Brevet FR3143752A1 — publié le 20240621

Titre : Dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier par spectrométrie d’émission optique sur plasma produit par laser, comprenant un porte-échantillon L’invention concerne un dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier, le dispositif comprenant : un socle (1) présentant une surface plane (10) et destiné à supporter un échantillon (2) à étudier ; un système (3) de génération d'un faisceau laser (30) destiné à impacter l’échantillon (2) à étudier selon une direction perpendiculaire à la surface plane (10) du socle (31), pour générer un plasma (P) engendrant une émission optique (40) ; des moyens de collecte (4) de l’émission optique (40) ; un porte-échantillon (5) destiné à reposer sur le socle (1). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier par spectrométrie d’émission optique sur plasma produit par laser, comprenant un porte-échantillon La présente invention concerne le domaine de la cartographie et de l'analyse à haute résolution d'éléments dans des solides. Plus particulièrement, l’invention concerne, en particulier mais non exclusivement, un dispositif d’analyse qualitative et quantitative de la composition chimique élémentaire d’un échantillon solide. L’invention peut notamment s'appliquer à l'analyse élémentaire de l'hydrogène et de l'oxygène par spectrométrie d'émission optique sur plasma produit par laser, dans le domaine de l'industrie nucléaire, ou encore de l'industrie aéronautique ou spatiale. Dans des applications telles que la caractérisation de dispositifs soumis à des sources radioactives, ou encore la caractérisation de l'aptitude au vieillissement de dispositifs employés dans des environnements particulièrement sévères, par exemple dans des aéronefs ou des engins spatiaux, il peut s'avérer indispensable de procéder à l'analyse élémentaire d'échantillons métalliques. Plus précisément, il peut s'avérer nécessaire de pouvoir dresser une cartographie de ces éléments au sein de l'échantillon analysé. Par cartographie, il est entendu une identification des éléments composant l’échantillon analysé et, éventuellement, la répartition et le lien entre les différents éléments. Une telle analyse peut s'avérer particulièrement utile dans des études de fragilisation de métaux par l'hydrogène, ou bien dans des études de vieillissement de gaines de combustibles en présence d'oxygène, ou encore dans des études de fragilisation de gaines de combustibles causée par la formation d'hydrures, ces derniers favorisant la propagation de fissures. Il existe diverses méthodes connues de cartographie d'éléments présents dans des échantillons. L’une de ces méthodes est l'analyse élémentaire par spectrométrie d'émission optique sur plasma produit par laser, désignée par l’acronyme « SEOPPL », technique qui se pratique en atmosphère naturelle, également désignée par l’acronyme anglais « LIBS » correspondant à l’expression anglaise « laser induced breakdown spectroscopy ». Cette méthode s'applique notamment au contrôle et à la caractérisation in situ d'échantillons de pièces à analyser. Un procédé et un dispositif d'analyse élémentaire par spectrométrie d'émission optique sur plasma produit par laser est par exemple décrit par le document de brevet publié sous le numéro WO 01/33202. Un tel dispositif d’analyse comprend : - un socle destiné à supporter un échantillon à étudier ; - un système de génération d'un faisceau laser destiné à impacter l’échantillon à étudier selon une direction perpendiculaire au socle, pour générer un plasma engendrant une émission optique ; - des moyens de collecte de l’émission optique. Le faisceau laser généré par le système de génération, après mise en forme par un module de mise en forme, est appliqué sur un échantillon à étudier via des moyens optiques de focalisation. Il se crée alors un plasma au niveau de l’impact du faisceau laser sur l’échantillon à étudier, le plasma engendrant une émission optique à analyser pour cartographier les éléments composant l’échantillon étudié. La collecte de l’émission optique du plasma est ensuite réalisée par les moyens de collecte. Le déplacement de l’échantillon à étudier