Les microscopes sont de puissants appareils grâce auxquels nous pouvons observer des organismes, des objets ou des écosystèmes invisibles à l’œil nu. Les microscopes électroniques et optiques sont les deux principaux types de microscopes les plus sollicités aujourd’hui. À travers ce contenu, nous explorerons les différences notables entre ces deux modèles de microscopes et examinerons ensuite les avantages et inconvénients qu’ils peuvent avoir.
Les différents types de microscopes
Les microscopes sont des appareils d’optique qui sont doués pour fournir une image agrandie d’un objet de très petite taille. Deux types de microscopes sont les plus utilisés aujourd’hui à travers le monde :
- Le microscope optique ;
- Le microscope électronique.
En tête de liste, le microscope optique est connu également sous le nom de microscope à lumière visible. Il se sert d’un système optique pour éclaircir et agrandir l’image. Juste derrière le microscope optique en matière de popularité, le microscope électronique utilise un faisceau d’électrons pour produire une image. Beaucoup plus précis, il possède un pouvoir d’agrandissement largement supérieur à celui des microscopes optiques.
Que faut-il savoir sur les microscopes optiques ?
Très répandu, le microscope optique a une résolution limitée à 0,2 micron et peut agrandir l’objet que vous observez jusqu’à 1000 fois. Il est très souvent utilisé pour visualiser des objets à l’échelle microscopique, mais ses applications ne s’arrêtent pas là. Le microscope optique peut servir aussi à observer des objets plus petits.
Son principe consiste à utiliser une source de lumière pour illuminer l’objet et des lentilles pour le focaliser et ensuite le rendre visible. Pour offrir un meilleur agrandissement et une résolution plus élevée, les lentilles pourront être ajustées.
Que faut-il savoir sur les microscopes électroniques ?
Le microscope électronique utilise un faisceau d’électrons pour générer des images. Il peut agrandir des objets jusqu’à des milliers de fois et fournir une résolution extrêmement élevée. Les microscopes électroniques sont très utiles pour l’étude des molécules, des bactéries et des cellules. Ils peuvent servir également à étudier des matériaux à l’échelle nanométrique, ce qui n’est pas possible avec un microscope optique. Il existe différents types de microscopes électroniques :
Les microscopes électroniques à transmission
Les microscopes électroniques à transmission (MET) utilisent un faisceau d’électrons à haute tension émis par un canon à électrons. Ce faisceau d’électrons traverse l’échantillon en produisant différents types de rayonnements.
Les MET ont une résolution qui permet d’offrir une vue détaillée des différentes structures de l’échantillon analysé. Avec ces microscopes, on peut ainsi visualiser des organites intracellulaires, des cristaux ou des virus. Leurs domaines d’application sont :
- La métallographie : pour la caractérisation microstructurale des matériaux ;
- La nanotechnologie : pour étudier les atomes des matériaux et relever des données jusqu’à quelques dixièmes de nanomètres ;
- La biologie : immunomarquage, diffraction électronique, ultrastructure sur coupe de matériaux ou tissu vivant…
Les microscopes électroniques à balayage
Les microscopes électroniques à balayage (MEB) ou Scanning Electronmicroscopy (SEM) offrent un grossissement allant jusqu’à 1 000 000 de fois. Les MEB servent à visualiser les échantillons en relief. Ils fournissent des données précises sur la composition chimique et la morphologie d’un objet solide. Les faisceaux d’électrons sont transmis par un canon à électrons, et l’énergie est focalisée sur l’échantillon par des lentilles électromagnétiques.
Les microscopes électroniques à balayage permettent d’analyser aussi des échantillons humides ou non conducteurs. Dans ces cas, il vous faut choisir un modèle à pression variable. Les MEB sont utilisés dans divers domaines d’activité :
- En tribologie : pour cartographier des compositions chimiques des matériaux et pour effectuer des analyses dispersives ;
- En biologie : pour observer des micro-organismes ou étudier des cellules ;
- En science des matériaux : pour obtenir des informations compositionnelles, cristallographiques et morphologiques par caractérisation microstructurale des matériaux ;
- Dans l’industrie des semi-conducteurs : pour la caractérisation des microparticules qui contaminent la surface des tranches, pour le contrôle dimensionnel des unités de production ou pour la conception et la fabrication de composants.
Les microscopes électroniques par réflexion
Les microscopes électroniques par réflexion fonctionnent presque de la même façon que les MET : par l’incidence du faisceau d’électrons sur la surface de l’échantillon. Une fois réfléchi, le faisceau d’électrons est d’abord dispersé par élasticité avant d’être détecté par l’appareil. Cette technique est connue sous l’acronyme RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction). Elle est utilisée principalement pour analyser la microstructure des domaines magnétiques.
Les microscopes électroniques numériques
Les microscopes électroniques numériques fonctionnent à l’aide d’un système optique tourné autour d’une caméra numérique. Ce type de microscope se connecte à un ordinateur, ce qui lui permet d’afficher les images en temps réel. Il existe deux modes de connexion avec l’ordinateur : VGA et USB.
La plage de grossissement des microscopes électroniques numériques se situe entre 20 X et 7 000 X. Ils sont utilisés surtout dans les domaines nécessitant une inspection ou une analyse rapide d’objets microscopiques. On peut citer par exemple :
- L’industrie de la fabrication : inspection des reports de puce et inspection des broches de connecteur ;
- La paléontologie et l’archéologie : pour la réalisation d’analyses sur le terrain ;
- La joaillerie : pour la réparation ou la réalisation de bijoux ;
- L’industrie automobile : pour l’inspection des plaquettes de frein.
Quels sont les paramètres qui distinguent le microscope électronique du microscope optique ?
La principale différence entre le microscope électronique et le microscope optique se trouve dans leur méthode d’agrandissement et d’illumination. Le microscope électronique utilise un faisceau d’électrons pour illuminer l’objet d’étude, tandis que le microscope optique utilise la lumière visible pour l’éclairer. De plus, le microscope électronique peut dépasser des agrandissements de plus de 100 000x, tandis que le microscope optique peut agrandir jusqu’à 1000x. Généralement plus petits et moins complexes, les microscopes optiques sont généralement plus portables et plus abordables que les microscopes électroniques.
Pour conclure, il faut retenir que les microscopes électroniques et optiques sont des équipements essentiels pour l’observation de petits objets. Chacun d’eux possède ses propres avantages et inconvénients.
Les microscopes optiques sont généralement plus portables et moins chers, mais ils offrent un agrandissement et une résolution inférieurs à ceux des microscopes électroniques. Le choix dépendra donc de vos besoins spécifiques en matière de visualisation.
