Dissertations / Theses on the topic 'Noyau de la terre'
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Roudil, Pascal. "Etude sismologique de la structure du noyau terrestre au voisinage de la frontière noyau externe-noyau interne." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30170.
Full textAbstract:
L'etude comparative des ondes pkp(bc), qui echantillonnent le noyau externe liquide, et pkp(df), qui echantillonnent le noyau interne solide, permet de preciser les proprietes des structures au voisinage de la discontinuite entre les deux noyaux. La base du noyau liquide presente pour pkp(bc) des heterogeneites qui restent dans le domaine de la barre d'erreur, tandis qu'une anisotropie semble presente. Dans le noyau interne, l'attenuation mesuree par les rapports d'amplitude pkp(df)/pkp(bc) diminue avec la profondeur. Elle est generalement independante de la frequence ; une exception notable concerne le trajet du sud-ouest du pacifique a l'europe. Du point de vue dynamique, une rotation differentielle du noyau interne par rapport au manteau n'a pu etre mise en evidence a partir des temps differentiels pkp(bc) - pkp(df)
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Siebert, Julien Philippe. "Ségrégation expérimentale du noyau de la Terre en conditions réductrices." Paris 7, 2004. http://www.theses.fr/2004PA077165.
Full text
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Brito, Daniel. "Approches expérimentales et théoriques de la dynamique du noyau terrestre : tourbillon géostrophique de gallium liquide dans un champ magnétique, anisotropie et rotation de la graine, chemins d'inversion." Paris 7, 1998. http://www.theses.fr/1998PA077022.
Full textAbstract:
Ma these porte sur le noyau terrestre ; les deux premieres parties s'appuient sur des experiences en laboratoire alors que les deux dernieres reposent sur des calculs theoriques et numeriques. Dans le premier volet experimental, j'ai utilise du gallium (fluide metallique peu visqueux analogue au fer du noyau) pour etudier d'une part le comportement d'un tourbillon vertical soumis a un champ magnetique transverse (similaire a une colonne convective geostrophique au sein du noyau liquide), et d'autre part le phenomene de la cristallisation. L'agrandissement du tourbillon de gallium observe sous l'effet du champ magnetique concorde avec la presence de colonnes de grands diametres dans le noyau liquide ; des mesures de dissipation ohmique ont quant a elles permis de fixer une borne superieure a l'intensite du champ magnetique toroidal regnant au sein du noyau (inaccessible a l'observation). Nous avons conclu des experiences de cristallisation que l'anisotropie elastique de la graine (observee sismologiquement) pourrait provenir de l'orientation preferentielle du reseau cristallin du fer, cette orientation etant determinee par les germes initiaux presents au coeur de la graine. Dans le second volet, j'ai etudie le couplage electromagnetique entre le noyau liquide et ses enveloppes externes. Un premier calcul entre la graine solide et le noyau montre que la rotation de la graine se synchronise avec la vitesse du fluide environnant : la rotation differentielle de la graine par rapport au manteau (en cours de determination par les sismologues) peut s'expliquer ainsi et represente, par ailleurs, une voie d'acces indirecte a l'intensite du champ magnetique toroidal du noyau. Dans un second calcul, j'ai montre que les heterogeneites laterales en conductivite electrique de la couche d (a la base du manteau) ne peuvent expliquer un confinement longitudinal des poles geomagnetiques virtuels durant les inversions du champ magnetique terrestre.
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Belaidi, Ramdane. "Contribution à l'étude du mécanisme d'intéraction K⁺-noyau : possibilités offertes par le meson K⁺ comme sonde de la structure du noyau." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10555.
Full text
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Hulné, Serge. "Investigation des deformations octupolaires dans le noyau **(217)fr par spectroscopie yrast." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13220.
Full text
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Cardin, Philippe. "Aspects de la convection dans la Terre : couplage des manteaux inférieur et supérieur, convection thermique du noyau liquide." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066073.
Full textAbstract:
Apres avoir passe en revue les arguments en faveur de la convection bi-couches du manteau, nous presentons l'etude experimentale et numerique du comportement d'un systeme bi-couche en convection. Nous avons vu que les proprietes de l'interface controlent le couplage. Avec une viscosite d'interface, le couplage thermique (courant chaud au-dessus d'un courant chaud) est plus stable que le couplage mecanique (courant chaud au-dessus d'un courant froid). D'autre part, nous avons observe de nombreux regimes no-stationnaires avec des solutions oscillatoires pres du seuil de convection. La richesse des regimes et la sensibilite du systeme bi-couches ne nous permettent pas de deduire un resultat simple pour le systeme tres complexe que constitue le manteau. En s'appuyant sur la geostrophie du noyau liquide terrestre, nous avons pu modeliser la convection thermique du noyau (sans champ magnetique) par la convection thermique d'un liquide (eau) entre deux spheres en rotation elevee dans un laboratoire terrestre. La convection est structuree en colonnes-vortex paralleles a l'axe de rotation du systeme. Au seuil de convection, les colonnes forment un collier autour de la graine. Au-dela du seuil (plus de trois fois critique), la periodicite est perdue et les colonnes interagissent chaotiquement tout en gardant leur rigidite. Les proprietes de l'ecoulement observe sont compatibles avec les resultats du geomagnetisme. Pour finir, nous introduisons le nombre de braginski. C'est le rapport des flux de matiere convectifs, thermique et compositionnel
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Aubert, Julien. "Modèles expérimentaux et numériques de la convection dans le noyau de la Terre." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00683861.
Full textAbstract:
La convection thermo-compositionnelle dans la partie de fer liquide du noyau de la Terre est la source d'énergie la plus probable de la géodynamo, qui entretient le champ magnétique de la planète. Des contraintes théoriques impliquent que l'écoulement est probablement dans un régime de turbulence développée, contrainte par l'influence prédominante de la force de Coriolis. Malgré de remarquables avancées récentes, tant expérimentales que numériques, aucun modèle de dynamo convective turbulente n'a encore été obtenu. Ce travail présente une première étape vers cet objectif : la modélisation de l'écoulement convectif sans champ d'un métal liquide (le gallium), à grand forçage thermique (jusqu'à 100 fois la valeur critique du chauffage), dans une sphère en rotation rapide (nombre d'Ekman jusqu'à 10-7 ) . Une étude expérimentale systématique et quantitative a d'abord été réalisée, à l'aide d'une technique de vélocimétrie Doppler ultrasonore. Afin de mieux comprendre la structure de l'écoulement, nous avons ensuite implémenté un modèle numérique quasigéostrophique, validé quantitativement par l'expérience. Les perspectives envisagées sont la magnétoconvection expérimentale, ainsi que des modèles numériques hybrides de dynamo réalisant la séparation d 'échelle entre un champ de vitesse turbulent contenant de très petites échelles de vorticité et un champ magnétique entretenu à grande échelle.
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Légaut, Gédéon. "Ondes de torsion dans le noyau terrestre." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://www.theses.fr/2005GRE10158.
