Intérieurs Planétaires

Le thème "Intérieurs planétaires" s'intéresse à l'étude des structures profondes de la Terre et des planètes telluriques et satellites majeurs du système solaire. Ces études concernent Mercure, Vénus, La Terre et la Lune, Mars, les satellites de Jupiter (en particulier Europe et Ganymède) et de Saturne (Titan et Encelade), ainsi que les planètes extra-solaires dont les découvertes se multiplient depuis bientôt dix ans. Les chercheurs qui participent à cette recherche s'inscrivent dans des disciplines d'études variées et se fédèrent en groupes de travail autour des objets d’études. De ce point de vue, la frontière avec le thème "Surfaces planétaires" est naturellement poreuse.
Les trois grands axes ci-dessous regroupent différentes approches caractéristiques du thème.

Transferts chimiques

Ce premier volet traite des échanges de matière entre les différentes couches des corps planétaires. L'étude et la quantification des transferts chimiques permet en effet de contraindre l'histoire géologique qui façonne ces enveloppes, dans chaque planète. Un accent particulier est notamment mis sur les transferts de fluides à travers le dégazage des planètes et des satellites de glaces (études expérimentales analyses géochimique). D’autre part, les éléments fortement sidérophiles sont aussi employés comme traceurs géochimiques pour étudier les processus tardifs de l’accrétion terrestre ou bien la géodynamique chimique interne de la Terre.

Observations géophysiques et modèles de l'intérieur

L'objectif est ici d'interpréter des mesures géophysiques afin d'établir des modèles pour la structure interne des corps planétaires. Les principales observations dont nous tirons parti correspondent aux domaines de la sismologie (à travers des travaux de modélisation ou d’inversion) et du magnétisme (pour des planètes telluriques telles que Mars ou Mercure). Ce volet inclut aussi des mesures expérimentales permettant de caractériser l'état de l'eau à haute pression et basse température (satellites de glace). Les modèles forgés à partir de ces contraintes pour la Terre ou des satellites de glace sont ensuite prolongés pour les planètes extra-solaires (planètes océans et super-Terres).

Dynamique et évolution

En complément des travaux développés dans les deux volets précédents, nous proposons des modèles pour la convection des couches solides (manteau des planètes telluriques, coquille de glace des satellites), la dynamique propre aux couches liquides (noyau métallique fondu, océan profond des satellites) et les écoulements biphasiques. Des volets spéciaux sont consacrés à l’étude des dynamos planétaires, notamment en ce qui concerne l’influence du manteau, et aux conséquences des impacts. Nous envisageons à la fois les mesures géophysiques que ces modèles engendrent (telles que la topographie et la gravimétrie) et les transferts chimiques qu'ils occasionnent. Tous ces travaux relèvent en pratique de la simulation numérique. Les scénarios d'évolution des corps planétaires, notamment pour les satellites de glace, constituent la synthèse de cette démarche.