-1- « Dispositif de mesure d'un degré de désalignement et procédé d'utilisation dudit dispositif »
Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane (par exemple une membrane polymère) et alignés principalement selon une direction prédéterminée ou selon un plan prédéterminé.
Elle concerne aussi un procédé d'utilisation dudit dispositif de mesure. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui des mesures de degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane de grande dimension, en particulier des membranes présentant une ou deux dimensions latérales supérieures à 2mm.
Etat de la technique antérieure On connaît différents modes de réalisation de dispositif de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane et alignés principalement selon une direction prédéterminée ou selon un plan prédéterminé. Un mode de réalisation privilégié selon l'art antérieur comprend - des moyens d'émission d'un faisceau de rayons X se propageant selon un axe de propagation, - des moyens pour recevoir un plan de membrane dans lequel est contenue la membrane plane, de façon que l'axe de propagation soit contenu dans le plan de membrane et - des moyens de détection, servant à mesurer un faisceau diffusé correspondant à la diffusion, sous l'influence des objets contenus dans la membrane, du faisceau de rayon X incident sur la membrane. On peut ensuite, à partir de la figure de diffusion, retrouver le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. Ce mode de réalisation ne permet cependant pas de mesurer un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane, lorsque les 2969749 -2- dimensions de la membrane dépassent une certaine limite, par exemple une longueur de icm, 4mm, ou même Imm. Plusieurs difficultés rendent alors la mesure impossible : - la longueur de membrane traversée par le faisceau de rayons X est telle que l'absorption des rayons X par la membrane devient problématique : l'intensité lumineuse au niveau des moyens de détection peut devenir trop faible en comparaison de la sensibilité des moyens de détection, ou seulement une portion de la membrane est effectivement mesurée, celle qui reçoit les rayons X en premier; - l'analyse de la figure de diffusion ne permet pas de retrouver facilement le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane, différentes figures de diffusion correspondant à différents emplacements le long de la membrane étant 15 mélangées au niveau des moyens de détection. - la membrane peut être trop grande et impliquer de reculer trop le détecteur, empêchant alors de mesurer les faisceaux diffusés à des angles suffisamment grands (la largeur du détecteur étant fixée), 20 - le faisceau diffusé peut être trop élargi selon la direction radiale sur le détecteur On peut s'affranchir de ces difficultés en découpant une membrane de grande taille en fines tranches, pour analyser ensuite chaque tranche. L'inconvénient est bien sûr que la membrane étudiée est détruite. 25 Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de mesure non destructive d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane et alignés principalement selon une direction prédéterminée ou selon un plan prédéterminé, qui ne présente pas les limitations de l'art antérieur. 30 En particulier, un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane, permettant d'obtenir de bons résultats même pour de grandes membranes (par exemple présentant une dimension latérale supérieure à 1mm, icm, 50cm, ou même lm) sans avoir à détruire ces 35 membranes. 5 10 -3- Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé d'utilisation du dispositif de mesure selon l'invention, ainsi qu'un produit programme d'ordinateur agencé pour exécuter les étapes du procédé selon l'invention lorsqu'il est exécuté dans un ordinateur.
Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un dispositif de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane et alignés principalement selon une direction prédéterminée ou selon un plan prédéterminé, le dispositif de mesure comprenant : - des moyens d'émission d'un faisceau de rayons X se propageant selon un axe de propagation, - des moyens de détection du faisceau de rayons X pour mesurer un faisceau diffusé après traversée de la membrane, - un support pour recevoir la membrane, situé entre les moyens d'émission et les moyens de détection. Le support est agencé pour recevoir la membrane de façon à ce que l'axe de propagation ne soit pas contenu dans un plan de membrane, le plan de membrane formant un angle a non nul avec l'axe de propagation.
L'angle a, compris entre 0 et 90°, peut être défini comme le complémentaire de l'angle entre l'axe de propagation et la normale à la membrane à l'intersection entre la membrane et l'axe de propagation. La normale à la membrane est avantageusement la normale au plan de membrane.
La membrane est de manière préférentielle plane : dans ce cas le plan de membrane correspond au plan dans lequel la membrane est entièrement située (le plan de la membrane). La membrane peut ne pas être plane : dans ce cas le plan de membrane correspond au plan tangent à la membrane, au niveau de l'intersection entre le faisceau de rayons X émis par les moyens d'émission, et la membrane. On dit que les objets sont alignés principalement selon une direction prédéterminée ou selon un plan prédéterminé. Ils peuvent par exemple être alignés principalement selon la direction 35 prédéterminée qui est la perpendiculaire à la surface de la membrane : ils 2969749 -4- sont perpendiculaires à la surface de la membrane à un angle 0 près, où 0 est un angle exprimé par exemple en degrés. Ils peuvent par exemple être alignés principalement selon un plan prédéterminé qui est le plan parallèle à la surface de la membrane : ils sont 5 parallèles à la surface de la membrane à un angle 0 près, où 0 est un angle exprimé par exemple en degrés. D'une façon générale, les objets sont donc alignés selon un certain angle dans un référentiel donné, à un angle 0 près, où 0 est un angle exprimé par exemple en degrés. 10 Le degré de désalignement K des objets contenus dans la membrane est donné par la largeur d'une fonction de distribution des orientations 0 prises sur tous les objets (de la portion de membrane traversée par le faisceau de rayons X). K est compris entre 0° et 90°, de préférence entre 0° et 30° par exemple. 15 Les objets dans une membrane peuvent être formés par des feuillets alignés principalement parallèlement à la surface de la membrane, par des creux longilignes alignés principalement perpendiculairement à la surface de la membrane, par des tubes alignés principalement perpendiculairement à la surface de la membrane, etc. 20 Lorsque les objets sont des cylindres de diamètre petit par rapport à leur longueur (par exemple un rapport 1000), on peut parler d'objets unidimensionnels. Le faisceau de rayons X désigne avantageusement un faisceau de rayons lumineux dont la longueur d'onde est comprise entre 5pm et 1Onm. 25 Les moyens de détection sont placés avantageusement transverses par rapport au plan de référence. Le faisceau de rayons X incident sur la membrane peut se répartir en trois composantes après avoir traversé au moins une partie de la membrane : 30 - un faisceau transmis : c'est la portion du faisceau incident qui n'est pas déviée de sa trajectoire rectiligne après avoir traversé au moins une partie de la membrane, notamment la portion de membrane se trouvant sur le trajet du faisceau de rayons X émis par les moyens d'émission ; 2969749 -5- - un faisceau diffusé : c'est une portion du faisceau incident qui est déviée de sa trajectoire rectiligne après avoir traversé au moins une partie de la membrane. La diffusion des rayons X est un phénomène bien connu de l'homme du métier. 5 Si les objets sont pleins, les centres diffuseurs sont par exemple des atomes des objets contenus dans la membrane, atomes arrangés de façon périodique ou non dans l'espace. Si les objets sont en creux, les centres diffuseurs peuvent être formés par ces zones vides d'atomes, arrangées de façon périodique ou non 10 dans l'espace. Les ondes diffusées issues de chaque centre diffuseur peuvent interférer entre elles. On peut alors parler de diffraction, qui est un cas particulier de la diffusion ; - un faisceau absorbé : c'est la portion du faisceau incident qui est 15 absorbée par le milieu traversé entre les moyens d'émission et les moyens de détection. Dans certains cas, une partie du faisceau absorbé est restituée sous forme d'émission d'un signal de fluorescence. L'étude du signal de fluorescence peut donner des informations sur la composition notamment chimique du milieu 20 traversé. Le support est situé entre les moyens d'émission et les moyens de détection : l'étude est donc faite en transmission. La membrane étudiée peut présenter une surface supérieure à par exemple 2cm sur 2cm, 4cm sur 10cm, 15cm sur 15cm, 20cm sur 30cm, lm 25 sur 2m, etc. On réalise ainsi un dispositif de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane permettant de mettre en oeuvre une mesure basée sur l'analyse d'une figure de diffusion. La mesure est non destructive, peu importent les dimensions de la membrane. 