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Sujets de stage proposés par le LPG

Les candidatures et les demandes de renseignements complémentaires doivent être adressées directement aux directeurs et encadrants dont les coordonnées figurent dans le descriptif de chaque sujet.

Les demandes de stage en L3 seront également transmisent à Caroline Dumoulin et Nicolas Mangold. Elles devront être accompagnées d'une lettre de motivation et d'un CV.

 

> Niveau Master 2

Sujet 1 : Molard degradation on Earth and Mars: an experimental approach

This research internship forms part of a larger project PERMOLARDS or "Tracking the degradation of mountain permafrost with molards". Lire la suite

Encadrants : Marianne Font (M2C, Caen), Susan Conway (LPG, Nantes), François Costard (Geops, Paris-Sud), Costanza Morino (EDYTEM, Grenoble)

 

Sujet 2 : Analyse tectonique et géomorphologique des circulations hydrothermales des Corbières : implications géothermiques

La géothermie exploite la chaleur de la Terre au moyen de l'advection de fluides caloporteurs. Les gisements conventionnels exploités en France, sont les aquifères de bassins sédimentaires bien contraints (profondeur, perméabilité, géométrie). L'intérêt se porte actuellement sur la caractérisation des gisements de zone fracturée, dits non-conventionnels, en particulier dans les chaînes de montagnes. Dans les chaînes de montagnes, le moteur des cellules de convection hydrothermale est une combinaison du relief (potentiel gravitaire en surface) et de la thermodynamique (potentiel gravitaire thermique en profondeur). Les circulations sont par ailleurs contraintes par les géométries des formations géologiques et par la géométrie des réservoirs fracturés. Dans les Pyrénées, et en particulier dans les Corbières (chaîne orientale : Aude, Pyrénées-orientales et Ariège), de nombreuses résurgences hydrothermales existent dans de zones relief fort (>1000m, Ax-les-Thermes) et faible (20°C) des Corbières (Alet-les-Bains, Rennes-les-Bains, Ginoles, Camplong d'Aude) et Ariègeoises (Ax-les-Thermes, Mérens-les-Vals) se situent à proximité de reliefs permettant d'engendrer leurs températures (convection forcée). - De coupler la géologie structurale et l'analyse géomorphologique pour cibler une zone de faille d'intérêt (circulante l'aplomb de laquelle des résurgences existent). - De calibrer des coupes équilibrées produites à l'aide de la sismicité (historique et instrumentale). - De caractériser, mesurer (géométrie, largeur des potentielles damage zone, et fracturation associée) et échantillonner cette zone de faille pour évaluer sa perméabilité de fracturation (mesures insitu, évaluation en lames minces des perméabilités des core zones).

Encadrants : Adrien Eude (LPG), Mickaël Bonnin (LPG) et Roger Soliva (Géosciences Montpellier)

 

 

Sujet 3 : Fusion partielle du manteau de planètes "telluriques" : une comparaison

