Micro-tomographie infrarouge pour la caractérisation de matériaux extraterrestres

Infrared Micro-tomography for the characterization of extra-terrestrial materials

• Auteur / Autrice : Zelia Dionnet
• Direction : Rosario Brunetto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Soutenance le 26/09/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'astrophysique spatiale (Orsay, Essonne ; 1990-....) - Synchrotron SOLEIL
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Carrasco
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rosario Brunetto, Nathalie Carrasco, Michael C. Martin, Karine Demyk, Alessandra Rotundi, Brigitte Zanda, Akira Tsuchiyama, Ferenc Borondics
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Michael C. Martin, Karine Demyk

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tomographie

Astéroïdes

Chondrites (météorites)

Spectroscopie infrarouge

Mots clés libres

Spectroscopie infrarouge

Matière extra-terrestre

Micro-Tomographie

Asteroïde

Irradiation ionique

Infrared spectroscopy

Extra-terrrestrial materials

Micro-tomography

Asteroids

Ionic irradiation

Résumé

L’étude en laboratoire d’échantillons extraterrestres, issus d’objets primitifs, est fondamentale aussi bien pour améliorer notre connaissance de la formation et de l’évolution de notre Système Solaire que pour interpréter les observations faites par les missions spatiales.Des analyses précises en laboratoire de ces échantillons sont essentielles pour comprendre les conditions physico-chimiques qui ont mené à la formation des petits corps et des planètes. Le but de cette thèse interdisciplinaire a été d’exploiter l’imagerie infrarouge et de développer un dispositif de microtomographie en spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier.Nous étudierons des fragments de météorites et de poussières astéroïdales. De plus, la tomographie en rayons X a été utilisée pour contraindre précisément la forme de l’échantillon. Avec ces analyses, nous avons caractérisé la composition de matériaux extraterrestres à très petite échelle sans les détruire. Nous avons étudié l’effet des processus post-accrétionels, comme l’altération spatiale, à l’intérieur du corps parent, ou l’altération spatiale, à la surface de l’astéroïde, à la fois sur les parties minérale et organique. En particulier,nous avons pu grâce à cette expérience,étudier la corrélation spatiale de la matière minérale et organique, ce qui est fondamental pour comprendre l’origine et l‘évolution de la matière organique.

Laboratory based studies of extraterrestrialmaterials derived from primitive objectsis fundamental to improve our knowledgeabout the formation and the evolutionof the Solar System as well as for interpretingobservations collected by spacecraftand landers. Precise laboratory analysesof samples obtained from sample returnmissions are essential to understand theconditions and the physico-chemical processes,which lead to the formation of thesmall bodies and planets. The aim of thisinterdisciplinary thesis was to exploit theinfrared imaging and to implement threedimensionalFourier transform infrared microtomographyto study different extraterrestrialmaterials (meteorites and asteroidaldust). Moreover, X-ray tomographywas used to determine the precise shape ofthe samples. With these analytical methods,we have characterized the compositionof extraterrestrial materials withoutdestroying them at very high resolution.We have studied the post-accretional effects,such as aqueous alteration inside theparent’s bodies or space weathering at thesurface of asteroids, on both the mineraland the organic components. In particular,we studied the correlations between the organicmaterials and the minerals observedin the sample, which is fundamental to understandthe origin and the evolution of theorganic matter.