer que nous avons intégrée sur un radiateur rotatif, refroidi par une circulation de liquide thermostaté. Pour permettre la rotation, l’alimentation est raccordée via 2 roulements a billes et le capteur Pt13 du four de DSC via des contacts tournants (Grumann-Northtrop©). Un convertisseur du signal Pt13 délivré par le four en signal Pt100 standard a été conçu et réalisé au laboratoire (boitier également thermostaté). L’électronique de régulation à angle de phase et l’informatique de contrôle et de pilotage développées au laboratoire est la même pour tous les fours, moyennant l’ajustement de la tension d’entrée. Pour le four à goutte, la stabilité de la régulation est de l’ordre de 0.1°C et les vitesses de chauffage et de refroidissement sont de l’ordre de 200°C/mn (à 100°C).

Four universel de mise en température pour capillaires et cuves scellées

Il s’agissait de concevoir et réaliser un four de mise en température capable d’accueillir des échantillons sous forme de capillaires ou de cuves scellées. Cet équipement est destiné à être intégré sur une ligne de diffusion de Rayons X. La température de la consigne est réglable de l’ambiante à 200°C, La précision de la régulation autour de la consigne est de l’ordre de quelques centième de degrés Celsius à 200°C.

J’ai conçus un four modulaire en laiton, basé sur un élément chauffant capable d’être bobinée, de 1.5 mm de diamètre et d’une longueur d’un mètre et demi. L’élément est bobiné sous forme spiralée, puis en cylindre sur 2 épaisseurs, respectivement la face arrière, et la circonférence du four, de manière à obtenir un cylindre à fond chauffant autour de l’échantillon.

Le four comporte une cavité permettant d’accueillir le support de capillaires de 1 à 2 mm de diamètre, ainsi que la cuve scellée pour échantillon liquide. Le four est clos par une porte à démontage rapide.

Afin d’obtenir une régulation précise, la totalité du four est boulonné sur un water-jacket via un fond et des rondelles de couplage dont les dimensions ainsi que le matériau ont été choisie avec soins, en effet seul un dosage précis entre les sources froide et chaude permet d’obtenir la régulation désirée.

Le water-jacket est quant à lui réalisé également en laiton, les trois élément qui le composent comportent une cavité hélicoïdale, permettant au liquide de refroidissement de circuler dans la masse du refroidisseur : depuis la tétine d’entrée vers la tétine de sortie. Le fluide utilisé est de l’eau thermalisé, participant ainsi à la stabilité de la mesure de la température. Le water-jacket est à l’instar du four, clos par une porte à démontage rapide.

La caractéristique principale du four est sa précision (qualité recherchée), au détriment de sa dynamique (30 min pour atteindre 200°C stabilisé, 1h pour refroidir jusqu’à l’ambiante).

Microscope à Force de Traction v2 et v2bis (interféromètre)

Conception des versions 2 et 2bis du premier TFM, ces derniers sont équipés d’un séparateur de faisceau (beamsplitter®)  permettant de réaliser de l’interférométrie optique .

Microscope à Force de Traction (TFM)

Nous avons développé un bâti de microscope pour un montage de Microscopie de Force de Traction. La contrainte imposée était une très grande stabilité mécanique sur des temps de l’ordre de plusieurs heures. Le microscope est placé dans une enceinte thermostatée à 37°C et fixé sur une table optique. La platine supportant les échantillons est isolée thermiquement de la table optique (qui constitue une source froide) par l’utilisation de céramique (Macor©) possédant une très faible conductivité thermique mais un coefficient d’expansion thermique très proche de l’acier inoxydable (3016L) employé pour le reste du bâti. L’objectif est solidaire de de la platine porte-échantillon, de façon à minimiser son déplacement par rapport à l’échantillon, sous l’effet des fluctuations thermiques. Nous avons ainsi obtenu une valeur maximale de la dérive mécanique d’un point de l’échantillon égale à 10nm/10h.