Par planète "tellurique", nous nous référons non seulement à la Terre ainsi que Mercure, Vénus, la Lune et Mars mais aussi aux lunes qui incluent un manteau rocheux, souvent sous une hydrosphère épaisse : ce second type de corps inclut par exemple, Io, Europe, Ganymède et Titan. Un aspect essentiel est que ces planètes abritent un noyau de fer sous le manteau car la ségrégation du métal liquide semble (thermiquement) un prérequis pour la fusion des roches. La principale caractéristique de ce sujet de stage est de proposer une approche comparée. Nous ferons une description de la dynamique de ces manteaux à travers le régime de convection thermique de couvercle stagnant. Dans l'ensemble, l'épaisseur des manteaux varie de 800 km (Europe, Io) à 3000 km (Vénus, la Terre) et correspond, sauf exceptions (Mercure, la Lune), à la moitié du rayon de la planète. L'accélération de la gravité est approximativement proportionnelle à cette épaisseur. Au total, le nombre de Rayleigh caractérisant la dynamique dépend donc à la puissance 4 de cette épaisseur et la valeur associée à Venus est ainsi 44 ≃ 250 fois plus grande que celle associée à Europe. La pression à` la frontière noyau- manteau y est 16 fois plus grande. En conséquence, le solidus, qui décrit la température au delà de laquelle la fraction la plus fertile du manteau commence à fondre, qui augmente avec la pression, a une pente 16 fois moindre dans Europe. Ces deux observations élémentaires entraînent que les régimes de fusion partielle des manteaux dépendent premièrement de leur épaisseur. Des grandeurs telles que le taux de fusion, la gamme de profondeur de la fusion et les formes du magmatisme à la surface, sont nécessairement tributaires de la taille de la planète. Nous envisagerons une approche réductionniste de ce problème afin d'en comprendre les fondements. A mesure que les diagnostics les plus simples seront établis, les complexités les plus influentes seront ajoutées au modèle : la prise en compte d'un champ de composition du manteau rocheux qui mélange une partie fertile pour la fusion et une partie réfractaire sera intégrée en priorité. En dépendront la densité, la viscosité, la teneur en éléments radioactifs et la température de fusion des roches... Dans les cas où il est dominant dans le budget de chaleur, par exemple pour la lune Io, il sera tenu compte de la contribution du chauffage de marée. Selon le déroulement du stage, une seconde étape pourra correspondre à une étude plus fine de la croûte produite par la fusion du manteau - si celle-ci est suffisamment épaisse, il est utile d'envisager qu'elle puisse devenir le siège d'un fractionnement entre ce qui peut conduire à une croûte continentale et des cumulats mafiques, plus denses, qui pourraient être recyclés dans le manteau - un second champ de composition devrait alors être introduits. Comme on le voit, le rôle tenu par la pétrologie deviendra plus grand à mesure que les modèles gagneront en réalisme. L'outil de calcul pour ces modèles est le code ŒDIPE développé au laboratoire. Les ingrédients nécessaires au modèle seront discuté avec le.la stagiaire et mis en œuvre par les encadrants. La.le stagiaire définira la campagne de calculs et conduira ces derniers ainsi que l'analyse préliminaire des résultats. Le.la stagiaire et les encadrants discuteront ensemble à chaque étape de la signification des résultats et de la meilleure manière de mettre en œuvre la phase suivante.

Encadrants : Gaël Choblet, Antoine Bézos, collab: Mathilde Kervazo

 

Sujet 4 : Détermination de la relation de dispersion de rides aquatiques et éoliennes naturelles (Terre, Mars, Pluton)

L'écoulement d'un fluide (liquide, gaz) au-dessus d'un substrat solide peut engendrer la formation de motifs topographiques périodiques (ripples, dunes, scallops, ondulations,...) à la surface de ce substrat. Selon la nature des matériaux et les conditions environnementales, différents types de transfert de matière peuvent intervenir dans le développement de ces motifs : transport de grains (par saltation, reptation et suspension), ablation du substrat (par sublimation, fusion, dissolution), accumulation sur le substrat (par condensation, cristallisation, précipitation). Dans le cadre de sa thèse au LPG (oct 2017-oct 2020), sous la direction d'Olivier Bourgeois et de Sabrina Carpy, Maï Bordiec a développé un nouveau modèle théorique générique pour la formation de ce type de motifs (Bordiec et al., 2020). Ce modèle tridimensionnel permet de déterminer la loi de dispersion des motifs (i.e., leur taux de croissance verticale en fonction d e leur longueur d'onde et de leur orientation par rapport à l'écoulement), aussi bien pour des matériaux granulaires meubles (sable, neige) que pour des matériaux compacts cohésifs (roche, glace), en accumulation (sédimentation) comme en ablation (érosion). Par superposition de toutes les longueurs d'ondes dont les taux de croissance sont positifs, quelle que soit leur orientation, ce modèle permet aussi de simuler des formes tridimensionnelles (Fig. 1), qui se rapprochent beaucoup plus de celle des objets naturels (rides aquatiques par exemple, Fig. 2) que les modèles disponibles jusqu'à aujourd'hui. Ce modèle ouvre ainsi de nouvelles perspectives quant à l'utilisation des rides visibles à la surface de la Terre et des autres planètes, comme marqueurs morphologiques des interactions entre ces surfaces et leurs atmosphères ou hydrosphères. Pour la première fois en effet, il sera possible de prendre en compte l'intégralité de l'information fournie p ar la géométrie tridimensionnelle des rides naturelles pour contraindre les propriétés (viscosité, vitesse, épaisseur, direction) des écoulements qui les ont produits. Pour permettre ces développements, nous souhaitons recruter un stagiaire de M2 pendant 5 mois, qui développera une nouvelle méthode d'analyse de la géométrie des rides naturelles, destinée à déterminer leur relation de dispersion. Celle-ci pourra ensuite être comparée aux relations de dispersion issues du modèle théorique pour différentes valeurs des paramètres d'entrée, donc de contraindre les valeurs de ces paramètres dans les systèmes naturels. La méthode sera basée sur une exploration systématique, par analyse spectrale multidirectionnelle, de toutes les longueurs d'onde et de toutes les orientations des motifs topographiques visibles dans une région donnée. Nous testerons d'abord la méthode d'analyse sur des exemples synthétiques puis sur des systèmes naturels déjà re lativement bien connus : les rides aquatiques et éoliennes terrestres. Pour ce faire, nous aurons besoin d'acquérir de nouvelles données topographiques, par stéréophotogrammétrie, sur ce type de rides sur le littoral vendéen (Noirmoutier, Baie de Bourgneuf,...) et dans l'estuaire de la Loire. Une fois la méthode validée sur ces exemples, nous l'appliquerons pour contraindre les processus responsables de la formation des rides visibles dans différents champs de dunes et sur les calottes polaires de Mars, ainsi que dans la région de Sputnik Planitia, sur Pluton. Les données topographiques martiennes seront construites par stéréophotogrammétrie à partir d'images HiRISE et CaSSIS.

