Smart*Light : développement d'un modèle de table pour l’analyse aux rayons X

Smart*Light : développement d'un modèle de table pour l’analyse aux rayons X

3 avril 2018

VDL ETG participe au projet Smart*Light. Au sein de celui-ci, 12 organisations aux Pays-Bas et en Flandre collaborent pour développer un instrument compact produisant un rayonnement X intense et de qualité élevée (‘cohérent’). Ce « synchrotron en modèle de table » offre la possibilité unique en son genre de pouvoir effectuer des analyses avancées sur site. L’analyse aux rayons X est cruciale pour poser un diagnostic clinique, dans des laboratoires de recherche pour développer de nouveaux matériaux et dans des musées pour étudier des œuvres d’art majeures.

Dans ce projet, VDL ETG applique ses connaissances dans la fabrication de pièces ultra-précises pour des accélérateurs. De plus, elle est aussi impliquée dans le processus d’ingénierie pour faire en sorte que, ultérieurement, la production de prototypes passe sans problème au stade de la production en série.Rontgenapparatuur-VDL-ETG-1.jpg

Technologie des rayons X

Examiner une personne pour détecter un cancer du sein, inspecter des joints de soudure dans des canalisations et étudier la composition chimique d'œuvres d’art : cela s’effectue généralement avec la technologie ‘classique’ des rayons X développée au 19e siècle. Toutefois, ce rayonnement X présente une intensité relativement basse et son énergie est quasiment impossible à régler. De ce fait, il est uniquement possible de prendre un cliché avec une vitesse d’obturation très longue et souvent les informations ne sont pas suffisamment détaillées.

 

Pour des applications avancées, comme le développement de matériaux de haute technologie et de nouveaux médicaments, un rayonnement X ‘cohérent’ de haute intensité est aujourd’hui indispensable. À l’heure actuelle, ce rayonnement est uniquement produit dans des synchrotrons. Ce sont de grands accélérateurs où des électrons circulent à une vitesse proche de celle de la lumière dans un anneau de plusieurs centaines de mètres de long. Ce rayonnement synchrotron permet d’étudier de manière très détaillée dans le temps et l’espace des modifications dans les matériaux et les tissus. Cependant, la disponibilité limitée du rayonnement synchrotron, notamment de haute énergie, impose des restrictions très sévères aux conditions de mesure. Pour diverses applications, utiliser une installation de synchrotron (toutes situées en dehors du Benelux) est même impossible.

Collisions entre laser et électrons : une nouvelle technologie d’accélérateur

Smart*Light utilise la nouvelle technologie d’accélérateur pour transformer la lumière laser en rayonnement X intense et cohérent en la faisant entrer en collision (via la diffusion de Compton inverse) avec un faisceau d’électrons hautement énergétique. Ensuite, ce rayonnement permet de réaliser des analyses pointues précieuses dans divers secteurs. Bien que Smart*Light n’a pas pour objectif de remplacer les installations de synchrotron existantes, il constitue bel et bien un complément important à celles-ci vu sa compacité. Les utilisateurs sont ainsi moins dépendants de créneaux de mesure disponibles dans les grands synchrotrons.

Caractère mobile

Son caractère mobile est un avantage important : l’instrument est long d’à peine quelques mètres et peut donc être utilisé au gré dans tout laboratoire. Il peut par exemple être posé près d’un dispositif de mesure spécifique et complexe plutôt que le contraire. Cela permet d’étudier plus efficacement les relations entre les conditions de processus, la microstructure et les propriétés du matériau. Cela simplifie le développement de nouveaux matériaux, ce qui doit permettre par exemple de mieux contrecarrer la fatigue et la corrosion sur les navires ou d’élargir le champ d’application de matériaux imprimés en 3D. À terme, Smart*Light offre des possibilités uniques pour le diagnostic clinique dans les hôpitaux et pour la recherche sur des œuvres d’art majeures, de Rubens, Vermeer et Breughel entre autres, dans les musées. En effet la possibilité d’analyser couche par couche la composition chimique d'œuvres d’art est non seulement importante pour leur conservation, mais aussi pour leur authentification par exemple.

 

Une collaboration tous azimuts

Le projet repose sur une collaboration intense entre diverses spécialités au sein d’universités, d’entreprises, de musées et d’instituts de recherche. L'Université Technique d’Eindhoven est chargée de la construction de la source de rayonnement X. Les Universités d’Anvers et de Gand développent les techniques de détection utilisées, comme la diffusion, la fluorescence et la tomographie du rayonnement X. L'Université Technique de Delft est impliquée dans la fonctionnalité de l’instrument pour la recherche dans le domaine des matériaux et de l’art. Les autres participants sont VDL ETG, Agfa Healthcare, Erasmus MC, Stichting tot Beheer Museum Boijmans van Beuningen, TI-COAST, XRE NV, Koninklijk Museum voor Schone Kunsten Antwerpen, et Stichting Materials Innovation Institute. L'Université Technique de Delft (département MSE auprès de la faculté 3ME) est secrétaire de Smart*Light.

 

Interreg Vlaanderen-Nederland

Ce projet est soutenu par le Fonds européen de développement régional (Interreg Vlaanderen-Nederland = initiative communautaire concernant les zones frontalières Flandre/Pays-Bas) par le biais d’une subvention de 2,85 millions d’euros. Interreg Vlaanderen-Nederland subventionne des projets collaboratifs sur le plan de la croissance intelligente, écologique et inclusive. Le caractère transfrontalier d’un projet Interreg est essentiel : des deux côtés de la frontière, il y a une collaboration intense entre les partenaires, qui tous assurent un financement supplémentaire. Interreg est financée par le Fonds européen de développement régional (FEDER). Pour de plus amples informations, allez à website van Interreg.

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