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Accueil > Plateformes techniques > Géochimie > ICPMS

Moyens matériels

Les équipements hébergés au sein du bâtiment Recherche Géologie (bâtiment 22, UM, site Triolet) font partie intégrante de la Plateforme de Géochimie AETE-ISO de l’OSU OREME. Les équipements du pôle Terre-Matériaux-Organismes (bâtiment 22) se répartissent comme suit :

  • un spectromètre de masse à source plasma et haute résolution (HR-ICPMS, Thermo Fisher Element XR) ;
  • un spectromètre de masse quadripolaire à source plasma (Q-ICPMS, Agilent 7700x) ;
  • un système d’ablation laser (Plateforme GeoLas Q+ dotée d’un laser Excimer CompEx 102) ;
  • un ICP Optique (ICP-OES, Thermo Fisher iCAP 7400) ;
  • une fusionneuse automatisée à 6 positions pour la minéralisation des matériaux les plus réfractaires (Katanax X600).
    Fig 1 : Plasma d'argon (entre 5000 et 8000°C) généré par l'ICP-MS quadripôlaire
    Fig 1 : Plasma d’argon (entre 5000 et 8000°C) généré par l’ICP-MS quadripôlaire


Le spectromètre de masse Agilent 7700x (Figure 2) est un ICP-MS à filtre quadripôlaire installé en 2010 et dont la sensibilité est de l’ordre de 200 Millions de coups par ppm sur 115In. L’appareil est doté d’un système d’introduction direct des échantillons (kit HMI pour High Matrix Introduction) permettant d’analyser, sans dilution préalable, des échantillons sous forme liquide dont le taux de solide dissout dépasse largement les 1g/l (i.e. eau de mer).

Fig 2 : Spectromètre de masse à source plasma VG Plasmaquad II du Laboratoire ICP-MS
Fig 2 : Spectromètre de masse à source plasma VG Plasmaquad II du Laboratoire ICP-MS


Le spectromètre de masse Element XR (eXtended Range) est un ICP-MS à haute résolution et haute sensibilité (Figure 3). Il a été installé au sein du laboratoire au début de l’année 2007.

Fig 3 : Spectromètre de masse à source plasma Element XR
Fig 3 : Spectromètre de masse à source plasma Element XR


Ce spectromètre de masse est équipé d’un système à double focalisation : secteur magnétique et secteur électrostatique (Figure 4) qui permet de réaliser un balayage magnétique ou électrique du faisceau d’ions.

Fig 4 : Vue du secteur magnétique de l'Element XR
Fig 4 : Vue du secteur magnétique de l’Element XR


L’adjonction d’une cage de Faraday permet d’étendre la gamme dynamique de la machine à 109 cps. Il peut être utilisé à différentes résolutions de masse : basse (300), moyenne (4000) et haute (10 000), ce qui permet de séparer des ions ou molécules de masses très voisines (Figure 5).

Fig 5 : Séparation du 56Fe et du dimère d'Ar (40Ar16O) en moyenne résolution
Fig 5 : Séparation du 56Fe et du dimère d’Ar (40Ar16O) en moyenne résolution


Cette dernière caractéristique est particulièrement importante dans le domaine de l’analyse des éléments de transition. Enfin l’Element XR présente une très forte sensibilité (> 1 Milliard de coups par ppm sur 115In) ce qui permet l’analyse des éléments en traces et en ultra-traces dans la plupart des matériaux géologiques terrestres et extra-terrestres.

A la fin de l’année 2002, le laboratoire a acquis un système d’ablation laser consistant en une plateforme Microlas (Geolas Q+) qui associe un laser excimer CompEx 102 opérant dans l’ultra-violet profond (193 nm) à un système optique comprenant un homogéneïseur 18 x 18 lentilles et une platine motorisée (Figures 6 et 7).

Fig 6 : Vue d'ensemble de la plate-forme GeoLas Q+ et du laser excimer CompEx 102 (en orange)
Fig 6 : Vue d’ensemble de la plate-forme GeoLas Q+ et du laser excimer CompEx 102 (en orange)



Fig 7 : Vue de la partie avant du CompEx 102. Le périscope correspond à la sortie du faisceau laser qui est guidé vers l'atténuateur au dessus
Fig 7 : Vue de la partie avant du CompEx 102. Le périscope correspond à la sortie du faisceau laser qui est guidé vers l’atténuateur au dessus


L’une des particularité de ce type de laser est le bon couplage entre le faisceau photonique et l’échantillon cible. Ceci se traduit par une grande qualité d’ablation et la formation de cratères à bords verticaux et à fond plat (Figure 8).

Fig 8 : Exemple de cratère d'ablation laser réalisé à l'aide du CompEx 102. Le cratère (environ 50 microns de diamètre) présente des bords droits et un fond plat. Les conditions analytiques sont : ablation sous hélium durant 60 secondes à 5Hz et 15 J/cm2. La profondeur du cratère est d'environ 30 microns.
Fig 8 : Exemple de cratère d’ablation laser réalisé à l’aide du CompEx 102. Le cratère (environ 50 microns de diamètre) présente des bords droits et un fond plat. Les conditions analytiques sont : ablation sous hélium durant 60 secondes à 5Hz et 15 J/cm2. La profondeur du cratère est d’environ 30 microns.


L’ablation laser dans l’ultra-violet profond permet d’aborder avec succès l’analyse de minéraux translucides tels que le quartz ou le diamant.