Accelerated X-ray Characterization of materials at french CRG ESRF beamlines

Grâce à la profondeur de pénétration des rayons X de haute énergie de la nouvelle source EBS de l’ESRF, les lignes de lumière des CRG françaises offrent à 150 laboratoires français une caractérisation multi-échelle à haute résolution par diffraction, diffusion ou spectroscopie d’absorption. Elles développent des environnements échantillon pour les mesures in situ et operando. Les propositions d’expérience sont sélectionnées 2 fois par an par les comités scientifiques communs avec SOLEIL, et ceux de l’ESRF.

Le programme PEPR DIADEME vise à accélérer la découverte et l’optimisation des matériaux en rendant les expériences plus rapides et en améliorant l’efficacité du traitement des données. dans ce cadre, 4 des lignes CRG proposent de réaliser le projet "ESRF" : D2AM (BM02) et IF (BM32) en utilisant la diffraction et la diffusion des rayons X en chimie, physique, traitement des surfaces et des matériaux ; FAME-UHD (BM16) et FAME-PIX (BM30) pour la spectroscopie et la spéciation en biologie, chimie, sciences de l’environnement et géosciences.

Grâce aux performances renouvelées des équipements (source EBS, projet Equipex+ MAGNIFIX), les temps de comptage vont se réduire. L’étape limitante deviendra alors la manipulation des échantillons. L’automatiser plus complètement, tout comme le criblage, la mesure et la gestion de données, en faisant intervenir l'intelligence artificielle, permettra d’augmenter notablement le débit d’échantillons caractérisés. Des opportunités en ce sens ont été identifiées sur les 4 lignes, où des passeurs d’échantillons robotisés pourront gérer des centaines d’échantillons (SAXS-WAXS et GISAXS-GIWAXS sur D2AM, instruments LaueMAX et GMT (XRR, GIXRD) sur IF). En parallèle, de nouveaux dispositifs operando (réacteurs ou microréacteurs HPHT, (électro)chimiques, four, champs électriques) utilisant des détecteurs plus rapides accélèreront les études, en particulier pour la caractérisation par XAS (FAME-UHD et FAME-PIX), ou le criblage des conditions d’élaboration par SAXS (D2AM). Un dernier objectif du projet "ESRF" sera de voir comment d’autres modes d'accès au faisceau que l'accès semestriel, tel les BAG (expériences allouées), pourront être adaptés à la communauté des matériaux avancés tout en respectant les exigences de qualité scientifique.