Les fonds marins contiennent de grandes quantités de minéraux et de métaux précieux dont les technologies modernes telles que les voitures électriques et les éoliennes ont un besoin urgent. Cependant, la découverte de ces gisements s’est avérée jusqu’à présent compliquée. Les robots plongeurs utilisent des pinces pour prélever des échantillons, qui sont ensuite analysés à bord d'un navire de recherche. Une méthode innovante ouvre désormais de nouvelles possibilités pour une exploration plus respectueuse de l'environnement de nos océans.
Grâce à la spectroscopie à plasma induit par laser (LIBS) utilisant des lasers à double impulsion, le Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) a développé une méthode pour l'analyse respectueuse de l'environnement des matériaux à une profondeur de 6 000 mètres sous le niveau de la mer.
En collaboration avec l'Institut Leibniz pour la science et la technologie du plasma (INP) à Greifswald, le comportement fondamental du processus a été étudié dans le cadre d'un projet DFG. La méthode fournit une analyse élémentaire précise en temps réel et remplace l'échantillonnage fastidieux du fond marin.
La technique à double impulsion utilise deux impulsions laser :la première impulsion crée une cavité dans l'eau à la surface du matériau, tandis que la seconde impulsion évapore le matériau de la surface et crée un plasma contenant les éléments pour l'analyse spectroscopique. Le problème est la haute pression sous l'eau, qui rend difficile la génération de spectres significatifs pour une analyse précise.
Les recherches actuelles se concentrent sur l'analyse de matériaux à des pressions allant jusqu'à 600 bars, comme ceux trouvés à 6 000 mètres sous la surface, et sur l'utilisation d'impulsions laser avec des énergies allant jusqu'à 150 millijoules. En ajustant les paramètres du laser, l'équipe a pu optimiser les mesures pour la haute pression des profondeurs marines.
Les courts délais de 0,5 microsecondes entre les impulsions laser et l'ajustement précis des heures de début des mesures du spectromètre sont cruciaux pour la qualité des données obtenues.
La recherche a été publiée dans la revue Spectrochimica Acta Part B : Atomic Spectroscopy .
Plus d'informations : M. Henkel et al, LIBS à double impulsion dans l'eau avec une pression hydrostatique jusqu'à 600 bars et jusqu'à 150 mJ d'énergie pour chaque impulsion, Spectrochimica Acta Partie B :Spectroscopie atomique (2024). DOI :10.1016/j.sab.2024.106877
Fourni par Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.