par rapport au faisceau laser permet d’accéder aux distributions des concentrations des éléments constitutifs de la surface de l’échantillon, ce qui permet d’établir des cartographies élémentaires. Le dispositif décrit dans le document précité comprend des moyens de déplacement de l’échantillon à analyser. L’échantillon est plus précisément disposé au micromètre près sur une platine. Cette platine, par exemple motorisée, permet de réaliser des micro-déplacements selon deux axes de directions. La focalisation produite par les moyens optiques de focalisation constitue un paramètre critique. En effet, cette focalisation doit être maintenue tout le long de l’analyse de la surface de l’échantillon à étudier. Dans le cas où la surface à analyser de l’échantillon est suffisamment plane (une surface étant considérée suffisamment plane si son relief ne présente pas de différences de hauteurs supérieures à la profondeur de champ des moyens optiques de focalisation), et que la parfaite perpendicularité de cette surface est assurée par rapport au faisceau laser, alors il n’existe pas de problème de focalisation. Dans le cas où la surface de l’échantillon n’est pas plane, et/ou que cette surface n’est pas parfaitement perpendiculaire par rapport au faisceau laser, alors un ajustement de la focalisation doit être réalisé au fur et à mesure de l’analyse. Il est également connu un dispositif similaire décrit dans le document de brevet publié sous le numéro WO 2016203163. Le dispositif comprend un système d’autofocus permettant de compenser de tels défauts de planéité et de perpendicularité par rapport au faisceau laser de la surface de l’échantillon à étudier. Pour cela, le dispositif met en œuvre un capteur qui mesure les éventuels défauts de planéité de l’échantillon, ainsi qu’une motorisation du porte échantillon apte à orienter le porte échantillon en fonction du défaut de planéité mesuré. Cette conception résout la problématique relative au besoin de focalisation du faisceau laser, mais entraîne de manière inhérente une complexification du dispositif. L’invention a notamment pour objectif de pallier à cet inconvénient de l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer un dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier, du type précédemment décrit, qui permet de palier à des défauts de planéité et de perpendicularité par rapport au faisceau laser de la surface de l’échantillon à étudier d’une manière moins complexe que celle proposée par l’art antérieur. Cet objectif, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, est atteint grâce à l’invention qui a pour objet un dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier, le dispositif comprenant : un socle présentant une surface plane et destiné à supporter un échantillon à étudier ; un système de génération d'un faisceau laser destiné à impacter l’échantillon à étudier selon une direction perpendiculaire à la surface plane du socle, pour générer un plasma engendrant une émission optique ; des moyens de collecte de l’émission optique ; caractérisé en ce qu’il comprend un porte-échantillon comprenant : une face inférieure plane destinée à reposer sur une surface plane du socle ; une cavité destinée à accueillir l’échantillon ; au moins un épaulement formant une surface d’appui orientée vers la cavité, la surface d’appui s’inscrivant dans un plan parallèle à la face inférieure plane du porte-échantillon ; des moyens de rappel élastique configurés pour plaquer l’échantillon contre la surface d’appui. Grâce au dispositif selon l’invention, il est pallié aux défauts de planéité et de perpendicularité tels que décrits précédemment, d’une manière qui est moins complexe que celle proposée par l’art antérieur (autofocus). En effet, la conception du dispositif selon l’invention permet de garantir que la surface de l’échantillon à étudier s’étend perpendiculairement au faisceau laser généré par le système de génération du dispositif. Grâce au porte-échantillon, l’échantillon est plaqué sur la surface d’appui et la surface de l’échantillon s’étend alors dans le plan qui est parallèle à la face inférieure plane du porte-échantillon. De cette manière, et