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Doctorant H/F en géochimie organique à l'IMPMC

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Informations générales

Référence : UMR7590-LAUREM-002
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : jeudi 2 mai 2019
Nom du responsable scientifique : Laurent Remusat
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Évolution moléculaire et isotopique des molécules organiques en contexte hydrothermal sur le corps parent des chondrites carbonées.

Les chondrites carbonées sont les archives du système solaire primitif. Elles contiennent les premiers solides du système solaire, et quelques solides présolaires. Comme leur nom l'indique, elles sont riches en matière organique, avec une teneur pouvant aller à 4% en masse. Cette matière organique montre une très grande diversité moléculaire, et comprend des molécules dites d'intérêt prébiotique car elles sont proches des molécules entrant dans les processus biochimiques du vivant, comme les bases azotées, les acides aminés ou les sucres. Autre propriété remarquable de la matière organique des chondrites, elle montre des enrichissements importants en isotopes lourds, notamment pour l'hydrogène et l'azote.
Cette matière organique dérive de précurseurs organiques formés dans le disque protoplanétaire, au début de l'histoire de notre système solaire. Mais elle a pu subir des épisodes hydrothermaux sur les astéroïdes parents des chondrites, au cours desquels un fluide aqueux a circulé et a réagi avec les constituants accrétés sur les astéroïdes parents. Ces épisodes ont pu affecter la structure moléculaire et la composition isotopique de la matière organique des chondrites carbonées, rendant plus difficile l'identification des précurseurs organiques et des processus primordiaux de synthèse organique dans le disque protoplanétaire ou le nuage moléculaire dont il dérive.
L'objectif de cette thèse est d'étudier l'impact des processus hydrothermaux sur les propriétés moléculaires et isotopiques de la matière organique qui a pu être accrétée sur les astéroïdes parent des chondrites carbonées. Pour cela, des molécules organiques analogues à celles présentent dans l'espace ou dans les chondrites carbonées seront soumises aux conditions hydrothermales typiques des astéroïdes carbonées, en présence de phases inorganiques elles aussi typique des matrices de ces chondrites. L'évolution des propriétés moléculaire et isotopique (isotopes du C et de l'H) des molécules organiques étudiées sera caractérisée afin de pouvoir déterminer le degré de préservation de l'information contenue dans les composés organiques identifiés dans les objets naturels. Les associations entre matière organique et minéraux seront aussi caractérisées pour décrire comment les phases organiques et inorganiques ont pu interagir.
Ce projet vise à déterminer des constantes cinétiques et thermodynamiques pour estimer le degré de préservation des signatures D/H et 13C/12C enregistrées dans les molécules organiques des chondrites carbonées, et ainsi pouvoir déterminer quels sont les processus qui ont contrôlé la synthèse des molécules organiques que les chondrites carbonées apportent régulièrement à la surface de la Terre.

Mots clés : chondrite carbonée, matière organique, rapport isotopique D/H, rapport isotopique 13C/12C, associations matière organique/minéraux, altération hydrothermale.

Profil requis : formations en géochimie recommandées. Goût prononcé pour l'expérimentation en laboratoire et la caractérisation des matières organiques solides et liquides. Une maitrise de l'outil isotopique et/ou des processus contrôlant les interactions entre MO et minéraux sera appréciée.

Contexte de travail

La thèse se déroulera à l'Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie, unité mixte de recherche en cotutelle entre le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université et le Muséum National d'Histoire Naturelle à Paris. L'IMPMC est un institut pluridisciplinaire de physique, de sciences de la Terre et de biophysique-bioinformatique. Laboratoire de recherche historique en minéralogie, physique et sciences des matériaux, sa stratégie de recherche est articulée sur des projets ambitieux en physique de la matière condensée, en sciences de la Terre au sens large et en biologie, les trois composantes fondamentales de l'unité.

La thèse s'effectuera au sein de l'équipe ROCKS, dont l'un des axes de recherche vise à améliorer la compréhension des processus qui contrôlent l'évolution et la préservation des matières organiques dans les roches au cours des processus géologiques.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet ERC Consolidator Grant HYDROMA qui porte sur l'étude des interactions entre la matière organique, les minéraux et les fluides lors des épisodes hydrothermaux qui se sont déroulés sur certains astéroïdes carbonés. Laurent Remusat en est le PI.

L'école doctorale de rattachement est l'ED 227« SCIENCE DE LA NATURE ET DE L'HOMME : ÉCOLOGIE ET ÉVOLUTION » du Muséum National d'Histoire Naturelle, en spécialité Géochimie - Cosmochimie
Directeurs de thèse : Laurent Remusat et Sylvain Bernard (CR CNRS – équipe ROCKS).

Contraintes et risques

La majeure partie de la thèse se déroulera à l'IMPMC, sur les sites Buffon au Muséum National d'Histoire Naturelle et Jussieu à Sorbonne Université.
Cette thèse a une très forte compétence instrumentale, et les expérimentations seront réalisées à l'IMPMC.
Quelques déplacements en France et à l'étranger sont à prévoir, afin de collaborer avec des équipes distantes pour l'utilisation d'instrumentation non disponible à l'IMPMC.
Plusieurs déplacements à l'étranger sont aussi possibles, notamment pour présenter l'avancée des travaux à des conférences internationales.

Cette thèse nécessitera de manipuler des produits chimiques et de réaliser des expérimentations sous haute pression. Le laboratoire possède les équipements de sécurité nécessaire et ils seront mis à disposition de la personne recrutée.

Informations complémentaires

Thèse financée par le projet ERC CoG HYDROMA

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