Caractérisation du champ de détection de l'appareil XRF: établissement d'une méthodologie pour la détection de fines couches métalliques

摘要

Ce travail de Bachelor avait pour but de comprendre les limites de la XRF pour la détection d’un revêtement d’étain dans le cas où une couche d’oxydes de fer recouvre ledit revêtement. Nous nous sommes en particulier concentrés sur l’influence de la couche d’oxydes de fer en listant les paramètres influents et en les observant séparément de manière expérimentale. Nos interrogations se sont principalement portées sur l’épaisseur d’oxydes qui définirait cette limite de détection. Nous nous sommes basés sur la loi de Beer-Lambert, qui décrit l’atténuation de l’intensité d’un rayonnement électromagnétique (donc applicable à des rayons X) à travers un milieu en fonction de l’épaisseur, la nature et la densité de ce milieu. Il est dès lors apparu que l’épaisseur limite de détection varierait en fonction des deux autres facteurs. Un lot d’échantillons créé pour mettre en évidence ces différents paramètres a permis de regrouper sur une seule lame une gamme d’épaisseurs d’oxydes de fer allant de la plus fine, où la détection de l’étain est possible, à la plus épaisse, où l’étain n’est plus détecté. En variant la nature et la densité des oxydes de fer, nous sommes non seulement parvenus à observer en fonction de ces différents paramètres la variation-limite de l’épaisseur d’oxydes de fer pour détecter le revêtement étamé, mais avons aussi relevé l’importance du choix des réglages de l’appareil comme étant fortement influent sur la définition-même de ce que l’on doit considérer comme un rayonnement X d’intensité trop faible pour être détecté. Ces échantillons n’ont pas permis de comparer les valeurs obtenues expérimentalement à celles prédites mathématiquement. La comparaison entre nos échantillons modèles et la réalité d’un objet archéologique a cependant permis de relever différentes contraintes qui demandent de réévaluer les différents paramètres listés dans ce travail. Pour finir, nous avons abordé un modèle possible pour la semi-quantification de l’épaisseur d’étain au travers d’une couche d’oxydes de fer qui seraient parfaitement caractérisés. Pour apporter des valeurs expérimentales à nos réflexions, nous avons alors créé un second modèle d’échantillon qui, bien qu’encore perfectible, a révélé des résultats encourageant la suite des recherches.