Encadrants : Olivier Bourgeois et Sabrina Carpy

 

Sujet 5 : Evolution thermique des petits corps

La formation des petits corps (astéroides et planétésimaux) s'est fait rapidement au début de la formation du système solaire, par accrétion de matériel solide. Des modèles en 1 dimension ont été proposés pour modéliser la diffusion thermique et la différenciation de ces corps pendant l'accrétion, en considérant un rayon qui grandit. La dynamique plus tardive peut être modélisée en 3-dimensions, avec un corps dont le volume est alors fixé. L'objectif de ce stage est de proposer un modèle en 3D de la diffusion thermique et la dynamique interne de ces corps, pendant l'accrétion et ensuite. Pour cela, nous proposons d'utiliser ASPECT, un code de convection utilisé traditionnellement pour le manteau. Nous testerons pour cela un module récent qui permet de modifier au cours du temps le rayon du volume de travail.

Encadrants : Marine Lasbleis, Gaël Choblet

 

Sujet 6 : Cartographie et interprétation de formations sédimentaires sur Arabia Terra (Mars)

De nombreux cratères de la région d’Arabia Terra, sur Mars, présentent des remplissages sédimentaires dont l’origine (éolienne, fluviatile, lacustre, glaciaire, …) reste discutée. L’objectif du stage est d’apporter de nouvelles contraintes sur cette origine, en analysant les relations spatiales entre ces remplissages et les autres formations sédimentaires de la région, et en comparant leur localisation avec celles qui seraient attendues pour différents modèles de dépôt. Le travail nécessitera de définir différentes unités stratigraphiques à l’intérieur de ces formations, à les corréler et à cartographier leur extension spatiale, à l’aide du logiciel Google Earth et des données d’imagerie martienne qui y sont disponibles.

Compétences souhaitées : cartographie géologique et géomorphologique, manipulation d’images

Encadrant : Olivier Bourgeois

 

Sujet 7 : The signature of the inner core tangent cylinder on the geomagnetic field

The geomagnetic field on the core-mantle boundary (CMB) is characterized by intense high-latitude flux patches. Their latitude is close to the intersection of the inner core tangent cylinder (TC) with the CMB, as expected frum dominant rapid rotation effects (e.g. Busse, 1975). However, the patches are centered persistently at lower latitudes than the TC, and in addition this offset is strongly time dependent (Amit et al., 2011). In this M1 (or M2) stage the student will analyze magnetic field models frum self-consistent 3D numerical dynamo simulations in a spherical shell. The student will design topological algorithms to detect intense high-latitude flux patches and identify their centers. The dependence of the results on dynamo control parameters (roles of rotation, convection, diffusivities) as well as on truncation degree of the field models (role of spatial resolution) will be explored. The dynamo models analysis will be compared with the time-dependen t centers of intense high-latitude geomagnetic flux patches frum an ensemble of historical field models (Gillet et al., 2015). The resulting deviation of the magnetic flux patches frum the TC latitude may provide insight into the internal structure of planets where seismic data is not available but magnetic data frum a working dynamo is available.