Full textAbstract:
Le champ magnétique terrestre a des sources externes et internes à la Terre. Sur des échelles de temps décennales, ce champ présente des variations brusques: les "secousses géomagnétiques". Une des causes possibles aurait sa source dans le noyau de la Terre: les ondes de torsion. Après une introduction de ces ondes (ondes d'Alfvèn, équation d'onde), la propagation de ces ondes est étudiée dans un noyau avec ou sans graine. Enfin un mécanisme d'excitation d'origine externe à la Terre de ces ondes dans le noyau est étudié via les systèmes de courant de l'ionosphère et de la magnétosphèreEarth magnetic field is due to external and internal sources. On decennal time scale, this field has abrupt variations called "geomagnetic jerks". A possible explanation concerns Alfvèn magnetic waves in the liquid outer core. After introduction of these kind of waves (Alfvèn waves, wave equation), propagation of these kind of wave is studied in the outer core, with the presence or not of an solid inner core. Last, an excitation mecanism of external origin of these waves is studied
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Martin, Jean-Philippe. "Alignements de protons et neutrons h11/2 et configurations à deux quasi-particules dans le noyau 124Ba." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10062.
Full text
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Racca, Chantal. "Etude experimentale avec diogene des protons produits au cours des reactions alpha-noyau entre 200 et 800 mev par nucleon." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13238.
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Greff, Marianne. "Aspects theoriques de la rotation de la terre et de son noyau : influence de la viscosite." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1991. http://www.theses.fr/1991STR13220.
Full textAbstract:
Une theorie de la rotation d'une terre deformable, comprenant un manteau viscoelastique muni d'une rheologie de corps de maxwell et un noyau fluide ayant une rotation differentielle par rapport au manteau, est elaboree. Les deformations viscoelastiques d'un tel corps planetaire muni d'une precontrainte, sous l'action de phenomenes geophysiques excitateurs (internes ou externes) ou de la rotation elle-meme, sont calculees a partir des equations de la gravito-elasticite dans le domaine des frequences (principe de correspondance); elles s'expriment par l'intermediaire de nombres de love dependant du temps. Les equations non lineaires, gouvernant les rotations de la terre et de son noyau, sont etablies avec le theoreme du moment cinetique, ainsi que certaines de leurs approximations: une rheologie quasi-fluide avec un vecteur rotation fortement variable et une rheologie viscoelastique avec un vecteur rotation peu perturbe. La prise en compte de la rotation differentielle du noyau par rapport au manteau permet l'etude de phenomenes geophysiques agissant a l'interface noyau-manteau: qualitativement, pour des modeles de viscosite donnes, ils donnent des valeurs de derive du pole de rotation, de variation de la longueur du jour et de geoide en accord avec les observations. Enfin une application planetologique de cette methodologie est faite a la lune: sa forme non hydrostatique peut s'expliquer par des surcharges internes non compensees isostatiquement, et la migration des crateres de l'equateur vers le pole par la conservation du moment cinetique
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Šrámek, Ondřej. "Modèle d’écoulement biphasé en sciences de la Terre : fusion partielle, compaction et différenciation." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2007. http://www.theses.fr/2007ENSL0444.
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Fraysse, Lucien. "Production de pions avec étude des effets coulombiens et corrélations à deux pions dans les collisions néon-noyau aux énergies relativistes." Clermont-Ferrand 2, 1989. http://www.theses.fr/1989CLF2E419.
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Nobili, Clément. "Etude expérimentale de l'instabilité de précession dans un sphéroïde." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0273.
Full textAbstract:
La nature de l’écoulement dans le noyau externe liquide de la Terre et d’autres planètes telluriques intéresse les géophysiciens depuis des siècles. Il joue un rôle important dans les échanges entre le noyau et le manteau et il est aussi à l’origine du champ magnétique. Le mouvement de précession de la Terre, documenté depuis Hipparque au II ème siècle avant J-C applique des forces susceptibles d’entraîner des écoulements de structures complexes dans le noyau externe. Des mesures expérimentales sont conduites dans le cas modèle d’un sphéroïde en précession. L’écoulement est visualisé à l’aide de particules plates réfléchissantes, permettant une étude pour une large gamme de paramètres. L’écoulement est ensuite déterminé précisément par des mesures PIV. Deux solutions de rotation solide très inclinées conformes à la théorie de Busse (1968) font apparaître deux transitions vers des écoulements turbulents lorsque le nombre d'Ekman diminue. Toutes deux laissent apparaître des instabilités où des modes inertiels sont couplés par résonance triadique. La première instabilité est similaire à celle décrite dans la sphère en précession et appelée Conical Shear Instability par Lin et al. (2015). La seconde instabilité présente les caractéristiques de la CSI avec des modes inertiels de faibles nombres d’ondes azimutaux, mais aussi les caractéristiques de l'instabilité elliptique (Lacaze 2004). Enfin, une troisième zone d’instabilité est observée et mesurée dans le cas d’une précession prograde autour d’une fréquence de précession caractéristiqueThe nature of the flow in the liquid core of the Earth and other telluric planets is a matter of interest for geophysicists since centuries. It plays an important role in the exchanges between the core and the mantle and is also the source of the magnetic field. The precession of the Earth, studied since Hipparque around the 2nd century B.C. is able to drive complex flows in the outer core. Experimental measurements are conducted in the model case of a precessing spheroid. The flow is visualised with flat reflective particles, which allow a study over a broad range of parameters. The flow is then accurately characterised with PIV measurement. Two solutions of solid body rotation well predicted by Busse theorie (1968) show two transitions to turbulence when the Ekman number decreases. Both transitions show instabilities where inertial modes are coupled by a triadic resonance. The first instability is similar to the one described in a precessing sphere and called Conical Shear Instability (CSI) by Lin et al. (2015). The second instability presents the characteristics of the CSI with inertial modes of low azimuthal wave number but also the characteristics of the elliptic instability (Lacaze 2004). Finally, a third region of instability is observed and measured in the case of prograde precession around a characteristic precession frequency
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Bordeleau, Charles-Antoine. "Effet des charges lourdes sur les barrages en remblai : déformation permanente d'un noyau d'argile." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69366.
Full textAbstract:
Hydro-Québec reçoit plusieurs demandes de la part de compagnies minières pour pouvoir utiliser la crête de leurs ouvrages en remblai comme route d'accès aux ressources naturelles. La problématique liée à ces demandes d'autorisation de passage est le fait que lors de la conception d'un barrage en remblai, la circulation des charges lourdes en crête n'est pas considérée. Il est donc pertinent de développer des outils décisionnels pour les gestionnaires des barrages de manière à ce qu'ils soient en mesure d'octroyer ou d'appliquer certaines restrictions sur les passages demandés. Ces critères décisionnels doivent être basés, entres autres, sur la déformation permanente subie par le noyau du barrage. Concrètement, des instruments de mesure de contraintes et de déformations ont été installés dans l'extrémité supérieure du noyau d'argile du barrage en remblai de St-Timothée. Les contraintes horizontales et verticales mesurées lors du passage de camions en crête permettent de reproduire le cheminement de contraintes en laboratoire lors des essais de déformations permanentes. L'échantillon d'argile recompacté en laboratoire est soumis à des contraintes déviatorique cycliques allant jusqu'à des valeurs très élevées par rapport à ce qui a été enregistré sur le terrain. La contrainte axiale cyclique à laquelle l'argile accumule une certaine déformation permanente suite à sa post-compaction est de 5 kPa et celle à laquelle l'instabilité du matériau est observée correspond à 55 kPa. La charge en crête de l'ouvrage qui engendre ces incréments de contraintes axiales au sein du noyau est déterminée avec les données enregistrées avec les instruments mis en place dans le barrage. Le nombre de passages nécessaire pour engendrer des déformations permanentes de 50 mm et 100 mm au sein du noyau peut être estimé en fonction de différentes charges circulant en crête du barrage. Ceci est effectué en considérant une variation de la profondeur dans le noyau sur laquelle la charge en crête contribue à sa déformation permanente.
