Les mesures ont été effectuées en transmission par un faisceau de rayon X produit par un générateur Siemens K760, de longueur d’onde Co Kα, c’est-à-dire 1,789.10−1nm, rendu monochromatique par un filtre de fer. Le
faisceau d’une puissance de 45kV, à 25mA est rendu ponctuel par un collimateur de 1mm de diamètre. La détection est faite par un compteur linéaire.
Les échantillons testés ont été le fil de Bombyx mori dévidé et décreusé, le fil industriel décreusé, le fil de Bombyx mori race Nistari décreusé, le fil de Bombyx mori race Nistari modifié génétiquement décreusé. La soie d’araignée n’a pu donner de résultats concluant par manque de matière. En effet, la mesure de l’intensité du rayon diffracté, à cette puissance, nécessite un volume de matière de plusieurs centaines de micromètres. Les fibres sont alignées autant que possible manuellement et fixées entre deux cadres cartonnés.
2.5.1 Diffraction aux rayons X sur film
Les mesures de diffraction aux rayons X sur film, également appelé de Debye Scherrer en chambre plane, ont été effectuées avec des films de 125ASA. Les rayons diffractés sont récupérés sur un film photographique pen- dant un temps de pose de deux heures. Pour obtenir l’information en angle2θ, il faut donc faire une conversion, voir l’équation2.1.
Angleplan(2θ) = Arctan(
D 2.L).
180
π (2.1)
Où, D est la distance entre les deux tâches du plan étudié symétriques par le centre et L est la distance entre la source et l’échantillon.
Pour ce faire, les négatifs ont été scannés et étudiés par analyse d’image. Durant cette analyse, l’image peut subir une rotation pour s’assurer une symétrie planaire en Z. Alors, une ligne de pixel est analysée pour que les pics présents sur la ligne soient parfaitement symétriques. Une fois la rotation fixée, il faut trouver le centre de la diffraction. Pour cela, plusieurs lignes en Y et en Z ont été utilisées et la position en pixel notée pour des points de même intensité. La moyenne de ces positions donne la position du centre. Ces données permettent de traiter l’information et d’obtenir une cartographie en ϕ et 2θ des films photographiques.
Ce type de mesure a l’avantage d’être moins restrictive au niveau de la forme de l’échantillon. Ainsi, par exemple, l’échantillon n’a pas à être parfaitement plan, ce qui a permis d’obtenir une réponse de la fibroïne extraite de la glande séchée.
2.5.2 Diffraction aux rayons X par Wide Angle X-ray Scattering
L’autre possibilité est d’utiliser un goniomètre afin d’obtenir l’information relative à l’intensité des rayons diffractés. Cet instrument se déplace alors en angle2θ par pas de 0,032˚, avec une durée de une seconde par pas, depuis 15˚ jusqu’à 75˚ en mesurant l’intensité diffractée. Pour obtenir les informations en fonction de l’angle ϕ, il a alors été développé au sein du laboratoire un porte échantillon permettant une rotation des fibres avec précision dans le plan Y Z, selon l’angle ϕ.
L’utilisation d’un goniomètre limite le nombre de données car ces expérimentations nécessitent du temps, à faire et à interpréter, mais elles permettent une plus grande précision de mesure comparé aux films.
Le goniomètre, un Brucker D500, fournit les données grâce au logiciel Diffrac. Ces données sont traitées par le logiciel Eva afin d’extraire le bruit de fond, et linéariser la ligne de base. Ainsi, un facteur de transmission a été mesuré en comparant une intensité de comptage avec et sans échantillon, voir tableau2.2. La formule2.2a alors été utilisée, l’épaisseur de l’échantillon étant constante ainsi que le temps de comptage.
Echantillon Epaisseur (mm) Facteur de transmission
Bombyx mori, dévidé 0,380 1,295
Bombyx mori, décreusé 0,253 1,173
Fil industriel, décreusé 0,368 1,219
Race Nistari, décreusé 0,416 1,260
Race Nistari génétiquement modifiée, décreusé 0,320 1,152
TAB. 2.2 – Mesures des facteurs de transmission
Signaltraite= Signalinitial− F acteurtransmission.Signalblanc (2.2)
Le signal initial est celui obtenu par le goniomètre et le signal blanc est celui-ci obtenu sans échantillon, il représente le bruit notamment produit par la diffraction de l’air. Le signal traité est analysé en séparant les pics en utilisant le logiciel Topas. Le processus de séparation est décrit dans le chapitre4.
2.5.3 Diffraction aux rayons X par Small Angle X-ray Scattering
La diffraction des rayons X aux petits angles (SAXS) permet d’atteindre de plus petits angles 2θ et donc de plus grandes longueurs de cohérences. Cependant, il n’a pas été possible d’obtenir de résultats satisfaisants grâce à cette méthode. En effet, il a été décrit dans la littérature que le signal de diffraction aux petits angles est très faible et nécessite de longs temps d’exposition. A tel point que le type d’équipement présent au laboratoire n’est pas approprié pour ce type d’expérimentations, il faudrait faire appel à un synchrotron [Yang 97] [Mill 00].
2.6 Spectrométrie RAMAN
La spectroscopie Raman consiste en l’irradiation d’un matériau par une lumière cohérente monochroma- tique (LASER), les longueurs d’onde allant classiquement de l’UltraViolet à l’InfraRouge, menant à l’émission de photons de longueur d’onde différente, voir figure 2.10. Les photons diffusés à la même longueur d’onde forment une raie Rayleigh. L’effet Raman mène à un changement de longueur d’onde de certains photons posi- tivement ou négativement, les raies Stokes et anti-Stokes, ce changement de longueur d’onde est dépendant de la fonction chimique excitée. Ainsi, les longueurs d’ondes Stokes observées sont dépendantes de la nature et de l’arrangement des liaisons chimiques constituant la matière.
✒✑ ✓✏ ❍ ✟�� ❄ ✻ ❄ ❅❅❘ ��✒ � � ✠ ❅ ❅ ■ ✲ ✛ CCD Fibre Objectif ✲ λ = 514nm (a) ✟ ✟ Rayleigh Raman
(Stokes) (anti-Stokes)Raman ν0− νv ν0 ν0+ νv
Fréquence (ν) (b)