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8. Quelques accessoires du microscope optique
par Jean-Pierre GAVERIAUX

00. Le microscope : l'outil indispensable au mycologue
01. Le principe de fonctionnement du microscope optique à fond clair
02. La partie mécanique du microscope
03. Le dispositif d'éclairage
04 La partie optique : Aberrations chromatiques et géométriques
05. Les objectifs
06. Les condenseurs
07. Les oculaires
08. Principaux accessoires
09. Entretenir son microscope

1. La tête trinoculaire (ou le phototube)

Elle est conçue pour la photomicrographie. Elle permet de prendre des images tout en continuant l'observation binoculaire de l'objet que l'on photographie, ce qui facilite le cadrage et la mise au point. Un sélecteur de trajet des rayons lumineux, à 2 ou 3 positions, permet d'envoyer l'image :
- à 100% vers l'observateur,
- à 100% vers l'appareil de prise de vues,
- de faire une répartition mixte.
La tête trinoculaire facilite beaucoup la prise de vue au microscope ; son prix élevé est toutefois un handicap sérieux. En son absence, la tête binoculaire est remplacée par un phototube vertical ; ce matériel très économique et donne des résultats équivalents.
La liaison d'un photoscope avec un écran d'ordinateur ouvre actuellement des possibilités nouvelles.

- A gauche : tête trinoculaire à triple trajet optique (100% vers l'observateur, 100% vers l'appareil photo, 80% vers l'appareil photo et 20% vers l'observateur). L'appareil de prise de vues se fixe au sommet par l'intermédiaire d'un adaptateur spécifique au boîtier.
- A droite : (1) le phototube vertical remplace la tête binoculaire.; on place à son sommet l'adaptateur (2) dans lequel est introduit l'oculaire photo ; le tube (3) est fixé à l'appareil de prises de vues puis bloqué dans l'adaptateur (2).

Remarque : Attention lors de l'achat d'une tête trinoculaire, renseignez-vous d'abord sur les capacité de liaison avec votre boîtier photo. Des adaptateurs existent mais ils sont parfois très difficiles à trouver.


- A droite : sommet de la tête trinoculaire qui porte un oculaire photo spécifique de l'objectif utilisé ; à gauche : (1) boîtier photo ; (2) tube adaptateur qui se fixe sur le sommet de la tête trinoculaire ; (3) bague de liaison entre le boîtier (Nikon D70) et l'adaptateur pour la tête trinoculaire Olympus.

2. L'équipement pour la lumière polarisée

L'étude de certains genres, le genre Lecanora (ascomycète lichénisé) par exemple, nécessite l'observation de l'apothécie en lumière polarisée-analysée. Cette observation permet de préciser la position, la forme et les dimensions de cristaux biréfringents dont l'étude est indispensable pour la détermination des espèces.


Équipement pour observation en lumière polarisée: (P) : polariseur (rotatif) qui se pace sur la lentille de champ, sous le condenseur ; (A) : analyseur (escamotable) à placer fixer au sommet du tube optique juste sous la tête bi ou trinoculaire.	Deux morceaux de polaroïd permettent d'obtenir le même résultat. Le polariseur P est placé sous le condenseur tandis que l'analyseur A est maintenu (à la main) sur l'oculaire que l'on peut tourner.

3. L'équipement pour le contraste de phase

Pour observer des structures avec le microscope classique (à fond clair) il est nécessaire de faire agir un certain nombre de colorants. Si on désire observer une structure vivante, en fonctionnement, il n'est pas possible (sauf exception) de la placer dans des colorants toujours ± toxiques.
Ces structures ont toutefois des indices de réfraction différents ; plus une onde lumineuse traverse une structure d'indice de réfraction élevé, plus elle prend de retard dans la phase (par rapport aux ondes qui traversent les milieux environnants d'indice de réfraction plus faible).
Zernicke a inventé une technique qui exploite ce phénomène et permet d'obtenir des images. Deux modifications sont nécessaires :
- Dans le plan focal du condenseur il met un diaphragme en forme d'anneau.
- Dans le plan focal de l'objectif il place une lame de phase annulaire (placée en pratique sur la face de la lentille, la plus proche du plan focal).
- Pour pour le x100, la lame de phase est sur l'une des faces du premier doublet de l'objectif.
- L'image du diaphragme annulaire du condenseur doit recouvrir exactement la lame de phase.