du fait que la face inférieure plane du porte-échantillon repose sur la surface plane du socle, le plan dans lequel s’étend la face à étudier de l’échantillon s’étend parallèlement à la surface plane du socle et ainsi perpendiculairement au faisceau laser qui, lors du fonctionnement du dispositif, s’étend perpendiculairement à la surface plane du socle. En s’assurant que la surface de l’échantillon à analyser est plaquée contre l’épaulement, il n’existe pas de problème de focalisation lors de l’étude de la surface de l’échantillon à étudier. Le porte-échantillon du dispositif selon l’invention forme une solution mécanique simple, et notamment plus simple que celle ayant recours à un autofocus. Avantageusement, le porte-échantillon comprend un bloc cylindrique, notamment cylindrique de révolution, présentant la cavité et le ou les épaulements. Un tel bloc cylindrique est par exemple obtenu par usinage de précision. Ce bloc cylindrique permet de présenter des faces s’étendant, lors de l’intégration du porte-échantillon dans le dispositif, parallèlement ou perpendiculairement à la face inférieure plane du porte-échantillon, et à la surface plane du socle. Plus précisément, la surface radialement externe du bloc et plus précisément les génératrices de cette surface s’étendent alors perpendiculairement à la surface plane du socle tandis que les bases du cylindre s’étendent parallèlement à la surface plane du socle. Avantageusement, l’épaulement prend une forme annulaire. Un tel épaulement permet de former une surface d’appui continue sur laquelle l’échantillon peut être plaqué. Selon une conception préférée, le porte-échantillon comprend une embase présentant la face inférieure plane, et des moyens de maintien du bloc sur l’embase, les moyens de maintien comprenant deux mors de serrage du bloc présentant chacun une surface de serrage dont les génératrices s’étendent perpendiculairement à la face inférieure plane. Grâce aux deux mors de serrage du bloc qui présentent chacun une surface de serrage dont les génératrices s’étendent perpendiculairement à la face inférieure plane, il est assuré que ces mors de serrage viennent en appui plan contre la surface radialement externe du bloc lors du serrage, garantissant de ce fait que le serrage n’entraîne pas un basculement angulaire de l’axe central du bloc cylindrique de révolution par rapport à la surface plane du socle. A contrario, un serrage réalisé à l’aide d’une vis qui viendrait exercer une contrainte ponctuelle, perpendiculairement à l’axe central du bloc cylindrique de révolution, sur la surface radialement externe du bloc cylindrique, pourrait entraîner un tel décalage faussant la mesure. Selon une caractéristique avantageuse, le porte-échantillon comprend une butée s’accouplant au bloc et formant un appui pour les moyens de rappel élastique. Grâce à une telle butée distincte du bloc, alors la mise en position de l’échantillon dans le bloc, puis des moyens de rappel élastique, et enfin de la butée se réalisent de manière simple, tout en participant à garantir le bon positionnement de l’échantillon par rapport à l’axe du faisceau laser. Préférentiellement, les moyens de rappel élastique présentent au moins deux points de contact supérieurs destinés à être en contact sur l’échantillon, et au moins deux points de contact inférieurs destinés à être en appui contre la butée. De cette manière, il est assuré que l’appui pris par les moyens de rappel élastique contre la butée, et les efforts appliqués par les moyens de rappel élastique s’exercent de façon régulièrement répartie pour bien plaquer l’échantillon contre la surface d’appui formée par l’épaulement. Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de rappel élastique prennent la forme d’une rondelle ressort ondulée. Une telle rondelle ressort ondulée convient pour réaliser le rappel élastique garantissant le bon plaquage de l’échantillon contre la surface d’appui. De manière encore plus préférée, la rondelle ressort présente, selon une vue de côté, un profil en S. Une telle rondelle ressort assure parfaitement le bon plaquage de l’échantillon contre la surface d’appui. L’invention a également pour objet un procédé d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier par spectrométrie d'émission optique sur plasma produit par laser, comprenant une étape de préparation d’un échantillon et une étape de positionnement de l’échantillon sur un socle pour son analyse, caractérisé en ce que l’étape de préparation d’un échantillon comprend une sous-étape de formation par polissage sur l’échantillon d’une face plane à étudier, et en ce que l’étape de positionnement inclut l’usage d’un porte-échantillon, et comprend : - une sous-étape d’insertion de l’échantillon dans le porte-échantillon et de positionnement de la face plane à étudier contre une surface d’appui du porte-échantillon s’inscrivant dans un plan parallèle à une face inférieure plane du porte-échantillon destinée à reposer sur une surface plane du socle ; - une sous-étape d’ajout de moyens de rappel élastique pour plaquer la face plane à étudier de l’échantillon préparé contre la surface d’appui. Le procédé d’analyse peut être mis en œuvre par le dispositif selon l’invention précitée. Ce procédé d’analyse garanti le bon positionnement de l’échantillon par rapport à l’axe du faisceau laser. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de différents modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : la est une représentation schématique vue de côté d’un dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier selon l’invention, comprenant notamment un porte-échantillon reposant sur un socle ; la est une représentation schématique selon une vue en coupe transversale du porte-échantillon d’un dispositif selon l’invention, le porte-échantillon comprenant un bloc accueillant l’échantillon, des moyens de rappel élastique et une butée permettant de plaquer l’échantillon dans le bloc, ainsi qu’une embase et des moyens de maintien du bloc sur l’embase ; la est une représentation schématique selon une vue en coupe transversale du bloc accueillant l’échantillon et logeant en son sein les moyens de rappel élastique et la butée ; la est une représentation schématique en coupe transversale du seul bloc ; la est une représentation schématique en coupe transversale de la butée ; la est une représentation schématique selon une vue de profil des moyens de rappel élastique prenant notamment la forme d’une rondelle ondulée ; la est une représentation schématique vue du dessus du porte-échantillon illustrant notamment les moyens de maintien du bloc sur l’embase. En référence à la , un dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier est représenté. Le dispositif d’analyse est du type projetant un faisceau laser 30 sur un échantillon 2 à étudier pour générer un plasma P engendrant une émission optique 40 destinée à être collectée et à être analysée. Toujours en référence à la , le dispositif comprend : - un socle 1 destiné à supporter l’échantillon 2 à étudier, le socle 1 présentant une surface plane 10 ; - un système 3 de génération d’un faisceau laser 30 destiné à impacter l’échantillon 2 à étudier, pour générer un plasma P engendrant l’émission optique 40 ; - des moyens de collecte 4 de l’émission optique 40 ; - un porte-échantillon 5 destiné à porter l’échantillon 2 à étudier au-dessus du socle 1, le porte-échantillon 5 reposant sur le socle 1, et plus précisément sur la surface plane 10 du socle 1. Le système 3 de génération d’un faisceau laser 30 est configuré pour émettre le faisceau laser 30 selon une direction perpendiculaire à la surface plane 10 du socle 1. Le système 3 de génération d’un faisceau laser 30 comprend une source de générations d’un faisceau laser, des moyens de mise en forme du faisceau laser, ainsi que des moyens optiques de focalisation du faisceau laser. Le système 3 de génération est configuré pour que la focalisation du faisceau laser 30 soit adaptée à l’échantillon 2 à étudier. Cette focalisation est définie en partie par une profondeur de champ à l’intérieur de laquelle la surface de l’échantillon 2 à étudier impactée par le faisceau laser 30 doit être située. Les moyens de collecte 4 de l’émission optique 40, quant à eux, comprennent par exemple une fibre optique 41 orientée vers le plasma P, et positionnée au plus