Nos tutelles

CNRS

Rechercher





Accueil > Français > Équipes > Astrochimie, Spectroscopie, Théorie, Réactivité, Origine > Offre de stages, thèses et post-doc

Offre de stages, thèses et post-doc

par Grégoire DANGER - publié le , mis à jour le

Candidature Spontanée
Propositions de stage
Propositions de thèse
Propositions de Post-doctorat

Candidature Spontanée

Vous pouvez soumettre votre candidature pour un stage, une thèse ou un post-doc, en nous contactant directement. Nous Contacter

Propositions de stage

Année 2017

Niveau Master 2

-* La matière organique au sein d’environnements astrophysiques : des composés organiques volatils aux résidus organiques

Contacts : Grégoire Danger

Notre thématique concerne la compréhension de l’évolution de la matière organique lors de la formation du système Solaire et au sein des objets interplanétaires. Parmi ces objets, les comètes sont essentielles car elles font partie des objets les moins évolués du système Solaire A côté de ces comètes, les astéroïdes sont des objets ayant pu subir des altérations après leur formation, notamment par hydrothermalisme. Peu d’informations sont disponibles sur la composition interne de ces objets. Les meilleures informations sont obtenues par l’analyse de météorites sur Terre, dont les corps parents sont ces comètes et astéroïdes.
Au sein de notre laboratoire, nous développons des systèmes expérimentaux permettant de simuler l’évolution de la matière organique lors de la formation de ces objets interplanétaires. Ces expérimentations apportent des informations essentielles concernant l’origine de la matière organique détectée dans les environnements cométaires et astéroïdaux, et servent aussi de support aux missions spatiales. Lors de ces simulations, un analogue de glace astrophysique (incluant par exemple H2O, CO, NH3, CH3OH) est déposé à basse température (10 K) et soumis à différents processus énergétiques (thermique, photochimique et/ou ionique). Cet analogue de glace est ensuite progressivement réchauffé jusqu’à 300K, permettant la sublimation des espèces les plus volatiles, et aboutissant in fine à la formation d’un résidu réfractaire "analogue" à un échantillon de matière organique météoritique.
Le sujet de ce stage s’intéresse à déterminer le lien qui peut exister entre la glace initiale, les composés organiques volatils qui subliment lors du réchauffement de cette même glace préalablement irradiée (photons UV), et les résidus organiques qui se forment après désorption des ces composés volatils. Lier ces trois phases est un élément essentiel pour comprendre les processus chimiques qui se déroulent lors de l’évolution de ces glaces. Par ailleurs, la compréhension de l’interaction glace/gaz/résidu permettra de définir à terme les outils analytiques nécessaires qui pourront être proposés pour de futures missions spatiales ayant pour objectifs l’analyse de la matière organique présente dans l’environnement de ces objets interplanétaires.
Le suivi de l’altération des glaces se fait in situ par spectrométrie infrarouge. L’analyse des composés organiques volatils (COV) se fait par GC-MS à partir d’un dispositif spécialement développé à cet effet au sein du laboratoire. L’analyse des résidus se fait par spectrométrie de masse très haute résolution (orbitrap) et par UHPLC-orbitrap.
L’étudiant recruté devra prendre en main le dispositif permettant la formation d’analogues de glace. Il devra avoir un intérêt fort pour la chimie analytique et des connaissances en réactivité chimique. Il sera amené à utiliser la spectrométrie infrarouge. Le cœur du stage concernera la caractérisation par GC-MS des COV provenant de l’altération de ces analogues. Il devra évoluer en collaboration avec les autres parties de ce projet notamment celle concernant l’analyse des résidus organiques formés après le réchauffement de ces analogues.