(1) Condenseur tourelle ayant un condenseur normal muni de plusieurs anneaux de phase interchangeables ; un anneau est prévu pour chaque objectif x10, x20, x40 et 100. Une position neutre permet l'observation classique en fond clair, dans ce cas l'utilisation du diaphragme normal est possible.
(2) Objectifs spéciaux pour contraste de phase (possédant une lame de phase). Ces objectifs sont nommés Ph1, Ph2, Ph3 ou Ph4 (Phaco 4) suivant leur grandissement x10, x20, x40 ou x100. Pour chaque grandissement, il existe 4 types d'objectifs différents suivant la technique demandée :
- PL : Positif léger
- PLL : Positif très léger
- NH : Négatif élevé
- NM : Négatif moyen
Soit au total 16 objectifs différents. Généralement on se limite au Positif léger (PL chez Olympus, DL chez Nikon). Sur la photo 2 exemple d'objectifs DL.
(3) Lunette de centrage qui permet de faire coïncider l'image de l'anneau du condenseur avec la lame de phase de l'objectif en agissant sur les molettes situées de part et d'autre du condenseur.
- Un filtre vert est souvent utilisé afin de travailler avec une lumière située vers le milieu du spectre (0,6 µm) et éliminer le violet-beu (0,4 µm) et le rouge (0,8 µm).

Rappel : Le déphasage peut produire un contraste de phase positif ou négatif ; positif si une structure d'indice plus élevé donne une image plus sombre ; négatif dans le cas contraire.

4. L'équipement pour le contraste interférentiel de Nomarski

La technique du contraste interférentiel de Nomarski est principalement utilisée pour observer des objets transparents non colorés (des cellules vivantes par exemple). Il donne des images des structures intracellulaires mais également des images des surfaces qui peuvent pratiquement être assimilées à des images 3D.

Cette technique ne nécessite pas d'objectifs spéciaux ; elles peut être pratiquée avec les objectifs habituels (ce qui n'est pas le cas en contraste de phase) ; des objectifs "plans" sont toutefois recommandés.

(1) Condenseur à tourelle équipé du premier prisme de Wollaston il faut un prisme pour chaque objectifs x10, x20, x40 et x100. (2) Tube intermédiaire contenant le deuxième prisme de Wollaston se positionnant sous la tête trinoculaire. (3) prisme de Wollaston (cristal de spath d'Islande). Avant le premier prisme, il faut mettre un polariseur et après le deuxième prisme, placer un analyseur ; ce travail en lumière polarisée-analysée nécessite un éclairage puissant (d'où les ampoules de 100 watt présentes à l'arrière de ce type de microscope).

Principe théorique très simplifié de création de l’image :
- le 1er rayon lumineux polarisé arrive sur le 1er prisme de Wollaston ;
- le rayon lumineux est divisé en 2 rayons orthogonaux ;
- chaque rayon est ± dévié en fonction des structures traversées ;
- puis les 2 rayons sont recombinés par le deuxième prisme de Wollaston ;
- envoyés vers l’analyseur qui donne l'image finale.
► En fonction de la différence de phase entre les rayons, un relief (négatif ou positif) apparaît et montre les structures cellulaires.

5. Le changeur de grossissement

Cet accessoire se place juste sous la tête trinoculaire et permet de grossir l'image finale par 1,25 ou 1,50. Un position (1) donne l'image normale. Avec un objectif x1000 et un oculaire x10, ce système optique permet l'observation au grossissement x1500.

Changeur de grossissement x1, x1,25 et 1,5 muni d'une lentille de Bertrand
réglable qui permet le centrage des anneaux de phase.

6. L'écran de projection

Sur la tête trinoculaire (munie d'un oculaire x3,3 à x10), il est possible de fixer un écran de projection qui donne une image d'environ 15 cm de diamètre. Ces écrans, qui nécessite un éclairage puissant, sont utilisés pour les discussion en groupe et permettent de longues observations sans fatigue.
Actuellement ils sont moins utilisés, l'appareil photo numérique étant facilement relié à un écran de télévision ou à un écran d'ordinateur.

7. Le porte-objectifs interchangeable

En photographie les appareils reflex possèdent des objectifs interchangeables. Sur certains microscopes, ce sont les porte-objectifs qui le sont ; on change ainsi très rapidement le bloc des 5 ou 6 objectifs afin de travailler immédiatement sans être obligé de dévisser les anciens objectifs pour monter les nouveaux.


	A gauche : gros plan d'un porte-objectifs avec 6 optiques. Ci-dessus : 3 séries d'objectifs interchangeables : (1) Objectifs planApo pour travail au fond clair ; (2) objectifs achromatiques grand champ pour contraste de Nomarski ; (3) Objectifs pour contraste de phase.