Cet article traite des nombreuses méthodes utilisant les propriétés ondulatoires des neutrons. Beaucoup de matériaux sont cristallisés, notamment les métaux. Un cristal est caractérisé par une maille élémentaire habillée par un motif d’atomes. La maille élémentaire est l’élément de base répété un très grand nombre de fois dans des grains. Lorsqu’un faisceau de neutrons monochromatique rencontre un polycristal ou une poudre, quelques uns des grains présentent au moins une famille de plans cristallins en position de réflexion : on obtient un ensemble de cônes de Debye-Scherrer qui sont une signature de la géométrie cristalline.

Malgré la rareté des sources, les faisceaux de neutrons sont très appréciés à cause de leurs propriétés exceptionnelles de pénétration et d’activation de la matière. Ces propriétés leur permettent de fournir des informations sur les arrangements et les mouvements des atomes et des molécules. La diffusion des neutrons est ainsi de plus en plus exploitée en biologie, médecine et sciences de la terre. Après un rappel sur les propriétés des neutrons, l’article aborde la préparation des faisceaux de neutrons, puis s’attarde ensuite sur les applications, mesures de traces, radiographie neutronique, accessibles à ce jour.