La diffraction des électrons

Beaucoup moins utilisée que la diffraction des rayons X, la diffraction électronique est une puissante méthode d'identification des composés minéralogiques microscopiques. A ce titre elle présente un grand intérêt pour l'étude des constituants des œuvres d'art.

Principe

En microscopie électronique à transmission, le faisceau d'électrons peut servir non seulement à constituer les images mais aussi en le défocalisant, pour obtenir des diffractions. On démontre qu'il existe une relation simple entre la distance des plans réticulaires (h,k,l) du réseau direct et la distance séparant les nœuds correspondants du réseau réciproque (d*) (celui-ci ne sera pas détaillé ici car il s'agit d'une notion complexe).

avec s² produit de la longueur d'onde du faisceau utilisé et de la distance du film à la préparation.

En comparant avec un standard interne (en général de l'aluminium) on peut calculer les distances interréticulaires des minéraux observés par une formule appropriée.

L'avantage est donc de combiner l'observation microscopique à fort grossissement (de l'ordre de X 20 000 ) avec l'identification cristallographique.

Applications

A partir de coupes stratigraphiques de peintures de chevalet, des sections ultra-fines ont été pratiquées afin d'obtenir une préparation pour microscopie électronique à transmission : il est en effet nécessaire que le faisceau électronique traverse l'échantillon pour l'observation. Ceci nécessite une délicate opération de coupe avec un microtome spécial.

Sur la coupe observée, les grains de pigments peuvent être aisément différenciés des autres minéraux (quartz, calcite...) et des produits organiques.

Les pigments eux-mêmes peuvent être déterminés par l'analyse minéralogique en complément des observations morphologiques et des analyses élémentaires par spectrométrie X de dispersion d'énergie.