Encadrant : Hagay Amit

 

Sujet 8 : Etude de la composition chimique et de la minéralogie des roches sédimentaires fluvio-lacustres de Gale crater, Mars

Le rover Curiosity a observé des roches sédimentaires fluvio-lacustres sur une épaisseur stratigraphique de l'ordre de 300 m au sein du cratère de Gale. Les analyses de diffraction X montrent une proportion de phyllosilicates de l'ordre de 30%, tandis les analyses chimiques de ChemCam témoignent d'une altération aqueuse significative. Cependant, l'origine de l'altération et la nature des phases altérées restent mal connues. L'objectif du stage sera de reprendre les données de chimie élémentaire de ChemCam au voisinage des zones de carottage où la minéralogie a été déterminée, afin (1) d'identifier les variations élémentaires de chimie liées aux variations de facies sédimentaires, (2) d'identifier les variations chimiques liées aux processus diagénétiques postérieurs au dépôt, et (3) corréler la chimie élémentaire aux phases minérales détectées en diffraction X. Le couplage de ces informations pourra conduire à mieux isoler les variations chimiques provenant de la roche mère du sédiment et de son altération postérieure.

Encadrants : Nicolas Mangold, Gwenael Caravaca

 

Sujet 9 : Etude de la stratigraphie des roches sédimentaires par analyse orbitale et in-situ couplée

Le rover Curiosity a observé un ensemble des roches sédimentaires fluvio-lacustres avec présence locale de dépôts éoliens. Tandis que les facies sédimentaires commencent à être bien connu, la stratigraphie reste incomplète, d'une part en raison de l'absence de contact géologique entre certaines unités et d'autre part en raison de l'aspect rectiligne de la traversée du rover qui limite toute investigation latérale des facies. L'objectif du stage sera de reprendre des données orbitales haute résolution d'imagerie visible couleur et stéréoscopique (HRSC, HiRISE et CaSSIS) afin de retracer les principales unités et les contacts géologiques, les identifier sur les panoramas d'images au sol prises par le rover Curiosity et leurs équivaments en 3D, et coupler ces données avec les facies correspondant sur les images de proximité MAHLI et ChemCam. Certains aspects de ces travaux seront traités avec des outils de Réalité Virtuelle.

Encadrants : Nicolas Mangold, Stéphane Le Mouélic

 

Sujet 10 : Synthèses expérimentales en conditions de pression de vitrocéramiques dopées en iode : Application à l'immobilisation de 129I pour l'industrie nucléaire

Ce sujet de M2 pluridisciplinaire s'inscrit dans la continuité du projet CIPress (financement et gratification par la Région Pays de la Loire) qui vise à identifier des compositions chimiques de matrices vitreuses et vitrocéramiques permettant de stocker une grande quantité d'iode issu de l'industrie nucléaire. Les vitrocéramiques présentent un grand intérêt dans l'immobilisation des radioisotopes 129I du fait de leur grande stabilité chimique et mécanique. L'objectif de recherche fondamentale proposé dans ce stage de M2 est de produire des synthèses de vitrocéramique en conditions extrêmes : haute température et haute pression ; à partir de compositions de matrices vitreuses enrichies en iode. L'objectif est de déterminer si l'approche par vitrocéramique permet d'immobiliser une plus grande quantité d'iode que dans les matrices vitreuses et de déterminer quelles sont les phases cristallines produite lors de ces synthèses. Nous suivrons une approche expérimentale sous haute pression en piston‐cylindre pour synthétiser des vitrocéramiques borosilicatées dopées en I. Les vitrocéramiques synthétisées seront caractérisées par spectroscopie Micro‐Raman pour déterminer la minéralogie des phases ainsi que la structure de la matrice vitreuse. Cette approche sera complétée par une analyse par Diffraction des rayons X afin de déterminer la nature des phases cristallines présentes ainsi que la cristallographie de ces phases. A partir de ces résultats, nous serons en mesure de proposer un protocole de synthèse pourra être mis en place permettant l'immobilisation du 129I produit par l'industrie nucléaire et qui représente un problème environnemental de premier ordre.

