Diffusion, diffraction des neutrons en temps réel et études réalisées in situ

Résumé
La diffusion des neutrons est une technique particulièrement efficace pour l'analyse en temps réel des processus réactionnels dans la matière. La diffraction de neutrons in situ a été développée très tôt sur les sources à haut flux tel que l'Institut Laue Langevin. Ces études nécessitent un flux de neutrons important et un détecteur couvrant un domaine angulaire le plus grand possible. Les neutrons offrent la spécificité d'être très peu absorbés par nombre de matériaux, cette faible absorption fait de la diffusion neutronique un excellent outil pour sonder la matière en volume et de manière non destructive. Cela permet en particulier d'utiliser des environnements d'échantillons complexes tout en conservant un flux raisonnable. La diffusion de neutrons en temps réel est donc très largement utilisée par diverses communautés scientifiques : sciences des matériaux, physiciens, chimistes...

L'objet de ce cours est de donner les paramètres importants pour ce type d'étude et d'illustrer le propos à l'aide d'exemples pris dans des domaines scientifiques divers : électrochimie, magnétisme, métallurgie, chimie du solide. Après avoir présenté quelques repères méthodologiques sur les méthodes d'acquisition de données, des exemples montreront le fort potentiel de la diffusion neutronique en temps réel pour l'étude de la matière dans des conditions dynamiques. Enfin, nous donnerons aussi quelques conseils pour la visualisation, le dépouillement et l'analyse de ce type d'expérience.

La diffusion des neutrons sur poudre est actuellement très bien adaptée aux études réalisées in situ. Cependant, nous verrons que la faisabilité d'études in situ s'étend à d'autres techniques expérimentales telles que la diffusion des neutrons aux petits angles et même la diffusion sur monocristal qui est en plein renouveau.