LES 14 TYPES DE MICROSCOPES ET LEURS FONCTIONS - SCIENCE - 2025

Il existe différents types de microscopes: optique, composé, stéréoscopique, pétrographique, confocal, fruorescence, électronique, transmission, balayage, sonde à balayage, effet tunnel, champ ionique, numérique et virtuel.

Un microscope est un instrument utilisé pour permettre à l'homme de voir et d'observer des choses qui ne pouvaient pas être vues à l'œil nu. Il est utilisé dans différents domaines du commerce et de la recherche allant de la médecine à la biologie et à la chimie.

Microscopes du XVIIIe siècle du Musée des Arts et Métiers, Paris

Un terme a même été inventé pour l'utilisation de cet instrument à des fins scientifiques ou de recherche: la microscopie.

L'invention et les premiers enregistrements de l'utilisation du microscope le plus simple (il fonctionnait à travers un système de loupe) remonte au 13ème siècle, avec différentes attributions à qui aurait pu être son inventeur.

En revanche, le microscope composé, plus proche des modèles que nous connaissons aujourd'hui, aurait été utilisé pour la première fois en Europe vers 1620.

Même alors, plusieurs ont cherché à revendiquer l'invention du microscope, et différentes versions ont émergé qui, avec des composants similaires, ont réussi à atteindre l'objectif et à agrandir l'image d'un très petit échantillon devant l'œil humain.

Parmi les noms les plus reconnus attribués à l'invention et à l'utilisation de leurs propres versions de microscopes, on trouve Galileo Galilei et Cornelis Drebber.

L'arrivée du microscope dans les études scientifiques a conduit à des découvertes et à de nouvelles perspectives sur des éléments essentiels pour l'avancement de différents domaines scientifiques.

L'observation et la classification de cellules et de micro-organismes tels que les bactéries sont l'une des réalisations les plus populaires rendues possibles au microscope.

Depuis ses premières versions il y a plus de 500 ans, le microscope conserve aujourd'hui son concept de fonctionnement de base, bien que ses performances et ses objectifs spécialisés aient changé et évolué jusqu'à aujourd'hui.

Principaux types de microscopes

Microscope optique

Aussi connu sous le nom de microscope optique, c'est le microscope avec la plus grande simplicité structurelle et fonctionnelle.

Il fonctionne grâce à une série d'optiques qui, avec l'entrée de la lumière, permettent le grossissement d'une image bien située dans le plan focal de l'optique.

C'est le microscope de conception le plus ancien et ses premières versions sont attribuées à Anton van Lewenhoek (17e siècle), qui a utilisé un prototype à une seule lentille sur un mécanisme qui contenait l'échantillon.

Microscope composé

Le microscope composé est un type de microscope optique qui fonctionne différemment du simple microscope.

Il possède un ou plusieurs mécanismes optiques indépendants qui permettent un grossissement plus ou moins grand sur l'échantillon. Ils ont tendance à avoir une composition beaucoup plus robuste et permettent une plus grande facilité d'observation.

On estime que son nom n'est pas attribué à un plus grand nombre de mécanismes optiques dans la structure, mais au fait que la formation de l'image agrandie se produit en deux étapes.

Une première étape, où l'échantillon est projeté directement sur les objectifs dessus, et une seconde, où il est amplifié à travers le système oculaire qui atteint l'œil humain.

Microscope stéréoscopique

C'est un type de microscope optique à faible grossissement principalement utilisé pour les dissections. Il a deux mécanismes optiques et visuels indépendants; un pour chaque extrémité de l'échantillon.

Travaillez avec la lumière réfléchie sur l'échantillon plutôt qu'à travers lui. Il permet de visualiser une image tridimensionnelle de l'échantillon en question.

Microscope pétrographique

Utilisé notamment pour l'observation et la composition des roches et des éléments minéraux, le microscope pétrographique fonctionne avec les fondations optiques des microscopes précédents, avec la qualité d'inclure du matériel polarisé dans ses objectifs, ce qui permet de réduire la quantité de lumière et d'éclat que les minéraux ils peuvent réfléchir.

Le microscope pétrographique permet, à travers l'image agrandie, d'élucider les éléments et les structures de composition des roches, des minéraux et des composants terrestres.

Microscope confocal

Ce microscope optique permet d'augmenter la résolution optique et le contraste de l'image grâce à un dispositif ou "sténopé" spatial qui élimine l'excès ou la lumière floue qui est réfléchie à travers l'échantillon, surtout s'il a une plus grande taille autorisée par le plan focal.

Le dispositif ou «pinole» est une petite ouverture dans le mécanisme optique qui empêche l'excès de lumière (celle qui n'est pas focalisée sur l'échantillon) de se disperser sur l'échantillon, réduisant la netteté et le contraste qu'il peut présenter.

Pour cette raison, le microscope confocal fonctionne avec une profondeur de champ assez limitée.

Microscope à fluorescence

Il s'agit d'un autre type de microscope optique dans lequel des ondes lumineuses fluorescentes et phosphorescentes sont utilisées pour mieux détailler l'étude des composants organiques ou inorganiques.

