Les auteurs > Bérard Emilie

Les alliages ferreux, sont utilisés depuis l'Âge du Fer par les sociétés anciennes pour des usages variés. Ils sont un témoin privilégié du niveau technique des sociétés et leur étude revêt le plus grand intérêt notamment en l'absence de sources écrites. La caractérisation précise de ces alliages nécessite la mesure du carbone donnant une idée de la nature du matériau et de ses potentiels usages. La difficulté réside dans l'hétérogénéité de la distribution en carbone dans les métaux ferreux datant d'avant le XIXe siècle, due aux procédés sidérurgiques employés. Il convient donc de cartographier cet élément sur des coupes représentatives prélevées sur les objets. La métallographie quantitative est la méthode usuelle pour mesurer le carbone ; basée sur l'observation de la microstructure du métal ayant subi un refroidissement très lent, elle est inopérante sur les aciers refroidis hors équilibre thermodynamique (étant la majorité des cas). Cette présentation explore les opportunités offertes par la spectroscopie d'émission du plasma induite par laser (LIBS), qui présente les avantages de détecter les éléments légers et d'avoir une implémentation adaptable (in-situ, imagerie...). Nous avons obtenu des résultats démontrant que la technique LIBS peut détecter les variations de concentration de carbone de 0,01 à 2%wt. dans les aciers archéologiques. Aujourd'hui, nous nous interrogeons sur la validité de la méthode pour les aciers refroidis très rapidement par trempe. Pour une même composition ces aciers ont une microstructure différente (martensite et ou bainite) des aciers refroidis plus lentement (ferrite et perlite). La différence dans la nature de la matrice modifie-t-elle l'interaction laser-matière et donc l'émission du carbone et sa quantification ? L'analyse des échantillons d'aciers refroidis à différentes vitesses a permis de comparer les émissions d'échantillons avec des concentrations en carbone identiques mais des microstructures différentes. Les résultats nous permettent d'observer que la microstructure des aciers trempés n'influence pas le signal du carbone. En application, des échantillons d'armures archéologiques ont été analysés par imagerie µLIBS.