Pourquoi s’isoler des vibrations ?
La microscopie à haute résolution représente pour les chercheurs et les cliniciens un puissant outil d’analyse pour découvrir une variété de phénomènes et processus biologiques. Des instruments de ce type nécessitent cependant un environnement stable pour pouvoir assurer un maximum de précision. Pour étudier des éléments microniques et submicroniques sur des échantillons qu’il faut préparer, examiner puis enregistrer (par photographie ou micrographie électronique), il devient nécessaire d’assurer des conditions de précisions impliquant que le montage expérimental soit isolé des vibrations.
La conception d’un système adéquat d’isolation des vibrations représente un formidable défi dans la mesure où il convient de fournir une résistance aux vibrations particulièrement performante (ce qui requiert généralement l’utilisation d’isolateurs indépendants de grande taille), sous la forme d’un équipement compact et de faible épaisseur afin de minimiser l’encombrement et d’optimiser l’accessibilité aux équipements. Newport est parvenu à concilier ces deux exigences dans son produit BenchTop™.
Quelle est l’utilité de cette nouvelle technologie pour les chercheurs en Sciences de la vie ?
Reportez-vous à la figure 1(A). Les plateaux antivibratoires compacts BenchTop™ améliorent la résolution et la précision des photomicroscopes, balances et autres instruments d’analyse en isolant la surface de travail des vibrations horizontales et verticales. Le plateau BenchTop™ est particulièrement utile pour améliorer la qualité des microphotographies à longue durée d’exposition, qui sont extrêmement sensibles aux effets des vibrations. Le plateau BenchTop™ se présente sous la forme d’une structure porteuse possédant une surface en plastique laminé ou en acier inoxydable, et de quatre isolateurs compacts encastrés dans la partie inférieure du plateau.
Les plateaux BenchTop™ figurent parmi les systèmes antivibratoires les plus compacts du marché. Proposés en deux tailles (40,6 x 50,8 cm et 76,2 x 91,4 cm), les plateaux BenchTop™ comprennent quatre isolateurs logés dans la partie inférieure du plateau. Ces isolateurs utilisent un diaphragme pneumatique flexible qui supporte la charge et découple les vibrations du plateau isolé.
Grâce à la faible épaisseur des plateaux BenchTop™, leur utilisation n’ajoute que quelque 5 cm à la hauteur de la surface de travail, ce qui permet un accès confortable même en cas de travail prolongé, en utilisant des chaises ou des tabourets standard. Il est possible de disposer en option d’accoudoirs rembourrés qui se fixent sur le bord du plateau ou de la table et assurent un meilleur confort lors de l’utilisation prolongée de votre microscope ou instrument .
Avantages spécifiques de la technologie Stabilizer™
La technologie Stabilizer™ utilisée dans les plateaux BenchTop™ assure non seulement une meilleure isolation des vibrations que les isolateurs ordinaires, mais elle le fait avec un volume d’air nettement inférieur, permettant ainsi de placer les isolateurs en dessous de la surface de travail. On évite ainsi les encombrants isolateurs placés en porte-à-faux autour du plateau expérimental.
- Stabilisation plus rapide
Pour éviter de retarder le travail après les perturbations, il est essentiel de stabiliser le microscope ou l’instrument isolé le plus rapidement possible. L’amortissement à flux laminaire réduit le délai de stabilisation de près de 50% par rapport aux isolateurs ordinaires, et ce pour des perturbations de grande ou de moindre amplitude.
- Excellente stabilité pour un centre de gravité élevé
L’un des principaux aspects pris en compte dans le développement des plateaux BenchTop™ a été d’isoler des équipements lourds et à centre de gravité élevé, comme les photomicroscopes utilisés dans les sciences de la vie et dans les applications d’inspection des semi-conducteurs.
- Fréquence propre plus basse
Plus la fréquence propre de l’isolateur est basse (plus la constante de rappel est « souple »), meilleure est la protection contre les vibrations à basse fréquence, qui sont de loin les plus critiques pour les performances des instruments.
- Mécanisme breveté de piston à centrage automatique
Centre automatiquement le piston de chaque isolateur pour assurer une course verticale sans frictions et garantir des performances antivibratoires optimales.
Figure 1(A). Plateau antivibratoire BenchTop™ présenté avec surface en plastique laminé (des versions en acier inoxydable, acier inoxydable avec trous et versions pour salles blanches sont également disponibles).
Figure 1(B). Le plateau BenchTop™ atténue le mouvement mécanique à l’aide de quatre isolateurs pneumatiques amortis. La construction exclusive à chambre hybride utilisée dans les plateaux BenchTop™ (en cours de brevetage) réduit le volume d’air entre le piston et l’élément amortisseur à flux laminaire, si bien que le piston est plus étroitement couplé au flux d’air. On obtient ainsi une force d’amortissement plus importante pour un déplacement donné au piston, et donc un amortissement plus rapide et plus efficace des mouvements verticaux.Les résultats expérimentaux
La théorie est une chose, les résultats réels en sont une autre ! Reportez-vous aux figures 2 et 3 pour deux exemples de la façon dont cette nouvelle technologie antivibratoire peut améliorer la netteté des images recueillies.
La figure 2 représente deux microphotographies à fort agrandissement (500x) d’une épine dendritique (neurone de mammifère) avec (2A) et sans (2B) le plateau antivibratoire compact BenchTop™. L’appareil isolé donne très clairement une image supérieure permettant d’observer des détails plus fins (dimension 1 x 20 microns).
La figure 3 représente un jeu de micrographies électroniques de coupes de tissus extrêmement fines destinées à un microscope électronique avant (3A) et après (3B) mise sous pression du système antivibratoire BenchTop™. L’image avant mise sous pression (3A) présente des stries claires et foncées indiquant un tremblement du couteau pendant la coupe. Ces stries ne s’observent pas sur les tissus provenant de la même coupe après mise sous pression du plateau BenchTop™ (3B). Nota : les traits foncés sont l’image de la « grille » utilisée pour supporter la coupe.
Avec Figure 2(A)
Sans Figure 2(B)Figure 2(A). Microphotographie à fort agrandissement d’une épine dendritique provenant d’un neurone de mammifère. Le négatif a été agrandi 500x au total. La figure 2A est une microphotographie prise avec isolateurs BenchTop™ gonflés (temps d’exposition : 3,50 minutes) et la figure 2B est prise dans les mêmes conditions mais avec isolateurs non gonflés. (Nota : ces images ont été tirées en s’assurant d’une mise au point correcte.)
Tremblement du couteau Figure 3(A)
Figure 3(B)Figure 3(A). Micrographie électronique d’une coupe ultra-mince de tissus réalisée sans activation du système antivibratoire BenchTop™. (B) La même micrographie réalisée avec le système BenchTop™ sous pression.