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Observations

Plateforme Expérimentale de Planétologie

La plateforme expérimentale de planétologie a été créée en même temps que l'IRAP, le 1er janvier 2011. Elle regroupe une diversité d'expériences de laboratoire capables de recréer des conditions rencontrées en surface et à l’intérieur des corps rocheux du système solaire. Dans son ensemble, ce parc instrumental permet une meilleure compréhension des processus physico-chimiques qui forment et modèlent ces objets planétaires.  

Les thématiques abordées sont nombreuses, incluant notamment l'étude des interactions chimiques entre silicates et métaux à haute pression et haute température lors de la formation de noyaux planétaires, la déformation et la viscosité des minéraux des manteaux planétaires, les cinétiques de nucléation et de croissance cristalline à partir de liquides volcaniques, les interactions chimiques eau-gaz-roche qui mènent à l'altération minéralogique, et l'interaction lumière-matière nécessaire pour l'interprétation des données spectroscopiques issues de l'exploration spatiale. Au sein du groupe “
”, l'expérimentation vient complémenter d'autres approches qui étudient le fonctionnement planétaire (pétrologie/minéralogie/ géochimie d'échantillons naturels, sismologie, modélisation numérique de la géodynamique, exploitation des données issues de l'exploration spatiale...).

Au delà des expériences existantes, plusieurs projets de développement sont en cours, en particulier une enceinte qui reproduit les conditions à la surface de Vénus et la mise en place d'une module de haute pression capable d'atteindre des pressions proche de la limite noyau-manteau sur Mars.

Par ailleurs, l'expérimentation de haute et de basse température permet aussi de traiter des problématiques d'un intérêt socio-économique et plusieurs domaines de recherche sont développés en collaboration avec des partenaires industriels (EDF, CEA, BRGM....) sur des sujets qui traitent par exemple du cycle nucléaire (circuit secondaire des centrales EPR, vitrification des déchets, stockage géologique).

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Four à atmosphère contrôlée (Tmax = 1600 °C, PO2 variable) permettant l'étude des mécanisme de ségrégation métal-silicate dans les planétésimaux

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Boîte à gants anoxique et réacteurs hydrothermaux pour l'étude des interactions eau-roche gaz en atmosphère contrôlée

Participants

Principaux équipements à disposition

  • Frédéric Béjina (CR CNRS)
  • Gilles Berger (DR CNRS)
  • Misha Bystricky (MC UPS)
  • Alexandre Corgne (CR CNRS)
  • Yves Daydoux (IR CNRS)
  • Sébastien Fabre (PRAG UT2)
  • Patrick Pinet (DR CNRS)
  • Michael Toplis (DR CNRS)
  • Julien Baticle (doctorant)
  • Jérémy Guignard (doctorant)
  • Audrey Souchon (doctorante)
  • IE CNRS en cours de recrutement
  • Fours de recuit (1 atm.)
  • Four centrifuge
  • Four haute fréquence
  • Fours à atmosphère contrôlée
  • Presse piston-cylindre
  • Machine de fluage (atm. contrôlée)
  • Réacteurs hydrothermaux
  • Boîte à gants anoxique
  • Imageur spectral

En plus des expériences installées au sein même de la plateforme, nous avons accès à différentes sources synchrotron (ESRF, NSLS) pour mener des expériences de déformation et de transformation minéralogique sous haute pression et haute température. Ces expériences sont effectuées en presse D-DIA et en cellules à enclumes de diamant.

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Machine de fluage avec four à atmosphère contrôlée (Tmax = 1600°C) pour l’étude des mécanismes de déformation des roches.

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Presse piston-cylindre simulant les conditions de pression et température de l’intérieur des planètes (Pmax= 30 000 bar, Tmax = 2500 °C)

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Imageur spectral pour l’étude des propriétés optiques des surfaces planétaires.

Quelques publications récentes

  • Berger G., Aigouy T. (2011) Experimental rocks alteration under venus-like conditions. Lunar and Planetary Science Conference XXXXII, Abstract #1660, Houston, TX, march 7-11
  • Boulard E., Gloter A., Corgne A., Antonangeli D., Auzende A.L., Perrillat J.P., Guyot F., Fiquet G. (2011) New host for carbon in the deep Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA
  • Guignard J., Bystricky M., Bejina F. (2011) Dense fine-grained aggregates prepared by Spark Plasma Sintering (SPS), an original technique in experimental petrology. European Journal of Mineralogy, in press
  • Siebert J., Corgne A., Ryerson F.J. (2011) Systematics of metal-silicate partitioning for many siderophile elements applied to Earth's core formation. Geochimica et Cosmochimica Acta 75: 1451-1489
  • Souchon A.L., Pinet P.C., Chevrel S.D., Daydou Y.H., Baratoux D., Kurita K., Shepard M.K., Helfenstein P. (2011) An experimental study of Hapke’s modeling of natural granular surface samples. Icarus, in press
  • Chopinet M.H., Gouillart E., Papin S., Toplis M.J. (2010) Influence of limestone grain size on glass homogeneity. Glass Technology 51: 116-122
  • Fiquet G., Auzende A.L., Siebert J., Corgne A., Bureau H., Ozawa H., Garbarino G. (2010) Melting of Peridotite to 140 Gigapascals. Science 329: 1516-1518
  • Mansour C., Berger G., Fédoroff M., Lefèvre G., Pages A., Pavageau E.M., Catalette H., Zanna S. (2010) Influence of temperature and reducing conditions on the sorption of sulfate on magnetite. Journal of Colloid and Interface Science 352: 476-482
  • Bejina F., Sautter V., Jaoul O .(2009) Cooling rate of chondrules in ordinary chondrites revisited by a new geospeedometer based on the compensation rule. Physics of the Earth and Planetary Interiors 172: 5-12
  • Pupier E., Duchêne S., Toplis M.J. (2008) Experimental quantification of plagioclase crystal size distribution during cooling of a basaltic liquid. Contributions to Mineralogy and Petrology 155: 555-570

Liens

La plateforme participe directement à 3 des 6 axes de recherche du groupe “Géophysique Planétaire et Plasmas Spatiaux”.

Les liens suivants donnent accès à une présentation détaillée de ces 3 thématiques :

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