Encadrants : Yann Morizet, Philippe Deniard (IMN)

 

Sujet 11 : Rôle des complexants organiques dans la transformation de l'opale du sol

L'activité des organismes vivants peut s'accompagner de minéralisations qui constituent parfois l'unique vestige de cette activité, lors de l'enregistrement fossile de la vie passée dans les roches. Ces biominéralisations sont cependant souvent difficiles à interpréter car les mêmes minéraux peuvent se former par des processus physico-chimiques strictement abiotiques. Nous nous intéressons ici à l'opale, silice amorphe hydratée, minéral ubiquiste de l'enveloppe la plus externe de la lithosphère. L'opale est documentée dans des formations très anciennes de la Terre et peut ainsi constituer un témoin pertinent du développement de la vie passée sur Terre. Elle peut se former selon trois grands processus : (1) altération continentale, par interaction de l'eau météorique avec les minéraux primaires ; (2) hydrothermalisme, par interaction des eaux chaudes souterraines avec les minéraux primaires ; (3) biominéralisation, où des organismes co mme les diatomées ou les radiolaires fabriquent leur squelette en opale, squelettes qui s'accumulent en sédiment à leur mort. Ce stage s'intègre dans l'étude des interactions entre l'opale et les microorganismes. L'objet sélectionné est l'opale de feu d'Éthiopie, qui s'est formée par altération continentale dans un paléosol à l'Oligocène. En particulier, les opales d'Éthiopie montrent souvent une texture particulière : le cœur de l'opale est orange, transparente et massive (opale de feu), quand la périphérie est blanche, translucide et poreuse (opale hydrophane). Cette disposition (Figure ci-dessous) suggère une transformation centripète de l'opale qui se serait formée initialement dans son état interne (opale de feu), puis transformée en son état périphérique (opale hydrophane). La question est la suivante : les molécules organiques des fluides du sol sont-ils responsables de cette transformation de l'opale ? L'objectif de ce stage est de modéliser au laboratoire la transformation de l'opale de feu en opale hydrophane sous l'action de complexants organiques tels que les sidérophores microbiens véhiculés par l'eau du sol. La pyoverdine, produite par des micro-organismes, sera la molécule testée sur les opales. Les échantillons seront préparés soit en lames à faces parallèles pour favoriser l'observation, soit en cassures fraîches pour optimiser les réactions. Les techniques de caractérisation incluent la microscopie optique, la microscopie à force atomique (AFM), la spectrométrie Raman, et la tomographie 3D.

Encadrant : Benjamin Rondeau

Co-Encadrants : Thierry Lebeau (LPG), Yann Morizet (LPG), Guy Louarn (IMN), Isabella Pignatelli (Géoressources, Nancy)

 

> Niveau Licence 3 / Master 1

Sujet 1 : Dynamique de la graine avec changement de phase solide/solide 

Au centre de la Terre, la graine terrestre est observable uniquement grâce aux ondes sismiques. Depuis sa découverte en 1936 par la sismologue Inge Lehmann, le développement des études sismiques ont permis de  préciser sa structure. On sait maintenant qu'elle présente une structure complexe, avec des variations radiales et latérales des propriétés sismiques. Une telle structure est pour l'instant encore incompatible avec les modèles de dynamique proposés pour la graine, boule de métal solide située au milieu du noyau externe métallique liquide.   Un des modes possibles de convection thermo-solutal dans la graine est un mode de translation. La translation de la graine serait susceptible d'expliquer une partie des observations de la graine, en particulier la différence de vitesses des ondes sismiques entre l'hémisphère ouest et l'hémisphère est, mais ce mode de convection n'est pas compatible avec des variations radiales des propriétés.   L'objectif de ce stage est de tester l'hypothèse d'un changement de phase solide/solide dans la graine, dont la position est fixée à  un rayon donné. Pour cela, nous utiliserons ASPECT, un code de convection visqueuse utilisé principalement pour la dynamique du manteau. Nous utiliserons un changement de phase solide/solide, traditionnellement utilisé pour le manteau supérieur, dans un modèle de dynamique de la graine et regarderons l'effet sur la translation et la convection.

Encadrante : Marine Lasbleis

 

Sujet 2 : Analyse d'une explosion à travers le signal enregistré par le réseau sismologique permanent

Le 15 septembre 2020 à 18:15 (heure locale), une mine, datant de la seconde guerre mondiale, a été explosée dans la rade de Brest par la Marine française. La charge était estimée entre 850 et 970 kg eq TNT et l'explosion a généré des ondes sismiques enregistrées par le réseau sismologique français (resif) jusqu'à quelques centaines de kilomètres. Le stage aura pour but d'analyser le signal aux différentes stations localisée en Bretagne à l'aide des outils classiques de traitement du signal et de mesures de polarisation. Une explosion ne génère pas d'ondes de cisaillement, il sera donc intéressant de rechercher les traces de ces ondes dans le signal pour chercher les possibles sources de conversion de l'énergie. Les différentes amplitudes devraient également pouvoir fournir une estimation de l'atténuation apparente.