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Monteux, Julien. "Modélisation Numérique de la Formation du Noyau Terrestre : Contribution des Impacts Météoritiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363623.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons étudié les effets thermiques des impacts météoritiques et leurs contributions à la formation du noyau terrestre par modélisations numériques. Les impacts météoritiques apportent sur leur cible une quantité importante d'énergie qui permet une augmentation locale de la température fonction du rayon de la planète impactée dans une région sphérique en dessous du point d'impact. Un impact géant sur une petite protoplanète engendre une anomalie thermique sans fusion significative. Lorsque l'impacteur dépasse une taille critique, l'anomalie thermique subit d'abord une phase advective isotherme puis refroidit par diffusion. L'épaisseur de l'anomalie thermique à la fin de l'étape advective ne dépend que de la taille et des paramètres rhéologiques du corps impacté.
Lors d'un impact géant sur une protoplanète indifférenciée avec un rayon supérieur au millier de kilomètres, l'énergie apportée peut générer localement de la fusion partielle et une ségrégation entre le fer très dense et les silicates plus légers. Le fer migre ensuite vers le centre de la planète et contribue ainsi à la formation du noyau. Nous avons développé des modèles d'évolution thermique par dissipation visqueuse de la phase métallique plongeant dans du matériel indifférencié. Lorsque son volume est suffisant, le diapir de fer se réchauffe lors de sa chute vers le centre. Ce chauffage est fonction des paramètres rhéologiques de la planète impactée et notamment des contrastes de viscosité mis en jeu.
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Coltice, Nicolas. "Dynamique du globe et éléments volatils." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2001. http://www.theses.fr/2001ENSL0182.
Full text
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Garcia, Raphael François. "Le Noyau Terrestre: étude sismologique de quelques structures majeures influençant la dynamique terrestre." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00370921.
Full text
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Firsov, Ilya. "Point de vue géomagnétique sur l'écoulement et le cisaillement radial au toit du noyau terrestre." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALU018.
Full textAbstract:
Les courants électriques circulant dans le noyau externe fluide de la Terre induisent le champ magnétique principal de notre planète. Les simulations numériques de la géodynamo sont utilisées pour élucider ce mécanisme. Elles fournissent également des données synthétiques (champ magnétique et vitesse du fluide à la surface du noyau, moment angulaire du noyau), qui peuvent être utilisées pour tester les méthodes de traitement appliquées aux données géophysiques. A ce jour, les scientifiques décrivent la dynamique grande échelle de l'écoulement près de la frontière noyau-manteau (FNM) à partir de l'équation d'induction radiale. Dans cette étude, nous avons réussi à utiliser également la partie horizontale de l'équation d'induction pour obtenir des contraintes supplémentaires sur la dynamique sous la FNM, associées à la dérivée radiale de l'écoulement (cisaillement radial). Pour ce faire, nous utilisons la propriété selon laquelle le champ magnétique au sommet du noyau se raccorde à un champ potentiel à la base du manteau. La méthode a été testée à l'aide de simulations numériques. Dans le cas des simulations dynamo avec condition aux limites de surface libre, nous avons retrouvé la condition attendue de contrainte nulle à la surface du noyau, ce qui se traduit par une identité entre vitesse et cisaillement radial.Avec des conditions aux limites de non-glissement, la vitesse à la surface du noyau est identiquement nulle dans le repère du manteau et change rapidement avec la profondeur, dans la couche limite visqueuse. Nous avons développé un algorithme pour définir sans ambiguïté le champ de vitesse à l’intérieur du noyau juste au dessous de la couche limite visqueuse à partir des valeurs du champ de vitesse à l'intérieur de cette couche limite. C’est une étape importante pour extraire des simulations les informations a priori (matrices de covariance pour les coefficients du mouvement) nécessaires pour estimer les écoulements de surface du noyau à partir des données géomagnétiques.Le problème inverse pour le cisaillement est mal posé et plus sensible à l'information a priori que le problème inverse pour les mouvements à la surface du noyau. L'importance de l'information a priori est illustrée par les résultats de l'inversion en utilisant deux hypothèses : (1) l'hypothèse de contrainte nulle, où l'information a priori a été calculée à partir de simulations numériques utilisant cette condition de glissement libre (2) l'hypothèse quasi-géostrophique (QG) où la vitesse peut être extrapolée de la surface du noyau vers l'intérieur comme un champ de vecteurs incompressible dont la composante équatoriale est invariante le long de l’axe de rotation. Le cisaillement radial inversé à partir du mouvement juste sous les couches limites visqueuses dans une simulation de dynamo calculée avec la condition limite de non-glissement diffère du cisaillement directement extrait de la simulation, quelle que soit l'information préalable utilisée.À partir de données géophysiques, nous avons trouvé un accord raisonnable entre le cisaillement inversé à partir de l'écoulement en supposant la continuité de la variation séculaire géomagnétique avec un champ potentiel et le cisaillement obtenu par le prolongement de la partie QG du champ de vitesse à l'intérieur. Le protocole d'estimation du cisaillement radial à partir des mouvements de surface a été adapté au cas où il existe une fine couche conductrice d'électricité à la base du manteau. Cela permettra a minima d’obtenir une limite supérieure de la conductivité du manteau inférieur profondElectrical currents circulating within the fluid outer core of the Earth are responsible for the main magnetic field of our planet. Numerical simulations of the geodynamo have been employed to elucidate its mechanism. They can also produce synthetic data (magnetic field and fluid velocity at the core surface, angular momentum of the core), which have been used to test the techniques employed for real geophysical data. For the moment, scientists have only used the radial induction equation to study the flow dynamics near the core-mantle boundary (CMB). In this study, we have managed to also use the horizontal part of the induction equation to obtain extra constraints on the dynamics below the CMB, associated to the radial derivative of the flow (radial shear). For this, we use the property that the core magnetic field matches a potential field in the mantle. The method was tested against numerical simulations. In the case of stress-free dynamo simulations, we have recovered the expected condition of zero stress at the core surface, where the flow is equal to the radial shear.With no-slip boundary condition the flow at CMB is equal to zero and rapidly changes with depth, in the viscous boundary layer. We have developed an algorithm to define unambiguously the interior velocity field just below the viscous boundary layer from records of the velocity field within the viscous boundary layer. This makes possible to calculate the a priori information (covariance matrices for the flow coefficients) needed to estimate core surface flows from geomagnetic data.The inverse problem for the shear is ill-posed and more sensitive to the a priori information than the inverse problem for the flow. The importance of a priori information is illustrated in the results of the inversion by using two hypotheses: (1) the assumption of zero stress, where a priori information was calculated from stress-free dynamos, and where the shear is equal to the flow at the CMB, (2) the quasi-geostrophic (QG) assumption where the velocity is continued from the surface to the interior as a quasi-geostrophic vector field.The radial shear inverted from the flow just below the viscous boundary layers in a dynamo simulation calculated with the no-slip boundary condition differs from the shear directly extracted from the simulation, whatever the prior information used.From geophysical data, we found instead a reasonable agreement between the shear inverted from the flow assuming continuity of the geomagnetic secular variation with a potential field and the shear obtained by continuation of the QG part of the velocity field in the interior. The protocol to estimate the radial shear from the surface flow has been adapted to the case when there is a thin electrically conducting layer at the bottom of the mantle. This gave us new insights into the upper limit of the values of the lowermost mantle conductivity
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Faure, Pierre. "Comportement des éléments lithophiles lors de la formation du noyau terrestre." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC076.
