PUMA

PUMA (acronyme pour "Photons Utilisés pour les Matériaux Anciens") est une ligne de lumière de rayons X durs optimisée pour les communautés scientifiques des sciences du patrimoine, mais pas exclusivement réservée à celles-ci. Notre station terminale à microfaisceau offre une taille de faisceau de 5 (v) x 7 (h) µm², dans une gamme d'énergie allant de 4 à 22 keV. Les techniques expérimentales disponibles incluent la spectroscopie de fluorescence des rayons X (XRF), la spectroscopie d'absorption des rayons X (XANES), la diffraction des rayons X (XRD) et la spectroscopie de luminescence optique excitée par rayons X (XEOL).

La ligne de lumière PUMA a ouvert ses portes aux utilisateurs en février 2019. La ligne a été construite et optimisée pour la communauté des sciences du patrimoine, et la plupart des expériences utilisateur soumises proviennent des domaines de l'archéologie, de la paléontologie, des paléo-environnements, de l'histoire de l'art et des sciences de la conservation. Cependant, la ligne de faisceau est ouverte à tous les utilisateurs et a accueilli avec succès des expériences dans les domaines des sciences de l'environnement, des sciences de la Terre, de la biologie, de la matière mous et de la médecine. 

Notre instrument principal est une station à microfaisceau, qui produit une taille de faisceau de 5 µm (vertical) x 10 µm (horizontal). L'échantillon est typiquement monté dans une géométrie à 45 degrés par rapport au faisceau incident, avec le détecteur SDD pour le signal XRF à 90 degrés par rapport au faisceau incident. Un vidéo-microscope permet d'imager la surface de l'échantillon en permanence dans cette géométrie. L'image est calibrée sur la position du faisceau et permet d'aligner le surface de l'échantillon avec une précision de quelques micromètres par rapport au faisceau.

Un monochromateur à double cristal Si(111) avec une géométrie de sortie fixe permet de sélectionner l'énergie dans une plage de 4 à 22 keV. Un moniteur d'intensité en diamant à la sortie du système de miroir KB permet de surveiller en permanence l'intensité du faisceau. 

La spectroscopie de fluorescence des rayons X (XRF) et la spectroscopie d'absorption des rayons X (XANES) peuvent être réalisées en utilisant le SDD. Actuellement, il n'est pas possible de réaliser la spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) en mode transmission. 

Un détecteur à pixels hybrides (ImXpad) peut être monté derrière l'échantillon pour collecter les clichés de diffraction des rayons X uniquement en mode transmission. 
Le microscope peut être utilisé pour collecter le signal de luminescence optique excitée par rayons X (XEOL) de l'échantillon, soit en mode imagerie, en utilisant la caméra du microscope, soit en mode spectroscopie, en utilisant un spectromètre complet. 

Cette station prend en charge deux ensembles de platines motorisées pour l’échantillon : un ensemble de platines de haute précision avec une résolution submicrométrique pour des échantillons centimétriques et un ensemble d’axes plus grands pour des échantillons plus lourds mesurant des dizaines de centimètres de longueur. Tous les platines supportent des modes de balayage continu pour une acquisition rapide et sans distorsion. 

L'installation est en air, ce qui nous donne beaucoup de flexibilité pour monter différentes configurations. Si vous souhaitez apporter votre propre équipement à la ligne, veuillez contacter le personnel de la ligne. 

Une station de microtomographie 3D est actuellement en développement, mais pas encore disponible pour les utilisateurs.

La ligne a été construite et sera opérée en collaboration avec le laboratoire IPANEMA. Dans l'avenir, une partie de l'équipe de PUMA sera composée par des chercheurs et ingénieurs de cette unité. 

Remerciement

La construction de la ligne PUMA a été financée par la Région Île-de-France et par l’État français dans le cadre du CPER 2007—2013.
L’équipement de la station micro foyer appartient au CNRS. Il a été financée par l'equipex PATRIMEX dans le cadre des Investissements d'Avenir de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR).

Logiciels pour l'analyse de données

Sam's software package (analyse XRF, XAS, XRD) :

https://www.sams-xrays.com/