La technique de microscopie en rayons X durs par balayage permet l’acquisition de données multimodales, c'est à dire d'images dont chaque pixel contient plusieurs types de données. On peut, par exemple, utiliser cette technique pour réaliser la cartographie d'un échantillon en contrastes d’absorption, de phase, de champs sombre et en fluorescence X en un seul balayage. Les informations obtenues permettent de déterminer à la fois la structure et la composition chimique des échantillons.
L’association de cette technique avec l’infrastructure d’acquisition rapide FLYSCAN, développée à SOLEIL (Medjoubi et al. 2013) permet de proposer aux futurs utilisateurs de la ligne longue (155 mètres) NANOSCOPIUM (Somogyi et al. 2015) la possibilité d'aller encore plus loin et de faire des acquisitions tomographiques multimodales. Les acquisitions tomographiques permettent, après un traitement informatique, de reconstruire en 3D la structure interne de l’échantillon observé. Elles consistent à prendre des images de l’échantillon sous différentes orientations (voir la ressource ci contre : "Une très ancienne relation symbiotique révélée par tomographie en contraste de phase sur PSICHÉ").
Un des challenges de ces techniques d'imagerie est le traitement en ligne et l'analyse de l’énorme quantité de données multimodales générées par l’acquisition. Ceci est particulièrement critique pour la large communauté d’utilisateurs (biologie, science de la vie, géologie, géobiologie…) de la ligne NANOSCOPIUM, qui n’a pas nécessairement l’expérience de la manipulation de grands jeux de données.
MMX-I pour « Multi-Modal X-ray Imaging » est le premier logiciel libre et open-source dédié au traitement et à la reconstruction des données d’imagerie X multimodales et de tomographie (Bergamaschi et al. 2016). C'est un outil multiplateforme (Mac, Windows ou Linux 64bit) simple à installer, complet, extensible, intuitif et "user friendly". MMX-I implémente des méthodes de réduction et correction des données brutes et des techniques de reconstruction 2D/3D qualitative et quantitative. Un des points forts du logiciel est son algorithme de lecture des grands jeux de données (plusieurs centaines de giga-octets) obtenus typiquement pendant une acquisition multi techniques sur NANOSCOPIUM. Cet algorithme, apparenté à un système de « streaming », permet de lire de manière efficace les données que ce soit sur un serveur de calcul ou sur un ordinateur standard.
Figure : Rendu volumique d’un fossile de foraminifère. La tomographie associée au balayage multi techniques permet de visualiser les informations structurelle et chimique de cet échantillon. Ces informations permettent l’étude de la bio-minéralisation des métaux lourds chez les foraminifères. Les différentes modalités ont été reconstruites avec le logiciel MMX-I développé sur la ligne NANOSCOPIUM du Synchrotron SOLEIL. La phase reconstruite est représentée en gris dans la figure, le champ sombre en bleu, la distribution du fer en rouge et celle du calcium en jaune.
Le projet MMX-I offre ainsi la possibilité aux utilisateurs experts ou débutants de traiter leurs données brutes soit directement sur la ligne NANOSCOPIUM soit sur leur ordinateur personnel. Les utilisateurs les plus expérimentés et sachant programmer peuvent également intégrer MMX-I comme librairie de calcul dans un logiciel existant, ou implémenter de nouvelles fonctionnalités qui seront alors disponibles pour le reste de la communauté.
MMX-I est disponible sur internet à l’adresse ci-contre.