Le rayonnement synchrotron : des expériences lourdes !... Mais un potentiel exceptionnel d’applications en chimie !

Laboratoire de Chimie Théorique, U.A. au C.N.R.S. N° 510, Université de Nancy-1, B.P. N° 239, F-54506 Vandœuvre-lès-Nancy et L.U.R.E., Université de Paris-Sud, Bâtiment 209D, F-91405 Orsay Cedex, France.

Résumé

Après avoir planté quelques jalons dans les 90 ans d’histoire du Rayonnement Synchrotron, cet article tente de faire ressortir les caractéristiques remarquables qui font du Rayonnement Synchrotron un outil exceptionnel pour l’étude des interactions Matière-Rayonnement. Il passe succinctement en revue divers développements d’actualité concernant la production de Rayonnement Synchrotron : wigglers, onduleurs, lasers à électron libre..., car ces instruments devraient ouvrir la voie à de nouvelles applications. Au chapitre de ces applications, nous avons retenu d’évoquer les progrès réels (ou encore embryonnaires) de deux spectroscopies situées aux limites extrêmes du spectre électromagnétique : la spectroscopie d’absorption ou d’excitation X (XAFS) et la spectroscopie I.R.-lointain. L’article insiste plus particulièrement sur les progrès et les limites de la spectroscopie X, nouvel outil structural qui connait un succès évident auprès des chimistes. Il serait cependant irréaliste de minimiser l’importance des développements parallèles des techniques de diffusion-diffraction X qui pourraient, elles aussi, connaître une mutation majeure dans les prochaines années avec l’avènement des sources de Rayonnement Synchrotron de très haute brillance.

Abstract

This paper first locates in time a number of major events that stand out as landmarks in the 90-year old story of Synchrotron Radiation. It also recalls the remarkable characteristics which make Synchrotron Radiation that exceptional tool it really is for studying Matter-Radiation interactions, keeping in mind that these interactions have permanently been, in the past, a kind of inexhaustible source of structural information for chemists. It was neither possible nor desirable to pass in silence over the current developments of insertion devices such as wigglers, undulators or free electron lasers (...) because these devices appear as the key opening the door to new spectacular progress in the very near future. As regards applications, we elected to pay special attention on two spectroscopies associated with the opposite extremes of the electromagnetic waves spectrum: X-ray absorption (or excitation) spectroscopy (XAES) and far I.R. spectroscopy. Emphasis has been laid on the very open perspectives for XAFS, because it has been proved that this technique can be a powerful structural tool in the hands of chemists,... provided that it is not misused. One should nevertheless realize that the emergence of a third generation of bright Synchrotron Radiation sources might well stimulate major mutations of X-ray Diffraction techniques with important consequences that will become more and more apparent in the next few years.