High Resolution 3d Reconstructions of Rocks and Composites Reconstructions 3D haute résolution de roches et de composites

Ten micrometers resolution 3D representations of different media, were obtained with a laboratory computer microtomograph developed from an electron microprobe column. From the original electron microprobe, only minor modifications have been required, indeed several of the utilities of the microprobe have been used to ensure high resolution radiography (2 micrometers). The impact of the electron beam focused onto a thin film is used to form a pointX-ray source and the radiographic image of the sample is acquired on a CCD camera. A specimen rotation mechanism allows multiple radiograph acquisition and reconstruction of the X-ray attenuation 3D cartography. Since X-ray attenuation is directly related to density and atomic number, the microscanner provides 3D cartographs of the different phases present in the sample. System performances have been evaluated on various samples, mainly rocks and composites. Comparison with scanning electron micrographs was used when possible to validate the reconstructions. Results are mostly qualitative but already show the potential of the technique in describing 3D connectivity and topology of pore networks or 3D orientation of fibres in composites. Des représentations tridimensionnelles de différents milieux ont été obtenues avec une résolution de 10 micromètres en utilisant un microscanner développé au laboratoire à partir d'une microsonde électronique. Peu de modifications ont été nécessaires. Certains éléments de la microsonde ont même été conservés pour assurer la stabilité de l'acquisition et permettre l'obtention de radiographies haute résolution (2 micromètres). L'impact d'un faisceau d'électrons focalisé sur un film mince constitue la source X et l'image radiographiée de l'échantillon est acquise à l'aide d'une caméra CCD. Un mécanisme de rotation de l'échantillon permet l'acquisition de radiographies à différentes positions angulaires ainsi que la reconstruction de la cartographie 3D des coefficients d'atténuation. L'atténuation des rayons X étant directement reliée à la densité et au numéro atomique du matériau irradié, le microscanner fournit une cartographie 3D des différentes phases présentes dans l'échantillon. Les performances du système ont été testées sur divers échantillons, principalement des roches et des matériaux composites. La comparaison avec des images de microscopie électronique à balayage a été utilisée pour valider les reconstructions. Les résultats sont pour la plupart qualitatifs mais montrent déjà le potentiel de cette technique pour décrire la topologie et la connectivité 3D de milieux pore