Chaque année, l'association des utilisateurs de microscopes ZEISS (CAZAC), qui réunit plusieurs dizaines de scientifiques venus de tout l'hexagone, organise un concours de photos d'échantillons.
Cette année, c'est Charlène Vallat, technicienne à l'ISEC qui a remporté le prix de la meilleure photo ! Le jury a salué l'esthétique de son échantillon de verre, capturé à l'aide d'un microscope électronique à balayage.
Son travail de précision a été salué par la communauté scientifique. Elle permet à son laboratoire (le laboratoire de formulation et de caractérisation des matériaux minéraux, LFCM) de se voir offrir un microscope optique.
Mais au-delà de l'anecdote, à quoi servent ces clichés ?
En France, le combustible usé issu des centrales nucléaires est retraité. L'uranium et le plutonium, qui peuvent être réutilisés, sont extraits et les déchets ultimes de haute activité sont récupérés sous la forme d'une solution d'acide nitrique.
Afin d'immobiliser ces déchets, la France a fait le choix de la vitrification, c'est-à-dire d'un traitement thermique des déchets avec un adjuvant de vitrification afin de former un verre comprenant dans son réseau atomique tous les éléments du déchet. Le but est qu'il intègre le plus large spectre d'éléments et la plus grande teneur de ces éléments possible dans sa structure.
Des centaines d'échantillons
D'autres types de déchets d'activité égale ou inférieure (moyenne activité à vie longue) peuvent également être vitrifiés. En fonction de la nature et du niveau d'activité des déchets, les exigences sur le matériau obtenu peuvent être différentes : matrices vitreuses homogènes (verre uniquement), matrices vitrocristallines (verre contenant des cristaux répartis dans tout le volume), enrobé vitreux (avec immobilisation mécanique du déchet).
« Mon travail consiste à faire un compte-rendu précis et transmettre les informations sur ce que je vois, notamment la nature et la répartition des phases cristallisées du verre s'il y en a », explique Charlène. « Ce travail permet de retranscrire la microstructure du verre. »
Pour tous les types de matrices, la microstructure doit être investiguée. Certains cristaux pouvant être nanométriques, le microscope électronique à balayage (MEB) est un instrument performant et adapté qui permet d'atteindre une résolution de l'ordre du nanomètre. Ainsi, chaque année, des centaines d'échantillons sont observés par Charlène Vallat à l'aide du fameux MEB, révélant parfois des microstructures surprenantes.