Chez ScopeM, les petits deviennent grands

On descend toujours plus bas, à travers de longs couloirs recouverts de plaques métalliques, jusqu'au plus profond de la cave. Sous la pelouse entre les bâtiments HPM et HPF se trouvent ici, sur le site de l'ETH Hönggerberg, derrière de lourdes portes en acier, quelques-uns des plus précieux microscopes électroniques de l'ETH Zurich. Ce n'est qu'ainsi - à neuf mètres sous terre dans une construction spéciale en fer-béton - qu'ils peuvent fonctionner de manière optimale, sans vibrations et sans champs électromagnétiques perturbateurs.

Les microscopes font partie de ScopeM, le "Scientific Center for Optical and Electron Microscopy". Cette plateforme technologique multidisciplinaire a été lancée par l'ETH début 2014. Elle réunit sous un même toit le Centre de microscopie électronique (EMEZ) et le Centre de microscopie optique et de screening (LMSC). "Nous nous considérons comme un centre de services pour la microscopie scientifique. De manière imagée, notre domaine est la prise de vue et l'analyse de petits objets avec la plus haute résolution", explique le directeur Nicolas Blanc pour décrire la fonction de ScopeM.

Blanc a rejoint l'équipe de 30 personnes de ScopeM en septembre 2014. Ce physicien, qui a développé pendant 25 ans des composants microélectroniques et des capteurs optiques dans la recherche appliquée, doit diriger et développer la plateforme technologique dans un esprit d'entreprise. Il sera soutenu sur le plan technique par les deux directeurs techniques, le chercheur en structure Roger Wepf et le biophysicien Gábor Csúcs. Wepf était auparavant responsable de l'EMEZ et Csúcs du LMSC. Tous deux poursuivent le développement stratégique de la plateforme en collaboration avec Nicolas Blanc.

Déjà 500 utilisateurs chez ScopeM

"Notre offre s'adresse avant tout aux membres de l'ETH et aux collaborateurs scientifiques, mais elle est en principe ouverte à tous", explique Blanc. Les appareils peuvent être loués à l'heure. La réservation est possible en ligne. Les scientifiques bénéficient de conditions plus avantageuses que les utilisateurs issus de l'industrie. Plus de 500 utilisateurs issus de 180 groupes de recherche utilisent déjà la plateforme technologique, qui compte parmi les plus grandes de l'EPF ; 95 pour cent d'entre eux viennent de l'EPF ou du Domaine des EPF.

"Nous formons d'abord les utilisateurs au microscope avant de les laisser travailler de manière autonome", rapporte Blanc. Selon la complexité du microscope, l'initiation peut durer jusqu'à plusieurs jours. En effet, outre l'utilisation de l'appareil, il faut aussi apprendre à préparer les échantillons et à les analyser ensuite. Ceci est différent pour presque chaque microscope. Les personnes qui n'ont besoin d'un microscope particulier qu'une seule fois peuvent donc confier la réalisation partielle ou totale de leur projet à l'équipe ScopeM.

De manière générale, ScopeM doit servir de plateforme pour regrouper les services de microscopie de l'ETH Zurich. "Au lieu que chaque groupe de recherche achète ses propres appareils et ne les utilise que sporadiquement, nous les mettons ici à la disposition de tous, de manière centralisée, 24 heures sur 24", explique Blanc. Avec des coûts pouvant atteindre quatre millions de francs par appareil, ce n'est pas négligeable. Toutefois, le regroupement en une plate-forme centrale a aussi des raisons scientifiques. Par exemple, dans de nombreux projets de recherche, les résultats se complètent lorsque l'on combine la microscopie optique et la microscopie électronique.

Le rêve du microscope idéal

Les deux techniques ont des atouts différents. Jusqu'à présent, seule la microscopie électronique permet de représenter des structures au niveau atomique jusqu'à 0,1 nanomètre. Les microscopes optiques, quant à eux, permettent de représenter les structures biologiques, géologiques ou chimiques de manière dynamique ainsi qu'en couleur et de mieux les distinguer. Ils permettent également d'examiner des échantillons vivants. Ce n'est pas encore possible avec la microscopie électronique.

Le "microscope ultime" devait donc combiner la résolution de la microscopie électronique et la flexibilité de la microscopie optique, explique Gábor Csúcs.

Un appareil qui se rapproche de cet idéal se trouve depuis quelques mois dans le bâtiment HPM, caché derrière des cloisons vertes et un rideau qui le protège de la lumière parasite lors des prises de vue. Il s'agit d'un "microscope STED". Il fait faire à la microscopie optique à fluorescence un pas de géant vers le pouvoir de résolution de la microscopie électronique. Son inventeur, Stefan Hell, vient de recevoir le prix Nobel 2014. "Nous l'avons toutefois acheté avant la remise du prix", déclare Gábor Csúcs avec un peu de fierté.

Au total, ScopeM dispose d'une centaine d'appareils, dont 30 sont considérés par le directeur comme des "appareils clés". Parmi eux, il y a aussi des appareils qui n'existent qu'une seule fois dans toute la Suisse. C'est le cas par exemple de l'"Atom Probe Tomograph", qui permet de reconstruire des échantillons en 3D avec une résolution atomique.

La plateforme continue de s'étendre

Depuis le début de l'année, sept autres nouveaux appareils destinés à l'enseignement et à la formation des membres de l'ETH ainsi que trois instruments haut de gamme pour la recherche sont déjà venus s'ajouter à la liste. Afin de répondre à l'exigence d'être un centre de microscopie également en termes d'espace, une grande partie des appareils de ScopeM devrait déménager en 2016 de manière centralisée sur deux ou trois étages du bâtiment HPM. Roger Wepf s'en réjouit déjà, car les microscopes électroniques et les appareils de préparation étaient parfois répartis dans six bâtiments. Aujourd'hui, ils se trouvent toujours dans trois bâtiments.

Seuls les gros appareils sensibles resteront à l'avenir dans la cave construite spécialement pour eux.