Microscopie : Principes et Techniques des Microscopes

La microscopie
Microscopie : Ensemble de techniques d’imagerie des objets de petites dimensions. Quelle que soit la technique
employée, l’appareil utilisé pour rendre possible cette observation est appelé un microscope.
Microscope : Instrument d’optique permettant d’obtenir une image agrandie d’un objet petit et proche. Cela vient de
micro (petit) et scope (observer). Il existe plusieurs types de microscopes : Les microscopes optiques et les microscopes
électroniques.
I- Microscope optique
A) Définitions
Microscope optique (ou photonique, MO) : Instrument d’optique muni d’un objectif et d’un
oculaire qui permet de grossir l’image d’un objet de petites dimensions (ce qui caractérise sa
puissance optique) et de séparer les détails de cette image (et son pouvoir de résolution)
afin qu’il soit observable par l’œil humain. Il est utilisé en biologie, pour observer les cellules,
les tissus, en pétrographie pour reconnaitre les roches, en métallurgie et en métallographie
pour examiner la structure d’un métal ou d’un alliage. Il ne faut pas le confondre avec la
loupe binoculaire.
è Le microscope optique permet l’observation d’objets vivants (bactéries levures,
organismes unicellulaires), fixé (coupes de tissus), jusqu’à l’échelle cellulaire.
Loupe binoculaire (stéréomicroscope) : Appareil destiné en priorité à l’observation à faible
grossissement avec un éclairage par-dessus. Il permet surtout la perception stéréoscopique,
en relief, de petits sujets. Un stéréomicroscope se compose de deux microscopes accolés
pour fournir deux images de l’objet, une pour chaque œil. Chaque image est redressée par
un dispositif particulier qui n’existe pas dans un microscope classique. Cela permet une vision
en relief de l’objet.
Vidéo : L’utilisation du microscope https://www.youtube.com/watch?v=l5ng-SUePAc
B) Fonctionnement
En microscopie photonique, un condensateur de verre concentre sur l’échantillon la lumière provenant de la source
lumineuse (partie inférieure du microscope). Puis, un objectif et un oculaire grossissent l’image et la projettent dans
l’œil. Dans un appareil photo ou dans une caméra vidéo numérique. En effet, le microscope est constitué de deux
lentilles convergentes : l’objectif et l’oculaire. L’objectif est placé près de l’objet à observer, fournissant une image réelle
renversée fortement agrandie. Cette dernière est encore plus agrandie par l’oculaire qui fonctionne comme une loupe.
L’objet observé est en fait une image virtuelle renversée
Vidéo : Comment un microscope fonctionne-t-il ? (Merci Jamy !) : https://www.youtube.com/watch?v=TZ8aA2Yrsn4
Reportage en entier : Voyage dans l’invisible – C’est pas sorcier : https://www.youtube.com/watch?v=VPaIB6PHV8g

II- Microscope électronique
A) Définition générale
Microscope électronique (ME) : Type de microscope qui utilise un faisceau d’électrons
pour illuminer un échantillon et en créer une image très agrandie. Les microscopes
électroniques ont un pouvoir de résolution supérieur aux microscopes optiques qui utilisent
des rayonnements électromagnétiques visibles. Ils peuvent obtenir des grossissements
beaucoup plus élevés allant jusqu’à 5 millions de fois, alors que les meilleurs microscopes
optiques sont limités à un grossissement de 2000 fois. Il existe deux types principaux de
ME : Le microscope électronique en transmission, et le microscope électronique à balayage.
B) Fonctionnement
a) Microscope électronique en transmission (MET)
C’est la forme originale du microscope électronique. Ce type de microscope utilise un tungstène (Élément chimique W)
comme cathode source d’électrons. Le faisceau d’électrons est accéléré par une anode par rapport à la cathode,
concentré par des lentilles magnétiques, et transmis sur la cible (l’échantillon) qui est en partie transparente. Les
électrons vont se disperser dans l’échantillon. Quand ils en ressortent, le faisceau d’électrons comporte des informations
sur la structure de l’échantillon qui sont amplifiées par le système de lentilles de l’objectif du microscope. La variation
d’activité des électrons résulte en une image sur le plan image.
è C’est type de microscope permet d’étudier l’ultrastructure interne de la cellule à travers une coupe très mince d’un
spécimen coloré au moyen d’atomes de métaux lourds. Permet d’observer en coupe : des organites intracellulaires,
des cristaux, des virus…
Vidéo : Microscope électronique à transmission (jusqu’à 0 :45)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Microscope_Electronique_%C3%A0_Transmission.ogv
b) Microscope électronique à balayage (MEB)
La différence principale avec le MET est que le MEB ne peut pas donner une image complète de l’échantillon. Les
images produites sont permises par sondage de l’échantillon avec un faisceau d’élection qui, concentré, est analysé
sur une zone rectangulaire de l’échantillon. Sur chaque point, l’échantillon d’électron va perdre de l’énergie. Cette perte
d’énergie va varier en fonction des atomes rencontrés, des formes etc. Les signaux envoyés vont permettre de
construire une image très précise.
è Permet en plus du MET de révéler les détails à la surface d’une structure cellulaire, d’avoir ainsi une structure
tridimensionnelle de structures unicellulaires ou pluricellulaires

Vidéo : Microscope électronique à balayage
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File%3AMicroscope_Electronique_%C3%A0_Balayage.ogv
c) Microscope électronique à balayage par transmission (MEBT)
C’est un type de microscope dont le principe de fonctionnement allie certains aspects du MET et du MEB. Une source
d’électrons focalise un faisceau d’électrons qui traverse l’échantillon. Un système de lentilles magnétiques permet à ce
faisceau de balayer la surface de l’échantillon à analyser.
Vidéo : Microscope électronique à transmission (à partir de 0 :45)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Microscope_Electronique_%C3%A0_Transmission.ogv
Conclusion
On utilise un certain type de microscope en fonction de l’observation désirée. On obtient ainsi les résultats suivant pour
les trois principaux types de microscopes présentés :
Cliché en microscopie optique
Cliché en MET (à gauche) Cliché en MEB (à droite)
Sources :
Internet : Wikipédia, Microscopix, YouTube
Livres : Campbell
Cours : Les différents types de microscopes