Full textAbstract:
La formation du noyau est un événement central de l'histoire de l'accrétion terrestre, responsable d'une ségrégation majeure des éléments chimiques selon leurs affinités pour le métal (sidérophile) ou le silicate (lithophile). La Terre silicatée montre en effet un appauvrissement en éléments sidérophiles cohérent avec la formation d'un noyau au sein d'un océan magmatique plus ou moins profond. Cette affinité d'un élément chimique est fonction des conditions physico-chimiques (P, T, fo2, composition chimique) dans lesquelles se déroule la différenciation métal-silicate. Le comportement d'un élément chimique est donc amené à évoluer tout au long de l'histoire de la formation du noyau dans l'océan magmatique. La distribution des éléments entre les deux grands réservoirs terrestres ne peut donc être reproduit en considérant un comportement constant des éléments. Afin de déterminer la composition de la Terre silicatée et du noyau, il est nécessaire de caractériser le comportement des éléments au cours de l'accrétion terrestre dans des conditions de pressions, températures et d'oxydo-réduction variables.Dans le cadre de l'étude de la différenciation manteau-noyau au cours de l'accrétion terrestre, les éléments dits lithophiles ont été relativement peu étudiés en comparaison des éléments dits sidérophiles. Pourtant les éléments lithophiles montrent des abondances significativement différentes entre les différents modèles de composition de la Terre silicatée. De même, il a été proposé que l'accrétion de matériel enrichi en soufre permette l'entrée d'éléments dits lithophiles dans le noyau (Sm, Nd, U, Th, K). Afin de clairement contraindre l'impact de la formation du noyau sur la distribution des éléments lithophiles entre les différents réservoirs, nous avons réalisé une soixantaine de nouvelles expériences de partage métal - silicate sous haute pression et haute température afin de contraindre le comportement de différents éléments (uranium, thorium, éléments terres rares et éléments alcalins) lors de l'accrétion terrestre. Ces études nous ont permis d'apporter plusieurs contraintes sur les modèles d'accrétion et la composition des différents réservoirs terrestres. Nous montrons que le rapport Th/U de la Terre silicatée est mieux reproduit par une accrétion de matériel de composition EL plutôt que EH. Ce même rapport permet de contraindre la composition en O du noyau terrestre, celle-ci ne pouvant excéder 4 wt%. Nous confirmons que la concentration de ces éléments radioactifs reste négligeable dans le noyau, faisant d'eux des acteurs mineurs de l'histoire thermique du noyau.Nous démontrons également que l’accrétion terrestre, lorsque modélisée à partir de briques élémentaires ayant une composition compatible avec les observations isotopiques, ne peut produire des concentrations compatibles avec certains modèles de composition de la Terre. La Terre silicatée ne pouvant être enrichie en éléments terres rares par rapport aux chondrites CI d'un facteur supérieur à 2.10.L'étude de U, Th, ainsi que des éléments du groupe des terres rares nous a permis de réévaluer l'impact attribué à l'apport de soufre à la fin de l'accrétion terrestre. Cet évènement n'entraîne aucun fractionnement des éléments terres rares ni ne permet l'entrée d'éléments radiogéniques dans le noyau en concentration suffisante pour démarrer la geodynamo. Enfin, nous élargissons notre étude aux éléments lithophiles volatils en nous intéressant au partage métal-silicate du potassium et au budget global de la Terre en cet élément. Nous montrons que la concentration de cet élément dans le noyau ne peut excéder 57 ppm, ce réservoir contenant alors près de 15% du budget total de la Terre en potassium. Ces concentrations sont également dépendantes de la chronologie de l'appauvrissement de la Terre en éléments volatils. (...)Core formation is a pivotal event in early Earth history, causing a major segregation of elements according to their affinity with either metal (siderophile) or silicate (lithophile) phases. The Bulk Silicate Earth (BSE) shows a depletion in siderophile elements coherent with a core differentiation within a magma ocean. The affinity of these elements is a function of the physical and chemical conditions (P, T, fo2, chemical composition) of metal-silicate differentiation. The behaviour of any one element varies over the formation of the core within the magma ocean; hence, the elemental distribution of Earth's Building Blocks between the two reservoirs cannot be reproduced by considering a unique behaviour of each element.In order to determine the concentration of an element in the core and the BSE, it is necessary to characterize the behaviour of the element and its evolution during Earth's accretion. In comparison to siderophile elements, lithophile elements form a minority of core-mantle differentiation studies so far. However, significant disagreement can be found concerning the concentrations of these elements among published models of BSE composition. It has also been proposed that a late sulphur accretion event could be responsible for a significant amount of lithophile elements (Sm, Nd, U, Th, K) entering the core. In order to determine the effect of core formation on the distribution of these elements between the two reservoirs, we performed ~60 new high-pressure, high-temperature experiments of metal-silicate partitioning for several elements (Uranium, Thorium, Rare Earth Elements (REE), Alkali elements) with the aim of better understanding their behaviour during Earth's accretion. These studies allow us to bring new constraints on Earth's accretion models and to refine our understanding of the core and BSE composition.We show that the (Th/U)BSE is better reproduced when considering EL chondrites as Earth's Building Blocks rather than EH. The same ratio allows us to constrain the maximum oxygen concentration of the core to no more than 4 wt%. We confirm that these elements play a small role in the core thermal history, with their concentration in the metal remaining negligible.We also demonstrate that the BSE cannot be enriched in Refractory Lithophile Elements (RLE) by more than 2.1 times their concentrations in CI chondrites, when the Earth is made of Building Blocks mixing in agreement with isotopic studies. This shows a clear incompatibility between several models of BSE composition and isotopic observations.The study of U, Th and REE also allowed us to re-evaluate the impact of a late sulphur event at the end of Earth's accretion, which would neither lead to fractionation of Sm and Nd nor allow a significant amount of U and Th to enter the core to start the geodynamo.Finally, we widen the range of studied elements to include volatile elements. A study on potassium shows that this element concentration in the core cannot exceed 57 ppm. The core would then contain 15% of the total K budget of the Earth. This content is highly dependent on the timing of volatilisation processes. We then propose that the Earth is a result of the accretion of already volatile-depleted building blocks. Giant impacts would have a minor role in the volatile depletion observed in the BSE today
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Le, Huy Minh. "Le champ geomagnetique, les mouvements du fluide a la surface du noyau et les variations decennales de la rotation de la terre." Paris 7, 1995. http://www.theses.fr/1995PA077222.
Full textAbstract:
Nous etudions l'evolution au cours du temps des mouvements du fluide a la surface du noyau engendrant la variation seculaire du champ geomagnetique sur la periode 1840-1990. Nous mettons en evidence les constantes de temps et les secousses (jerks) geomagnetiques qui caracterisent cette evolution. Utilisant les donnees provenant de 121 observatoires magnetiques repartis a la surface du globe, les jerks de 1970 et de 1978 sont ensuite numeriquement modelises en harmoniques spheriques et expliques en termes de sauts d'acceleration du fluide a la surface du noyau. Par ailleurs, il est argumente que les mouvements dans le noyau sont la source principale des variations decennales de la rotation de la terre: mouvement du pole (oscillation de markowitz) et variations de la longueur du jour. En appliquant l'equation d'euler pour le manteau et en analysant le couplage noyau-manteau en insistant tout particulierement sur les couplages topographiques et gravitationnels, nous discutons le role du noyau dans la creation de ces variations
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Curien, Dominique. "Noyaux en rotation rapide et etats extremes de la matiere nucleaire : etude des changements de forme dans les noyaux **(151)tb et **(153)dy." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13211.
