H/F Chercheur en planétologie

Description du Poste

Les Missions

L'un des défis majeurs de la planétologie est de comprendre les mécanismes d'accrétion des planétésimaux, premiers corps planétaires à se former dans les disques protoplanétaires. Intuitivement, on pourrait s'attendre à ce que les planétésimaux de plusieurs kilomètres croissent par accrétion progressive d'agrégats plus petits. Cependant, ce scénario est rendu improbable par la forte probabilité de fragmentation lors de la collision de ces agrégats et leur accrétion rapide sur l'étoile centrale.
Pour lever les obstacles à l'accrétion, il est nécessaire de réduire drastiquement le temps d'agrégation des particules de poussière. C'est le cas du mécanisme d'effondrement gravitationnel, selon lequel des essaims de particules peuvent atteindre un seuil de densité déclenchant leur effondrement en planétésimaux de plusieurs kilomètres. Des indices observationnels en faveur de ce mécanisme existent (par exemple, l'abondance de grands astéroïdes binaires dans le système solaire externe), mais ils sont particulièrement rares, car la plupart des populations d'astéroïdes ne sont plus représentatives des premiers planétésimaux. Les modèles d'effondrement gravitationnel prédisent la distribution des fréquences de taille (DFT) de la population de planétésimaux après accrétion. Une approche pour tester la validité de ces modèles consiste à utiliser des modèles d'évolution collisionnelle, qui simulent l'évolution dynamique de la DFT initiale des planétésimaux et comparent le résultat à la population actuelle d'astéroïdes. Cependant, le problème est mal posé, car plusieurs DFT initiales peuvent correspondre aux observations actuelles, compte tenu des incertitudes. Il est donc nécessaire de trouver des méthodes complémentaires pour caractériser la DFT initiale du système solaire.
Les microstructures métallographiques des météorites sont directement liées à l'histoire thermique, et donc à la taille, de leurs planétésimaux parents. Une étude systématique des tailles des corps parents des météorites apparaît ainsi comme une alternative pour contraindre la DFT d'un sous-échantillon de la population de planétésimaux. Les météorites de fer, que l'on pense s'être formées dans les noyaux de planétésimaux, aussi bien dans le système solaire interne que externe, présentent un intérêt particulier pour cette étude. La vitesse de refroidissement des météorites de fer reflète l'épaisseur du manteau silicaté recouvrant le noyau et est donc directement liée à la taille du corps.

L'Activité

L'objectif principal du projet est d'estimer la taille du corps parent pour la majorité des groupes de météorites de fer et de la comparer aux distributions de taille des planétésimaux (SFD) prédites dans la littérature. Pour estimer la taille du corps parent, il est proposé de déterminer, pour plusieurs météorites de chaque groupe, leurs vitesses de refroidissement dans deux intervalles de température. Ceci peut être réalisé en combinant des analyses MEB avec des modèles numériques de formation des microstructures métallographiques météoritiques, basés sur des équations et des paramètres de diffusion dans les alliages Fe-Ni. Les études antérieures sur les vitesses de refroidissement des météorites de fer ne sont valides que dans l'intervalle de température de 700 à 500 °C. L'originalité de cette approche réside dans la détermination de deux vitesses de refroidissement qui, combinées, permettent de contraindre plus efficacement les modèles thermiques des planétésimaux.

Le projet s'articule autour de quatre axes, le candidat étant libre de proposer une approche alternative ou de s'appuyer sur celle-ci :

1. Mettre à jour et améliorer les modèles de formation des microstructures métallographiques ;
2. Collecter des données et déterminer les vitesses de refroidissement métallographiques pour tous les groupes de météorites de fer ;
3. Développer ou adapter un modèle de refroidissement des planétésimaux afin de déterminer la taille du corps parent ;
4. Comparer la distribution granulométrique empirique à la distribution de taille des particules (SFD) prédite par différents modèles d'accrétion.
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The overarching objective of the project is to estimate the parent body size for the majority of iron meteorite groups, and compare them to the predicted planetesimal SFD found in the literature. As a mean to estimate the parent body size, it is proposed to determine, for multiple meteorites of each group, their cooling rates in two temperature ranges. This can be done by combining SEM analyses with numerical models of formation of the meteoritic metallographic microstructures, which are based on diffusion equations and parameters in Fe-Ni alloys. Previous studies of iron meteorite cooling rates are only valid in the 700-500°C temperature range. Here, the novelty of the approach resides in the determination of two cooling rates that can be combined to provide more reliable constraints for planetesimal thermal models

The project is foreseen in four axes, though it is up to the candidate to find an alternative approach or build upon the proposed one:
1. Update and improve the models of formation of the metallographic microstructures,
2. Collect data and determine metallographic cooling rates for all iron meteorite groups,
3. Develop or adapt a planetesimal cooling model to determine the parent body size,
4. Compare the empirical size distribution to the SFD predicted by different accretion models.

o Compétences attendues :
Le candidat doit être titulaire d'un doctorat dans les grands domaines de la métallurgie, des sciences planétaires, de la minéralogie ou des sciences des matériaux. Une expertise dans certains des domaines suivants (ou une forte motivation à en acquérir une) est attendue : météorites de fer, pétrographie, MEB, EDS, EBSD, diagrammes de phases, diffusion à l'état solide, modélisation thermique, programmation (Python).
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The candidate should hold a PhD in the broad fields of metallurgy, planetary science, mineralogy, or material science. Expertise in some of the following domains (or strong motivation to acquire one) is expected: iron meteorites, petrography, SEM, EDS, EBSD, phase diagrams, solid-state diffusion, thermal modelling, coding (python).

Votre Profil

Compétences

Le candidat doit être titulaire d'un doctorat dans les grands domaines de la métallurgie, des sciences planétaires, de la minéralogie ou des sciences des matériaux. Une expertise dans certains des domaines suivants (ou une forte motivation à en acquérir une) est attendue : météorites de fer, pétrographie, MEB, EDS, EBSD, diagrammes de phases, diffusion à l'état solide, modélisation thermique, programmation (Python).

Votre Environnement de Travail

Le CEREGE est situé sur le plateau du Petit Arbois, Technopole Environnement Arbois - Méditerranée, Avenue Louis Philibert, Les Milles-Aix en Provence. La personne recrutée intégrera l’équipe Terre et Planètes du CEREGE et travaillera en concertation avec plusieurs chercheurs et ingénieurs de l’équipe : Dr Jérôme Gattacceca, Dr Clara Maurel, Prof Bertrand Devouard, Dr Minoru Uehara.

Rémunération et avantages

Rémunération

entre 3131.32 et 3569.85 € brut par mois

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

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Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

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