près du plasma P pour collecter l’émission optique 40. Le porte-échantillon 5 est décrit plus en détail ci-après. En référence aux figures 2, 3 et 7, le porte-échantillon 5 comprend : - un bloc 54 ; - une embase 55 ; - des moyens de maintien 56 du bloc 54 sur l’embase 55. Dans une conception simplifiée, le porte-échantillon 5 comprend : - une face inférieure plane 50 destinée à reposer sur la surface plane 10 du socle 1 ; - une cavité 51 destinée à accueillir l’échantillon 2 ; - une surface d’appui 520 orientée vers la cavité, cette surface d’appui 520 s’inscrivant dans un plan parallèle à la face inférieure plane 50 du porte-échantillon 5 ; - des moyens de rappel élastique 53 configurés pour plaquer l’échantillon 2 contre la surface d’appui 520. Selon les présents modes de réalisation, la face inférieure plane 50 est présentée par l’embase 55. Lorsque le porte-échantillon 5 est posé sur le socle 1, alors la face inférieure plane 50 de l’embase 55 est en contact plan avec la surface plane 10 du socle 1. La cavité 51, destinée à accueillir l’échantillon 2, est présentée par le bloc 54. Le porte échantillon 5 comprend également au moins un épaulement 52 qui forme la surface d’appui 520. La surface d’appui 520 est en l’occurrence formée par un unique épaulement 52. Cet épaulement 52 est présenté par le bloc 54 qui est destiné à accueillir l’échantillon 2 dans sa cavité 51. En l’occurrence, l’épaulement 52 prend une forme annulaire. Cet épaulement 52 correspond ainsi à un épaulement interne du bloc 54 qui est, selon le présent mode de réalisation cylindrique, et plus spécifiquement cylindrique de révolution autour d’un axe central. La surface d’appui 520 s’étend ainsi depuis une paroi périphérique du bloc 54 en direction de l’axe central du bloc 54 cylindrique de révolution. Le bloc 54 cylindrique de révolution présente : - une surface radialement externe 541 ; - une surface inférieure 540 s’inscrivant dans l’une des deux bases correspondant à la forme cylindrique de révolution ; - une surface supérieure 542 s’inscrivant dans l’autre des deux bases de la forme cylindrique de révolution. La cavité 51 débouche sur la face inférieure 540. En effet, le bloc 54 présente une lumière 543 centrée sur la surface supérieure 542, et débouchant dans la cavité 51 pour permettre au faisceau laser 30 d’impacter l’échantillon 2. En étant cylindrique, les génératrices de la surface radialement externe 541 s’étendent toutes perpendiculairement à la face inférieure 540 et à la face supérieure 542. De même, ces génératrices s’étendent perpendiculairement à un plan dans lequel s’inscrit la surface d’appui 520. Tel que cela est détaillé fonctionnellement par la suite, le bloc 54 comprend un filetage interne 544. En référence aux figures 2, 3 et 5, le porte-échantillon 5 comprend une butée 57. Cette butée 57 s’accouple au bloc 54 cylindrique et forme un appui pour les moyens de rappel élastique 53. Cette butée 57 prend notamment une forme annulaire. La butée 57 s’accouple au bloc 54 cylindrique en étant vissée à l’intérieur de la cavité 51. A cet effet, la butée 57 présente un filetage externe 571 complémentaire en vissage du filetage interne 544. La butée 57 et le bloc 54 sont configurés de manière à ce qu’un vissage de la butée 57 dans la cavité 51 amène une surface supérieure 570 de la butée 57 dans un plan qui est parallèle au plan dans lequel s’inscrit la surface d’appui 520. Pour que le bloc 54 et la butée 57 présentent des formes rigoureusement géométriques, et notamment présente des faces et des côtés s’inscrivant dans des plans parallèles ou perpendiculaires, alors ces deux pièces sont fabriquées par usinage de haute précision, ou encore par impression 3D. En référence aux figures 2, 3 et 6, les moyens de rappel élastique 53 prennent la forme d’une rondelle ressort ondulée. Plus précisément, la rondelle ressort présente, selon une vue de côté un profil en S. Une telle rondelle ressort ondulée permet aux moyens de rappel élastique 53 de présenter au moins deux points de contact supérieurs 531, et en l’occurrence trois points de contact supérieurs 531 destinés à être en contact sur l’échantillon 2, et au moins deux points de