Thèses proposées en 2023
1- Les écoulements diphasiques au cœur de l’histoire de Ganymède
La mission de l’Agence Spatiale Européenne Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) est lancée en avril 2023. A partir de 2034, elle va surtout explorer Ganymède, la plus grosse lune de Jupiter et aussi du système solaire. Cette lune est unique par l’existence d’un champ magnétique (donc d’un noyau de fer liquide, comme sur Terre), et d’un océan caché sous une épaisse couche de glace. Des simulations numériques vont être réalisées pour expliquer la formation de l’océan et du noyau de fer liquide, en tenant compte des aspects physiques complexes liés aux changements de phase. Ces simulations permettront d’interpréter les futures observations de Juice…
> Sujet complet / Contact : Christophe SOTIN
> Déposer un dossier de candidature avant le 28 mai sur le site de l’école doctorale 3MG
2- Caractérisation de l’activité quaternaire des failles du Massif Armoricain via une approche géomorphologique et géophysique
Contexte : la France hexagonale est située loin des frontières de plaques et désormais considérée comme une zone continentale stable soumise à un champ de déformation faible, en particulier dans la région grand-ouest. Cela étant, le récent séisme du Teil en novembre 2019 a mis en évidence la méconnaissance des failles « actives » en France, et la nécessité de mieux les caractériser sur l’ensemble du territoire. Le massif armoricain est traversé par une multitude de failles crustales et de zones de cisaillement héritées, témoins d’une histoire riche, des orogénèses cadomienne et hercynienne, en passant par l’ouverture des bassins Méso- Cénozoïque et différentes phases de compressions Cénozoïque. La sismicité historique et instrumentale régionale montre une activité modérée, semblant suivre une direction SE-NW, de l’Auvergne au Finistère, en accord avec la direction des grandes zones de cisaillements. Malgré ces observations il reste difficile de clairement identifier quelles sont les failles actives de la région (c.-à-d. actives au cours du quaternaire, soit dans les 2 derniers Ma) et quel serait le moteur de la déformation. Objectifs : ce sujet propose d’analyser les failles majeures du massif armoricain à la lumière des données hautes résolutions disponibles depuis quelques années. En se basant dans un premier temps sur l’imagerie satellitaire et topographique, le candidat ou la candidate réalisera une cartographie fine des structures et une analyse des interactions avec la morphologie associée à des dépôts quaternaires…
> Sujet complet / Contacts : Eric BEUCLER & Clément PERRIN
> Déposer un dossier de candidature avant le 19 mai sur le site de l’école doctorale 3MG
3- Caractérisation de l’État Redox des laves d’îles océaniques et de leurs sources
Déterminer la fO2 des principaux réservoirs géochimiques du manteau terrestre est une question centrale pour contraindre l’évolution et la différentiation de notre planète. Pour ce faire, l’approche la plus couramment adoptée est de caractériser l’état redox des magmas formés dans les principaux contextes géodynamiques. Le réservoir représenté par les basaltes de dorsales océaniques (MORB) est de loin le plus étudié pour la fO2. Par contre, l’état Redox des basaltes d’îles océaniques (Ocean Island Basalts, OIB) est quant à lui très peu documenté à ce jour. De récentes études basées sur l’étude du rapport Fe3+/ƩFe dans ces laves reportent des fO2 très variables. Certains points chauds comme la Réunion enregistrent une fO2 équivalente à celle des MORB tandis que d’autres montrent des valeurs significativement supérieures (e.g. archipels des Canaries et du Cap Vert). Il est alors suggéré que ces hétérogénéités de fO2 sont peut-être à relier à l’incorporation de composants recyclés dans la source des panaches mantelliques. Toutefois, ces mêmes études mettent en garde sur l’effet radical des processus magmatiques de différenciations (cristallisation, assimilation, dégazage) sur la fO2 des magmas primaires. Ce projet de thèse a pour objectif de contribuer à la caractérisation de la fO2 dans les laves des îles océaniques montrant des hétérogénéités de sources et de conditions de genèse (P,T taux de fusion partielle). La nature pétrographique des échantillons de points chauds fait que la mise en œuvre des proxies de fO2 disponibles pour les MORBs est plus compliquée…
> Sujet complet / Contact : Antoine BEZOS
> Déposer un dossier de candidature avant le 19 mai sur le site de l’école doctorale 3MG
4- Interannual climate variability in the Tropical Pacific Ocean and the Maritime Continent for the Holocene period
La question scientifique : Améliorer notre compréhension des processus qui contrôlent la variabilité climatique à haute fréquence dans la région de la « Warm Pool » de la zone Indo-Pacifique est essentielle pour améliorer les prévisions climatiques aux échelles saisonnières, interannuelle et décennale. L’augmentation de loccurrences d’extrêmes climatiques sur le continent maritime souligne le besoin de plus de données. L’objectif de ce projet sera d’augmenter les prévisions climatiques dans la région du Pacifique Tropical. Des reconstructions paléoclimatiques avec une haute résolution de l’ordre du mois/semaines fournissent des signaux environnementaux uniques, robustes et précis pour documenter la variabilité climatique au-delà de la période d’observations instrumentales. De telles séries temporelles sont essentielles pour 1) décrire toute la gamme de la variabilité et l’amplitude des anomalies climatiques naturelles et 2) explorer les liens entre le climat moyen et les modes de variabilité climatique dans la zone de l’Indo-Pacifique tel que le phénomène El Niño Oscillation Southern Oscillation (ENSO), Mousson d’Asie de l’Est ou le Dipôle de l’océan Indien (IOD), e.g. (Carré et al., 2021). Le climat régional est également affecté par les changements de la Indonesian Throughflow (ITF) qui ont un impact sur la température de surface de la mer et les précipitations régionales. Les relations entre les modes de variabilité interannuelle dans le Continent Maritime et les variations de l’intensité des courants de surface de ITF représentent une lacune majeure dans notre compréhension…
