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Micro-tomographie FTIR au synchrotron de grains de l'astéroïde Ryugu (mission Hayabusa2)

Description

L'étude des petits corps nous apporte des informations précieuses sur les conditions de formation et les processus d'évolution de la matière dans la jeunesse du Système Solaire. Dans ce contexte, la mission spatiale japonaise Hayabusa2 de la JAXA, avec une importante participation française (MicrOmega sur MASCOT, CNES-DLR), a comme but l'étude in situ (2018-2019), la collecte et le retour sur Terre en fin 2020 d'échantillons de Ryugu, un astéroïde primitif. L'équipe Astrochimie et Origines de l'IAS, en collaboration avec la ligne SMIS du synchrotron SOLEIL, sera impliquée dans l'analyse des grains de Ryugu, notamment grâce à la technique de micro-tomographie FTIR que nous avons récemment implémentée à SOLEIL en utilisant une source IR globar. Plus spécifiquement, nous faisons partie de l'équipe internationale d'analyse coordonnée au Japon par le Prof. T. Nakamura (« Min-Pet of coarse grains ») et notre contribution sera centrée sur la spectro-imagerie IR. L'IAS possède différents équipements montés sur SMIS-SOLEIL, ce qui nous donne un accès garanti au temps de faisceau synchrotron dans le cadre d'un accord de collaboration pluri-annuel.

La spectro-imagerie infrarouge est une technique non invasive qui nous fournit une information chimique à la fois sur la partie minérale et sur les composés organiques. L'information spatiale sur la co-localisation de ces phases est précieuse pour mieux comprendre les processus pré- et post-accrétionnels de la matière primitive. Notre dispositif avec la source globar permet déjà d'étudier la localisation des phases chimiques en 2D et en 3D et de travailler sur un grain sans le détruire (Dionnet et al. 2018). Cependant, la plus forte densité de photons produite par la source synchrotron par rapport à la source globar reste un élément indispensable à la réalisation de tomogramme infrarouge de particules de taille micrométrique.

La première partie de la thèse proposée (2019-2020) sera ainsi centrée sur l'amélioration de la technique de micro-tomographie FTIR, par le couplage de la source synchrotron avec le détecteur matriciel FPA de notre microscope FTIR. Le/la doctorant/e appliquera ensuite, dans sa deuxième année de thèse (2020-2021), les techniques de spectro-imagerie à l'analyse non destructive des grains de Ryugu collectés par la mission Hayabusa2, en particulier ceux qui nous seront attribués dans le cadre des premières analyses durant l'année 2021. Cette technique d'analyse donnera ainsi de précieuses informations sur la détection des zones les plus riches en matière organique ou présentant une structure particulière sans pour autant altérer les échantillons. Elle sera alors intégrée comme première étape d'une plus large séquence d'analyses en collaboration avec les collègues d'autres laboratoires au Japon et en France, à laquelle le/la thésard/e participera avec une contribution significative.

Ces activités intégreront et compléteront ainsi une progression d'analyses spectroscopiques à multi-échelle, qui va du macro au micro, depuis le spectromètre NIRS3 (participation co-I de l'IAS) sur l'orbiteur Hayabusa2, en passant par l'analyse in situ de MicrOmega (responsabilité IAS) sur MASCOT, pour finir avec la micro-analyse de laboratoire à l'IAS-SOLEIL des grains collectés.

Des analyses complémentaires seront effectuées sur des météorites primitives et/ou des poussières disponibles dans nos laboratoires. Elles pourront prendre plus d'ampleur et représenter ainsi un potentiel back-up si cela devait se révéler nécessaire.

Profil

La thèse est compatible avec une formation en Planétologie, en Physique, en Chimie ou en Géologie. Des compétences de base en spectroscopie sont requises. La connaissance du langage Python est souhaitée.

Description de la structure
Laboratoire d'accueil : IAS, Orsay
Directeur(rice) de thèse/recherche : BRUNETTO Rosario
E-mail du directeur(rice) de thèse/recherche : rosario.brunetto@ias.u-psud.fr
Responsable Cnes de l'offre : ROCARD Francis

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019.

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