Une équipe de recherche de l'Université de Malaga a validé l'utilisation d'un système de détection plus précise des composés dans les roches en fusionnant différents types de données obtenues avec la même technologie laser qui fournit des informations immédiates à partir de petits échantillons. Les recherches ont été menées dans le laboratoire simulant les conditions atmosphériques de la Terre et de Mars.

La technologie utilisée pour améliorer la définition de la composition atomique des roches, connue sous le nom de spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS), consiste en l'émission d'un faisceau lumineux qui transforme l'état de la matière de solide en plasma. En seulement un millionième de seconde, le système capte l'émission des éléments qui composent l'échantillon.

En même temps que se produit le changement de matière, une onde acoustique provient de la détonation du minéral. Les experts impliqués dans cette étude ont fusionné les informations spectrales et celles fournies par la propagation du son pour obtenir des données plus fiables. Dans l'article "LIBS-Acoustic Mid-Level Fusion Scheme for Mineral Differentiation under Terrestrial and Martian Atmospheric Conditions" publié dans la revue Analytical Chemistry , ces experts confirment que ce modèle d'analyse des matériaux permet d'obtenir une meilleure définition des composés en moins de temps et à une échelle d'analyse se rapprochant de l'attogramme, c'est-à-dire une quantité de masse équivalente à celle d'un virus.

En comparaison avec les résultats obtenus avec LIBS ou le jeu de données acoustiques séparément, les résultats fournis par le nouveau système améliorent l'information de 90 % et 77 % respectivement à 92 % pour les conditions atmosphériques terrestres, et de 85 % et 81 % à 89 % pour Mars.

En d'autres termes, le nouveau système parvient à améliorer les résultats de l'analyse en incluant les données acoustiques de l'intervention laser à partir d'un très petit échantillon et en temps réel. "Nous démontrons pour la première fois que l'onde acoustique générée par le laser sur l'échantillon peut être utilisée pour créer un descripteur statistique et améliorer la capacité de LIBS pour la différenciation des roches", Javier Laserna, chercheur à l'Université de Málaga et un des auteurs de l'article, raconte Fundación Descubre.

Cuisine fusion avec LIBS

LIBS est largement utilisé par la communauté scientifique pour déterminer la composition des roches, des minéraux et des sols dans différentes conditions en raison de sa haute performance, de son immédiateté et de sa fiabilité. Cependant, les experts sont allés plus loin en évaluant simultanément l'entrée de réponse acoustique fournie par les plasmas induits par laser. De cette façon, ils sont en mesure d'identifier les échantillons géologiques avec beaucoup plus de précision.

Plus précisément, les chercheurs ont sélectionné deux groupes de minéraux, six riches en fer et six riches en calcium. L'hypothèse initiale était que la composition élémentaire devrait générer des spectres LIBS très similaires au sein de chaque groupe. Ces éléments sont abondants dans le système solaire et ont été détectés à la fois dans des météorites d'origine martienne et dans des matériaux analysés sur la planète elle-même.

Le calcium en particulier est l'un des principaux composants de la formation rocheuse, et sa présence et sa disposition fournissent des informations pertinentes pour étudier l'origine des planètes Mercure, Vénus, la Terre et Mars.

Le processus d'obtention des données LIBS et des réponses acoustiques est réalisé à partir du même test qui consiste à appliquer un laser sur l'échantillon. Cependant, les informations qu'ils fournissent sont complètement différentes. Dans LIBS, le signal provient principalement d'atomes qui ont subi un processus de fragmentation, d'atomisation, d'ionisation et d'excitation. En d'autres termes, la matière est transformée en plasma et les atomes sont rendus disponibles pour analyse. Dans le cas de l'information acoustique, l'onde est générée par la détente du plasma dans l'atmosphère. Par conséquent, la combinaison des deux fournit des informations complémentaires pour extraire de nouvelles données qui identifient plus clairement les différents éléments et leur disposition.

Ce modèle pourrait être d'un grand intérêt pour l'analyse de matériaux dans des environnements complexes, par exemple celles réalisées dans d'autres atmosphères, comme les explorations de Mars ou à de grandes profondeurs océaniques. Les experts poursuivent leurs études pour améliorer la mise en œuvre de cette technique en milieu ouvert, car la présence d'échos ou d'interférences peut altérer le signal acoustique et en modifier les valeurs. Ils prévoient également d'améliorer les données obtenues dans l'atmosphère de Mars en utilisant des microphones plus sensibles. + Explorer plus loin

Percée pour la spectroscopie de claquage induit par laser