> Sujet complet / Contact : Mary ELLIOT
> Déposer un dossier de candidature avant le 19 mai sur le site de l’école doctorale 3MG
5- Alignement champ-vitesse au sommet du noyau terrestre et dans les simulations numériques de dynamo
L’efficacité du processus d’induction magnétique dépend de l’interaction entre la circulation de fluid et le champ magnétique, ce qui a des implications importantes pour les inférences de la dynamique du noyau externe métallique liquide de la Terre. En particulier, l’inversion pour la vitesse au sommet du noyau à partir de la variation séculaire (SV) géomagnétique observée n’est pas unique car la vitesse parallèle des contours du champ radial n’induit pas de SV advective. Cette non-unicité pourrait permettre de forcer des hypothèses théoriques qui ne sont pas nécessairement requises par les données géomagnétiques elles-mêmes. Par exemple, la SV présente des pics aux latitudes moyennes de l’hémisphère sud et aux latitudes élevées de l’hémisphère nord, mais les modèles de vitesse au sommet du noyau déduits de la quasi-géostrophie ou de l’assimilation de données sont souvent caractérisés par un niveau élevé de symétrie équatoriale. Nous proposons d’étudier l’alignement champ-vitesse dans le noyau externe de la Terre via deux approches. Tout d’abord, un nouveau schéma d’inversion de vitesse au sommet du noyau sera conçu sur la base de la minimisation du vitesse aligné avec le champ radiale…
> Sujet complet / Contact : Hagay AMIT
> Déposer un dossier de candidature avant le 19 mai sur le site de l’école doctorale 3MG
6- La dynamique passée et récente du système d’upwelling côtier péruvien reconstituée par les foraminifères benthiques
Le système d’upwelling péruvien (SUP) est l’un des systèmes les plus intenses de l’océan mondial. Ce système est intégré dans la zone d’oxygène minimum (ZOM) permanente, intense et peu profonde de l’est du Pacifique Sud tropical (Fig. 1a). La forte demande en oxygène lors de la reminéralisation de la matière organique accentue la ZOM et se traduit par de très faibles concentrations en oxygène des eaux de sub-surface au large du Pérou (Fig. 1a). Les caractéristiques du SUP sont impactées à des échelles de temps interannuelles et à plus long terme par El Niño-Oscillation Australe (ENSO) (Fig. 1b). Les paléoreconstructions de l’oxygénation des eaux de fond sont essentielles pour i) replacer les changements climatiques récents du SUP dans un contexte à plus long terme, au-delà des ~200 ans de mesures directes, et ii) comprendre sa dynamique liée ou non à la variabilité ENSO lors de conditions climatiques globales changeantes…
> Sujet complet / Contact : Meryem MOJTAHID
> Déposer un dossier de candidature avant le 19 mai sur le site de l’école doctorale VAAME
7- Couplage benthique/pélagique des processus biogéochimiques sur le plateau continental sous influence de la Loire et de la Vilaine dans un contexte de changement climatique
Les plateaux continentaux et notamment les régions côtières influencées par des fleuves sont des écosystèmes particulièrement vulnérables. De fait, ces écosystèmes marins (River-dominated Ocean Margins-RiOMar) font face à une double contrainte : d’une part les apports de nutriments, particules et contaminants des fleuves qui peuvent être à l’origine d’eutrophisation, d’hypoxie, d’efflorescence d’algues toxiques, de turbidité, et de contamination dans le milieu côtier; et d’autre part le changement climatique qui entraîne une altération de la circulation côtière, l’élévation du niveau marin, une évolution de la stratification, le réchauffement et l’acidification de l’océan et une augmentation de l’occurrence et de l’intensité des évènements extrêmes (tempêtes, vagues de chaleur, crues). L’avenir de ces écosystèmes très productifs, situés généralement dans des zones très peuplées reste donc particulièrement incertain, et leur gestion à moyen et long terme (20 à 100 ans) requiert des outils numériques capables de lever les incertitudes sur leur devenir…
> Sujet complet / Contact : Edouard METZGER
> Déposer un dossier de candidature avant le 19 mai sur le site de l’école doctorale VAAME
8- Répartition et dynamique de la Glace sur Mars
La recherche d’eau sur Mars a fait l’objet de nombreuses missions spatiales, tant orbitales qu’in situs. La compréhension de la nature et de la distribution de la glace d’eau est fondamentale pour comprendre le climat actuel et récent, et la glace en tant que ressource pour l’exploration humaine. La glace d’eau est présente à la surface dans les deux calottes polaires et aux hautes latitudes (>60°N), où elle est détectée près de la surface par spectrométrie neutronique et par des formes de relief telles que le sol à motifs (par exemple, Feldman et al., 2002, Mangold et al., 2004). La présence de glace d’eau dans les latitudes moyennes (30-60°) est démontrée par des observations directes (telles que les données radar, Holt et al., 2008), des affleurements locaux de glace (Dundas et al. 2018, 2021), de nouveaux cratères d’impact révélant de la glace (Byrne et al. 2009 ; Dundas et al. 2010, 2021) et des formes de relief telles que des glaciers recouverts de débris ou des “caractéristiques d’écoulement visqueux” (VFF) (p. ex., Levy et al. 2014). Cependant, aux latitudes moyennes, la profondeur de cette glace d’eau reste en grande partie inconnue…
> Sujet complet et candidature / Contact : Susan Conway