contact inférieurs 532, et en l’occurrence trois points de contact inférieurs 532 destinés à être en appui contre la butée 57, et plus précisément contre la surface supérieure 570 de la butée 57. Du fait de la vue du profil de la , seuls deux points de contact supérieurs 531 et deux points de contact inférieurs 532 sont visibles, néanmoins, il peut aisément être compris que la rondelle présente un troisième point supérieur 531 en arrière du point supérieure 531 situé sur la partie droite de la figure, et un troisième point de contact inférieur 532 en arrière du point de contact inférieur 532 situé sur la partie gauche de la figure. A présent, en référence aux figures 2 et 7, les moyens de maintien 56 sont décrits plus en détail par la suite. Ces moyens de maintien 56 sont fixés sur l’embase 55. Les moyens de maintien 56 comprennent deux mors 561 de serrage du bloc 54. Chaque mors 561 présente une surface de serrage 562 dont la ou les génératrice s’étendent perpendiculairement à la face inférieure plane 50 présentée par l’embase 55. Plus précisément, les moyens de maintien 56 sont configurés pour que les deux mors 561 de serrage puissent être déplacés l’un vers l’autre tout en conservant la perpendicularité des génératrices des surfaces de serrage 562 par rapport à la face inférieure plane 50. A cet effet, et en référence plus spécifiquement au mode de réalisation de la , les moyens de maintien 56 comprennent une charnière 563 définissant un axe de pivotement de l’un des mors par rapport à l’autre des mors 561 s’étendant perpendiculairement à la face inférieure plane 50. Cet axe de pivotement s’étend perpendiculairement par rapport à la face inférieure plane 50. Selon un autre mode de réalisation, préféré, non représenté, les moyens de maintien 56 sont dans un matériau au moins partiellement élastiquement déformable et comprennent une réduction d’épaisseur à la place de la charnière 563. De cette manière, les deux mors peuvent être écartés l’un par rapport à l’autre pour permettre l’insertion du bloc 54. De plus, les moyens de maintien 56 comprennent un boulon 564 couplé aux deux mors 561 de serrage pour permettre rapprocher l’un vers l’autre les deux mors 561 de serrage. De tels moyens de serrage garantissent que le bloc 54 soit serré dans une position dans laquelle l’axe central du bloc 54 s’étend perpendiculairement à la face inférieure plane 50. L’invention comprend également un procédé d’analyse élémentaire de l’échantillon 2 à étudier par spectrométrie d’émission optique sur plasma produit par laser. Ce procédé comprend une étape de préparation d’un échantillon 2, puis une étape de positionnement de l’échantillon 2 sur le socle 1 pour son analyse. L’étape de préparation d’un échantillon 2 comprend notamment la formation de l’échantillon 2. Tel que cela est illustré schématiquement par les figures 2 et 3, l’échantillon 2 prend une forme essentiellement cylindrique de révolution. Pour les besoins de l’analyse, la matière à analyser correspond, par exemple, à une lamelle de métal inclue dans un bloc de résine conçu de manière à ce que la lamelle à analyser affleure sur l’une des bases du bloc de résine. Ce bloc forme l’échantillon 2 à étudier. Lors de l’étape de préparation de l’échantillon 2, il est procédé à une sous-étape de formation par polissage sur l’échantillon 2 d’une face plane à étudier. A cet effet, le bloc de résine est poli en amenant sa base, sur laquelle la lamelle de matériaux à analyser affleure, en contact avec une surface abrasive. Par la suite, l’étape de positionnement de l’échantillon 2 sur le socle 1 pour son analyse inclut l’usage du porte-échantillon 5 décrit précédemment. Cette étape de positionnement comprend ainsi : - une sous-étape d’insertion de l’échantillon 2 dans le porte-échantillon 5, et notamment d’insertion de l’échantillon 2 dans la cavité 31 du bloc 54, et de positionnement de la face plane à étudier contre la surface d’appui 520 du porte-échantillon 5 ; - une sous-étape d’ajout des moyens de rappel élastique 53 pour plaquer la face plane à étudier l’échantillon 2 contre la surface d’appui 520. Par la suite bien sûr, la butée 57 est vissée de manière à permettre aux