Spécialiste de la nanométrologie, le LNE développe depuis plus de dix ans une expertise dédiée à la caractérisation des nanomatériaux. A l’occasion de la journée mondiale de la métrologie, qui a cette année pour thème « La métrologie à l’ère du numérique », le LNE présente la plateforme NanoMetrologIA : un outil qu’il a développé et permettant de mesurer les propriétés dimensionnelles des nanoparticules à l’aide de l’intelligence artificielle.
The adoption of digital technology is revolutionizing metrology, improving processes and opening up new perspectives. This is particularly true for the characterization of nano-objects, and nanoparticles in particular.
The characterization of nanoparticles is crucial to any sustainable innovation in the industrial sector. Their properties are linked to the various performance levels sought. The regulatory framework put in place in recent years imposes specific requirements in order to meet the public health challenge.
In this context, the characterization of nanomaterials is essential for industry. To this end, LNE has developed the NanometrologIA platform, which represents a step forward in supporting the deployment of nanomaterials within a calm, sustainable framework.
In practice, the measurement of nanoparticle size is based on multiple electron microscopy images that produce a statistical distribution of nanoparticle diameters.
Conventional methods, essentially manual, require several hours of processing and only work on particles whose entire contour is visible in the image. They are unable to discern particles in the form of aggregates or agglomerates, where they may be partially masked.
Speeding up nanoparticle measurement
Pour améliorer l’analyse et réduire le temps de traitement des images, le LNE a développé un algorithme basé sur l’apprentissage profond à partir d’une base de données dédiée. La technique mise en œuvre permet d’une part d’identifier de façon automatique l’ensemble des particules isolées ou agrégées/agglomérées, et d’autre part, de reconstruire le contour de chaque particule. Grâce à la plateforme NanoMetrologIA, la mesure de la distribution de taille des nanoparticules, ne requiert désormais plus que quelques secondes.
La plateforme est aujourd’hui utilisée principalement pour l’identification de nanoparticules de dioxyde de titane TiO2, très utilisées dans de nombreuses applications, dont l’additif E171 dans le domaine agro-alimentaire aujourd’hui interdit. Les travaux se poursuivent pour enrichir la base de données d’entrainement des algorithmes en incorporant notamment des images présentant des particules de composition chimique différente: SiO2, NaCl, Fe, Au, Ag.
World Metrology Day
World Metrology Day is an annual event in which over 80 countries celebrate the impact of measurement on our daily lives. The date of May 20 was chosen to commemorate the signing of the Metre Convention on May 20, 1875, marking the beginning of official international collaboration in the field of metrology. The international metrology community, whose aim is to guarantee the accuracy of measurements made throughout the world, uses World Metrology Day to raise awareness of metrology through posters and a website.