30 Cette figure de diffusion peut être mesurée directement avec un détecteur bidimensionnel ou reconstruite en déplaçant un détecteur ponctuel ou linéaire. On étudie uniquement une portion de membrane, qui est l'intersection entre le faisceau de rayons X et la membrane. 2969749 -6- La longueur de membrane traversée par le faisceau de rayons X se limite à cette portion de membrane : les dimensions de l'ensemble de la membrane ne sont donc plus problématiques notamment eu égard à l'intensité lumineuse du faisceau diffusé de rayons X arrivant au niveau des 5 moyens de détection. Seule cette portion de membrane est traversée par le faisceau de rayons X : le faisceau diffusé mesuré par les moyens de détection correspond à cette seule portion. Une analyse dudit faisceau diffusé est donc particulièrement rapide et facile à mettre en oeuvre même pour des 10 membranes de grandes dimensions. Seule une portion de membrane est située entre les moyens d'émission et les moyens de détection : il n'est donc pas nécessaire de reculer le détecteur, et le faisceau diffusé n'est pas élargi selon la direction radiale du détecteur. 15 La présente invention résout ainsi l'ensemble des problèmes techniques de l'art antérieur. De préférence, le dispositif de mesure selon l'invention est tel que le plan de membrane peut être défini par deux axes dont l'un au moins est perpendiculaire à l'axe de propagation. 20 L'orientation dans l'espace du plan de membrane par rapport à l'axe de propagation est en général définie par deux angles. Si on fixe l'un de ces angles à 90°, ladite orientation peut être définie alors entièrement par l'angle a. Avantageusement, un seul des axes définissant le plan de membrane 25 est perpendiculaire à l'axe de propagation. L'angle a peut être compris entre 20° et 80° ou entre 10° et 80°. Plus particulièrement, l'angle a peut être compris entre 50° et 70°. Avantageusement, le dispositif de mesure selon l'invention comprend des moyens de mesure de l'intensité d'un faisceau transmis par la 30 membrane. On peut ainsi estimer une densité des objets dans la membrane. La membrane peut être plane et contenue dans le plan de membrane. Les moyens de mesure de l'intensité du faisceau transmis par la membrane peuvent comprendre une photodiode placée sur le chemin optique du faisceau transmis par la membrane (c'est-à-dire derrière la portion de membrane située sur le chemin optique du faisceau de rayons X 2969749 -7- émis par les moyens d'émission, et devant les moyens de détection). On peut ainsi à la fois effectuer la mesure d'intensité du faisceau transmis par la membrane, et arrêter le faisceau transmis par la membrane avant qu'il n'atteigne les moyens de détection. En effet, le faisceau transmis par la 5 membrane peut présenter une intensité bien plus élevée que le faisceau diffusé, et ainsi aveugler les moyens de détection (c'est-à-dire que l'intensité du faisceau transmis peut être telle qu'en comparaison, l'intensité du faisceau diffusé est trop faible pour être détectée avec précision ou que les moyens de détection sont détériorés). 10 Le dispositif de mesure peut comprendre des moyens de mesure d'un signal de fluorescence émis par la membrane en réponse au faisceau émis par les moyens d'émission. Le faisceau émis par les moyens d'émission est partiellement absorbé par le milieu traversé, notamment la portion de membrane se trouvant sur le trajet dudit faisceau. Cette portion de 15 membrane peut émettre en retour un signal de fluorescence caractéristique d'au moins un composé chimique présent dans la membrane. On peut ainsi effectuer une analyse chimique de la composition de la membrane. Le signal peut être représentatif de la concentration d'un composant donné, par exemple le fer. 20 De préférence, les moyens de mesure d'un signal de fluorescence sont agencés pour travailler en réflexion, c'est-à-dire du côté des moyens d'émission par rapport à la portion de membrane traversée par le faisceau incident. Le support selon l'invention peut comprendre des moyens pour 25 déplacer la membrane. Avantageusement, le support selon l'invention peut comprendre des moyens pour déplacer la membrane selon au moins une translation dans le plan de membrane. Ainsi, l'orientation du plan de membrane par rapport à l'axe de propagation reste constante. Par exemple, l'angle a reste constant. 30 On peut ainsi étudier la membrane en toute une série de points. La membrane est de préférence fixe pendant une mesure, puis elle est déplacée en vue de la mesure suivante. Il n'est alors pas nécessaire, pour chaque point, de relever la valeur de l'orientation du plan de membrane par rapport à l'axe de propagation (par 35 exemple la valeur de l'angle a), en tant que paramètre pour calculer un 2969749 -8- degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane, puisque cette orientation reste constante pour toutes les mesures. Le temps de traitement est donc diminué. L'invention concerne aussi un procédé pour utiliser le dispositif de 5 mesure selon l'invention. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - on mesure un signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion formée par le faisceau diffusé ; - pour l'orientation de la membrane choisie telle que l'axe de 10 propagation ne soit pas contenu dans le plan de membrane (en particulier pour la valeur de l'angle a non nul choisie), on détermine le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane en reliant une mesure sur la figure de diffusion avec le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. 15 Alors que dans l'art antérieur l'axe de propagation était contenu dans le plan de membrane (et l'angle a choisi était nul), le procédé selon l'invention prend en compte un paramètre supplémentaire puisque l'orientation du plan de membrane par rapport à l'axe de propagation, notamment la valeur de l'angle a non nul choisie, peut prendre une infinité de valeurs. 20 La mesure d'un degré de désalignement obtenue concerne la portion de membrane traversée par le faisceau de rayons X. La figure de diffusion peut désigner les différentes intensités relevées par les moyens de mesure et correspondant au faisceau diffusé. Il peut s'agir en particulier d'une figure de diffraction. 25 Pour relier une mesure sur la figure de diffusion avec un degré de désalignement des objets contenus dans la membrane, on peut effectuer un calcul en prenant en compte notamment la valeur de a déterminée non nulle. Ce calcul est basé sur la théorie de la diffusion et de la diffraction. On peut aussi réaliser une base de données regroupant des couples 30 {mesure sur la figure de diffusion ; degré de désalignement des objets contenus dans la membrane}. Les degrés de désalignement peuvent alors être des valeurs expérimentales et/ou obtenues par des calculs théoriques. On utilise ensuite les valeurs de cette base de données pour relier rapidement une mesure sur la figure de diffusion avec un degré de 35 désalignement des objets contenus dans la membrane. Les valeurs de cette 2969749 -9- base de données peuvent être des valeurs discrètes. On peut aussi extrapoler un modèle mathématique à partir des valeurs discrètes pour obtenir un continuum de valeurs. Selon un premier mode de réalisation avantageux, le procédé selon 5 l'invention peut comprendre les étapes suivantes : - pour la mesure du signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion formée par le faisceau diffusé, on mesure un signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion aux petits angles du faisceau après traversée de la membrane, 10 - pour relier la mesure sur la figure de diffusion avec le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane : - on mesure la forme de la figure de diffusion, - pour l'orientation de la membrane choisie telle que l'axe de propagation ne soit pas contenu dans le plan de membrane (en 15 particulier pour la valeur de l'angle a non nul choisie), on détermine le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane en reliant cette forme avec le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. Lors d'une étape préliminaire, on