A la découverte de

Au XVIIème siècle, notre vision du monde, de l’infiniment grand à l’infiniment petit, est profondément bouleverséepar les découvertes de Galilée, Jansen, Hooke, Van Leeuwenhoek... Grâce à leurs instruments d’optique, l’œil peut explorerdes univers qui lui étaient jusqu’alors inaccessibles, notamment celui de la microstructure des choses... Microscopia.

Aujourd’hui, chaque élève peut découvrir les bactéries, les cellules animales et végétales... en cours de sciences naturellesgrâce au microscope optique. L’image de l’objet, agrandie jusqu’à 1 000 fois, est formée par un système de lentilles quirecueille la lumière diffusée par l’objet éclairé. Il est ainsi possible de distinguer deux points séparés de seulement 0,2 millièmede millimètre (0,2 micromètre).

Mais pour observer l’infiniment petit comme les virus, les molécules ou les atomes, il faut utiliser un rayonnement de pluspetite longueur d’onde que celle de la lumière. En microscopie électronique, on utilise le rayonnement des électrons, ces particules qui gravitent autour du noyau des atomes. Avec cette technique, les objets étudiés prennent du relief etdeviennent spectaculaires.

■ Œuf de Medaka, poisson d’eau douce vivant en zone subtropicale.

Cette exposition de l’Espace des sciencesest réalisée à partir des clichés pris par leCentre de microscopie électronique à balayage de l’Université de Rennes 1.

Avec Microscopia, voyageons dans l’infinimentpetit et parcourons le monde des animaux.

Directeur de l’Espace des sciences : Michel Cabaret.Commissaires d’exposition : Hélène Tattevin, Philippe Hervé.Conseillers scientifiques : Jo Le Lannic, responsable du Centre de microscopieélectronique à balayage de l’Université de Rennes 1, Daniel Thomas, Directeur de recherche au CNRS, Biologie Cellulaire etReproduction, UPRES-A CNRS n° 6026, Université de Rennes 1.Nous remercions les chercheurs pour leur précieuse collaboration à cetteexposition, le Président de l’Université de Rennes 1, Jacques Lenfant, pour son soutien à ce projet et la Région Bretagne qui a permis l’acquisitionde l’équipement scientifique.

Exposition créée en 1997 et réactualisée en 2004

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Cette exposition a été financée par le Ministère de la Recherche, la Région Bretagne, la délégation Bretagne - Pays de la Loiredu Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et l’Université de Rennes 1.

La microscopie électroniqueTout a commencé en 1924 avec la découverte par Louis de Broglie de la nature ondulatoire des électrons.

C’est de cette découverte que découle la naissance de la microscopie électronique, inventée en 1931 par les physiciensallemands Knoll et Ruska.Le premier instrument a été construit en 1936 : c’est le microscope électronique à transmission, dont l’image provient dupassage des électrons à travers l’objet. C’est grâce à Knoll, Oatley et à un étudiant, McMullan, qu’un autre appareil, le microscope électronique à balayage, est apparu dans les années 1950. Cette fois, les électrons ne traversent pas l’objetmais sont réfléchis par sa surface. Les images obtenues montrent les détails microscopiques de la surface de l’objet.La résolution du microscope électronique à balayage peut atteindre 2 millionièmes de millimètre (2 nanomètres), soit centfois mieux que le microscope optique.

Comment ça marche?L ’utilisation d’électrons au lieu de photons nécessite un vide “parfait” dans tout l’espace où se déplacent

les électrons.

■ Le microscope électronique à balayage du Centre de microscopie électronique à balayagede l’Université de Rennes 1.

Canon àélectrons

Lentille

Lentille

Bobines

Échantillon Détecteurd'électrons

Écran T.V

Pompes

■ Coupe longitudinale de la colonne d’un microscope électronique à balayage.

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Les électrons sont produits et accélérésen haut de la colonne par le canon.L’accélération est obtenue par une tensionde 500 à 40 000 volts.

Le faisceau d’électrons est ensuiteréduit à un très fin “pinceau”, grâce àdes lentilles électromagnétiques, etvient balayer la surface de l’objet placéen bas de la colonne.

L’émission des électrons, arrachés à lasurface de l’objet ou repartant en sensinverse après avoir percuté l’objet, estrecueillie sur les côtés par les détec-teurs qui construisent l’image sur unécran TV.