Elaboration par projection plasma d'un revêtement céramique sur ...

Chapitre III : Stratégie expérimentale et moyens utilisés au cours de l’étude
C.5.3.2. Microscopie optique et microscopie électronique à
balayage
La microscopie optique permet d’observer une surface par réflexion de la lumière. Pour cela,
une source lumineuse, dans le domaine du visible, éclaire la zone à observer d’un échantillon.
Cette surface réfléchit les photons qui, passant à travers différentes lentilles, fournissent une
image agrandie de la zone éclairée. Cependant afin d’avoir une assez bonne résolution, la
surface doit la plus plane possible afin de transmettre les photons dans une seule direction. Le
microscope utilisé dans l’étude est de type BX60M de marque OLYMPUS permettant des
grossissements allant de x10 à x500. La faible profondeur de champ et la résolution ne
permettent pas l’observation d’objet de taille inférieure à environ un micron.
La microscopie électronique à balayage (MEB) [186], est une technique basée sur les
principes de l’interaction rayonnement matière permettant l’obtention d’images hautes
résolutions. Le pouvoir de résolution dépend de la longueur d’onde utilisée et de la qualité des
lentilles grossissantes. Les microscopes électroniques n’utilisant plus de photons mais des
électrons ont donc des sources possédant une longueur d’onde beaucoup plus faible, et le
choix d’une source d’émission d’électrons adaptée permet d’obtenir pour un fort courant
d’émission une tache plus ou moins fine (notion de « brillance » de la source d’émission).
Dans le principe, une source émettant un faisceau d’électrons collimaté par des lentilles
électromagnétiques balaye la surface de l’échantillon à analyser où se produisent diverses
interactions détectées par des capteurs. Trois types d’interaction électrons matière créant des
ionisations de surface sont utilisés dans ces microscopes (cf. Figure C.5-1) et chacune
possèdent un détecteur associé :
Les électrons secondaires, correspondant aux électrons éjectés des couches
superficielles proches de la surface lors de l’interaction entre les électrons primaires
du faisceau et la matière. Ces électrons possèdent une faible énergie cinétique et
peuvent être facilement déviés sous une faible différence de potentiel, ce qui permet
d’en collecter un grand nombre et ainsi d’obtenir des images de bonne qualité avec un
bon rapport signal/bruit. Etant donné que ces électrons proviennent des couches
superficielles, ils sont très sensibles aux variations de la surface de l’échantillon et
permettent donc d’obtenir des informations sur la topographie de l’échantillon.
Les électrons rétrodiffusés, correspondant aux électrons résultant de l’interaction des
électrons du faisceau primaire avec des noyaux d’atomes de l’échantillon ; ils ont réagi
de façon quasi élastique. Ces électrons sont réémis dans une direction proche de leur
direction d’origine avec une faible perte d’énergie. De plus, ils sont sensibles au
numéro atomique des atomes constituant l’échantillon. En effet, les atomes de masse
atomique les plus lourdes réémettent plus d’électrons que ceux de masse atomique
- 130 -