place les moyens de détection à 20 distance de la membrane, pour mesurer une figure de diffusion aux petits angles. Ce premier mode de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas de structures mal organisées ou présentant des longueurs caractéristiques assez grandes, c'est-à-dire comprises entre 5nm et 100nm , 25 que l'on considère homogènes. La figure de diffusion aux petits angles désigne ici la répartition d'intensité correspondant à la diffusion des rayons X aux petits angles. La diffusion des rayons X aux petits angles est aussi désignée par l'expression SAXS pour l'anglais « small angle X-ray scattering ». Cette 30 technique bien connue de l'homme du métier permet d'étudier les propriétés structurales des matériaux sur une échelle allant typiquement de 5nm à 100nm. Selon un second mode de réalisation avantageux, le procédé selon l'invention peut comprendre les étapes suivantes : 2969749 -10- - pour la mesure du signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion formée par le faisceau diffusé, on mesure un signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion aux grands angles du faisceau après traversée de la membrane, 5 - pour relier la mesure sur la figure de diffusion avec le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane : - on mesure une dimension caractéristique d'un pic de la courbe représentant la variation d'intensité d'une raie de la figure de diffusion, en fonction de la direction du faisceau diffusé pour un angle 10 de diffusion constant, - pour l'orientation de la membrane choisie telle que l'axe de propagation ne soit pas contenu dans le plan de membrane (en particulier pour la valeur de l'angle a non nul choisie), on détermine le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane en 15 reliant cette dimension caractéristique avec le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. Lors d'une étape préliminaire, on place les moyens de détection à proximité de la membrane, pour mesurer une figure de diffusion aux grands angles. 20 Ce second mode de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas de structures cristallines. La figure de diffusion aux grands angles désigne ici la répartition d'intensité correspondant à la diffusion des rayons X aux grands angles. On peut utiliser une technique connue de l'homme du métier, aussi 25 appelée diffractométrie de rayons X. On peut mesurer un signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion aux grands angles du faisceau après traversée de la membrane, en particulier un signal d'intensité correspondant à une raie de diffraction sensible à l'inclinaison de la membrane selon l'angle a non nul. 30 Un pic peut désigner une portion de courbe de la variation d'intensité, comprenant un maximum d'intensité. Une dimension caractéristique d'un pic de la courbe représentant la variation d'intensité d'une raie de la figure de diffusion est de préférence la largeur à mi-hauteur de ce pic. 2969749 -11- On peut considérer comme un maximum d'intensité le maximum absolu et tout maximum local de la courbe supérieur ou égal à 50% par exemple du maximum absolu. On peut par exemple définir le minimum absolu du signal d'intensité : 5 mabs- La mi-hauteur d'un pic d'intensité correspond alors H= (M- mabs)/2+ mabs, avec M la valeur du maximum dudit pic d'intensité. La largeur à mi-hauteur du pic d'intensité correspond à la différence entre les deux valeurs d'abscisses ayant pour ordonnée la mi-hauteur du 10 pic, et entourant l'abscisse correspondant audit maximum d'ordonnée M. Selon ce second mode de réalisation, on peut choisir comme membrane des nanotubes de carbone multiparois imprégnés dans un polymère et mesurer un signal d'intensité correspondant à la raie de diffraction 002. (Le signal d'intensité correspond avantageusement à ladite 15 courbe représentant la variation d'intensité d'une raie de la figure de diffusion en fonction de la direction du faisceau diffusé pour un angle de diffusion constant.) La raie de diffraction 002 désigne la première harmonique parmi les différentes raies de diffraction, correspondant à la distance interparoi des 20 nanotubes de carbone multiparois, lorsque la distance interparoi est approximativement constante. La désignation d'une raie de diffraction par trois chiffres fait référence aux familles de plans réticulaires (hkl) en cristallographie, où h, k et 1 sont des chiffres entiers. Avantageusement, on choisit comme membrane au moins une 25 membrane parmi : - une membrane formée par des nanotubes d'alumino-silicate imprégnés dans un polymère ou une céramique ou non-imprégnés ; - une membrane formée par des nanofils métalliques imprégnés dans un polymère ou une céramique ou non-imprégnés ; 30 - une membrane formée par des nanotubes d'oxyde de titane imprégnés dans un polymère ou une céramique ou non-imprégnés ; - une membrane formée par des nanotubes de carbone mono ou multiparois imprégnés dans un polymère ou une céramique ou non-imprégnés ; 35 - une membrane formée de tubes traversants vides ; 2969749 -12- - une membrane formée de feuillets, - une membrane formée de feuillets d'argile parallèles au plan de la membrane. On voit que l'invention s'applique à des géométries tubulaires (tubes) 5 comme à des géométries planaires (feuillets). De préférence, on détermine l'orientation de la membrane, et en particulier l'angle a, en fonction de la précision souhaitée sur la mesure de degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. Pour avoir une bonne précision, il faut qu'un pic d'intensité soit le plus 10 fin possible. Or, plus l'angle a est petit, plus le pic d'intensité est fin. Avantageusement, on détermine l'orientation de la membrane, et en particulier l'angle a, en fonction d'une première approximation du degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. Cette première approximation peut par exemple être fournie par un fabricant de la 15 membrane contenant les objets. Par ailleurs, plus le degré de désalignement est petit, plus le pic d'intensité est fin. On peut déterminer l'orientation de la membrane, et en particulier l'angle a, en fonction d'une contrainte d'encombrement. 20 Avantageusement, on détermine l'orientation de la membrane, et en particulier l'angle a, en fonction de l'encombrement de la membrane. Plus l'angle a est élevé, moins le dispositif selon l'invention est encombrant pour des dimensions de membrane fixées. Dans la pratique, on peut réaliser un compromis pour obtenir la 25 précision souhaitée, en minimisant l'angle a tout en respectant des contraintes d'encombrement du dispositif selon l'invention (un angle a proche de 90° limite l'encombrement total du dispositif selon l'invention). En fonction d'une première approximation du degré de désalignement et de la précision souhaitée sur la mesure de degré de désalignement, on 30 peut choisir une valeur adéquate pour l'angle a. Le procédé selon l'invention peut comprendre les étapes suivantes : on effectue au moins une fois les étapes suivantes : - on détermine le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane en un point de la membrane, 2969749 -13- - on déplace la membrane selon au moins une translation dans le plan de membrane, - on détermine le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane en un autre point de la membrane, puis 5 - on réalise une cartographie des degrés de désalignement des objets contenus dans la membrane pour chaque point étudié de la membrane. On peut aussi réaliser une cartographie des mesures de l'intensité du faisceau transmis par la membrane, pour chaque point étudié de la 10 membrane. La cartographie peut correspondre dans ce cas à une cartographie d'une densité d'objets dans la membrane. On peut aussi réaliser une cartographie des mesures du signal de fluorescence émis par la membrane, pour chaque point étudié de la membrane. La cartographie peut correspondre dans ce cas à une 15 cartographie d'une concentration dans la membrane d'un élément chimique donné, par exemple le fer, ou de plusieurs éléments chimiques donnés. On peut déplacer la membrane dans le plan de membrane, pour une membrane plane. On peut déplacer la membrane dans le plan tangent à la membrane au 20 niveau de l'intersection entre l'axe de propagation et la membrane, pour une membrane non plane. L'invention concerne aussi un produit programme d'ordinateur agencé pour exécuter les étapes du procédé selon l'invention lorsqu'il est exécuté dans un ordinateur, en particulier les étapes de mesure d'un signal 25 d'intensité correspondant à une figure de diffusion et de détermination du degré de désalignement des objets contenus dans la membrane.
Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la 30 lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1A illustre une vue schématique de côté d'un dispositif selon l'art antérieur de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane de petite taille ; 2969749 -14- - la figure 1B illustre une vue schématique de dessus d'un dispositif selon l'art antérieur de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane de petite taille ; - la figure 1C illustre une vue schématique de dessus d'un dispositif selon 5 l'art antérieur de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane de grande taille ; - la figure 2A illustre une vue schématique de côté d'un dispositif selon l'invention de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane ; 10 - la figure 2B illustre une vue schématique de dessus d'un dispositif selon l'invention de mesure d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane, - la figure 3 illustre une vue en perspective d'une membrane pouvant être étudiée grâce au dispositif selon l'invention, 15 - la figure 4 illustre une vue en perspective des parois d'un nanotube de carbone multiparois, - la figure 5 illustre une figure de diffraction aux grands angles obtenue dans un dispositif selon l'art antérieur, - la figure 6 illustre une figure de diffraction aux grands angles obtenue 20 dans un dispositif selon l'invention, - la figure 7 illustre un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 8 illustre un second mode de réalisation de dispositif selon l'invention et son environnement informatique, 25 - la figure 9 illustre une courbe d'un degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane en fonction d'une mesure sur une figure de diffraction correspondante, pour deux valeurs différentes de l'angle a, - la figure 10 illustre une coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif selon l'art 30 antérieur, - la figure 11 illustre une coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif selon l'invention, - la figure 12 illustre une mesure expérimentale de l'influence de 35 l'inclinaison de la membrane sur une coupe circulaire de la raie de diffraction 2969749 -15- 002 de nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif selon l'invention, pour un premier degré de désalignement, - la figure 13 illustre une simulation de l'influence de l'inclinaison de la membrane sur une coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de 5 nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif selon l'invention, pour un deuxième degré de désalignement ; - la figure 14 illustre une simulation de l'influence de l'inclinaison de la membrane sur une coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif selon 10 l'invention, pour un troisième degré de désalignement ; - la figure 15 illustre une vue en perspective du plan de référence, d'une portion de membrane et du plan tangent à la membrane au niveau de l'intersection entre le plan de référence et la membrane, et - la figure 16 illustre une figure de diffusion aux petits angles. 15 La figure 3 présente une membrane 2 contenant des objets 3 qui sont alignés principalement perpendiculairement à la surface 4 de la membrane 2. La surface 4 de la membrane 2 désigne l'une des deux faces de plus grande surface de la membrane 2. La largeur et la longueur de la surface 4 20 forment les deux dimensions latérales de la membrane 2. On voit sur la figure 3 que les objets 3 ne sont pas tous parfaitement alignés perpendiculairement à la surface 4 de la membrane, certains formant un angle 9 avec la perpendiculaire 5 à la surface 4 de la membrane 2. 25 Le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane 2 est donné par la largeur de la fonction de distribution des orientations 9 prises sur tous les objets. Il est d'autant plus petit (proche de zéro) que les objets sont bien alignés avec un axe ou un plan de référence. La fonction de distribution peut être une gaussienne, une lorentzienne, 30 etc. On peut déterminer cette fonction de distribution à partir de la théorie de la diffusion, connaissant la nature des objets contenus dans la membrane 2. On peut aussi retrouver cette fonction de distribution à partir des mesures expérimentales sur des figures de la diffusion d'un faisceau de rayons X par la membrane. 2969749 -16- On va tout d'abord décrire, en référence aux figures 1A et 1B un dispositif 1 selon l'art antérieur de mesure d'un tel degré de désalignement d'objets contenus dans une membrane 2. La figure 1A illustre une vue schématique de côté du dispositif 1 selon 5 l'art antérieur. La figure 1B illustre une vue schématique de dessus du dispositif 1 selon l'art antérieur. Le dispositif 1 selon l'art antérieur comprend des moyens d'émission (non représentés) d'un faisceau 6 de rayons X se propageant selon un axe 10 de propagation 350, et des moyens de détection 7 pour mesurer en transmission un faisceau diffusé 8 après traversée de la membrane 2. L'axe de propagation 350 est entièrement contenu dans le plan de membrane. L'axe de propagation 350 désigne la direction de propagation du 15 faisceau 6 de rayons X émis par les moyens d'émission. La membrane présente une longueur 10 qui est dans le dispositif 1 selon l'art antérieur la longueur traversée par le faisceau 6 de rayons X. La figure 1C illustre une vue schématique de dessus d'un dispositif 1 selon l'art antérieur, et montre les limitations dudit dispositif 1 selon l'art 20 antérieur dans le cas d'une membrane 2 de grande dimension, par exemple une membrane 2 présentant une longueur 10 supérieure à 2cm. La longueur 10 limite au-delà de laquelle la géométrie présentée sur la figure 1C n'est plus utilisable dépend du matériau formant la membrane 2 et notamment de ses capacités de diffusion et d'absorption. Selon les cas, on peut être limité 25 à des membranes 2 de longueur 10 inférieure à imm et même 0,5mm. On voit sur la figure 1C que pour chaque portion de la membrane 2, on a des faisceaux diffusés 8', 8", 8"', conduisant à un élargissement radial du signal mesuré. Si l'alignement varie pour chaque portion de membrane, l'analyse d'une figure de diffusion obtenue au niveau des moyens de mesure 30 7 est donc plus compliquée, et le temps de traitement est donc d'autant plus long. De surcroit, l'intensité transmise après traversée d'une certaine longueur de membrane 2 est d'autant plus faible que cette longueur est grande. En effet, l'intensité transmise après traversée de la membrane décroît de façon exponentielle en fonction de la longueur de membrane 35 traversée par le faisceau 6 de rayons X. Il est donc possible que l'intensité 2969749 -17- de 8"' ne soit plus mesurable à cause de l'absorption trop grande du faisceau. En outre, on voit sur la figure 1C qu'une grande longueur 10 de la membrane 2 peut poser des difficultés eu égard à la taille des capteurs : les moyens de détection 7 ont une taille donnée et ne peuvent donc détecter un 5 signal que sur une certaine surface. Le faisceau diffusé 8 étant divergeant, plus les moyens de détection 7 sont éloignés de la membrane 2, plus les moyens de détection doivent pouvoir détecter sur une grande surface pour recueillir l'ensemble du signal diffusé 8. Lorsque la longueur 10 de la membrane est grande (par exemple supérieure à 5cm), le faisceau diffusé 8' 10 correspondant à la portion de membrane la plus éloignée des moyens de détection 7 peut présenter un diamètre supérieur à la taille de capteur des moyens de détection 7, au niveau des moyens de détection 7. L'idée qui est à la base de l'invention consiste donc à modifier le dispositif 1 selon l'art antérieur de façon à s'affranchir des limitations de l'art 15 antérieur. Les figures 2A et 2B présentent de façon schématique un dispositif 100 selon l'invention. La figure 2A illustre une vue schématique de côté du dispositif 100 selon l'invention. 