Évaluation de l’Utilisation des Films Radiochromiques pour la Cartographie 3D de la Dose Déposée dans le Microscope Électronique

L’Institut des Matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN) réunit plus de 120 chercheurs, ingénieurs et personnels techniques autour de la conception et de la caractérisation de matériaux innovants. Ses recherches portent sur des applications variées, telles que le photovoltaïque, les piles à combustible, les batteries pour véhicules électriques, les nanotechnologies, ainsi que les matériaux pour l’optique et la photonique. L’Institut est organisé en plusieurs équipes spécialisées ; le(la) candidat(e) retenu(e) rejoindra l’équipe Physique des Matériaux et Nanostructures (PMN).

Laboratoire d’accueil : Institut des Matériaux de Nantes – Jean Rouxel

Durée préférentielle du stage : 6 mois, de février 2026 à fin Juillet 2026

Domaine scientifique et contexte : Le domaine de la microscopie in situ est en plein essor. Il offre une opportunité unique : observer en temps réel l’évolution des matériaux soumis à des stimuli externes (chaleur, contrainte mécanique, champ électrique) dans des conditions proches du réel. Toutefois, un défi important demeure : le faisceau d’électrons énergétiques utilisé pour l’imagerie peut aussi endommager l’échantillon et influencer les résultats. Pour garantir des expériences fiables et interpréter correctement les données, il est essentiel de savoir quelle quantité d’énergie est déposée dans l’échantillon, et comment cette énergie est repartie dans l’espace. Jusqu’à présent, ces informations proviennent principalement de simulations Monte Carlo, car il n’existe pas de méthode expérimentale simple pour les mesurer directement. Ce projet vise à combler cet écart, par l’utilisation de films radiochromiques, déjà largement utilisés dans le domaine médical pour mesurer la dose de radiation lors de traitement de radiothérapie. Comme cette technologie est maitrisée, elle pourrait également être adaptée pour étudier les caractéristiques du faisceau d’electrons en microscopie. En réutilisant une technologie de dosimétrie médicale établie dans un contexte scientifique innovant, ce projet ouvre la voie à des mesures plus précises et fiables pour la microscopie électronique in situ.

Objectifs : Le but de ce projet est d’évaluer des films radiochromiques commerciaux, utilisés en radiologie, peuvent être adaptés pour mesurer la dose délivrée par le faisceau d’electrons aux échantillons dans les microscopes électroniques à balayage (MEB) et en transmission (MET). Le ou la candidat(e) sélectionné(e) sera amené(e) à :

• Tester l’utilisation et la compatibilité des films commerciaux radiochromiques pour des mesures de dose dans le microscope électronique
• Etudier l’influence de la dose et du débit de dose sur la réponse du film (changement de couleur) et établir une corrélation.
• Evaluer la capacité des films à fournir une carte spatialement résolue de la dose en contrôlant le balayage du faisceau

Compétences développées :  Au cours du projet, l’étudiant(e) développera :

• Des compétences en préparation d’échantillons pour la microscopie
• Une expérience pratique de l’utilisation du MEB (et éventuellement MET)
• Des bases en programmation Python, pour contrôler le motif de balayage du faisceau
• Des connaissances fondamentales en interactions rayonnement-matière et les défis liés à la caractérisation utilisant des rayonnements ionisants.

Responsable(s) du stage (contact) :

Nom, prénom :  ABELLAN Patricia, VANDENBORRE Johan, KOTRONIA Antonia                                           

Etudiant(e) en Master 2 ou en 5^ème année de cursus ingénieur, avec une spécialisation en Physique, Chimie ou Science des Matériaux, ou domaine connexe.