Encadrants : Éric Beucler et Mickaël Bonnin

  

Sujet 3 : Reconstructions les paléotempérature des eaux de surface de la Western Pacific Warm pool à l'aide des clumped isotopes mesurés sur des coquille de bénitiers

Ce stage portera sur l'étude des reconstructions de températures des eaux de surface mesurées sur des coquille de bénitiers fossiles et sub-modernes. Les reconstructions de températures se feront par des mesures de clumped isotopes D47. L'analyse du Δ47 des carbonates consiste en la mesure de la surabondance des liaisons entre isotopes lourds: 13C et 18O par rapport à une distribution aléatoire. La mesure est effectuée sur le CO2 gazeux produit par réaction du carbonate avec de l'acide. L'abondance des liaisons 13C-18O à l'intérieur du réseau cristallin vari avec la température et en fait un paléo-thermomètre robuste. Les mesures D47 sont complétées par les mesures des éléments trace Sr/Ca. Ce stage portera soit sur un jeu de mesures déjà disponible (mesures D47 effectuées en 2019 a l'université de Bergen en collaboration avec le Prof. Nele Meckler). Il est aussi envisagé que l'etudiant participe a de nouvelles mesures géochimique si les conditions sanitaires le permettent. Ce stage est défini avec une grande flexibilité de façon a pouvoir le faire en présentiel ou en distanciel étant donnée les conditions sanitaires incertaines de l'année en cours.  L'enjeu du stage sera de 1) faire des estimations des paléotempérature des eaux de surface au cours de la période Holocène et Glaciaire lorsque les conditions d'isolation, gaz a effet de serre sont différentes de l'actuel et 2) comparer avec l'évolution du phénomène climatique El Nino (ENSO) qui affecte les températures des eaux de surface et les précipitations à l'échelle de la saison dans la zone d'étude.

Encadrante : Mary Elliot

 

Sujet 4 : Champ magnétique des exoplanètes

La structure des exoplanètes est une question ouverte. Les observations nous permettent uniquement d'accéder au rayon apparent et/ou à la masse des planètes, en fonction des méthodes d'observation. Nous avons récemment mis en place un modèle de structure des planètes telluriques de masses de l'ordre de celle de la Terre, et un modèle d'évolution thermique des noyaux pour obtenir une estimation des champs magnétiques. Dans ce stage, nous utiliserons ces deux modèles pour explorer une plus large gamme de paramètres physiques et estimer les incertitudes liées au choix de la température de fusion et de propriétés physiques des noyaux.

Encadrante : Marine Lasbleis

 

Sujet 5 : Evolution primordiale des manteaux rocheux des grosses lunes glacées

La formation des lunes de Jupiter et Saturne les plus grosses fait intervenir des quantités d’énergie moindres que celle des planètes telluriques : leur taille est moindre, la glace abonde et les mécanismes d’accrétion donnent sans doute lieu à des impacts beaucoup plus modestes. En un sens, la jeunesse de ces corps est donc plus longue et la différenciation interne n’intervient pas immédiatement. Dans le sillage de travaux préliminaires engagés récemment au LPG, ce stage envisagera la possibilité de la ségrégation de noyaux métalliques au sein de « manteaux » primitifs qu’on supposera débarrassés de leur composante aqueuse, consécutivement à la formation d’une hydrosphère. L’évolution thermique de ces objets sera modélisée numériquement, en 3 dimensions, avec l’outil OEDIPUS. Deux paramètres clés seront pris en compte : la température de fusion du métal riche en fer, selon sa composition, ainsi que l’éventualité d’un fluage particulier de la matrice rocheuse, pouvant intervenir à basse température et haute pression.

Encadrant : Gaël Choblet

 

Sujet 6 : Reconstructions des paléotempératures des eaux de surface à l'aide des mesures élément trace (Sr/Ca) sur des coquilles de bénitiers provenant de la Indonésienne

Ce stage portera sur l'étude des reconstructions de températures des eaux de surface mesurées sur des coquilles de bénitiers fossiles (surtout les derniers 10,000 ans). et modernes. Les reconstructions de températures se feront par des analyses d’élément trace mesurés par laser ICP-MS. Des mesures ont déjà été effectuées sur une série d’échantillons provenant de différents site de la zone Indonésienne. Le stage portera sur une revue littéraire et un traitement de données disponibles.

