Structure et microstructure des alliages de fer à la surface de la graine terrestre

Crystal structures and microstructures of Iron alloys at the Inner Core Boundary

• Auteur / Autrice : Hélène Ginestet
• Direction : Sébastien Merkel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Milieux denses, matériaux et composants - UMET - IPS
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMET - Unité Matériaux Et Transformations
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Matériaux Terrestres et Planétaires

Mots clés

Mots clés libres

Fer

Haute Pression

Diffraction

Microstructure

Noyau Terrestre

Iron

High Pressure

Diffraction

Microstructure

Earth's core

Résumé

La thèse portera sur le fer et ses alliages pour des applications liées à la graine du noyau terrestre. On essaiera de s'approcher des conditions de pression et température à la surface de la graine, 330 GPa et 5000 K, par des méthodes expérimentales afin de déterminer la structure cristallographique et la microstructure de l'échantillon. Ce travail a pour objectif final de contraindre les propriétés du fer dans la graine du noyau, et de faire le lien entre ces propriétés, l'observation de la graine par des méthodes sismiques, et l'histoire de sa formation. Le projet comportera plusieurs campagnes de mesures par diffraction des rayons X. On utilisera des techniques de compression statique, comme la cellule diamant, et dynamique, comme les compressions par laser, couplées à des mesures sur grands instruments internationaux comme le synchrotron ESRF à Grenoble ou le Laser à Electrons Libres Européen à Hambourg.

The thesis will deal with iron and iron alloys relevant for applications in the Earth's Inner Core. We will attempt to reach relevant conditions of pressure and temperature for the surface of the Inner Core, 330 GPa and 5000 K, using experimental techniques in order to determine the crystallographic structure and microstructure of iron alloys at those conditions. This work aims at constraining the properties of Fe alloys in the Earth's Inner Core, and understand the connection between observations of the Inner Core using seismic methods and its history of formation. The project will involve several measurement campaigns using in-situ X-ray diffraction. We will use static compression techniques, such as the diamond anvil cell, and dynamical methods, such as laser-driven compression, coupled with measurements on large scale international facilities, such as the ESRF synchrotron in Grenoble and the European Free Electron Laser in Hamburg.