Missions

Le post-doctorant ou la post-doctorante participera au projet ANR PYRISOFE associant les laboratoires GET (Toulouse) et IMPMC (Paris).
La composition élémentaire et isotopique des pyrites sédimentaires est couramment utilisée pour retracer l'évolution de la chimie et de l'état redox des océans au cours des temps géologiques. Cependant, les mécanismes et la cinétique de formation de la pyrite restent mal connus. Le projet PYRISOFE, qui associe des travaux expérimentaux à des approches analytiques et théoriques, vise à quantifier et à rationaliser l'influence des éléments traces sur chacune des étapes cristallochimiques de la formation de la pyrite dans des conditions de basse température, et en particulier sur le fractionnement isotopique du fer de la pyrite.
D'un point de vue théorique, nous étudierons l'interaction à l'échelle moléculaire d'éléments traces tels que Ni et As avec les phases solides et colloïdales de sulfure de fer impliquées dans la formation de la pyrite. Cela nécessitera d'appliquer les méthodes de simulations atomistiques à des systèmes naturels complexes. Les solides incluront le produit final, la pyrite FeS2, mais aussi la mackinawite FeS qui se présente comme une phase solide désordonnée. En ce qui concerne les phases dissoutes, nous nous concentrerons sur les espèces FexSx et les complexes de polysulfures de Fe, dont les structures réelles sont encore débattues. Les propriétés structurelles, électroniques et énergétiques seront étudiées afin d'identifier les mécanismes probables d'incorporation des éléments traces. A partir de là, l'objectif final sera de déterminer les propriétés thermodynamiques telles que le coefficient de partage des éléments traces entre le solide et la solution, et le fractionnement à l'équilibre des isotopes du fer.

Activités

Le post-doctorant ou la post-doctorante contribuera en particulier aux aspects suivants :
- Mise en place des simulations de dynamique moléculaire et des calculs statiques appropriés pour décrire de manière aussi réaliste que possible la structure des phases solides et colloïdales mentionnées ci-dessus (codes de calcul Quantum Espresso, CP2K, …).
- Détermination des coefficients de partage des éléments traces et des fractionnements isotopiques du fer.
- Collaboration et échanges avec les autres membres du projet ANR PYRISOFE pour assurer une synergie avec les tâches expérimentales et analytiques.

Compétences

Les candidats doivent être titulaires d'un doctorat. Une bonne expérience en modélisation atomistique, en particulier en dynamique moléculaire ab initio, est essentielle. Des connaissances générales en chimie inorganique, en géochimie et en minéralogie sont vivement souhaitées, de même que de bonnes aptitudes à la communication et la capacité à travailler dans le cadre d'un projet collaboratif.

Contexte de travail

Géosciences Environnement Toulouse (GET, https://www.get.omp.eu) est un laboratoire de recherche multidisciplinaire dédié à l'amélioration des connaissances sur (i) l'évolution et la dynamique de la Terre, (ii) les environnements et climats passés et présents, et (iii) la zone critique et les interactions contaminants-environnement-santé. Le laboratoire regroupe actuellement environ 250 personnes dont ~160 permanents du CNRS, de l'Université Toulouse III, de l'IRD et du CNES. Le post-doctorant ou la post-doctorante rejoindra le groupe "Géochimie des isotopes stables" et travaillera principalement en collaboration avec Marc Blanchard. Le post-doctorant aura également une forte interaction avec les membres du groupe "Minéralogie environnementale" du laboratoire IMPMC (Paris, http://impmc.sorbonne-universite.fr/fr/equipes/mineralogie_environnementale.html), en particulier avec Julie Aufort. Le post-doctorant ou la post-doctorante aura accès aux moyens de calcul locaux, régionaux et nationaux.

Contraintes et risques

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