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Menas, Ferhat. "Etude des changements de forme dans les noyaux en rotation." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37599599h.
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Ansel, Valérie. "L'anisotropie du manteau déduite de la biréfringence des ondes de cisaillement." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112376.
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Les enregistrements 3 composantes du réseau Geoscope ont été utilisés pour étudier la polarisation d'ondes de cisaillement. Une polarisation elliptique peut être le signe de biréfringence et être interprétée comme une conséquence de la présence d'anisotropie dans le manteau. En effet, une onde polarisée linéairement entrant dans une zone anisotrope se sépare en deux composantes orthogonales voyageant à des vitesses différentes. Des sismogrammes synthétiques ont été calculés pour tester une méthode permettant par rotations et corrélations croisées successives, de retrouver la direction de vitesse rapide et la différence de temps d'arrivée entre les deux composantes. Les ondes SKS sont particulièrement adaptées au problème de l'anisotropie sous une station. De polarisation radiale, elles peuvent révéler une anisotropie existant entre le noyau et la station. Des résultats ont été obtenus pour douze stations du réseau en bon accord avec le contexte géodynamique dans la plupart des cas. Les ondes ScS2 rebondissent deux fois sur le noyau. Elles permettent d'échantillonner des zones éloignées des stations et en particulier la zone sous le point de rebond en surface. Cette méthode a été testée avec succès dans le Pacifique.
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MALAVERGNE, VALERIE. "Etude experimentale a haute pression et haute temperature du partage des elements de transition entre les phases du manteau et du noyau de la terre." Paris 7, 1996. http://www.theses.fr/1996PA077236.
Full textAbstract:
Dans la premiere partie de cette etude, nous avons mesure les coefficients de partage k de mn, fe, co et ni entre les deux phases majeures du manteau inferieur: la magnesiowustite et la perovskite, a 40, 50 et 70 gpa et a haute temperature. Les echantillons ont ete synthetises avec une cellule a enclumes de diamant chauffee par laser, puis etudies et analyses par microscopie electronique analytique en transmission. Nous avons trouve que: k#m#n < 1 < k#f#e < k#c#o << k#n#i, a 40, 50 et 70 gpa. Ces valeurs experimentales sont compatibles avec un modele pyrolitique du manteau inferieur ainsi qu'un modele de champ cristallin, montrant ainsi l'importance des phenomenes electroniques a haute pression et haute temperature. L'interet principal d'une telle modelisation est la prediction d'un changement spectaculaire dans la distribution de fe et de co si ces elements subissaient une modification de configuration electronique dans les conditions terrestres. Un deuxieme resultat important a ete l'observation d'une diminution du caractere siderophile de ni et de co avec la pression (40, 50 et 70 gpa). Jusqu'a present, ce comportement n'avait ete caracterise que pour des pressions ne depassant pas 30 gpa. Ainsi, le rapport ni/co observe actuellement dans le manteau peut s'expliquer par un processus d'equilibre entre metal et silicate solide pour des pressions de l'ordre de 70 gpa. Enfin, des simulations experimentales de la frontiere noyau-manteau ont ete realisees a partir de melanges fe-fesi-olivine, fe-fesi-fes-olivine et olivine-(fe,ni,si). Nos resultats confirment les reactions observees par goarant et al (1992) ecartant ainsi la proposition de boehler (1995). Ensuite, nous observons que les silicates au contact d'alliages (fe,si) sont enrichis en feo tant a pression ambiante qu'a haute pression. La connaissance de l'etat redox, mais aussi de la cinetique des echanges metal silicates apparaissent essentielles pour savoir si le silicium a pu etre significativement incorpore au metal du noyau lors de sa formation
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Bazin, Daniel. "Etude de l'emission de neutrons retardes par des noyaux tres riches en neutrons et analyse des mecanismes de reaction nucleaire responsables de la production de ces noyaux." Caen, 1987. http://www.theses.fr/1987CAEN2020.
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Berthet, Sophie. "Métamorphisme d'une chondrite à enstatite nommée Indarch : implication sur les phénomènes de différenciation planétaire. Application à la Terre." Phd thesis, Université Paris-Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00551310.
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Les chondrites à enstatite partagent un réservoir commun de l'isotope de l'oxygène avec la Terre et la Lune. Cette caractéristique soulève la question d'une possible participation de ce type de météorites à la construction de la Terre. Egalement, l'étude des chondrites à enstatite permet d'apporter de nouvelles contraintes pour comprendre plus en détail l'histoire de la différenciation de petits corps planétaires soumis à des conditions réductrices. La première étude expérimentale systématique à haute pression et haute température d'une chondrite à enstatite a ainsi été mise en oeuvre, entre 1 et 25 GPa, et entre 1200°C et 2500°C, couvrant ainsi les conditions de pression et de température du manteau supérieur terrestre. La météorite qui a été choisie pour cette étude s'appelle Indarch. Il s'agit d'une chondrite à enstatite de type EH4. A 1 GPa, l'effet de la fO2 sur les relations de phases de la météorite, ainsi que sur les coefficients de partage entre métal et silicate liquide des éléments S, Si, Cr, Mn, Ni, et Mo est étudié spécifiquement. Les phases silicatées et métalliques subissent de grands changements lorsque la fO2 varie de IW-1.5 à IW-4.5. Des monosulfures contenant les éléments (Fe, Mg, Mn, Ca, Cr) sont présents aux fO2 les plus réduites. La phase métallique de nos échantillons est toujours liquide et comprend deux phases immiscibles riches en fer : l'une pauvre en S et riche en C, et l'autre riche en S et pauvre en C. La phase riche en C est également riche en Si aux fO2 les plus réduites. Les relations de phases d'Indarch ont été déterminées entre 3 et 25 GPa, et entre 1500°C et 2500°C, nous permettant de proposer le premier diagramme de phases en pression et température pour une chondrite à enstatite. La phase métallique est toujours liquide et il s'agit d'un alliage Fe-Ni-S à ces plus hautes pressions. La formation d'un noyau planétaire à basse pression (0 à 5 GPa) sous des conditions très réductrices ne peut expliquer les appauvrissements observés de S dans les manteaux silicatés alors que plusieurs wt% de Si pourront être piégés dans le noyau. En revanche, à plus haute pression, l'incorporation de S dans le noyau sera facilitée sous des conditions plus oxydantes. Finalement, notre étude permet de proposer un modèle d'évolution d'un matériau chondritique en cours d'accrétion sous des conditions rédox variables
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Cartier, Camille. "Comportement des terres rares (REE) et des éléments fortement chargés (HSFE) pendant la différenciation précoce de la Terre sous faible fugacité d'oxygène." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22525/document.