moyens de rappel élastique d’être en appui contre cette butée 57 et de venir exercer un effort de rappel élastique sur l’échantillon 2 pour le maintenir plaqué. Le bloc 54 est ensuite positionné sur l’embase 55 et serré par les moyens de maintien 56. Par la suite, l’analyse par spectrométrie d’émission optique sur plasma produit par laser peut être réalisée, le porte-échantillon 5 garantissant que la surface de l’échantillon 2 à analyser soit bien positionnée perpendiculairement au faisceau laser 30, et le polissage garantissant que l’état de surface de l’échantillon 2 à analyser ne présente pas de différences de hauteur situées en dehors de la profondeur du champ de focalisation du système de génération 3. Dispositif d’analyse élémentaire d’un échantillon à étudier, le dispositif comprenant : un socle (1) présentant une surface plane (10) et destiné à supporter un échantillon (2) à étudier ; un système (3) de génération d'un faisceau laser (30) destiné à impacter l’échantillon (2) à étudier selon une direction perpendiculaire à la surface plane (10) du socle (31), pour générer un plasma (P) engendrant une émission optique (40) ; des moyens de collecte (4) de l’émission optique (40) ; caractérisé en ce qu’il comprend un porte-échantillon (5) comprenant : une face inférieure plane (50) destinée à reposer sur la surface plane (10) du socle (1) ; une cavité (51) destinée à accueillir l’échantillon (2) ; au moins un épaulement (52) formant une surface d’appui (520) orientée vers la cavité (51), la surface d’appui (520) s’inscrivant dans un plan parallèle à la face inférieure plane (50) du porte-échantillon (5) ; des moyens de rappel élastique (53) configurés pour plaquer l’échantillon (2) contre la surface d’appui (520). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le porte-échantillon (5) comprend un bloc (54) cylindrique, notamment cylindrique de révolution, présentant la cavité (51) et le ou les épaulements (52). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’épaulement (52) prend une forme annulaire. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le porte-échantillon (5) comprend une embase (55) présentant la face inférieure plane (50), et des moyens de maintien (56) du bloc (54) sur l’embase (55), les moyens de maintien (56) comprenant deux mors (561) de serrage du bloc (54) présentant chacun une surface de serrage (562) dont les génératrices s’étendent perpendiculairement à la face inférieure plane (50). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le porte-échantillon (5) comprend une butée (57) s’accouplant au bloc (54) et formant un appui pour les moyens de rappel élastique (53). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique (53) présentent au moins deux points de contact supérieurs (531) destinés à être en contact sur l’échantillon (2), et au moins deux points de contact inférieurs (532) destinés à être en appui contre la butée (57). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique (53) prennent la forme d’une rondelle ressort ondulée. Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la rondelle ressort présente, selon une vue de côté, un profil en S. Procédé d’analyse élémentaire d’un échantillon (2) à étudier par spectrométrie d'émission optique sur plasma produit par laser, comprenant une étape de préparation d’un échantillon (2) et une étape de positionnement de l’échantillon (2) sur un socle (1) pour son analyse, caractérisé en ce que l’étape de préparation d’un échantillon (2) comprend une sous-étape de formation par polissage sur l’échantillon (2) d’une face plane à étudier, et en ce que l’étape de positionnement inclut l’usage d’un porte-échantillon (5), et comprend : une sous-étape d’insertion de l’échantillon (2) dans le porte-échantillon (5) et de positionnement de la face plane à étudier contre une surface d’appui (520) du porte-échantillon (5) s’inscrivant dans un plan parallèle à une face inférieure plane (50) du porte-échantillon (5) destinée à reposer sur une surface plane (10) du socle (1) ; une sous-étape d’ajout de moyens de rappel élastique (53) pour plaquer la face plane à étudier de l’échantillon (2) contre la surface d’appui (520).