20 La figure 2B illustre une vue schématique de dessus du dispositif 100 selon l'invention. Les figures 2A et 2B ne seront décrites que pour leurs différences respectives avec respectivement les figures 1A et 1B ou 1C. On voit sur la figure 2B que l'axe de propagation 350 n'est pas contenu 25 dans le plan de membrane 20 qui est ici confondu avec le plan de la membrane 2 puisque la membrane représentée est plane. Il en est de même aux figures 7 et 8. On voit à la figure 2B que l'axe de propagation 350 forme un angle 13 avec la normale 600 à la membrane à l'intersection entre la membrane 2 et 30 l'axe de propagation 350. L'angle a est le complémentaire de cet angle 13. L'angle a est non nul. La figure 15 illustre le cas d'une membrane 2 non plane. Dans ce cas, le plan de membrane 20 est défini comme le plan tangent à la portion de membrane 2 au niveau de l'intersection entre le faisceau 6 de rayons X et la 35 membrane 2. 2969749 -18- Seule une portion de membrane 2 est traversée par le faisceau 6 de rayons X. On s'affranchit ainsi des difficultés concernant l'intensité transmise après traversée de la membrane par le faisceau 6 de rayons X. 5 L'épaisseur de membrane 2 traversée est de l'ordre de l'épaisseur de la membrane divisée par sin(a) soit par exemple quelques centaines de micromètres pour des valeurs de a comprises entre 10° et 80° et pour une membrane de 100 micromètres d'épaisseur. Il n'est pas nécessaire d'aligner toute la longueur 10 de la membrane 2 10 avec le plan de membrane 20. Le faisceau diffusé 8 obtenu dans le dispositif selon l'invention correspond à la seule portion de membrane 2 traversée par le faisceau 6 de rayons X. On peut placer ladite portion de membrane 2 à la distance voulue des 15 moyens de détection 7, pour s'assurer que l'ensemble d'une figure de diffusion à étudier soit détecté par les moyens de détection 7. En outre, on n'a pas de dispersion de faisceaux diffusés correspondant à des parties éloignées les unes des autres (au moins 2mm par exemple) de la même membrane 2. La figure de diffusion obtenue pourra alors être plus 20 simplement et rapidement analysée, sans ambiguïtés. On va maintenant décrire plus précisément et en référence à la figure 7, un premier mode de réalisation de dispositif 100 selon l'invention. Le dispositif 100 selon l'invention comprend : - des moyens d'émission 11 d'un faisceau de rayons X, constitués ici par 25 une anode tournante (non représentée sur la figure 7) générant des rayons X et un système de monochromation et de collimation des rayons X (on peut aussi prévoir que les moyens d'émission 11 sont constitués par un autre type d'anode ou par un rayonnement synchrotron); - des moyens de détection 7 du faisceau de rayons X diffusé par la 30 membrane 2, consistant ici en un capteur CCD, - un support 12 pour recevoir une membrane 2 plane (représentée ici transparente pour une meilleure lisibilité de la figure), le support 12 consistant ici en deux fenêtres transparentes aux rayons X entre lesquelles se place la membrane 2, les fenêtres étant montées dans un cadre de 15cm 35 sur 15cm par exemple. 2969749 -19- Le support 12 est monté sur des moyens de réglage 380 permettant de faire varier l'orientation du support 12 (rotation 195). Deux tables de translation 190 permettent de le déplacer et ainsi de sonder différents points de la membrane avec le faisceau 6. 5 Dans l'exemple représenté à la figure 7, le plan de membrane (c'est-à-dire le plan dans lequel se trouve la membrane 2) est défini par deux axes W1, W2 dont l'un W2 est perpendiculaire à l'axe de propagation 350. Le plan de membrane forme un angle a non nul avec l'axe de propagation 350. 10 Plus particulièrement, à la figure 7 l'axe de propagation 350 est dans un plan horizontal, tandis que le plan de membrane est vertical. Alors que dans le cas général il faut deux angles pour définir l'orientation dans l'espace du plan de membrane, on se trouve ici dans un cas particulier où on définit l'orientation de la membrane par le seul angle a. 15 Les objets contenus dans la membrane forment par exemple un tapis. Dans ce cas, les objets, unidimensionnels, sont alignés principalement perpendiculairement à la surface de ce tapis. Il peut y avoir une inclinaison du tapis par rapport à la membrane de polymère. On peut prévoir des moyens de rotation (non représentés) pour corriger une éventuelle 20 inclinaison du tapis, par rapport à la membrane de polymère, de façon à obtenir une mesure d'un degré d'inclinaison des objets par rapport au plan du tapis et non par rapport à la surface 4 de la membrane. Dans l'exemple représenté à la figure 7, le dispositif 100 selon l'invention comprend également des moyens de mesure 14 d'un signal de 25 fluorescence, travaillant en réflexion. Les moyens de mesure 14 d'un signal de fluorescence sont situés du même côté de la membrane 2 que les moyens d'émission 11. Ils permettent de mesurer un signal de fluorescence, caractéristique de la composition chimique de la portion de membrane 2 traversée par le faisceau 6 de rayons X. 30 Dans l'exemple représenté à la figure 7, le dispositif 100 selon l'invention comprend également des moyens de mesure de l'intensité 15, pour mesurer l'intensité du faisceau transmis par la membrane 2. Ces moyens de mesure de l'intensité 15 mesurent l'intensité de la portion du faisceau incident sur la membrane 2 qui n'a subi ni déviation ni absorption. 35 Ils sont situés devant les moyens de détection 7. L'intensité de la portion de 2969749 -20- faisceau de rayons X qui ne subit pas de déviation est en général supérieure à l'intensité de la portion du faisceau diffusée. Les moyens de mesure de l'intensité 15 sont situés dans un cache (communément appelé « puits » ou « beamstop » par l'homme de l'art). Ainsi, le faisceau transmis n'atteint pas 5 les moyens de détection 7 et ne perturbe pas la mesure du faisceau diffusé 8. On note que le dispositif 100 peut être pivoté dans sa totalité d'un angle quelconque autour de l'axe de propagation 350, par exemple de 90°, ce qui rendrait la membrane horizontale pour un angle a égal à 0°. 