Full textAbstract:
La Terre contient une quantité significative d’eau et son manteau est très oxydé par rapport aux conditions canoniques de la nébuleuse solaire, ce qui est contradictoire avec l’existence de son noyau métallique et sa position dans le Système solaire. Ceci implique que l’état rédox de la Terre ait augmenté au début de son histoire. Aujourd’hui, de nombreuses études suggèrent que cette évolution se soit faite à travers une accrétion hétérogène. Ainsi les premières briques élémentaires de notre planète seraient constituées de matériel très réduit et une grande partie de la différenciation précoce (extraction du noyau et différenciation silicatée) se seraient donc déroulées en conditions très réductrices (entre IW-5.5 et IW-2). L’objectif de cette thèse est de mesurer l’impact de ces conditions sur le comportement des terres rares (REE) et des éléments fortement chargés (HSFE), et de modéliser leur répartition dans les différents réservoirs lors de la différenciation précoce de la Terre. Nous réalisons une soixantaine d’expériences de fusion – cristallisation à l’équilibre de matériel chondritique à basse (5 GPa) et haute (26 GPa) pression, dans une gamme de conditions rédox allant de IW (tampon fer – wüstite) à IW-8. Afin de caractériser le paramètre fO 2 dans ces conditions extrêmes, nous développons un formalisme thermodynamique adapté, basé sur l’équilibre Si-SiO 2 . En analysant les différentes phases à l’équilibre dans les différents échantillons, nous calculons et établissons la première banque de données de partage cristal (enstatite, bridgmanite = pérovskite silicatée, majorite) – liquide silicaté, métal-silicate et sulfure-silicate pour les HFSE et les REE en conditions très réductrices. Grâce aux données enstatite – liquide nous développons un proxy de la fO 2 , basé sur le rapport D(Cr)/D(V) et grâce auquel nous mesurons la fO 2 de chondres de type I comme étant similaires aux conditions canoniques de la nébuleuse (IW-7). Nos données de partage métal – silicate prouvent que l’extraction du noyau terrestre n’est pas à l’origine d’un fractionnement des terres rares. Au contraire, en mesurant pour la première fois le spectre XANES du Nb 2+ et du Ta 3+ dans des verres silicatés à des teneurs de l’ordre du ppm, nous prouvons que le comportement de Nb et Ta est contrôlé par la fO 2 . En intégrant nos données de partage à un modèle d’accrétion hétérogène nous montrons que la signature sous-chondritique en Nb/Ta de la Terre silicatée peut être le résultat de l’accrétion d’un matériel chondritique évoluant avec le temps combinée à l’extraction du noyau en conditions réductrices, ce qui réfute l’hypothèse d’une Terre se formant à partir d’un matériel oxydé. Nos expériences de haute pression montrent que le partage des REE et des HFSE dans la majorite et la bridgmanite est très sensible à la fO 2. De plus, le processus de dismutation du fer, invoqué pour expliquer l’augmentation de la fO 2 du manteau lors de la cristallisation de l’océan magmatique, ne semble pas être un mécanisme efficace en-dessous de IW. Enfin, nos données montrent que Ti, V, Cr, Mn, Nb et Ta sont chalcophiles en conditions très réductrices. L’extraction précoce d’un liquide sulfuré dans ces conditions a donc pu modifier les rapports élémentaires supposés chondritiques dans la Terre silicatée. L’extraction d’une importante quantité de FeS pourrait aussi être à l’origine d’un découplage Zr/HfThe Earth contains significant amounts of water and its mantle is highly oxidized compared to the solar nebula canonical conditions, which is inconsistent with the existence of its metallic core and its location in the Solar System. This implies the redox state of the Earth has increased during its early history as suggested in heterogeneous accretion models. Thus, the first building blocks of our planet would have been made of highly reduced material, and the early Earth’s differentiation (core extraction and silicate differentiation) would have taken place under highly reducing conditions (between IW-5.5 and IW-2). The aim of this thesis is to measure the impact of these conditions on rare earth elements (REE) and high field strength elements (HFSE) behavior, and model their distribution into the main reservoirs formed early in Earth’s history. We run about sixteen melting – crystallization experiments, starting from chondritic material and equilibrating it at low (5 GPa) and high (26 GPa) pressure, spanning a redox range going from IW (iron – wüstite buffer) to IW-8. In order to characterize the fO 2 parameter in these extreme conditions, we develop an adapted thermodynamic formalism, based on Si-SiO 2 equilibrium. Analyzing the various equilibrated phases within our experimental samples, we calculate and propose the first crystal (enstatite, bridgmanite = Mg-perovskite, majorite) – silicate liquid, metal – silicate, sulfide – silicate partition coefficients database for HFSE and REE under highly reducing conditions. Using our enstatite-liquid data we develop a fO 2 proxy based on D(Cr)/D(V) ratio and we measure type I chondrule fO 2 as being similar to canonical nebular conditions (IW-7). Our metal-silicate partitioning data prove that Earth core extraction is not responsible for REE fractionation. On the contrary, recording for the first time Nb 2+ and Ta 3+ XANES spectra in silicate glasses and at ppm level concentrations, we prove that Nb and Ta behavior is mainly controlled by fO 2 . Using our partitioning data in a heterogeneous accretion model, we show that sub-chondritic Nb/Ta signature of the silicate Earth (14 ± 0.3) can be the result of the accretion of chondritic material changing with time, combined with the progressive extraction of the core in reducing conditions. This refutes the hypothesis of an oxidized material building the Earth. Our high-pressure experiments show that REE and HFSE partitioning in majorite and bridgmanite is very sensitive to fO 2 . Moreover, iron dismutation process, invoked to explain mantle fO 2 increase during magma ocean crystallization, does not seem to be an efficient mechanism below IW. Finally, our data show that Ti, V, Cr, Mn, Nb and Ta are chalcophiles under highly reducing conditions. Consequently, early extraction of a sulfide melt at an early and reduced stage could have modified chondritic elementary ratios in the silicate Earth. Extraction of a substantial amount of FeS may also cause a Zr/Hf decoupling
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Suer, Terry-Ann. "Partage du soufre et du platine entre un réservoir métallique et un réservoir silicaté lors de la formation du noyau terrestre." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066557.
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La détermination du partage des éléments sidérophiles et volatils entre métal et silicates aux conditions du manteau profond de la Terre primitive peut fournir des contraintes relatives au mécanisme de formation du noyau terrestre. Des expériences ont été réalisées dans des cellules à enclumes de diamant (DAC) chauffées par laser afin d'étudier l'évolution du partage métal-silicate du soufre et du platine à haute température et haute pression. Le partage est déterminé grâce à la mesure sur échantillons trempés des concentrations par NanoSIMS et sonde électronique. L’affinité du soufre avec le métal, mesurée aux conditions de formation du noyau terrestre, est moins grande qu’attendue. En accord avec les observables cosmochimiques (météorites), il semble que la quantité de soufre dans le noyau ne peut excéder 2 poids%. Les modèles d’accrétion de la Terre, combinés à nos mesures du coefficient de partage du soufre en fonction de la pression et la température, indiquent que la concentration globale de soufre du manteau terrestre doit être le résultat d'une accrétion hétérogène. Ces données indiquent également un apport tardif des éléments volatils au cours de l’accrétion et de la formation du noyau. Les valeurs de partage du platine suggèrent que son abondance dans le manteau terrestre peut être expliquée simplement par la formation du noyau. De manière générale, ces résultats supportent les hypothèses selon lesquelles les noyaux des gros impacteurs n’ont pas pu s’équilibrer entièrement avec le manteau terrestre. Certaines fractions métalliques ont donc pu atteindre le noyau terrestre sans affecter le manteau. L’hypothèse d’un évènement tardif de ségrégation de sulfure durant la formation de la terre pourrait aussi expliquer les compositions du manteau terrestre observées. Ces résultats permettent de caractériser les processus de différenciation du manteau et du noyau et de mieux comprendre la formation de la TerreMeasurements of the metal-silicate partitioning behavior of siderophile and volatile elements at the conditions of the deep primitive Earth can provide constraints on the mechanisms of terrestrial core formation. Experiments were conducted in a laser-heated diamond anvil cell to investigate the metal-silicate partitioning of sulfur and platinum at high pressures and temperatures. The partitioning behaviors were quantified post-experiment by high resolution NanoSIMS imaging. Sulfur was found to be moderately siderophile at core formation conditions and this, together with cosmochemical estimates, argue that it cannot be a major light element in the core. Accretion modeling with this new partitioning data implies that a heterogeneous accretion scenario can best explain the mantle and bulk Earth sulfur contents. The measured partitioning values for platinum are such that the mantle's platinum abundance can be sufficiently explained by core-mantle equilibration. Overall these results support the hypothesis that the cores of large impactors did not equilibrate fully with the magma ocean and metal could have sequestered to the Earth's core without leaving a record in the mantle. A late sulfide segregation event also likely played a role in establishing the observed mantle compositions. These findings help to further elucidate the accretion history of the Earth and core-mantle differentiation processes
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Léandri, Joseph. "La méthode des multiphonons appliquée à l'étude des états vibrationnels K = 0 dans les noyaux lourds déformés." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10128.
