Thèse : Spectroscopie optique haute performance pour l’étude des anomalies isotopiques du CO2 dans les carbonates naturels

L’étude de la composition isotopique des matériaux naturels ('traceurs isotopiques') est l’une des principales sources d’information pour l’étude des environnements et des principaux cycles physico-chimiques dans la nature (par ex. les cycles du carbone ou de l’eau). En géosciences, la plupart des mesures isotopiques sont effectuées par spectrométrie de masse et nécessitent des niveaux extrêmes de sensibilité et de précision. En collaboration avec des géochimistes du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’environnement (LSCE, UMR 8212), LIPhy développe depuis plusieurs années des instruments de mesure basés sur la spectroscopie infrarouge (VCOF-CRDS), dédié à l’analyse d’isotopes et d’isotopologues dans diverses molécules (CO2, H2O, H2S, etc.). L’objectif de cette thèse est, dans un premier temps, d’optimiser la dernière génération de ces prototypes pour réaliser des mesures ultra-précises sur de petits échantillons de CO2, correspondant à des gains considérables en termes de vitesse de mesure et de simplicité pour plusieurs traceurs isotopiques importants (Δ17O, Δ16O13C18O), permettant d’accéder - pour la première fois - à de nouveaux traceurs isotopiques (Δ18O12C18O) auparavant inaccessibles. Dans un second temps, le doctorant appliquera cette technique, en étroite collaboration avec les géochimistes du LSCE, pour valider de nouvelles approches de reconstruction des climats passés (paléotempératures enregistrées dans les spéléos) et mieux comprendre certains bio-élémentsles mécanismes de calcification sur lesquels repose en partie la régulation naturelle du carbone atmosphérique. A plus long terme, les résultats de cette thèse contribueront au développement d’une nouvelle génération de spectromètres laser ultra-précis, adaptés à l’étude de nombreuses autres molécules (H2O, CH4, N2O, H2S...), avec un très large éventail d’applications scientifiques en spectroscopie moléculaire et en géosciences.

Le jury est composé de :
Lucile Rutkowski, Caroline Champenois, Joele Vialon, Christof Janssen, Robert Georges et Laurent Truche