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Calcination des carbonates (géologiques) par laser envue d'analyse isotopique du Carbone et de l'oxygène –Couplage à l'analyse LIBS portable

par Alban Petitjean

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Olivier Musset.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....) , en partenariat avec Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (laboratoire) depuis le 03-10-2022 .


  • Résumé

    Les analyses isotopiques, Carbone et Oxygène, des carbonates d'origines géologiques correspondent à un enjeu majeur de la connaissance de l'histoire géologique et climatique de la terre (notamment de l'évolution du cycle du carbone et des températures de surface depuis 4,5 Ga). Si le processus d'analyse a beaucoup progressé ces dernières années avec l'amélioration des dispositifs notamment optiques permettant d'envisager des analyses de terrain, l'aspect préparation chimiques des échantillons demeurent lourd et complexe. Le principe proposé par les porteurs, validée par un brevet et soutenu par un financement SAT Sayens, est basé sur une calcination induite localement par laser. Cette méthode a fait preuve de son efficacité pour le carbone mais nécessite encore des travaux sur l'oxygène pour permettre d'obtenir des résultats de qualité métrologique. La première partie de cette thèse aura donc pour objectif d'améliorer les performances métrologiques des démonstrateurs existants en vue d'affiner les paramètres de reproductibilité ainsi que la précision d'analyse pour ses analyses de type in situ. Une deuxième partie explorera les possibilités de coupler cette méthode à une analyse LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) portable pour étoffer les mesures isotopiques d'une analyse chimique élémentaires en routine.

  • Titre traduit

    Calcination of carbonates (geological) by laser in order to isotopic analysis of Carbon and oxygen – Coupling with portable LIBS analysis


  • Résumé

    The isotopic analyzes, Carbon and Oxygen, of the carbonates of geological origins correspond to a major issue of knowledge of the geological and climatic history of the earth (in particular the evolution carbon cycle and surface temperatures since 4.5 Ga). If the analysis process has a lot progressed in recent years with the improvement of devices, particularly optical ones, allowing consider field analyses, the chemical preparation aspect of the samples remains cumbersome and complex. The principle proposed by the carriers, validated by a patent and supported by SAT funding Sayens, is based on locally induced laser calcination. This method has proven its efficiency for carbon but still requires work on oxygen to make it possible to obtain metrological quality results. The first part of this thesis will therefore aim to improve the metrological performance of existing demonstrators with a view to refining the parameters of reproducibility as well as the precision of analysis for its in situ type analyses. A second part will explore the possibilities of coupling this method to a LIBS analysis (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) portable to expand the isotopic measurements of an elementary chemical analysis in routine.