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Dessagne, Philippe. "Etude de noyaux loin de la ligne de stabilite : mesures de masse et analyse de l'emission de particules retardees." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13217.
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Fidah, Malika. "Détermination expérimentale des lignes YRAST des noyaux d'étain (A = 106 -108)." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10622.
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Lasbleis, Marine. "Dynamique et évolution de la graine terrestre." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSL0962/document.
Full textAbstract:
Les progrès de l'imagerie sismique ces trente dernières années ont permis de révéler la structure complexe de la graine : une anisotropie cylindrique de quelques pourcents dont la structure fine présente des variations radiales et latérales. Ce travail de thèse s’est concentré sur les différentes dynamiques susceptibles de provoquer une telle structure. [Il y a autre chose dans cette structure]Nous avons revisité la dynamique induite par la force de Lorentz, discutant les conditions aux limites, la croissance de la graine et la stratification en densité. La déformation n’est raisonnablement suffisante que pour des viscosités inférieures à 1012 Pa.s, dans la fourchette basse des estimations. Les modèles d'écoulements globaux dans la graine peuvent se classer en deux grandes catégories. Pour un profil de densité stable, seul un forçage extérieur, tel que la force de Lorentz, peut induire un écoulement. Dans le cas instable, la dynamique est contrôlée principalement par des instabilités de convection. Les nouvelles estimations de la diffusion thermique limitent les instabilités thermiques à des âges de graine de l'ordre de la centaine de millions d'années. En se focalisant sur deux paramètres, la viscosité et l'âge de la graine, nous avons construit un diagramme de régime qui compare quantitativement les différents modèles proposés dans la littérature. En croisant amplitude du taux de déformation et géométrie attendues, on peut raisonnablement restreindre les domaines qui pourraient engendrer la structure observée. Pourtant, aucun modèle n'est pour l'instant capable d'expliquer à la fois l'amplitude et la géométrie de l'anisotropie sismique et encore moins la dichotomie Est-Ouest. La couche F est une anomalie dans le noyau externe : d’une épaisseur de 200 km environ, à la base du noyau externe, elle présente des vitesses d’ondes sismiques plus faibles que celles prédites pour un noyau liquide parfaitement mélangé. Elle est interprétée comme une zone chimiquement appauvrie, en contradiction avec la cristallisation de la graine qui libère des éléments légers à la surface même de la graine. Nous étudions la possibilité d’une cristallisation en volume dans cette couche. Les particules de fer solides sédimentent en croissant dans un liquide de plus en plus appauvri en éléments légers. Cette neige de fer est stable sous certaines conditions, étudiées iciIn the past thirty years, our understanding of the inner core structure has increased with the number of seismic studies. Observations reveal a global anisotropy with a cylindrical symmetry and radial and lateral heterogeneities. In this work, I have studied different hypothesis on the dynamics of the inner core to explain these observations. Revisiting the dynamics induced by the Lorentz force, we studied the effect of new boundary conditions, the effect of stratification and growth rate. However, the obtained flow is not strong enough to deform the media for viscosities larger than 1012 Pa.s, in the lower bound of the published inner core estimates. Deformation mechanisms can be subdivided between natural convection (arising from unstable thermal or compositional gradients) and externally forced flows, like the one induced by the Lorentz force. Recent estimates of the thermal diffusivity of iron at high pressure limit the possibility of thermal convection to an age of the inner core lower than a hundred of millions years. Two key parameters emerge for the inner core dynamics: the sign and strength of the density stratification and the viscosity of the inner core. We construct a regime diagram for the Earth’s inner core dynamics that compares the different published models in term of maximum instantaneous deformation rate. This diagram allows us to compare both expected strain rate and deformation geometry with the seismic observations. However, we find that no published model can explain all the seismic observations. The inner core anisotropy and the hemispherical dichotomy are especially difficult to reconcile with these models. The F-Layer is a 200km anomalous layer at the bottom of the outer that presents low P-Wave velocities compared to well-Mixed model. It has been interpreted as a layer depleted in light elements, whereas we usually consider that light elements are expelled at the surface of the inner core by freezing of the outer core alloy. We study the hypothesis of freezing in the bulk of the layer, with iron particles growing and settling in an increasingly depleted liquid
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Perrier, Frédéric. "La mesure precise du parametre de melange electrofaible dans la diffusion de neutrinos de haute energie sur noyaux de fer." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066350.
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Clesi, Vincent. "Formation de la Terre et de Mars : étude expérimentale et numérique." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22750/document.
