Le microscope optique en Lichénologie et mycologie
par Jean-Pierre Gavériaux - jp.gaveriaux@numericable.fr - 1ère partie : 1a

 

1. Constituants et fonctionnement

 

2. Les réglages
fondamentaux

 

3. Photographie
au microscope

1ère partie - Les constituants du microscopique optique

 

 

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Le microscope : un outil indispensable pour la lichénologie

 

Les pionniers comme Elias Magnus FRIES (1794-1878) n’avaient pas de microscope ; ils ont étudié uniquement les caractères macroscopiques des champignons (champignons lichénisés inclus) pour établir les bases de la mycologie. Les premiers mycologues à utiliser un microscope, par exemple Lucien QUÉLET (1832-1899), disposaient d’un matériel rudimentaire, peu précis et les observations grossières qui étaient réalisées conduisaient souvent à des conclusions inexactes.

Avec l’avènement d’un matériel optique plus performant, le 20ème siècle a permis à la lichéno-mycologie de progresser considérablement et si, actuellement les reconstitutions phylogénétiques basées sur l’étude des ADN remettent en question certaines parties de la systématique classique, établie à partir des études en microscopie optique, le microscope à fond clair reste l’outil de base du mycologue et du  lichénologue.
C'est le principal outil pour vous permettre de progresser dans les clés de détermination, celles-ci, faisant pratiquement toujours appel à l'observation de caractères non décelables à l’œil nu (les seuls à considérer si vous étudier les micromycètes).

   

1590

Zacharias découvre le principe du microscope composé.

1667

Bonnani invente l’éclairage par transparence (suite à l’établissement des lois de la réfraction par Descartes).

1683

Leeuwenhoek construit des loupes (improprement appelées microscopes) permettant de grossir jusqu’à 275 fois.

1740

Hall fabrique les premiers objectifs achromatiques.

1820

Création d’optiques performantes par Marzoli, Tully et Dellond (la supériorité du microscope sur la loupe va pouvoir enfin s’imposer).

1850

Amici invente la technique de l’immersion à eau (ensuite on a utilisé la glycérine puis l’huile de cèdre).

1863

Construction de l’ancêtre du microscope moderne muni d’un condenseur à fond noir par Duboscq et Nachet.

1875

Abbe montre l’influence de l’ouverture numérique sur le pouvoir séparateur d’un objectif. Collaboration avec Zeiss et invention des premiers apochromatiques.

1893

Köhler met au point un système d’éclairage plus performant en plaçant devant la source lumineuse un collecteur muni d’un diaphragme.

1904

Mise au point du microscope à lumière ultraviolette par Köhler et Rohr qui utilisent le quartz et la fluorine.

1904

Siedentopf réalise le premier microscope à fluorescence.

1935

Zernicke met au point le microscope à contraste de phase.

1952

Nomarski invente le microscope interférentiel.

Quelques dates importantes dans l’histoire du microscope optique
 

 

 

 

 

 

Principe de fonctionnement du microscope optique

 

Le microscope optique ou microscope photonique est constitué d'un tube qui possède à ses deux extrémités des lentilles.
Le premier groupe de lentilles, dirigé vers l’objet à examiner, constitue l’objectif. Il donne une image réelle, inversée et agrandie de l’objet. Cette image n’est pas formée sur un verre dépoli, mais se trouve quelque part dans le tube optique, c’est l’image intermédiaire.

Principe du microscope :
L’image intermédiaire formée par l’objectif est grossie par l’oculaire

 

Le deuxième groupe de lentilles, dirigé vers l’œil de l’observateur, est appelé l’oculaire ; il fonctionne comme une simple loupe et grossit l’image précédente. On obtient alors l’image définitive virtuelle, plus ou moins fortement grossie et renversée de l’objet initial.
Le grossissement total du microscope est égal au produit du grandissement de l’objectif (un rapport de longueurs) par le grossissement de l’oculaire (un rapport angulaire).

 

Grandissement
de
l’objectif

Grossissement
de
l’oculaire

Grossissement
total du microscope

Nom commun
donné à l’observation

           4

10

   40

faible grossissement

         10

10

 100

faible grossissement

         20

10

 200

grossissement moyen

         40

10

 400

grossissement moyen

       100

10

1000

fort grossissement

 

Dans la pratique, on ne dépasse pas le grossissement 1000. La qualité essentielle d’un système optique n’est pas son grossissement mais son pouvoir séparateur, c’est-à-dire sa capacité à distinguer deux points situés l’un à côté de l’autre. La limite de ce pouvoir séparateur est de 0,2 µm pour les meilleurs objectifs apochromatiques, ayant une ouverture numérique de 1,4 et fonctionnant à l’aide d’un condenseur particulier (un condenseur achromatique-aplanétique).

En lichéno-mycologie, on utilise principalement trois grossissements : le Gx100 pour rechercher les structures à étudier. La partie significative est ensuite placée au milieu du champ optique puis on passe au Gx400 pour observer les basides, asques, plectenchymes… ou au Gx1000 pour l’observation des spores ou des détails particuliers. On peut donc, dans un premier temps, se limiter à un oculaire x10 et trois objectifs (x10, x40 et x100 à immersion).

 

 

 

 

 

 

Les constituants du microscope optique à fond clair

 

01 - Oculaires
02 - Tubes porte-oculaires réglables
03- Tête binoculaire tournante
04 - Vis de blocage de la tête binoculaire
05 - Tourelle revolver porte-objectifs
06 - Objectif (parafocalité de 45 mm)
07 - Potence verticale
08 - Platine avec chariot incorporé
09 - Boutons de commande du chariot
10 - Condenseur d’Abbe à 3 lentilles
11 - Sous-platine mobile verticalement
12 - Vis de fixation du condenseur
13 - Vis de centrage du condenseur
14 - Lentille escamotable
15 - Réglage en hauteur du condenseur
16 - Diaphragme d’ouverture
17 - Porte-filtre escamotable
19 - Interrupteur et réglage de la
       puissance de l’éclairage incorporé
20 - Prise du cordon d’alimentation
21 - Mise au point rapide bilatérale
22 - Mise au point micrométrique bilatérale
23 - Base du statif (contenant l’éclairage)
24 - Collecteur avec diaphragme de champ
25 - Cavité pour filtres
26 - Chariot mobile
27 - Écartement réglable des oculaires
28 - Indicateur d’écartement interpupillaire

Les constituants d’un microscope optique binoculaire (Will - Wetzlar)

 

 

 

 

 

Quelques types de microscope

 

Le microscope monoculaire
à mise au point par déplacement du tube optique,
oculaire muni d'un micomètre
et objectif x100 à immersion

C'est le plus simple et le moins cher des microscopes. S'il possède un condenseur et un objectif x100 à immersion, il peut vous servir en lichénologie et mycologie, toutefois l'observation avec un seul œil est très rapidement fatigante. Vous pouvez l'acheter si vous ne faites de la microscopie que de temps en temps et que vous ne désirez pas investir dans du matériel optique de laboratoire.

 

Le microscope binoculaire
à mise au point par déplacement de vertical de la platine

Avec 4 objectifs achromatiques x4, x10, x20, x100 à immersion, un oculaire micrométrique et un éclairage d'intensité réglable, il vous permet de vous lancer sérieusement dans l'étude microscopique des champignons.
C'est le type de microscope utilisé le plus couramment par les mycologues.
De nombreux modèles existent et les prix augmentent très significativement en fonction de la qualité des optiques, du système d'éclairage et de la précision des mécanismes de déplacement de la platine.

 

Le microscope trinoculaire avec
5 objectifs plan-achromatiques x4, x10, x20, x40, x100
et éclairage halogène avec variateur de puissance

Ce matériel plus élaboré est surtout destiné aux lichénologues et mycologues qui désirent pratiquer la photomicrographie.
Un appareil photo (ou une caméra) se fixe sur le tube situé au sommet de la tête trinoculaire tandis que les 2 oculaires libres sont utilisés pour l'observation traditionnelle.
Quant aux optiques plans, elles permettent d'obtenir des images nettes au centre mais également à la périphérie du champ optique.

 

Le microscope trinoculaire de recherche avec
5 ou 6 objectifs planapochromatiques
et de nombreux accessoires interchangeables

Ces microscopes très perfectionnés, destinés aux observations les plus précises, permettent d'abtion modulaire et un vaste choix d'accessoires divers (contraorder toutes les techniques de microscopies avec une concepste de phase, contraste interférentiel de Nomarski, fluorescence en lumière réfléchie...). Leurs prix sont toutefois dissuasifs pour les mycologues amateurs et ces microscopes sont destinés aux laboratoires de recherche.
 

 

 

 

 

 

Quel microscope choisir pour la lichénologie ?

 

- Quatre grandes marques se trouvent actuellement sur le marché du haut de gamme de la microscopie optique : Leica, Nikon, Olympus et Zeiss. De nombreux modèles financièrement plus accessibles sont actuellement disponibles et suffisent, dans la majorité des cas, pour la pratique courante de laboratoire

 

- Pour la lichénologie, le microscope doit posséder obligatoirement 3 caractéristiques.

1. Microscope binoculaire indispensable pour des observations prolongées.

2. 4 objectifs achromatiques dont un objectif x100 (à immersion).

3. Un oculaire (x10) micrométrique (mesure des structures indispensable).

 

- L'équipement complémentaire vous donnera évidemment plus de possibilités mais les sommes à investir augmenteront rapidement.

4. Un diaphragme de champ dans le dispositif d'éclairage (indispensable si vous voulez prendre des photographies de vos préparations).

5. Des optiques plan (images sont nettes jusqu'au bord du champ).

6. Une tête trinoculaire pour adapter un système permettant de prendre des photos.

 

Savoir toutefois que la qualité d'une observation dépend au départ de la qualité de la préparation.

 

Les produits chimiques indispensables aux études macro- et microscopiques des lichens peuvent être obtenus (à prix de revient) auprès de l'AFL (uniquement par ses membres). La confection des réactifs et la livraison a lieu une fois par an avant la session de microscopie de février au laboratoires de Fontainebleau.

 

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