Soutenance de thèse d'Alexis Amouretti

Alexis Amouretti, doctorant dans l'équipe Minéralogie, pétrologie et physique planétaire (MP³) soutient sa thèse le mardi 11 janvier 2022 à 14 h 30.

IMPMC - Sorbonne Université - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Tour 23, 4e étage, couloir 22-23, salle 401

EXPLORATION DU DIAGRAMME DE PHASE DE L'HÉMATITE FE2O3 PAR COMPRESSION DYNAMIQUE LASER

Résumé

L'étude de Fe₂O₃ en conditions extrêmes est importante pour mieux comprendre les intérieurs de planètes, telles que la Terre ou les super-Terres, et les impacts de météorites, processus fondamentaux de l'accrétion planétaire. Afin d'étudier ces phénomènes, nous avons utilisé la technique de compression dynamique par choc laser, couplée à des diagnostics résolus en temps : le VISAR (interféromètre permettant des mesures de vitesses de surfaces et interfaces), et la diffraction et l'absorption X pendant les chocs et détentes. Nous avons mesuré avec précision, pour la première fois, l'équation d'état de Fe₂O₃ à très haute pression, jusqu'à 700 GPa et avons déterminé que la fusion de Fe₂O₃ se produisait sous choc à 135 GPa et 3000 K. Cette mesure nous a conduits  à remettre en question la température calculée de la table d'équation d'état SESAME actuellement disponible pour Fe₂O₃. Les mesures ont en outre montrées que les phases haute pression observées en compression statique ne sont pas identiques à celles mises en évidence par compression dynamique. Ainsi la transition de spin (haut spin vers bas spin) du Fe3+ dans Fe₂O₃ est, en compression dynamique, isostructurale avec réduction de volume, alors qu'elle s'accompagne probablement  d'un changement structural en statique. De telles différences indiquent une limitation cinétique de l'utilisation des chocs laser pour l'étude des intérieurs planétaires et inversement des techniques statiques pour celle des phénomènes rapides (ns). Enfin, nous avons mis en évidence la réduction du fer, de Fe3+ à un état redox moyen Fe2.2+, dans Fe₂O₃ en détente après un choc à 120 GPa, sur un temps caractéristique de l'ordre de la nanoseconde. Cette observation  met en lumière la rapidité du mécanisme redox, suggérant une réduction probable du Fe3+ lors d'un impact de météorite permettant d'expliquer certaines observations faite dans les tectites.

Jury

• Rapportrice : Dewaele Agnès, Ingenieur – chercheur CEA, Laboratoire Matière en Conditions Extrêmes
• Rapporteur : De Resseguier Thibaut, Directeur de Recherche au CNRS, UPR CNRS 3346, Institut P'
• Examinatrice : Sanloup Chrystele, Professeurs des universités, UMR 7590 Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie
• Directeur de thèse : Fiquet Guillaume, Directeur de Recherche au CNRS,UMR 7590 Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie
• Co-encadrante : Marion Harmand, chargée de recherche au CNRS,UMR 7590 Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie