Méthodes physiques d'analyse en métallurgie

Depuis une quinzaine d’années, on a pu assister à une véritable explosion du nombre de méthodes physiques proposées par les chercheurs ; plusieurs centaines ont en effet été répertoriées par les laboratoires de recherche. Mais le fait le plus remarquable est qu’un grand nombre d’entre elles, vu leurs intérêts pratiques évidents, ne sont pas restées au stade de curiosité de laboratoire de recherche universitaire, mais ont pu passer dans les laboratoires de l’industrie.

Dans le domaine de la métallurgie, longtemps limité à la microscopie optique et à la chimie classique, les méthodes physiques qui sont apparues ont bouleversé les techniques de caractérisation et surtout de microcaractérisation des matériaux. C’est plutôt cet aspect de microcaractérisation – que ce soit à l’échelle du micromètre d’abord, puis du nanomètre – qui fait l’objet du présent article.

Devant cette évolution rapide de la panoplie de méthodes disponibles, qui sont d’ailleurs presque toutes devenues des spécialités très pointues, le métallurgiste non spécialiste peut se sentir un peu déconcerté. Le but de cet article est donc de faire un inventaire critique des méthodes physiques les plus couramment utilisées, afin de proposer des critères de choix en fonction des problèmes posés.

Pour cela, après classification rapide par volume analysé, modes d’excitation et d’émission, informations fournies et performances moyennes, la partie la plus importante sera consacrée à un tour d’horizon détaillé des avantages et inconvénients de ces diverses méthodes classées par grandes catégories :

• imagerie ;

• analyse élémentaire ;

• liaison chimique ;

• structure cristallographique.

Ces éléments permettent de dégager dans la dernière partie des principes de base qui conduisent à proposer des critères de choix.