langue

Sujets de stage proposés par le LPG en 2022

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 Gaël Choblet. Elles devront être accompagnées d'une lettre de motivation et d'un CV.

Date limite de dépôt des demandes de stage :

  • pour les étudiants en M2 IMPG et CGE de l’UN : 12 novembre 2021
  • pour les étudiants en M2 hors UN : 3 décembre 2021
  • pour les étudiants en M1 UN et hors UN : 10 janvier 2022
  • pour les étudiants en L3 UN et hors UN : 10 janvier 2022

 

> Niveau Master 2

Sujet 1 : Les isotopes du fer comme traceur des hétérogénéités Redox du manteau Indien

La fugacité d’oxygène (fO2) est une propriété thermodynamique intrinsèque qui mesure le potentiel oxydant d’un système et contrôle la spéciation des éléments multivalents. Une fO2 élevée désigne par exemple un système oxydé caractérisé par des rapports Fe3+/ΣFe élevés (ΣFe= Fe2+ + Fe3+). La fO2 de la Terre interne est un paramètre important qui influence aussi bien les processus magmatiques de fusion partielle ou de différenciation, que les paramètres géophysiques de conductivité électrique ou de vitesse de propagation des ondes sismiques dans le manteau.  Depuis plusieurs décennies, la caractérisation de la fO2 du manteau terrestre est un sujet de controverse. L’étude du rapport Fe3+/ΣFe dans les produits et résidus de fusion partielle tient une place centrale dans les débats en cours sur cette thématique de recherche. Une question fondamentale se pose notamment sur le rôle de la fusion partielle pour connecter les fO2 des basaltes et péridotites résiduelles à celle du manteau convectif non fondu. L’étude du fractionnement des isotopes de fer (noté δ56Fe, déviation en ‰ du rapport 56Fe/54Fe par rapport à la valeur référence du standard international) peut potentiellement apporter de nouvelles contraintes sur cette question. En effet, l’état d’oxydation du fer exerce un contrôle important sur la magnitude du fractionnement des isotopes du fer. L’énergie de liaison augmentant avec la charge des cations, l’isotope lourd du fer (56Fe) favorisera donc le Fe3+ par rapport au Fe2+. Par ailleurs, ces deux états d’oxydation du fer montrent des comportements géochimiques contrastés pendant la fusion partielle. Le Fe2+ est compatible (D~1) et le Fe3+ modérément incompatible (D~0,4). Il en résulte que les basaltes de dorsale océanique sont enrichis en Fe3+ et en isotope lourd du fer (Fe3+/ΣFe ~ 0,10 ;  δ56Fe= +0,105‰) par rapport à leurs péridotites résiduelles (Fe3+/ΣFe ).

Encadrants : Antoine Bézos (LPG), F. Moynier (IPGP)


 

Sujet 2 : Erosion des cratères d'impact sur Mars au Noachien

La période noachienne (avant 3,7 Gy) de Mars est la période où le bombardement météoritique a été le plus intense. Par comparaisonà  la Lune dépourvue de processus exogènes autres que la cratérisation elle-même, les cratères d'impact martiens de cette période ont subi une dégradation importante de leur forme initiale qui se matérialise par un fort hiatus du nombre de petits cratères (50-500 km) qui serviront de base de travail, et (2) modéliser leur érosion et remplissage en utilisant les codes existants de dynamique de paysages dans une approche directe où l'état final sera comparé aux topographies actuelles.

Encadrants : Nicolas Mangold (LPG), Philippe Steer (Geosciences Rennes) - Collaboration: Susan Conway (LPG), Anna Grau Galoffre (LPG), Dimitri Lague (Geosciences Rennes)


 

Sujet 3 : Effect and role of organic matter in the thermo-chemical evolution of large icy moons’ rocky core

The core of the large icy moons Ganymede and Titan could content a large amount of Insoluble Organic Matter (IOM) to explain their relativey low density (Neri et al., 2020). In addition, recent observations (e.g. composition of cometary dust by the Rosetta mission, Bardyn et al., 2017) suggest that IOM is ubiquitous in the outer solar system. Large icy moons would be composed of three main components: water ice, silicate-sulfide grains, and IOM. Following accretion, a large icy moons would be composed of an outer hydrosphere (the water ice component) and a refractory core made of IOM and silicate-sulfides. The presence of IOM affects thermal evolution models two ways. First, it lowers the amount of radioactive heating as the radioactive elements are contained in the silicate fraction. Second, it modifies the thermal evolution models as IOM has thermal and mechanical properties very different from silicates. The goal of this internship is to develop a 1D spherical thermal evolution numerical model that uses thermo-mechanical characteristics of a mixture of silicates and IOM in order to predict the time evolution of the internal temperature, phase changes and associated reorganization of the silicate-IOM mixture.  The model development will rely on a preexisting 1-D numerical code (writing in fortran90) describing heat transfer using the standard heat conduction equation, but by defining an equivalent thermal conductivity to take into account advective processes (fluid migration, phase separation, convection). This approach can consistently handle the temperature, composition, and pressure dependence of the different parameters that control the thermal evolution of the interior (thermal conductivity, specific heat, density). The work will consist in adapting the code to IOM-silicate mixtures, taking into account the thermo-mechanical characteristics of silicate-IOM mixture and possible phase transition and IOM degradation. The code will be benchmarked against existing analytical solutions for simplified settings. Once validated, the thermal evolution code will be applied to Titan’s and Ganymede’s organic-rich core and will be used to assess (i) the speciation of carbon during progressive warming of the interior, (ii) the dehydration extent of hydrated silicates, and (iii) potential reactions during IOM degradation.

Encadrants : Christophe Sotin, Gabriel Tobie (LPG)