Sujet :

Propositions de thèse

Année 2016

-* Analyse de composés organiques volatils issus d’analogues cométaires par GC-MS

Contacts : Grégoire Danger ou Thierry Chiavassa

L’étudiant recruté participera aux recherches concernant l’étude de l’évolution de la matière organique au sein d’environnements astrophysiques. Ces recherches se focaliserons sur l’analyse par chromatographie gazeuse couplée à un spectromètre de masse (GC-MS) des composés organiques volatils (COV) provenant d’une glace cométaire.
Une partie de ces travaux consistera à former des analogues de glace cométaire (H2O, CH3OH, NH3, CO2, CO...) au sein du laboratoire à partir d’un dispositif utilisant les techniques de cryogénie sous vide (10 K à 10-9 mbar). La spectrométrie infrarouge sera utilisée pour suivre in situ l’évolution des analogues une fois soumis à des altérations par rayonnement ultraviolet (Lyman ). Ces analogues seront par la suite réchauffés pour simuler l’évolution d’un grain cométaire autour du Soleil. Les COV qui désorberont lors de ce réchauffement seront récupérés par le système VAHIIA développé avec l’aide de l’ANR (2012-2015) et de la Fondation d’Aix-Marseille, pour être transférés vers un dispositif GC-MS où ils seront caractérisés.
Les données obtenues seront essentielles pour confirmer l’origine des COV détectés par la mission Rosetta, mais elles aideront aussi aux traitements des données issues de cette mission. Ces résultats permettront de plus de proposer de nouvelles molécules à rechercher au sein d’environnements cométaires, ainsi que d’apporter des informations quantitatives qui permettront de mieux comprendre les observations et de contraindre les modèles cométaires.

Sujet :

-* Caractérisation spectroscopique de molécules organiques complexes et d’intermédiaires réactionnels dans les glaces du Milieu Interstellaire

Contacts : Fabien Borget

Les grains du Milieu Interstellaire (MIS) sont le siège de l’accrétion et de la formation de nombreuses molécules, et à l’heure actuelle, plus de 180 molécules ont été détectées dans le MIS. Un des enjeux actuels de l’astrochimie est de comprendre la formation ainsi que les mécanismes de l’évolution chimique permettant de former des molécules complexes (1). En effet, le MIS offre des conditions de températures et de radiations extrêmes (VUV, rayons X et cosmiques) permettant à travers des processus thermiques et photochimiques de faire évoluer des glaces primitives composées essentiellement de H2O, CO, CO2, CH4, CH3OH, NH3, H2CO, … (2) Les molécules ainsi formées se retrouvent dans la phase gazeuse du MIS, après avoir désorbées des grains, endroit où elles peuvent être détectées par radioastronomie.
Ce projet propose de simuler des glaces modèles du MIS et d’en étudier la réactivité sous contrainte thermique, sous irradiation VUV, sous irradiation X. Pour cela nous disposons d’appareillages permettant d’obtenir des pressions inférieures à 10-8 mbar sous des températures de 8 à 300 K. Ces systèmes couplés à des moyens de diagnostic IR, de spectrométrie de masse permettent l’identification et la caractérisation de molécules complexes.
Au cours de cette étude, des expériences d’irradiation VUV et de RX seront envisagées afin de comprendre l’implication de chacune d’entre-elles dans la formation de molécules organiques complexes. Cette partie sera réalisée en collaboration avec le CINaM à Luminy qui possède l’appareillage pour effectuer certaines de ces irradiations et plus particulièrement les rayons X (P. Parent).
Ces études essaieront également de comprendre l’implication d’intermédiaires réactifs tels que les radicaux (3), initiés au cours des irradiations, dans des processus de réactions dans des solides moléculaires. Dans ce cadre, une collaboration avec la Rühr Universität de Bochum en Allemagne est engagée et se poursuivra. Au cours de ce projet, l’étudiant sera amené à effectuer différentes visites dans ce laboratoire pour faire des expériences RPE à 3K pour caractériser les radicaux issus de l’irradiation VUV de molécules présentes dans les glaces primitives. La détection de ces radicaux est utile pour déterminer les mécanismes réactionnels.
Les systèmes tests impliqueront des générateurs de fonctions nitriles et on s’intéressera au comportement de HCN, CH3CN, C2N2 (générateur de radical CN sous irradiation VUV). L’étude de l’hydrogénation et de l’oxydation, par bombardement avec des radicaux H et O, de C2N2 et autres molécules d’intérêts est également envisagée. Ces expériences seront réalisées sur le même principe que celle réalisée sur l’hydrogénation de HCN (4), réaction primordiale et fondamentale du MIS.

Sujet :

Propositions de Post-doctorat

Non disponible.