La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de cartographie chimique multi-techniques et pluri-décimétrique pour l'étude d'un ensemble d'échantillons, de carottes ou bien d'une surface, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte un ordinateur de pilotage, une unité de commande, un instrument de mesure, au moins un rail longitudinal (13) s'étendant suivant une direction dite longitudinale (X), un support (2) monté en translation sur ledit rail longitudinal selon ladite direction longitudinale, une plaque (21) montée en translation sur ledit support selon une direction dite transversale (Y) et perpendiculaire à ladite direction longitudinale, une fixation (22) prévue pour fixer l'instrument de mesure et montée en translation sur ladite plaque selon une direction dite verticale (Z), des moyens (24, 25, 26) pour actionner la translation respectivement du support, de la plaque et de la fixation, lesdits moyens étant asservis à l'unité de commande.