​La cartographie 3D par fluorescence X (XRF) fournit des informations quantitatives sur la composition chimique des échantillons, mais nécessite un faisceau de rayons X focalisé qui balaie l'échantillon point par point, et ce pour chaque angle de rotation. Cette acquisition séquentielle nécessite donc un très grand nombre de mesures et des temps d'acquisition très longs, tout en augmentant la dose de rayonnement reçue localement par l'échantillon.

Une nouvelle approche de tomographie XRF 3D par imagerie fantôme (XRF-GT) utilise un faisceau large modulé par un masque de transmission (par exemple, une monocouche de poudre de tungstène distribuée aléatoirement). Ce masque joue le rôle de filtre et génère sur l'échantillon des motifs d'illumination à fort contraste, répartis spatialement de manière aléatoire. En mesurant simultanément la fluorescence de toute la zone éclairée, les éléments peuvent ainsi être reconstruits, sans avoir recours à un balayage physique point par point, grâce à une méthode de reconstruction inédite qui intègre simultanément les mesures obtenues pour l'ensemble des angles de rotation. Cette approche exploite les informations et les redondances présentes dans la structure 3D et permet donc de travailler avec beaucoup moins de mesures.

Sur la ligne de lumière ID19 de l'ESRF, cette méthode a permis de réduire le nombre de mesures d'un facteur 43, tout en conservant une résolution spatiale de 20 à 30 µm. Elle ouvre ainsi la voie à une cartographie chimique 3D plus rapide d'échantillons complexes.