Encadrante : Mary Elliot

 

Sujet 7 : Cartographie des températures des eaux de surface lors des dernières périodes interglaciaires dans le Pacific Tropical Ouest

Ce stage aura comme objectif de faire une compilation des données des températures des eaux de surface dans la zone Pacific Tropical Ouest (20°S-20°N, 100-160°E) lors des deux derniers interglaciaires (MIS5e et MIS7). Les températures des eaux de surface peuvent être reconstruites à partir de différents proxies climatiques : carottes de sédiments, enregistrement lacustres, coraux, coquille de bénitier. L’objectif de ce projet sera de faire une cartographie des température pour les périodes d’études dans cette zone à partir des données publiés/non publiés. Les résultats seront comparés avec 1) les données de modélisation pour ces périodes de temps et 2) pour la période Holocène.

Encadrante : Mary Elliot

 

Sujet 8 : Modélisation du champ magnétique de Jupiter - apport des données JUNO

Jupiter possède un champ magnétique 10 fois plus intense que le champ terrestre, mais il restait mal connu, car la plupart des missions passées sont restées dans le plan équatorial. La mission JUNO, lancée en 2011, est en orbite autour de Jupiter depuis 2016. C'est la première mission avec une orbite polaire. La période de la mission est d'environ 50 jours, et il faut 8 orbites pour couvrir la planète. Il y a donc 2 couvertures quasi complètes, qui peuvent être analysées et exploitées pour modéliser le champ magnétique de Jupiter grâce à des fonctions en harmoniques sphériques. Durant ce stage, l'étudiant ou l'étudiante devra 1/ récupérer les données JUNO sur l'archive PDS, 2/ trier ces données pour retenir celles qui sont pertinentes, 3/ effectuer une première analyse qualitative de ces données en les comparant à des modèles existants, et 4/ effectuer une analyse quantitative pour construire un nouveau modèle.

Encadrant : Benoit Langlais

 

Sujet 9 : Quantification du dégazage des volcans sous-marins des points chauds de la Société et de Pitcairn

Ce stage propose de mesurer les concentrations en eau dissoute et la vésicularité des verres volcaniques des points chauds de de la Société et de Pitcairn. Ces données seront utilisées pour quantifier le dégazage de magmas en fonction de leur profondeurs d’éruption.

Encadrant : Antoine Bézos

 

Sujet 10 : Développement technique: analyses par fusion alcalines

L'objectif du stage et de déterminer les conditions opératoires optimales pour analyser les roches magmatiques acides et cristallines par fusion alcaline.

Encadrantes : Carole La et Marion Rivoal

 

Sujet 11 : Quantification du Pb,Tl et Bi dans les loess quaternaires de Vendée

Ce stage propose d’échantillonner les loess quaternaires de Vendée pour déterminer leurs teneurs en Pb, Tl et Bi. Ces données seront utilisées pour estimer les abondances relatives de ces éléments dans la croûte continentale.

Encadrant : Antoine Bézos

 

Sujet 12 : Reconstitution de la morphologie des affleurements géologiques sur le cratère Gale (Mars)

Le rover Curiosity s'est posé sur Mars en Août 2012 dans le cratère Gale. Avec 17 caméras à bord, le rover étudie la morphologie des affleurements le long d'un trajet choisi au jour le jour par l'équipe scientifique, dans le but d'étudier la variabilité du contexte géologique dans lequel les terrains se sont formés. Le stage consistera à travailler sur des images des différentes caméras, notamment celles prises par le microscope Mahli, afin de reconstituer en 3D des zones d'intérêt géologique et de mieux contraindre les processus de mise en place des terrains. Une étude systématique sera conduite pour évaluer la meilleure stratégie d'acquisition des images Mahli en vue d'une reconstitution 3D.

Encadrants : Stéphane Le Mouélic et Gwénaël Caravaca

 

Sujet 13 : Suivi et caractéristiques de l’activité des « dust devils » autour du site d’atterrissage d’InSight, Mars, à partir de l’analyse des images HiRISE

