Description du contenu de l’enseignement
Ce module aborde la composition chimique et minéralogique des intérieurs planétaires : Terre et planètes telluriques, planètes géantes, exoplanètes. L’évolution des matériaux planétaires et celle de leur propriétés physiques et chimiques dont relève la dynamique interne des planètes est présentée à partir de l’état de nos connaissances issues d’expériences en conditions extrêmes de pression et de température, conditions qui règnent dans les intérieurs planétaires.
Cours – Comportement des matériaux planétaires en conditions extrêmes
Présentation des techniques de génération de hautes pressions et hautes températures : méthodes statiques (presses, cellules à enclumes de diamants), dynamiques (chocs, rampes de compression) ; quelles sont les différentes mesures possibles selon les conditions générées et selon les matériaux utilisés (équations d’état, diagrammes de phases, propriétés de transport, réactivité chimique, etc).
Planètes géantes, satellites de glace et exoplanètes gazeuses : diagrammes de phase de l’hydrogène/hélium, des « glaces planétaires » (composés dans le système H2O-NH3-CH4, cristallins et liquides) et propriétés de ces matériaux en lien avec la structure et la dynamique des planètes.
Terre, planètes telluriques, leurs satellites et super-Terres : comportement des silicates et du fer et ses alliages, phases cristallines et liquides (magmas, fer liquide) ; implications pour la structure et la formation des planètes.
Séminaires
Changements de comportement du carbone et de l’oxygène dans les planètes telluriques en conditions extrêmes
Compression par chocs: des techniques aux applications planétaires
Travaux pratiques
TP « Build your own planet » en utilisant le code python Burnman
TP cellule-enclumes diamants: pratique de chargement et mesures de spectroscopie Raman sous pression
visite des laboratoires hautes pressions de l’IMPMC
Compétences à acquérir
savoir quelle propriété chercher ou mesurer, sur quel matériau, pour comprendre telle problématique liée à la dynamique ou structure interne d’une planète avoir un regard critique sur la qualité technique des articles expérimentaux
Bibliographie recommandée
Ce que disent les minéraux, P. Cordier et H. Leroux, Eds Belin – Pour la Science, 2008. L’intérieur de la Terre et des planètes, A. Dewaele et C. Sanloup, Eds Belin, 2005. La géochimie, F. Albarède, Eds Gordon&Breach, 2001.
Pré-requis recommandés
Structure et minéralogie de la Terre interne (modèle PREM) Notions de base en géochimie (notions de coefficients de partage, affinité géochimique des éléments)
Mode de contrôle des connaissances
rédaction d’un mini-projet expérimental par groupe et interrogation orale individuelle sur le projet
compte-rendus de travaux pratiques
Responsable :
Chrystèle Sanloup, Sorbonne Université, IMPMC , CNRS UMR 7590, case 115, 4 place Jussieu 75252 Paris, Cedex 05 France, Tel : 33+01 44 27 52 07 – E-mail : chrystele.sanloup@sorbonne-universite.fr
Intervenants :
Eglantine Boulard et Chrystèle Sanloup, Sorbonne Université, IMPMC, CNRS UMR 7590, case 115, 4 place jussieu 75252 Paris, Cedex 05 France – E-mail : eglantine.boulard@sorbonne-universite.fr