Plateforme de Microscopie

Ces microscopes sont équipés de fluorescence, contraste de phase et de polariseurs croisés pour l'observation et la caractérisation de matériaux. 

Une spécialité de nos activités en microscopie concerne l'analyse d'écoulements aux échelles micrométriques grâce à la conception des chambres milli- et micro- fluidiques (accés au plateau technique MicroFAB du LIPhy). Ces observations sont réalisées par  fluorescence grâce à des caméras de haute sensibilité (caméras Hamamatsu ORCA Flash) ou rapide (caméra Photron FASTCAM mini AX) et traitées avec des algorithmes d'analyse d'images  développés en interne. 

Rupture d'une microcapsule dans un écoulement extensionnel.

Ecoulement d'une suspension au sein d'un milieu poreux.

Le Laboratoire Rhéologie et Procédés héberge également un microscope confocal Nikon équipé d'une technologie spinning disc Yokogawa  permettant une imagerie rapide de plans discrets dans des échantillons ou des écoulements 3D. 

Reconstruction 3D d'une coque en pectine.

La microrhéologie passive consiste à quantifier le mouvement brownien de micro-particules dans un milieu dont on cherche à caractériser les propriétés rhéologiques.

Image confocale d’un liquide contenant des traceurs fluorescents (particules de 0.5 µm de diamètre) et vue agrandie d’une particule traceuse et de sa trajectoire brownienne

L’analyse du mouvement des particules permet de calculer leur déplacement quadratique moyen (MSD). Dans les liquides newtoniens, la viscosité peut être mesurée sur une large plage (de 10⁻³ Pa·s à 10 Pa·s). Dans les systèmes purement élastiques, le module élastique peut être mesuré dans une plage de 0,1 à 20 Pa. La plage de fréquences accessible s’étend de 0,1 à 20 Hz.

• Les avantages de la microrhéologie passive sont :
  • le très faible volume d’échantillon nécessaire,
  • la possibilité de caractériser des échantillons hétérogènes,
  • le suivi in-situ des propriétés rhéologiques.

Exemple de résultats de microrhéologie sur des échantillons de gel [D. Milian et al., Biomacromolecules 2023]. Tel que préparé, le gel est purement élastique, et les déplacements quadratiques moyens (MSD) sont uniformes et indépendants du temps. Après un pré-cisaillement, des microfissures deviennent visibles, et les particules traceuses situées dans ces microfissures présentent des MSD beaucoup plus élevés ainsi qu’un comportement diffusif. 

Nous sommes également équipés de notre propre montage de pince optique permettant de piéger des microparticules et d'exercer des forces de l'ordre de 1 à 100 pN sur elles permettant de manipuler des objets (globules rouges, levures) ou encore de réaliser des expérimentations de micro-rhéologie active. 

Un de nos rhéomètres (MCR 501, Anton Paar) est équipé d'un montage optique permettant de coupler mesure rhéométrique et observation de l'échantillon. 

Suspension de nano-cristaux de cellulose sous cisaillement. 

Nous collaborons également avec la Plateforme technologique de caractérisation des matériaux (CMTC) et le plateau de microscopie électronique du CERMAV pour l’étude morphologique et structurale de matière molle: Microscopie électronique à balayage / transmission (MEB / MET), diffraction des rayons X, spéctrométrie Raman, Tomographie.

Observation par microscopie électronique à balayage d'une fibre d'agrégats de protéines obtenue par co-injection.