Depuis son atterrissage sur Mars le 26 Novembre 2018, la mission InSight a détecté sur ses capteurs de pression une forte activité de vortex convectifs, aussi appelés tourbillons de poussière (ou « dust devils » ; Banfield et al., 2019, 2020). Lors de leur passage, les dust devils « aspirent » et déforment légèrement le sol, créant ainsi des ondes détectables par le sismomètre SEIS (Lognonné et al., 2019, 2020). Ces données quotidiennes s’accompagnent des images de la surface martienne par le biais de photographies réalisée depuis la sonde InSight (camera ICC et IDC, Maki et al., 2018) mais aussi d’images satellitaires hautes résolutions acquises régulièrement (HiRISE, McEwen et al., 2007). L’analyse des premières images satellitaires montrent que les dust devils laissent des traces sombres visibles sur le sol (i.e. en soulevant de la poussière), dont la trajectoire dépend de la direction du vent ambient (Perrin et al., 2020 ; Losen, 2020). Leurs traces présentent des morphologies différentes (rectiligne, « en plume », cycloïdes complets) pouvant nous renseigner sur les conditions atmosphériques et les propriétés du vortex lors de son passage. Les récentes études ont également montré que l’activité des dust devils variaient avec les saisons au cours de l’année martienne, en bon accord avec les mesures météorologiques. Ce stage propose dans un premier temps d’analyser les nouvelles images satellitaires acquises et de continuer la caractérisation de l’activité des dust devils via les outils de télédétection et de cartographie, en direct comparaison avec les données météorologiques enregistrées à bord de la sonde InSight. Il s’agira notamment de comparer les taux de formations avec ceux mesurés au début de la mission au cours de l’hiver martien. Une analyse fine de la morphologie des traces sera requise pour mieux comprendre la variation de l’activité atmosphérique. Enfin, l’étude de l’effacement des traces au cours du temps permettra d’appréhender les taux de dépôts de poussières sur le sol martien dans la région d’Elysium Planitia.

Encadrant : Clément Perrin

 

Sujet 14 : Mesure des incertitudes des temps de propagation d'ondes sismiques et implications pour la localisation

La récente densification du réseau sismologique permanent dans l’ouest de la France permet maintenant de détecter un grand nombre d’évènements sismiques de faible magnitude dans la région. Ce stage propose de contribuer au travail de pointé de l'arrivée des ondes sismiques enregistrées aux stations sismologiques, pour ainsi mieux estimer les incertitudes des temps d’arrivées des ondes. Ces incertitudes peuvent être liées à la fois aux différents traitements du signal (filtre appliqué, composante, etc.) mais aussi à l’interprétation subjective de la personne qui réalise ces pointés. Ce stage propose de manipuler des données sismologiques, et de se former aux outils développés pour le traitement de ces données. La contribution permettra d’améliorer l’estimation de la qualité des pointés déjà réalisés, et de mieux caractériser la localisation et l’origine de la sismicité régionale.

Encadrants : Clément Perrin, Mickaël Bonnin, Éric Beucler

 

Sujet 15 : Cartographie des morphologies sous-glaciaires

Cartographie des morphologies sous-glaciaires associées à la mise en place des fleuves de glaces sur les anciennes Laurentides / Fennoscandinave.

Encadrants : Stéphane Pochat, Edouard Ravier, Jean Vérité, Olivier Bourgeois et Paul Bessin

 

Sujet 16 : Modélisation de l’évolution thermo-orbitale de Titan

Titan, la plus grosse lune de Saturne, est la seule lune du système solaire à posséder une épaisse atmosphère, composée d’azote et de de méthane. Le méthane est l’origine d’un cycle précipitation-évaporation comparable au cycle de l’eau sur Terre, se traduisant par des grandes mers de méthane et d’hydrocarbures au niveau des pôles qui ont été découvert par la mission Cassini-Huygens.  Ce méthane qui est continuellement détruit par des processus photochimiques devrait disparaître en quelques dizaines de millions, ce qui pose des questions sur son origine. En outre, l’analyse des données de la mission Cassini-Huygens indique que Titan possède un océan d’eau salée en profondeur et que Titan était beaucoup plus proche de Saturne dans le passé, suggérant que l’évolution de Titan a été fortement influencé par les interactions de marée créé par Saturne. L’objectif de ce stage est de modéliser la réponse mécanique de l’intérieur de Titan aux forces de marée en supposant différentes distances à Saturne et de déduire l’impact de chauffage de marée qui en résulte sur son évolution thermique et orbitale. Il s’agira d’utiliser des codes numériques développés au laboratoire ces dernières années et de les adapter aux spécificités de cette étude. Les résultats du modèle d’évolution seront utilisés pour déterminer si les conditions propices au dégazage interne de méthane ont pu être rencontré au cours de l’évolution de Titan.

Encadrant : Gabriel Tobie