Les instruments du réseau :

Le réseau SIMS regroupe les microsondes ioniques disponibles dans la communauté des Sciences de la Terre, qui sont aussi deux Instruments Nationaux de l’INSU. Les microsondes ioniques utilisent un faisceau d’ions primaires focalisé pour pulvériser la surface de l’échantillon analysé. La matière pulvérisée est ensuite analysée dans un spectromètre de masse. Ces instruments peuvent d’une part fournir des images 3D de la composition chimique et isotopique de l’échantillon analysé, avec une résolution latérale de 50 nm et une résolution en profondeur de quelques nm. Ils peuvent d’autre part réaliser des analyses élémentaires et isotopiques précises avec une très grande sensibilité et une grande résolution spatiale. Les microsondes ioniques permettent ainsi de réaliser des mesures élémentaires et isotopiques in situ dans les échantillons géologiques, naturels ou expérimentaux, avec des résolutions spatiales allant jusqu’à 50 nm pour les NanoSIMS. Ce sont des outils indispensables pour décrire la complexité, l’histoire et l’âge de nombreux échantillons en sciences de la terre et de l’univers.

Ce réseau regroupe 2 types d’instruments. Les SIMS, avec des microsondes à petit rayon, versatiles et multi-usages, et avec des microsondes ioniques à grand rayon (ou LG SIMS, pour Large Geometry SIMS), optimisées pour des mesures de grande précision à très haute résolution de masse. Les NanoSIMS, optimisées pour l’imagerie isotopique multi-élémentaire à haute résolution spatiale. Il s’agit d’instruments lourds, coûtant plusieurs M€. Ils nécessitent un environnement spécifique et en amont l’équipement nécessaire à la préparation des échantillons et à leur cartographie avant analyse. Ce sont des instruments qui peuvent s’inscrire très durablement dans le paysage. Ainsi la microsonde ionique Cameca IMS 1270 installée à Nancy en 1996 a bénéficié d’une jouvence majeure en 2015, lui donnant un niveau de performance tout à fait semblable aux instruments neufs, après 20 ans de service.

La distribution sur le territoire et le personnel affecté :

Les données produites :

Les données produites avec ces équipements sont de deux types : des images multi-élémentaires à haute résolution 3D, qui peuvent atteindre des grandes tailles (X Go), ou des données élémentaires et isotopiques ponctuelles, de volumes réduits sous la forme de feuille de calcul. La difficulté essentielle pour pérenniser ces données est la nécessité de les accompagner de deux jeux de métadonnées, d’une part les métadonnées sur les conditions analytiques et les matériaux de référence utilisés, pour pouvoir si nécessaire retraiter les données obtenues pour les insérer dans des grands jeux de données homogènes, d’autres part les métadonnées concernant le cadre de géologique de l’analyse, c’est à dire l’origine de l’échantillon analysé, sa description pétrographique, la position du point d’analyse. Le premier jeu de métadonnée est déjà conservé systématiquement avec les fichiers d’analyse sous le contrôle des opérateurs SIMS, le second doit être imposé aux utilisateurs.

Organisation et spécificités :

Deux instruments nationaux (IN) composent ce réseau : les LG-SIMS du CRPG de Nancy et le Nano-SIMS du MNHN de Paris. Le réseau SIMS s’est défini 3 missions principales.
La première mission est d’orienter les utilisateurs vers les instruments les plus appropriés à leur besoin, sachant que les instruments nationaux ont chacun mis en place des procédures d’accueil et de sélection des projets, et de participer à la formation des utilisateurs.
La seconde mission est de partager les dévelop-pements, protocoles analytiques et les savoirs faire acquis sur les différentes plateformes, pour qu’ils puissent bénéficier à tous. Ces échanges incluent aussi les développements instrumentaux à tester ou à mettre en œuvre sur les instruments, et les échanges avec leur constructeur, que ce soit pour des développements nouveaux ou les problèmes de maintenance / jouvence des instruments.
La troisième mission est le développement de matériaux de référence pour quantifier précisément les analyses élémentaires et analytiques. En effet, une difficulté majeure des analyses in situ par microsonde ionique est la nécessité de disposer pour chaque mesure de matériaux de référence de composition identique ou tout au moins proche de celle des échantillons. Cela implique de développer des collections de matériaux de référence homogène jusqu’à de très petites échelles, et bien caractériser par d’autres méthodes analytiques. Développer une collection de standards commune aux différentes plateformes représentera des gains de temps et d’efficacité très significatifs.