Microscope à Pinces Magnétiques

Nous avons développé un outil (pinces magnétiques) pour la micro-manipulation de molécules d’ADN.

Cette technique permet d’appliquer une force contrôlée (et éventuellement de contrôler le couple de torsion) à une molécule d’ADN tout en mesurant son extension. La source lumineuse est une diode super luminescente.

Ce dispositif utilise des billes super-paramagnétiques d’un diamètre de l’ordre du micron, une extrémité de la molécule est liée à la bille magnétique, tandis que l’autre est accrochée à la surface de l’échantillon (une lame de verre). La bille s’aimante sous l’action d’un champ magnétique issu d’une paire d’aimants cubiques (5mm de côté) disposés à 1 ou 2 mm l’un de l’autre ; l’illumination de l’échantillon se fait au travers du support des aimants. Ce microscope à platine inversée est muni d’un objectif à immersion d’huile monté sur un déplacement piézo-électrique à boucle de rétro-action. La position de la bille est enregistrée en temps réel par acquisition vidéo avec une résolution inférieure au nm, la bande passante est de 405 Hz.

Afin d’assurer une stabilité dimensionnelle aux éléments mécaniques du dispositif (platine, support, échantillon,..), ces derniers sont en acier inoxydable nuance 316L usinés dans la masse. L’ensemble du microscope est placé sous un capotage de protection (acoustique), posé sur une table optique.

Adaptateur pilulier/évaporateur sous vide

Conception d’un adaptateur permettant de monter un pilulier directement sur le cône n°1 d’un évaporateur rotatif. Pas de contact entre produit de synthèse et métal, plusieurs formats de pilulier possibles.

Passeur d’échantillon à carrousel

Conception d’un passeur d’échantillon, destiné principalement à être utilisé sur des lignes de diffusion de rayons X intenses (synchrotron). Le passeur de type carrousel à 12 postes, utilise un mécanisme de roue de Genève (ou croix de Malte), comportant plusieurs avantages :

  • utilisation d’un moteur électrique standard
  • utilisation d’un seul capteur de position
  • entrainement et verrouillage en position grâce à un seul mécanisme
  • précision du positionnement angulaire et répétabilité du mécanisme
  • éjecteur et verrouillage des 12 cellules grâce à des pièces obtenues par fabrication additive

Système de maintien d’échantillons pour ligne de diffusion de neutron (cuve en quartz)

Système de maintien en position et de serrage rapide, permettant de sceller une cellule échantillon en quartz. Le patin de serrage (PTFE) se déplace linéairement sans rotation.

Utilisé principalement avec les cellules destinées à une analyse par diffusion de neutron (PSI, LLB).

Ligne de diffusion des Rayon X Siemens

Expérience de diffusion des rayons X, aux petits et grands angles de Bragg, utilisant la sortie linéaire du tube RX, avec puits, et compteur courbe (S2).

Cette ligne utilise le four universel de mise en température pour capillaires et cuves scellées

Mécanisme permettant d’étudier la génération de seconde harmonique grâce à une molécule organique

Études des effets non-linéaires quadratiques dans de molécules ONL de types push-pull :

Il s’agit de mettre en place un système de microscopie capable de mesurer les effets quadratiques dans les molécules ONL sous champ électrique par effet corona. En effet, nous avons conçu un module de type EFISH (electric-field-induced second harmonic), adaptable à tout microscope, capable d’orienter les molécules ONL par corona poling afin d’étudier  le signal de la génération du second harmonique entre autre en fonction du champ électrique appliqué et de l’orientation des molécules.

Ensemble de mécanismes de caractérisations utilisant deux types de capteur d’effort (jauge de contrainte)

Il s’agissait de concevoir plusieurs petits mécanismes de caractérisations ayants en commun l’utilisation de capteurs d’efforts et d’un vérin électrique de grande course : deux types de pénétromètres (indenteur sphère, indenteur ponctuelle) ainsi qu’un petit système de traction conventionnelle/rationnelle.