A la découverte de Microscopia
A la découverte de
A
u XVIIème siècle, notre vision du monde, de l’infiniment grand à l’infiniment petit, est profondément bouleversée
par les découvertes de Galilée, Jansen, Hooke, Van Leeuwenhoek... Grâce à leurs instruments d’optique, l’œil peut explorer des univers qui lui étaient jusqu’alors inaccessibles, notamment celui de la microstructure des choses... Microscopia. Aujourd’hui, chaque élève peut découvrir les bactéries, les cellules animales et végétales... en cours de sciences naturelles grâce au microscope optique. L’image de l’objet, agrandie jusqu’à 1 000 fois, est formée par un système de lentilles qui recueille la lumière diffusée par l’objet éclairé. Il est ainsi possible de distinguer deux points séparés de seulement 0,2 millième de millimètre (0,2 micromètre). Mais pour observer l’infiniment petit comme les virus, les molécules ou les atomes, il faut utiliser un rayonnement de plus petite longueur d’onde que celle de la lumière. En microscopie électronique, on utilise le rayonnement des électrons,
La microscopie électronique
T
out a commencé en 1924 avec la découverte par Louis de Broglie de la nature ondulatoire des électrons.
C’est de cette découverte que découle la naissance de la microscopie électronique, inventée en 1931 par les physiciens allemands Knoll et Ruska. Le premier instrument a été construit en 1936 : c’est le microscope électronique à transmission, dont l’image provient du passage des électrons à travers l’objet. C’est grâce à Knoll, Oatley et à un étudiant, McMullan, qu’un autre appareil, le microscope électronique à balayage, est apparu dans les années 1950. Cette fois, les électrons ne traversent pas l’objet mais sont réfléchis par sa surface. Les images obtenues montrent les détails microscopiques de la surface de l’objet. La résolution du microscope électronique à balayage peut atteindre 2 millionièmes de millimètre (2 nanomètres), soit cent fois mieux que le microscope optique.
■ Le microscope électronique à balayage du Centre de microscopie électronique à balayage de l’Université de Rennes 1.
ces particules qui gravitent autour du noyau des atomes. Avec cette technique, les objets étudiés prennent du relief et
Comment ça marche ?
deviennent spectaculaires.
Cette exposition de l’Espace des sciences est réalisée à partir des clichés pris par le Centre de microscopie électronique à balayage de l’Université de Rennes 1.
L
’utilisation d’électrons au lieu de photons nécessite un vide “parfait”dans tout l’espace oùse déplacent
les électrons. Les électrons sont produits et accélérés en haut de la colonne par le canon.
Canon à électrons
Avec Microscopia, voyageons dans l’infiniment petit et parcourons le monde des animaux.
L’accélération est obtenue par une tension de 500 à 40 000 volts.
Lentille
réduit à un très fin “pinceau”, grâce à
Directeur de l’Espace des sciences : Michel Cabaret. Commissaires d’exposition : Hélène Tattevin, Philippe Hervé. Conseillers scientifiques : Jo Le Lannic, responsable du Centre de microscopie électronique à balayage de l’Université de Rennes 1, Daniel Thomas, Directeur de recherche au CNRS, Biologie Cellulaire et Reproduction, UPRES-A CNRS n° 6026, Université de Rennes 1. Nous remercions les chercheurs pour leur précieuse collaboration à cette exposition, le Président de l’Université de Rennes 1, Jacques Lenfant, pour son soutien à ce projet et la Région Bretagne qui a permis l’acquisition de l’équipement scientifique.
■ Contact : Dennis Webb, Physiologie cellulaire, UR1.
Le faisceau d’électrons est ensuite des lentilles électromagnétiques, et
Bobines
vient balayer la surface de l’objet placé
Lentille
en bas de la colonne.
L’émission des électrons, arrachés à la surface de l’objet ou repartant en sens inverse après avoir percuté l’objet, est
Exposition créée en 1997 et réactualisée en 2004
recueillie sur les côtés par les détecÉcran T.V
■ Création Graphique - Côté Cour
Échantillon
Détecteur d'électrons
Pompes
■ Coupe longitudinale de la colonne d’un microscope électronique à balayage.
■ Création Graphique - Côté Cour
écran TV.
■ Œuf de Medaka, poisson d’eau douce vivant en zone subtropicale.
Cette exposition a été financée par le Ministère de la Recherche, la Région Bretagne, la délégation Bretagne - Pays de la Loire du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et l’Université de Rennes 1.
teurs qui construisent l’image sur un