Description du sujet de thèse

L’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre, UMR 5275) recherche une personne créative, qualifiée et motivée pour conduire un projet de thèse interdisciplinaire, à l'interface des sciences de la Terre, de la microbiologie et des sciences des matériaux.
La quantification de la contribution des microorganismes aux vitesses de dissolution des roches est l'un des principaux défis à relever pour améliorer les modèles numériques d'altération des surfaces continentales. Ce processus contribue aux cycles géochimiques de la plupart des éléments chimiques et est un piège majeur du CO2 atmosphérique, contrôlant ainsi le climat de la Terre aux échelles de temps géologiques. Détecter les signatures des interactions minéral-microorganismes apparaît comme une condition préalable pour quantifier cette contribution, ainsi que pour définir les critères de biogénicité nécessaires à la recherche de traces de vie, dans les roches terrestres anciennes ou sur d’autres planètes. Pour cela nous avons mis au point récemment une approche qui permet d’analyser et quantifier ces interactions minéral-microorganismes de l’échelle nanométrique à l’échelle centimétrique en passant par l’échelle de la cellule.
L'objectif du projet de thèse est de développer et d’appliquer de nouvelles approches expérimentales et analytiques pour caractériser les empreintes physicochimiques liées à l'altération microbienne des minéraux, combinées à la quantification des flux élémentaires associés. Les expériences seront menées en utilisant des consortia microbiens ou des souches microbiennes modèles qui seront comparés à l’action de solutions stériles. La réactivité et les propriétés physicochimiques de la surface des minéraux altérés seront caractérisées par une combinaison de techniques de spectroscopie et de microscopie de pointe. Ce travail de doctorat fournira un socle expérimental pour le développement de modèles numériques visant à simuler les processus de (bio)altération des minéraux et, à terme, à élucider la contribution des micro-organismes aux flux d'altération des minéraux primaires sur Terre.

Contexte de travail

Le Centre national de la recherche scientifique est une institution de recherche parmi les plus importantes au monde. Pour relever les grands défis présents et à venir, ses scientifiques explorent le vivant, la matière, l'Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Internationalement reconnu pour l'excellence de ses travaux scientifiques, le CNRS est une référence aussi bien dans l'univers de la recherche et développement que pour le grand public.
Le travail s’effectuera dans le contexte du projet ERC Mobidic (2021-2026; cf. https://cordis.europa.eu/project/id/101001275).
La thèse sera codirigée par Damien Daval (ISTerre, Grenoble) et Karim Benzerara (Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC), Paris) et réalisée en collaboration avec Philippe Ackerer (Institut Terre et Environnement de Strasbourg). Les travaux de thèse se dérouleront principalement au sein de l’équipe Géochimie d’ISTerre à Grenoble, avec des séjours réguliers envisagés à l’IMPMC à Paris, pris en charge par le projet.
L'ISTerre est une Unité Mixte de Recherche de l'Université Grenoble Alpes, CNRS, USMB, IRD et Université Gustave Eiffel, située 1381 rue de la Piscine 38400 Saint-Martin d'Hères et sur le Campus Scientifique du Bourget du Lac.
Elle fait partie de l'Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) et du Pôle de recherche PAGE de l'Université Grenoble Alpes (UGA). Son effectif est de 300 personnes environ pour un budget annuel moyen de 7 M€.
Elle est organisée autour de 9 équipes de recherche et de services, l'objectif scientifique étant l'étude physique et chimique de la planète Terre, tout particulièrement en se concentrant sur les couplages entre les observations des objets naturels, l'expérimentation et la modélisation des processus complexes associés. ISTerre assure également les missions d'observations de la Terre solide, héberge et maintient des parcs nationaux d'instruments géophysiques, ainsi qu'un centre de données.
Vous travaillerez sur un campus dynamique et bénéficierez de plusieurs avantages : attractivité de la région et avantages sociaux (transports, sports, restauration, culture, vacances...).
L’étudiant sélectionné aura la charge des travaux expérimentaux et aura accès à une très large gamme d'instruments et de techniques analytiques de pointe permettant des caractérisations microbiologiques et physicochimiques, dont :
l'interférométrie à balayage vertical, la microscopie à force atomique, la microscopie électronique à balayage et en transmission, la spectroscopie des rayons X (absorption, transmission, diffusion, réflectivité), la microscopie confocale et l’utilisation de dispositifs expérimentaux innovants dédiés aux interactions fluide-microbe-minéral (cellule de réaction dédiée à l’imagerie interférométrique in situ).

Contraintes et risques

Plusieurs séjours réguliers pris en charge financièrement par le projet sont à prévoir dans les laboratoires impliqués dans la codirection de la thèse.

Informations complémentaires

Le candidat recherché pourra faire valoir un diplôme de master et/ou ingénieur avec des connaissances en minéralogie et/ou cinétique et thermodynamique chimiques et/ou microbiologie.
Des compétences complémentaires en traitement statistique et/ou modélisation numérique seront également positivement évalués.
Une expérience pratique de certaines des différentes techniques analytiques utilisées (ICP-AES, MEB, VSI, microscopie confocale) et/ou expérimentales (conduction d’expériences d’interactions fluide-minéraux, culture microbienne) constituera un atout particulièrement recherché.
Une bonne maîtrise de la communication orale et écrite en anglais est également requise.
Les candidatures doivent inclure un CV et une lettre de motivation, ainsi que les coordonnées d'au moins deux référents dans le domaine académique / universitaire. Elles devront être postées en répondant à l'offre correspondante sur https://emploi.cnrs.fr/Offres.aspx.
Les candidatures seront examinées jusqu'à ce que le poste soit pourvu. La date de démarrage de la thèse est souhaitée pour le début du mois de septembre 2024.