Bienvenue au Laboratoire Géoazur
Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur
UMR 7329 CNRS - UR 082 IRD

NuageDeMots Geoazur 2024

Récupération des sismomètres OBS (Ocean Bottom Seismometer) en Mer des Caraïbes en 2011. Collecting Ocean Bottom Seismometers (OBS), Caribbean Sea, 2011.

Antenne GPS dans le secteur Efstafellsvatn, Islande, 2010. GPS antenna in the Efstafellsvatn area, Iceland, 2010.

Flotteurs MERMAID stockés dans les locaux de Géoazur (France), où le premier prototype est né en 2012. MERMAID floats stored in the Géoazur premises (France), where the first prototype was born in 2012.

Tir laser-Lune depuis la station MéO sur le plateau de Calern, France. Moon-Laser shot from the MéO station on the Calern plateau, France.

Le laboratoire Géoazur est une Unité Mixte de Recherche pluridisciplinaire, composée de géophysiciens, de géologues, et d’astronomes se fédérant autour de grandes problématiques scientifiques : les aléas et risques naturels (séismes, glissements de terrain, tsunamis, crues) et  anthropiques (séismes et vibrations induits par l’homme, pollutions, comportements humains, vulnérabilités des territoires et des structures), la dynamique de la terre et des planètes, les géosciences des environnements marins (de l’innovation numérique et instrumentale aux applications), et la géodésie et métrologie spatiale. en savoir plus

Directeur : Boris MARCAILLOU

Fig. 1 : Dispositif expérimental et régime thermique dans la chambre de condensation. Gauche : Torche à plasma à arc à trois électrodes de 240 kW (PERSEE, Mines ParisTech, Sophia Antipolis, France) dans laquelle 600 g d'une poudre de 20 μm de chondrite ordinaire NWA 869 ont été vaporisés et condensés pendant une heure. Droite : Régime thermique 3D simulé à l'intérieur de la chambre de condensation à l'aide du logiciel de dynamique des fluides ANSYS Fluent.

Une torche à plasma de gros volume a été utilisée par des chercheurs de Mines Paris-PSL, de l’Université Côte d’Azur, de l’Observatoire de la Côte d’Azur et de l’ENS de Lyon pour simuler expérimentalement les processus de condensation à haute température opérant dans les enveloppes circumstellaires d’étoiles riches en carbone. En s'appuyant sur les phases condensées et sur leurs propriétés optiques, ils ont pu démontrer la faisabilité de prédire la minéralogie de la poussière formée dans les environnements des étoiles de type AGB. Cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour quantifier la formation et la composition de la poussière et dans divers environnements astrophysiques. Ces travaux sont décrits dans un article paru dans la revue Nature Astronomy, le 23 octobre 2024.

Si la poussière cosmique joue un rôle crucial dans l'évolution galactique, du milieu interstellaire aux étoiles, sa formation est encore mal comprise. Il est en effet difficile de recréer les conditions astrophysiques stellaires en laboratoire. Notamment produire un gaz multi-élémentaire de composition contrôlée et le condenser dans des conditions d'équilibre ou de déséquilibre à haute température (2 000 à 3 000 K). Bien que des modèles théoriques existent, les données expérimentales sur la formation de grains de poussière complexes à partir de gaz multi-élémentaires dans des conditions extrêmes sont rares.

Pour simuler les atmosphères stellaires, les chercheurs ont eu recours à une torche à plasma AC de grand volume (Fig. 1). Un mélange gazeux de composition chondritique, réalisé à partir de 600 g de chondrites pulvérisé dans le mélange Ar-H2 plasmagène, a été utilisé pour ces expériences de condensation. La vapeur formée dans le plasma s'est ensuite condensée selon le gradient de température au sein d’une chambre de condensation de près d’un mètre de hauteur. Les condensats ont ensuite été échantillonnés le long du gradient thermique et analysés pour leur chimie et leur minéralogie.

Les données expérimentales supportent un scénario de condensation cinétiquement contrôlé par l'écoulement du gaz, permettant de reproduire fidèlement la formation de carbures, siliciures, nitrures, sulfures, oxydes et silicates correspondant à la séquence des phases minérales obtenues par condensation dans des conditions de haute température avec des rapports C/O élevé. Ces résultats confirment pour la première fois les prédictions thermodynamiques pour des milieux circumstellaires riches en carbone et soulignent l'importance des effets cinétiques dans la formation de la poussière. Nos simulations thermodynamiques permettent également d'évaluer l'influence de paramètres physico-chimiques, tels que la pression, sur la composition minéralogique des condensats, offrant ainsi un cadre théorique robuste pour l'interprétation des observations astrophysiques.

Ce travail est le résultat d’une collaboration fructueuse entre les laboratoires niçois : PERSEE de Mines Paris-PSL spécialisé dans le stockage et la conversion d'énergie, CRHEA (CNRS/Université Côte d’Azur) spécialisé dans les matériaux pour des dispositifs photoniques, optoélectroniques, microélectroniques, Géoazur (Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d'Azur/CNRS, IRD) spécialisé en Sciences de la Terre, Lagrange (Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d'Azur/CNRS) spécialisé en astrophysique et le laboratoire Lyonnais LGL-TPE (ENS de Lyon/CNRS/ Université Lyon I/UJM) spécialisé en Sciences de la Terre. Cette étude expérimentale a utilisé la torche à plasma du laboratoire PERSEE. Pour la petite histoire, c’est une remarque anodine d’un collègue de PERSEE comparant l’éclat de la torche à plasma allumée à la lumière des étoiles qui a lancé ce projet de recherche.

Contacts chercheurs

Guy Libourel, professeur Université Côte d'Azur, laboratoire Lagrange (Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d’Azur, CNRS) - libou@oca.eu

Vandad-Julien Rohani, professeur Mines Paris - PSL, PERSEE, Mines Paris-PSL, vandad-julien.rohani@minesparis.psl.eu

Bernard Bourdon, professeur ENS Lyon, LGL-TPE, ENS de Lyon, bernard.bourdon@ens-lyon.fr

Clément Ganino, maître de conférence Université Côte d'Azur, laboratoire Géoazur (Obsrvatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d’Azur, CNRS, IRD) - clement.ganino@univ-cotedazur.fr

Contacts presse

Delphine SANFILIPPO | Responsable relations presse | Direction Communication & Marque - Université Côte d’Azur | 07 86 84 98 13 - com.presse@univ-cotedazur.fr

Marc Fulconis | Responsable communication | Observatoire de la Côte d’Azur | 06 89 66 65 56 - marc.fulconis@oca.eu

Référence

« High-temperature dust formation in carbon-rich astrophysical environments », Guy Libourel, Marwane Mokhtari, Vandad-Julien Rohani, Bernard Bourdon, Clément Ganino, Eric Lagadec, Philippe Vennéguès, Vincent Guigoz, François Cauneau, Laurent Fulcheri, Nature Astronomy, octobre 2024,

LES PROJETS DE RECHERCHE PHARE

MEGA - ANR 2023
ABYSS - ERC 2022
INSeiS - ANR 2022
HOPE - ERC 2022
OSMOSE - ANR 2022
LisAlps - ANR 2021
NILAFAR - ANR PRC 2021
EARLI - ERC 2021
WIND - Consortium Pétrolier 2020
S5 - ANR 2019
MARACAS - ANR 2018
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