Ils se distinguent simplement par l'utilisation de la lumière fluorescente pour générer l'image, sans dépendre entièrement de la réflexion et de l'absorption de la lumière visible.

Contrairement à d'autres types de microscopes analogiques, le microscope fluorescent peut présenter certaines limitations en raison de l'usure que le composant de lumière fluorescente peut présenter en raison de l'accumulation d'éléments chimiques provoquée par l'impact des électrons, usant les molécules fluorescentes.

Le développement du microscope fluorescent a valu aux scientifiques Eric Betzig, William Moerner et Stefan Hell le prix Nobel de chimie en 2014.

Microscope électronique

Le microscope électronique représente une catégorie en soi par rapport aux microscopes précédents, car il modifie le principe physique de base qui permettait la visualisation d'un échantillon: la lumière.

Le microscope électronique remplace l'utilisation de la lumière visible par des électrons comme source d'éclairage. L'utilisation d'électrons génère une image numérique qui permet un plus grand grossissement de l'échantillon que les composants optiques.

Cependant, des grossissements importants peuvent entraîner une perte de fidélité de l'image échantillon. Il est principalement utilisé pour étudier l'ultra-structure de spécimens microorganiques; capacité que les microscopes conventionnels n'ont pas.

Le premier microscope électronique a été développé en 1926 par Han Busch.

Microscope électronique à transmission

Son principal attribut est que le faisceau d'électrons traverse l'échantillon, générant une image bidimensionnelle.

En raison de la puissance énergétique que peuvent avoir les électrons, l'échantillon doit être soumis à une préparation préalable avant d'être observé au microscope électronique.

Microscope électronique à balayage

Contrairement au microscope électronique à transmission, dans ce cas, le faisceau d'électrons est projeté sur l'échantillon, générant un effet de rebond.

Cela permet la visualisation tridimensionnelle de l'échantillon du fait que des informations sont obtenues à la surface de celui-ci.

Microscope à sonde à balayage

Ce type de microscope électronique a été développé après l'invention du microscope à effet tunnel.

Il se caractérise par l'utilisation d'un tube à essai qui scanne les surfaces d'un échantillon afin de générer une image haute fidélité.

Le tube à essai scanne et, au moyen des valeurs thermiques de l'échantillon, il est capable de générer une image pour son analyse ultérieure, illustrée par les valeurs thermiques obtenues.

Microscope à tunnel

C'est un instrument utilisé notamment pour générer des images au niveau atomique. Sa capacité de résolution peut permettre la manipulation d'images individuelles d'éléments atomiques, fonctionnant à travers un système électronique dans un processus tunnel fonctionnant avec différents niveaux de tension.

Une grande maîtrise de l'environnement est nécessaire pour une session d'observation au niveau atomique, ainsi que l'utilisation d'autres éléments dans un état optimal.

Cependant, il y a eu des cas dans lesquels des microscopes de ce type ont été construits et utilisés de manière domestique.

Il a été inventé et mis en œuvre en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, qui ont reçu le prix Nobel de physique en 1986.

Microscope à champ ionique

Plus qu'un instrument, il est connu sous ce nom pour une technique mise en œuvre pour l'observation et l'étude de l'ordre et du réarrangement au niveau atomique de différents éléments.

C'était la première technique qui permettait de discerner la disposition spatiale des atomes dans un élément donné. Contrairement à d'autres microscopes, l'image agrandie n'est pas soumise à la longueur d'onde de l'énergie lumineuse qui la traverse, mais possède une capacité unique de grossissement.

Il a été développé par Erwin Muller au 20ème siècle, et a été considéré comme le précédent qui a permis une visualisation meilleure et plus détaillée des éléments au niveau atomique aujourd'hui, à travers de nouvelles versions de la technique et des instruments qui le rendent possible.

Microscope numérique

Un microscope numérique est un instrument à caractère principalement commercial et généralisé. Il fonctionne grâce à un appareil photo numérique dont l'image est projetée sur un moniteur ou un ordinateur.

Il a été considéré comme un instrument fonctionnel pour l'observation du volume et du contexte des échantillons travaillés. De la même manière, il a une structure physique beaucoup plus facile à manipuler.

Microscope virtuel

Le microscope virtuel, plus qu'un instrument physique, est une initiative qui vise la numérisation et l'archivage des échantillons travaillés jusqu'à présent dans n'importe quel domaine scientifique, dans le but que toute partie intéressée puisse accéder et interagir avec des versions numériques d'échantillons organiques ou inorganique via une plateforme certifiée.

De cette manière, l'utilisation d'instruments spécialisés serait laissée pour compte et la recherche et le développement seraient encouragés sans risquer de détruire ou d'endommager un échantillon réel.

Références

1. (2010). Récupéré de History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (sf). Bases des microscopes. Obtenu auprès de Keyence - Site du microscope biologique: keyence.com
3. Microbehunter. (sf). Théorie. Obtenu de Microbehunter - Ressource de microscopie amateur: microbehunter.com
4. Williams, DB et Carter, CB (nd). La microscopie électronique à transmission. New York: Plenum Press.