Thèse Activité des Métaux dans les Océans Magmatiques H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Clermont Auvergne École doctorale : Sciences Fondamentales Laboratoire de recherche : Laboratoire Magmas et Volcans Direction de la thèse : TAHAR HAMMOUDA ORCID 0000000317375696 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-25T23:59:59 Nous proposons de développer un modèle thermodynamique des océans magmatiques sur les planètes en formation basé sur des expériences en laboratoire. À l'heure actuelle, les silicates fondus à haute pression sont modélisés de façon sommaire, du fait du manque de données sur les coefficients d'activité. Afin de décrire les relations activité/composition dans les silicates fondus à haute pression, notre approche consiste à imposer une activité d'oxygène dans les expériences. Il sera ainsi possible de déterminer les activités des oxydes composant le liquide via un équilibre métal + oxygène = oxyde. Une collaboration avec le synchrotron européen ESRF permettra de déterminer la valence des métaux dans les magmas.
L'application du modèle d'océan magmatique sera d'une part l'équilibre manteau-noyau lors de la différenciation des planètes telluriques et d'autre-part les équilibres entre l'océan magmatique et les atmosphères primitives des planètes. Pour ce dernier cas, nous pourrons nous appuyer sur les nouvelles données sur les atmosphères des exoplanètes pour lesquelles les instruments récents (ALMA, JWST) apportent des informations de plus en plus précises. Depuis quelques années, les développements dans la détection et l'imagerie spatiales ont permis d'étudier avec de plus en plus de finesse la composition des atmosphères des exoplanètes ou des gaz présents dans les disques protoplanétaires (Ehrenreich et al., 2020 ; McClure et al., 2025). Ces observations donnent accès à l'état des systèmes planétaires naissants et permettent de réfléchir aux premiers stades de la formation de notre propre système solaire. Plusieurs approches peuvent être employées pour modéliser les atmosphères primitives des planètes en équilibres avec les océans magmatiques résultant de l'accrétion planétaire.
La modélisation des océans magmatiques en équilibre avec la vapeur à leur surface et le métal formant le noyau à haute pression nécessite de disposer de modèle de solution pour les silicates fondus sur une gammes de pression allant de la surface à environ 50 GPa si on prend le cas de la Terre et sur une large gamme de conditions rédox (Hammouda et al., 2024). À l'heure actuelle, ces modèles de solutions à haute pression ne sont pas disponibles dans la littérature bien qu'ils soient indispensables pour calculer les équilibres thermodynamiques entre le manteau fondu des planètes en formation et leur noyau ou leurs atmosphères. L'établissement d'un modèle thermodynamique des silicates fondus à haute pression fait l'objet de ce projet. Établir un modèle thermodynamique des silicates fondus à très hautes pressions. Expérimentation à haute pression et analyse des verres trempés par des techniques de microanalyse et par spectroscopie d'absorption des rayons X.

Formation initiale en sciences de la Terre. Intérêt pour le travail en laboratoire pour la réalisation des expériences et pour le travail sur grand instrument (synchrotron).