10 La figure 8 illustre le fonctionnement d'un second mode de réalisation de dispositif 100 selon l'invention. Le dispositif 100 selon l'invention illustré à la figure 8 comprend : - des moyens d'émission 11 d'un faisceau 6 de rayons X, - des moyens de détection 7 pour mesurer un faisceau diffusé 8, pouvant 15 consister en un capteur CCD plan, - un support non représenté pour recevoir une membrane 2 plane. Dans l'exemple représenté à la figure 8, l'orientation du plan de membrane (c'est-à-dire le plan dans lequel se trouve la membrane 2) correspond à un angle a, qui est l'angle complémentaire de l'angle 13 entre 20 l'axe de propagation 350 et la normale 600 à la membrane 2 à l'intersection entre la membrane et l'axe de propagation 350. L'axe de propagation 350 se propage dans un plan horizontal, tandis que la membrane est inclinée à la fois par rapport à la verticale et par rapport à l'horizontale. 25 Le plan du capteur CCD 7 peut être vertical, c'est-à-dire défini par deux axes dont l'un au moins est perpendiculaire à l'axe de propagation. On note que le dispositif 100 peut être pivoté dans sa totalité d'un angle quelconque autour de la direction 6 du faisceau incident. On voit que le faisceau 6 de rayons X émis par les moyens d'émission 30 11 se décompose sous l'influence de la portion de membrane 2 située sur le trajet dudit faisceau 6 de rayons X en : - un faisceau diffusé 8, correspondant à une portion du faisceau 6 de rayons X déviée sous l'influence de la membrane 2, - un faisceau transmis 16 correspondant à une portion du faisceau 6 de 35 rayons X ni déviée ni absorbée sous l'influence de la membrane 2, 2969749 -21- - un signal de fluorescence 17 émis par la membrane 2 à la suite d'une absorption partielle du faisceau 6 de rayons X par la membrane 2. Le dispositif 100 selon l'invention illustré à la figure 8 comprend également : 5 - des moyens de mesure 14 d'un signal de fluorescence ; - des moyens de réglage 380 permettant de faire varier l'orientation du support 12 (non représenté) de façon à pouvoir modifier par exemple la valeur de l'angle d'inclinaison a de la membrane 2 par rapport à l'axe de propagation 350 ; 10 - des moyens 190 pour déplacer la membrane selon une direction contenue dans le plan du support 12, par exemple selon la direction représentée par les flèches 19. On peut ainsi faire défiler une membrane 2 de grande taille pour effectuer successivement des mesures en différents endroits de la membrane 2. On peut prévoir deux directions de translation 15 pour déplacer la membrane 2, ce qui permet d'étudier une membrane 2 quelles que soient ses dimensions. On peut prévoir par exemple une étude ligne par ligne, directement en sortie de production de la membrane ce qui permet de piloter un arrêt de la production dans le cas où les mesures effectuées dépassent un seuil prédéterminé. Pendant une mesure, la 20 membrane 2 est fixe. - un processeur 21. Si la membrane n'est pas plane, on peut avoir un angle a variable au cours du défilement de la membrane. Cette différence peut être prise en compte en modifiant l'orientation du support, par exemple pour retrouver un 25 angle a constant au cours du défilement de la membrane. Elle peut aussi être prise en compte lors du traitement des données au cours duquel on relie une mesure sur la figure de diffusion avec le degré de désalignement des objets contenus dans la membrane. Le processeur 21 reçoit des informations sur les signaux détectés : 30 - par les moyens de mesure 14 d'un signal de fluorescence (voir flèche 123) ; - par les moyens de détection 7 (voir flèche 22); - par les moyens de mesure de l'intensité 15 (voir flèche 122) travaillant en transmission. 2969749 -22- Le processeur 21 peut donc analyser les signaux détectés et calculer en retour, pour la portion de membrane 2 traversée par le faisceau 6 de rayons X respectivement : - un indicateur de composition chimique, par exemple pour s'assurer de 5 l'absence de particules catalytiques, qui peuvent être à base de fer, dans une membrane de nanotubes de carbone, notamment en détectant la présence ou non de fer. Cet indicateur quantifie une concentration d'un ou plusieurs éléments chimiques dans la membrane ; - un degré de désalignement des objets contenus dans la membrane 2. 10 Ce degré de désalignement constitue une analyse quantitative de l'alignement des objets dans la membrane ; - une densité d'objets dans la membrane 2. On peut aussi quantifier un nombre moyen de nanotubes de carbone formant les objets contenus dans la membrane. 15 Le dispositif 100 selon l'invention constitue alors un banc de mesure informatisé fournissant directement une interprétation des résultats grâce au processeur 21. Ces informations peuvent chacunes être présentées sous la forme de cartes où chaque point correspond à une mesure sur la membrane 2. 20 Le processeur 21 est compris dans un ordinateur pouvant exécuter un logiciel (produit programme d'ordinateur), ledit logiciel permettant au processeur 21 d'analyser les signaux détectés et d'effectuer les calculs mentionnés ci-dessus. On peut en outre prévoir que grâce au produit programme 25 d'ordinateur selon l'invention, le processeur 21 pilote : - le défilement de la membrane (voir flèche 23), - les moyens de détection 7, les moyens de mesure 14 d'un signal de fluorescence et les moyens de mesure de l'intensité 15, et/ou - certains paramètres des moyens d'émission 11, par exemple la 30 puissance du faisceau 6 de rayons X (voir flèche 24). Le processeur 21 équipé du logiciel selon l'invention peut aussi échanger des informations avec les moyens de réglage 380 (voir flèche 25). Le processeur 21 peut détecter la position des moyens de réglage 380 pour en déduire l'orientation de la membrane, en particulier l'angle a, à prendre 35 en compte dans un calcul de degré de désalignement. On peut aussi prévoir 2969749 -23- qu'un opérateur humain paramètre le dispositif 100 selon l'invention en précisant dans le processeur 21 un angle a à prendre en compte, le processeur 21 pilotant ensuite le positionnement des moyens de réglage 380 pour positionner la membrane 2 selon l'orientation choisie. 5 On peut aussi prévoir que le processeur 21 équipé du logiciel selon l'invention permette de déterminer comment orienter la membrane, puis oriente automatiquement le support de membrane aux angles voulus. Le processeur peut déterminer un angle a adéquat, en fonction : - d'une précision souhaitée sur la mesure d'un degré de désalignement, 10 - d'une première approximation du degré de désalignement, - d'un encombrement autorisé pour le dispositif selon l'invention et de l'encombrement de la membrane. - Le dispositif 100 selon l'invention peut permettre d'étudier toute membrane 2 contenant des objets alignés principalement selon une 15 direction prédéterminée ou selon un plan, par exemple : - des objets unidimensionnels alignés principalement perpendiculairement au plan de la surface de la membrane ; - des lamelles alignées principalement parallèlement à la surface de la membrane. 