Aujourd’hui nous allons visiter la salle blanche située au sein de l’IUT de Villetaneuse, cette pièce est un laboratoire dans lequel on minimise le nombre de particules. Le but étant de pouvoir faire des expériences dans une atmosphère la plus pure possible. Les laboratoires de l’université utilisent les outils mis à disposition dans cette salle pour mener à bien leurs recherches.
La salle blanche est également un atelier de micro et nano-technologie. Les étudiants des formations de Licence pro Electronique, Optique et Nanotechnologies fabriquent des composants pendant leur cursus scolaire.
Visite de la salle de blanche de l’Université Paris 13
Réalisation : Alain Monclin – Studio vidéo de l’Université Paris Diderot
Entrez dans la salle blanche
Une salle pure
Le but de la salle blanche est de pouvoir travailler des matériaux infiniment petits. C’est pourquoi elle doit être la plus pure possible. En effet, une particule qui se dépose sur un objet de cette taille peut gêner sa manipulation voire le casser. De ce fait, différentes précautions ont été prises afin qu’il y ait le moins de particules possibles :
- La température et l’humidité sont contrôlées pour éviter les problèmes de dilatation, rendant la miniaturisation difficile, ou d’électricité statique. La température constante est de 19°C en été et 22°C en hiver.
- Un souffle d’air circule en permanence dans la salle blanche. Cet air est en grande partie recyclé, ce qui évite d’avoir des poussières non désirées.
- L’eau utilisée dans la salle blanche ne reste pas en circuit fermé. Ainsi les particules qui peuvent se trouver dans le tuyau ne se retrouvent pas dans l’air. L’eau est distillée et désionisée.
- Les matériaux utilisés comme le papier par exemple sont non-fibreux. L’ensemble des produits commandés sont livrés dans des boîtes sans poussière. Tous sont prévus pour l’utilisation dans une salle blanche.
- Dernier point, et le plus important : chaque personne qui entre dans la salle blanche passe d’abord par un sas. Dans ce sas, chacun va se vêtir d’une combinaison bleue. Pourquoi ? Parce que l’origine principale des contaminants c’est l’être humain. En effet, il renvoie une grande quantité de particules, en parlant, en respirant… Mais grâce à la combinaison, le rejet de ces particules est limité.
Le matériel
Hottes à flux laminaire
Ces hottes permettent elles aussi de baisser le nombre de particules dans l’air. Grâce à un système de filtrage propre à chacune, le flux d’air est le plus propre de la salle blanche. Elles sont presque fermées, laissant uniquement la place aux mains pour manipuler des solvants. Lorsqu’on met la main à l’intérieur d’une hotte à flux laminaire, on sent l’air passer entre les doigts. Les poussières sont aspirées vers le bas, sur un plan de travail munis de trous, pour ensuite être évacuées vers l’extérieur.
Il existe plusieurs exemplaires de hottes dans un but pédagogique. Nécessaires pour les étudiants dans leur cursus universitaire, mais aussi pour les laboratoires de l’université dans leurs recherches. Pour que tous puissent travailler correctement, il existe des protocoles précis. Chacun procède étape par étape et note toutes les actions qu’il exécute. De cette manière, les personnes suivantes savent ce qui a été réalisé précédemment.
Deux microscopes électroniques
Parmi les outils les plus utilisés de la salle blanche, on retrouve deux microscopes électroniques. Le premier permet de créer des images d’une autre dimension nommée la « cathodoluminescence ». Autrement dit, des images d’une très grande précision. Grâce à cet appareil, une équipe de recherche de l’université a pu « doper » du diamant afin de le rendre conducteur pour une utilisation informatique.
La cathodoluminescence est le phénomène optique et électrique que l’on observe lorsqu’un faisceau d’électrons produit par un canon à électrons (par exemple un tube à rayons cathodiques) bombarde un échantillon en phosphore (par exemple), conduisant à l’émission de lumière visible.
Le second appareil est beaucoup plus performant. C’est un microscope électronique à balayage dont on peut piloter un faisceau très petit. On peut créer des motifs de 32 nanomètres, soit 1000 fois plus petit que le diamètre d’un cheveu. Le dessin est d’abord réalisé par ordinateur grâce à des logiciels de CAO. Ce dessin servira à guider le faisceau d’électrons, qui va écrire sur une résine sensible aux électrons.
On va ensuite pouvoir graver ces motifs avec la « Rolls ». Ce microscope électronique est l’équipement le plus utilisé, par le Laboratoire de Physique des Lasers (LPL), le Laboratoire des Sciences des Procédés et Matériaux (LSPM), le laboratoire de Chimie, Structures et Propriétés de Biomatériaux et d’Agents Thérapeuthiques (CSPBAT). Donc utilisé en matériaux, physique et biologie.
A l’extérieur de la salle blanche
Salle informatique
La salle informatique est dédiée à la prise de mesure concernant les matériaux et à la vérification de leurs propriétés. Les opérations permises par les outils de la salle informatique viennent à la suite des expériences réalisées à l’intérieur de la salle blanche.
L’un des outils disponible est un microscope à force atomique. Ce dernier permet de détecter les variations faibles des épaisseurs pour dresser une carte topographique du matériau. Grâce à cette machine, on peut vérifier la rugosité d’une couche fabriquée précédemment. On va ainsi pouvoir savoir si le courant est accepté ou non. Avec cet outil, les étudiants produisent des galettes de transistors, ces briques de base que l’on retrouve dans les processeurs des ordinateurs. Cela leur garanti une initiation à la production d’échantillons pour la recherche et au développement industriel. Ils sont ainsi capables de réaliser des objets technologiques relativement à la pointe.
Deux voitures, deux utilisations
La première machine est une machine de récupération datant des années 1990, suite à la délocalisation d’Alcatel : c’est la « 2CV ». Elle est capable d’aider à déposer des couches très minces d’oxyde de silice (SiO2), ou d’oxyde de titane (TiO2) qui, empilées et déposées sur des miroirs ou autres matériaux, forment des couches anti-reflets. Ces couches se retrouvent sur les lunettes, les objectifs d’appareil photo…
Vient ensuite la deuxième machine, plus onéreuse, datant de 2010. Voici la « Rolls », capable de graver du diamant, connu pour sa dureté. Grâce à l’utilisation de gaz excités par un champ magnétique et un champ électrique qui vont créer un plasma, la surface du diamant va être creusée.
