Le morphoscan est un système haute résolution de test nanomécanique, capable de travailler en milieu liquide, pour la mesure des forces et déplacements à nano échelle, à la surface de tissus biologiques mous. Ce dispositif est unique au monde et a été réalisé sur mesure pour répondre à nos besoins.

Morphoscan multi-échelles

Le Morphoscan a été conçu et fabriqué par la société Michalex pour répondre à la problématique IVTV. Il est composé d'une tête d'indentation biaxiale, installée dans une chambre thermique.

Objectifs

Les recherches poursuivies au sein de l'Équipement d'Excellence Ingénierie et Vieillissement des Tissus Vivants (IVTV) sont focalisées sur l'effet du vieillissement sur la réponse mécanique en relation avec la microstructure 3D des tissus élastiques.

Cet axe de recherche nécessite le recours à des techniques de caractérisation de surface permettant de :

• Caractériser la morphologie de surface (topographie, rugosité) sur des grandes zones d'analyse.
• Mesurer les propriétés mécaniques des tissus mous (peau, cartilage, artère, muscle, …) à nano échelle.

Localisation

Il est installé au sous-sol du Bâtiment G8 de l'Ecole Centrale de Lyon.

Caractéristiques techniques

Le Morphoscan possède les fonctionnalités suivantes :

• La tête de nano indentation possède deux capteurs de force et deux capteurs de déplacement, dans les directions normales et latérales :
• Les capteurs de déplacement ont une plage de 200 µm minimum et une résolution de 0,1 nm maximum.
• Les actionneurs de force ont une force de contact maximum de 50 mN et une résolution de 10 nN maximum.
• Les actionneurs possèdent un module dynamique permettant la génération d'oscillations harmoniques jusqu'à 100 Hz.
• Tables de déplacement X-Y :
• Plage de déplacement en X-Y de 1,5 mm minimum.
• Résolution en déplacement en X-Y de 1 nm maximum.
• Table de déplacement vertical de l'échantillon permettant de lever la surface de l'échantillon jusqu'à l'indenteur :
• Plage de déplacement en Z de 4 mm minimum.
• Résolution en déplacement en Z de 1 µm maximum.
• Le logiciel de pilotage permet d'appliquer des chargements de type segment d'approche avec paramètres de détermination de contact spécifiques, notamment pour les matériaux mous ainsi que rampe, segment de maintien de la force ou du déplacement, chargement à vitesse de déformation constante; …
• Les paramètres d'acquisition sont adaptables aux différents échantillons. En particulier, il est possible de faire des ligne de points en X ou en Y.
• La partie traitement et analyse permet :
• de visualiser la morphologie de la surface par reconstruction 3D des tissus sur de grandes zones (1,5 x 1,5 mm²).
• de déterminer les propriétés mécaniques locales (module d'Young E, module de cisaillement G, raideurs de contact normale et latérale...).
• Le système est installé dans une chambre thermique permettant d'effectuer des mesures à 37°C.