20 La membrane doit être diffusante, le signal de diffusion étant isotrope pour une certaine orientation de la membrane (a=90°), et anisotrope pour toute autre orientation. La membrane 2 peut présenter une structure amorphe. Dans ce cas, on place les moyens de détections 7 à distance de la membrane 2, par exemple 25 à plus d'un mètre, pour une analyse aux petits angles. On peut étudier ainsi des matériaux mésoporeux, etc. Les objets contenus dans la membrane peuvent être des structures creuses. Une analyse aux grands angles peut aussi être réalisée pour certaines structures amorphes. Les objets de la membrane 2 dont on étudie l'alignement peuvent 30 présenter une structure cristallisée. Dans ce cas, on place les moyens de détection 7 à proximité de la membrane 2, par exemple à moins de 10cm, pour une analyse aux grands angles. Selon un exemple particulier, on étudie une membrane 2 obtenue à partir d'un tapis de nanotubes de carbone imprégnés dans un polymère tel que le 35 polystyrène, l'ensemble étant ensuite poli. 2969749 -24- Certaines utilisations des membranes de nanotubes de carbone nécessitent qu'elles demeurent entières, de grande taille, d'où l'intérêt d'une analyse non destructive possible avec le dispositif 100 selon l'invention. Les performances de ces membranes sont liées à leur qualité structurale, 5 notamment à la densité et au bon alignement des nanotubes dans la membrane. La figure 4 illustre un nanotube de carbone présentant plusieurs parois 26. On utilise par exemple des moyens d'émission 11 émettant un faisceau 10 6 de rayons X à la longueur d'onde du cuivre Ka: 1,54 angstrdm. Les objets contenus dans la membrane présentent des dimensions (par exemple une distance interparoi dans des nanotubes) de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde du faisceau 6 de rayons X. La membrane présente par exemple une épaisseur de 100pm. 15 On va maintenant s'intéresser au procédé mis en oeuvre dans un dispositif 100 selon l'invention. Selon une première variante du procédé selon l'invention, on place les moyens de détection 7 à distance de la membrane 2, par exemple 3m, pour mesurer une figure de diffusion aux petits angles. 20 La figure 16 illustre une figure de diffusion 27 aux petits angles pouvant être mesurée par les moyens de détection 7. La figure de diffusion 27, représentée schématiquement, n'a pas une forme de disque : la figure de diffusion 27 est donc dite anisotrope. A partir de la mesure de la forme du signal diffusé, notamment un degré de déformation de cette forme par 25 rapport à un disque de même surface, et connaissant l'orientation de la membrane, on peut déterminer le degré de désalignement des objets dans la membrane 2. Selon une autre variante du procédé selon l'invention, on place les moyens de détection 7 à proximité de la membrane 7, par exemple 10cm, 30 pour mesurer une figure de diffusion 40 aux grands angles. La figure 6 illustre une figure de diffusion 40 aux grands angles pouvant être mesurée par les moyens de détection 7 notamment dans la configuration représentée à la figure 7. Dans ce cas particulier, il s'agit d'une figure de diffraction. L'anneau 31 correspond à la raie de diffraction 002 des 35 nanotubes de carbone multiparois. Cette raie de diffusion est choisie 2969749 -25- notamment parce qu'elle est la plus intense, et parce qu'elle est sensible à l'orientation des nanotubes de carbone. Dans l'exemple représenté, on étudie des nanotubes de carbone présentant une distance interparoi 33 (voir figure 4) approximativement 5 constante, par exemple à 50/0 près. Le premier anneau 31 correspond donc à la diffraction due aux parois des nanotubes de carbone, pour une distance interparoi 33 approximativement constante. La figure de diffusion 40 de la figure 6 présente deux maxima d'intensité 34. Pour l'étude de la figure de diffusion 40, on effectue une 10 coupe circulaire 35 (représentée en pointillés) de la raie de diffraction 002. On obtient ainsi la figure 11. Sur la figure 11, l'axe des abscisses est gradué en degrés (coupe circulaire). L'axe des ordonnées est représentatif de l'intensité mesurée sur la figure de diffraction. On a donc représenté à la figure 11 une courbe représentant la variation d'intensité d'une raie (la raie 15 de diffraction 002) de la figure de diffusion 40, en fonction de la direction du faisceau diffusé et pour un angle de diffusion constant (coupe circulaire et centrée sur l'axe de propagation). On parlera plus rapidement de coupe circulaire de la raie de diffraction 002. Les cercles sur la figure 11 représentent ces mesures expérimentales. 20 On repère deux maxima espacés sur cet exemple d'environ 150° (valeur inférieure à 1800). Pour comparaison, la figure 5 représente la figure de diffusion obtenue dans un dispositif 1 selon l'art antérieur, et la figure 10 représente la coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de nanotubes de carbone multiparois, 25 correspondant à la figure de diffusion de la figure 5. Les maxima sont espacés de 180°. On détermine le degré de désalignement des nanotubes de carbone dans la membrane en ajustant la courbe expérimentale avec une courbe ajustée 370 (par un calcul d'interpolation). 30 Cette courbe ajustée 370 permet de déterminer quantitativement le degré de désalignement, via un calcul basé sur la théorie de la diffraction (ou via une tabulation adaptée), qui intègre le degré d'orientation des nanotubes dans la membrane ainsi que l'orientation de la membrane, notamment la valeur de l'angle a, choisie pour réaliser la mesure. 