Comment les nanoparticules d'oxydes de cérium s'associent-elles aux cellules ? Quel est le partitionnement du germanium en fonction des conditions de formation des gisements ? Sous quelle forme chimique se trouvent les terres rares dans les météorites ? Telles sont quelques-unes des questions auxquelles tentent de répondre les scientifiques utilisant la ligne de lumière FAME-UHD à l'ESRF (European SynchrotronRadiation Facility) à Grenoble.
Depuis janvier 2017, un nouvel instrument a ouvert ses portes à l'ESRF. FAME-UHD complète désormais l'offre de caractérisation mise à la disposition des scientifiques français. Déterminer la forme chimique et la structure d'éléments dilués par spectroscopie d'absorption X peut maintenant s'effectuer sur FAME et sur FAME-UHD, cette dernière permettant des analyses hautement résolues en énergie. Ces deux instruments, complémentaires tant dans la gamme des concentrations mesurables que dans les types d'expérimentations in -situ disponibles, permettent de sonder des éléments présents à des concentrations inférieures à quelques ppm (parties par million) dans des échantillons naturels ou synthétiques. Ces échantillons peuvent être étudiés à haute température et sous pression afin de reproduire les conditions naturelles.
Les gains de performance obtenus par rapport à l'instrument déjà existant ont été rendu possibles par l'association de dispositifs optiques de pointe et d'un détecteur de fluorescence X très sélectif, un spectromètre à cristaux analyseurs.
L'objectif des scientifiques venant sur FAME ou FAME-UHD n'est pas seulement de montrer la présence de certains éléments chimiques, mais surtout de déterminer leur spéciation, c'est-à-dire leur degré d'oxydation et leurs liens avec les molécules voisines. Abaisser la limite d'analyse au niveau du ppm sur FAME-UHD rend possible la caractérisation des éléments traces dans des échantillons naturels, que ce soit dans le cadre d'études concernant les sols, les fluides hydrothermaux ou l'impact bio-environnemental de polluants. Cela ouvre également ces études à de nouveaux domaines tels que l'écotoxicologie, pour lequel l'accès à ces faibles concentrations permet de passer d'une étude de principe à une étude de la réalité.