2969749 -26- Que le degré de désalignement soit mesuré à partir d'une figure de diffusion aux grands angles ou aux petits angles, on peut relier une mesure sur la figure de diffusion avec un degré de désalignement des objets dans la membrane 2 : 5 - en utilisant une base de données stockant des couples {mesure sur la figure de diffusion ; degré de désalignement} pour une orientation de la membrane donnée, de façon à associer rapidement une mesure sur la figure de diffusion à un degré de désalignement. Cette base de données peut être réalisée à partir de données expérimentales (on relève des mesures sur une 10 figure de diffusion, pour une membrane connue et une orientation de la membrane connue) ou théoriques (à partir de la théorie connue de la diffusion). Dans ce cas, le temps d'analyse est par exemple de 3 secondes par point de mesure, pour un diamètre du faisceau 6 de rayons X égal à imm; ou 15 - en calculant au cas par cas, à partir de la théorie de la diffusion, et connaissant l'orientation de la membrane prédéterminée, le degré de désalignement correspondant à la mesure effectuée sur une figure de diffraction. Dans ce cas, le temps d'analyse est par exemple de 30 secondes par point de mesure, pour un diamètre du faisceau 6 de rayons X égal à 20 Imm. La figure 9 illustre la correspondance entre : - les largeurs à mi-hauteur d'un pic de la courbe ajustée représentant la variation d'intensité de la raie de diffraction 002 (obtenue grâce à un dispositif 100 selon l'invention) en fonction de la direction du faisceau diffusé 25 et pour un angle de diffusion constant, et - des degrés de désalignement d'objets contenus dans une membrane. L'axe des abscisses est gradué en degrés : il correspond à des degrés de désalignement des objets. L'axe des ordonnées correspond à la largeur à mi-hauteur des pics 37 à gauche (ou à droite). Pour le pic 37 de la courbe 30 ajustée représenté à gauche sur la figure 11, la largeur à mi-hauteur est déterminée de la façon suivante. - on détermine le minimum absolu U; - on détermine le maximum V ; - on détermine la valeur W de la mi-hauteur de ce pic, c'est-à-dire la 35 valeur U plus la moitié de la différence entre les valeurs V et U ; 2969749 -27- - on repère l'abscisse S du point du pic ayant pour ordonnée V ; - on repère les deux abscisses R et T des points du pic ayant pour ordonnée W ; - l'écart (T-R) entre ces deux abscisses correspond à la largeur à mi- 5 hauteur du pic. Les ronds sur la figure 9 représentent la correspondance pour un angle a prédéterminé non nul. Pour comparaison, les carrés sur la figure 9 représentent la correspondance pour un autre angle a nul. On voit qu'il est possible d'extrapoler entre les valeurs discrètes présentées ici. Les courbes 10 d'extrapolation étant monotones, on peut retrouver de façon univoque le degré de désalignement à partir d'une mesure sur une figure de diffusion. On peut donc, à partir de quelques valeurs discrètes, déterminer un modèle mathématique pour obtenir un continuum de couples {mesure sur la figure de diffusion ; degré de désalignement} pour une orientation de la 15 membrane donnée. On peut donc réaliser une base de données telle que définie ci-avant assez complète. L'orientation optimale de la membrane 2 dépend de plusieurs paramètres. La figure 12, qui correspond à des mesures expérimentales, illustre 20 l'effet de l'inclinaison de la membrane sur une coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif 100 selon l'invention, pour un degré de désalignement donné. L'axe des abscisses est gradué en degrés (cf coupe circulaire de la raie de diffraction 002). L'axe des ordonnées correspond aux intensités mesurées, 25 qui sont translatées verticalement pour plus de clarté. Pour chaque courbe, on a noté à gauche la valeur de l'angle a correspondante (l'un des axes de la membrane étant ici perpendiculaire à l'axe de propagation des rayons X incidents). On voit donc que pour un angle a compris entre 0 et 60°, on obtient deux pics 37 bien définis permettant un calcul précis d'un degré de 30 désalignement. Au-delà, ce n'est plus réalisable aussi aisément. Pour a=90°, la courbe devrait être une droite horizontale (l'écart à la droite est lié à différents aspects expérimentaux qui ne seront pas discutés ici): le degré de désalignement ne peut pas être mesuré dans cette géométrie. Le calcul du degré de désalignement est d'autant plus précis que les 35 pics sont bien définis. -28- On a par exemple pour un degré de désalignement de 20° : Valeur de l'angle a Précision sur la mesure d'un degré de désalignement 60° +/- 2° 70° +/- 4° 80° +/- 8° Les figures 13 et 14 illustrent respectivement des simulations montrant l'influence de l'angle a d'inclinaison de la membrane de nanotubes, sur la coupe circulaire de la raie de diffraction 002 de nanotubes de carbone multiparois, obtenue dans un dispositif 100 selon l'invention, pour un degré de désalignement plus grand sur la figure 14 que sur la figure 13. Sur les deux figures, qui sont obtenues à partir de calculs basés sur la théorie de la diffraction, l'axe des abscisses est gradué en degrés, et on voit plusieurs coupes circulaires de la raie de diffraction 002, pour un angle a d'inclinaison de la membrane allant de 55° à 65° (de haut en bas sur les figures). On voit là encore que plus l'angle a d'inclinaison de la membrane est faible, mieux les pics sont définis. On voit aussi, en comparant les figures 13 et 14, que plus le degré de désalignement est grand, moins bien définis sont les pics, ce qui dégrade d'autant la précision sur le calcul du degré de désalignement. Plus les pics sont fins, meilleure est la précision sur le calcul du degré de désalignement. A titre d'exemple, pour un angle a d'inclinaison de la membrane de 60° on a : Degré de désalignement Précision sur la mesure d'un degré de désalignement 4° +/- 0,3° 10° +/- 0.8° 20° +/- 2° On va maintenant étudier le cas d'une membrane inconnue. Dans ce cas, on commence par étudier la membrane et sa figure de diffusion. 2969749 -29- On réalise cette étude pour différentes orientations de la membrane. On établit ensuite un modèle théorique de la diffusion par la membrane. On détermine une raie de diffusion qui sera étudiée, notamment parce 5 qu'elle est sensible à l'orientation des objets contenus dans la membrane et dont on souhaite déterminer le degré de désalignement. On détermine le cône d'ouverture de la portion du faisceau de diffusion qui sera exploitée dans la mesure d'un degré de désalignement. Ce cône détermine le champ d'une caméra constituant les moyens de détection 7. On 10 peut aussi jouer sur la longueur d'onde du faisceau 6 de rayons X pour faire varier l'ouverture du cône de diffusion par exemple pour l'adapter à une caméra donnée. Plus la longueur d'onde est grande et plus l'ouverture du cône sera grande. On simule alors l'anisotropie de la figure de diffusion en fonction de 15 l'orientation de la membrane pour vérifier expérimentalement la validité du modèle. On choisit une orientation de la membrane, notamment en fonction de la précision souhaitée sur la mesure du degré de désalignement et de l'encombrement maximal autorisé. 20 On peut ensuite paramétrer un logiciel exécuté par le processeur 21: - avec cette orientation de la membrane et - avec le modèle théorique de la membrane. Ce paramétrage provoque alors le pilotage du support 12 par le logiciel pour le réglage automatique du support 12 à cette orientation voulue.
Ensuite on peut relever un signal d'intensité correspondant à une figure de diffusion en transmission, effectuer une mesure sur ce signal d'intensité, et associer à cette mesure un degré de désalignement. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.