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La formation des noyaux planétaires métalliques est un évènement majeur pour l’évolution des propriétés physico-chimiques des planètes telluriques telles que nous les connaissons aujourd’hui. En effet, l’abondance des éléments sidérophiles (i.e. qui ont des affinités chimiques avec les phases métalliques) dans les manteaux planétaires s’explique par les conditions dans lesquelles se sont séparées les phases métalliques et silicatées. Au premier rang de ces conditions se trouvent la pression, la température et la fugacité d’oxygène. La distribution des éléments dans le noyau et le manteau ne peut en effet s’expliquer que pour un équilibre obtenu dans un océan magmatique profond, donc à haute pression et haute température ; et dans des conditions d’oxydo-réduction variables, dont l’évolution la plus probable est de passer d’un état réduit à un état oxydé. Un autre paramètre important est la présence ou non d’eau dans l’océan magmatique primitif. En effet, nous disposons de plus en plus d’arguments permettant d’expliquer l’arrivée des éléments volatils, notamment l’eau, pendant l’accrétion, à partir de briques élémentaires qui contiennent ces éléments. Si l’eau est présente tout au long de l’accrétion, et donc pendant la ségrégation du noyau, elle peut donc avoir un effet sur ce dernier phénomène. Dans cette hypothèse, nous avons mené des expériences de haute pression et haute température permettant de modéliser expérimentalement la formation du noyau en condition hydratée. Ces expériences nous ont permis de montrer que la présence d’eau a un effet sur l’évolution de l’état d’oxydation des manteaux planétaires. Cette évolution oxydo-réductive nous a permis de contraindre des modèles d’accrétion basés sur un mélange de chondrites EH et CI, qui confirment des modèles construits à partir de données isotopiques. Ces modèles nous ont permis de contraindre les concentrations primitives maximum en eau probables sur Terre (1,2-1,8 % pds.) et sur Mars (2,5-3,5 % pds.). D’autre part, nos avons mis en évidence le caractère lithophile (i.e. qui a des affinités chimiques avec les phases silicatées) de l’hydrogène à haute pression, a contrario de plusieurs études précédentes. De ce fait, la différence entre les concentrations initiales élevées en eau que nous obtenons dans nos modèles d’accrétion et les concentrations en eau estimées sur Terre et sur Mars actuellement (2000 ppm et 200 ppm, respectivement) ne peut pas être expliquée par un réservoir d’hydrogène dans le noyau. Enfin, pour améliorer les modèles de formation du noyau, nous avons mis en évidence, par des modèles numériques, l’effet important de la viscosité de l’océan magmatique sur le taux d’équilibre entre noyaux et manteaux des planètes telluriques. Cela nous mène à ré-évaluer les modèles de formation des planètes telluriques basés sur des résultats expérimentaux à l’équilibre, notamment l’extension maximale de l’océan magmatique. L’évolution de la viscosité de l’océan magmatique a donc un impact important sur la composition finale des noyaux planétaires (par exemple les teneurs en soufre, oxygène ou silicium des noyaux terrestres et martiens)The formation of the metallic planetary cores is a major event regarding to the evolution of physical and chemical properties of the telluric planets as we know it today. Indeed, the siderophile elements (i.e. which has affinities with metallic phases) abundances in planetary mantles is explained by the conditions of core-mantle segregation. Among these conditions, pressure, temperature and oxygen fugacity are the main ones controlling distribution of the elements between mantle and core. This distribution can only be explained by an equilibrium between metal and silicate obtained in a deep magma ocean, which implies high pressure and high temperature of equilibrium. Moreover, the oxygen fugacity must have varied during core-mantle segregation, in a reduced-to-oxidized path most probably. Another important parameter is whether or not water is present in the primordial magma ocean. Indeed, we now have more and more lines of evidences showing that the volatile elements, especially water, arrived during accretion and therefore during the core-mantle segregation, which means that water can have an effect on the latter phenomenon. Considering this hypothesis, we performed several high pressure-high temperature experiments which allowed us to model the formation of the core under hydrous conditions. These experiments demonstrated that water has a significant effect on the redox state evolution of planetary mantles. We use this redox evolution to constrain models of planetary accretions, based on a mix of EH and CI chondrites, showing a good agreement with models based on isotopic data. The output of these models is the maximum initial concentration in water on the Earth (1.2 -1.8 %wt) and on Mars (2.5-3.5 %wt). Furthermore, these experiments showed a lithophile behavior (i.e. which has affinities with silicated phases) of hydrogen at high pressures, contrary to previous studies. Therefore, the difference between high initial concentrations in water yielded by our accretion models and the estimated actual concentrations on the Earth and Mars (2000 ppm and 200 ppm, respectively) cannot be explained by a hydrogen reservoir in the core. Finally, to improve the models of core-mantle segregation, we showed by numerical simulations the important effect of the magma ocean viscosity on the equilibrium between planetary mantles and cores. it lead us to reevaluate the models of accretion based on experimental data, especially the maximum extent of magma oceans. The evolution of the magma ocean viscosity has therefore significant implications on the final composition of planetary cores (for instance on the sulfur, oxygen and silicon content of the Earth’s and Mars’ core)
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Montarou, Gérard. "Etude experimentale avec diogene de la production des deutons dans les reactions alpha-noyaux entre 200 et 800 mega-electron volt par nucleon." Clermont-Ferrand 2, 1988. http://www.theses.fr/1988CLF2E400.
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Le, Mevel Jean-Claude. "Contribution a l'etude du role physiologique du noyau preoptique chez la truite arc-en-ciel salmo gairdneri r. : aspects electrophysiologiques de l'activite de ce noyau et de son eventuelle implication dans des regulations fonctionnelles." Brest, 1987. http://www.theses.fr/1987BRES2013.
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Hinderer, Jacques. "Sur quelques effets en rotation et deformation d'une planete a noyau liquide, manteau elastique et couche fluide superficielle." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13172.
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Les equations de base reposant sur la conservation du momenbt cinetique sont developpees pour un modele planetaire possedant un noyau liquide, un manteau deformable elastiquement et une couche fluide superficielle mince. Role oue par les conditions aux limites qui resultant des mouvements dans les parties fluides. Les modes d'oscillation libre et les phenomenes de resonance associes font l'objet d'une etude detaillee: theorie et observations. Differents mecanismes d'excitation de la rotation terrestre prenant en compte dans les parties fluides des mouvements de nature geostrophique ou a tourbillon uniforme. Formulation des solutions en rotation , notamment sous l'action des forces de maree luni-solaires
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Silva, Luís Alexandre. "Ecoulements à la surface du noyau, secousses géomagnétiques et prédictions à court terme du champ magnétique terrestre." Paris, Institut de physique du globe, 2010. http://www.theses.fr/2010GLOB0002.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire nous présentons une série d'études dont le double objectif est de mieux comprendre les phénomènes qui gouvernent l'évolution du champ magnétique principal de la Terre, et d'améliorer notre capacité actuelle à en prédire l'évolution à court terme. Pour cela, nous réalisons d'abord quelques inversions de la Variation Séculaire (VS) pour plusieurs époques et calculons une première estimation de l'accélération de l'écoulement à partir d'écoulements successifs. Ces calculs suggèrent que les écoulements qui génèrent la VS ne sont pas stationnaires. Nous montrons ensuite comment calculer simultanément ces écoulements et leur accélération pour une époque donnée, si le champ ainsi que sa première et seconde dérivées temporelles (la VS et l'accélération séculaire(AS)) sont connues. Ceci nous permet de montrer sans ambiguïté qu'un écoulement stationnaire ne peut pas rendre compte de la AS observée. Nous considérons ensuite la possibilité d'améliorer la prévision à court terme du champ, actuellement basée sur une extrapolation linéaire, dans le cadre du modèle "International Geomagnetic Reference Field" (IGRF), en utilisant une méthode basée sur un écoulement uniformément accélérée. Nous considérons aussi la possibilité d'augmenter la résolution spatiale de la VS prédictive actuellement utilisée par l'IGRF. De ces études, nous concluons que le principal obstacle à la prédiction à court terme du champ vient des changements brusques de la AS (jerks). Nous étudions la nature des changements d'accélération rendant compte du `jerk' de 2003. Nous montrons que ce changement n'est hélas pas compatible avec un mécanisme simple tel que les oscillations de torsionThis thesis reports on a series of investigations directed towards the dual goal of improving our understanding of what drives the time evolution of the Earth's main magnetic field, and of improving our current ability to predict its short-term behavior. For that we first perform core flow inversions for several epochs and compute first estimates of the flow acceleration by computing differences between successive flows. These first results suggest that the flow generating the Secular Variation (SV) is not stationary. Next, we show how both the core flow and core flow acceleration can be computed simultaneously at any given epoch, if the field and its first and second time derivatives (the SV and the Secular Acceleration (SA)) are known. This allows us to unambiguously show that no stationary flow can account for the observed SA. Based on those results, we consider the possibility of improving on the short-term prediction of the field based on a linear extrapolation currently used by the International Geomagnetic Reference Field (IGRF) by using a method based on a steadily accelerated flow. Then we independently consider the possibility of increasing the spatial resolution of the predictive SV model currently used by IGRF. From all of the above, we conclude that the main limitation to shortterm predictions of the field is the occurrence of sudden changes in the SA (geomagnetic jerks). We thus investigate the type of core ow acceleration changes that are needed to account for those jerks and focus on the 2003 ge
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Lleres, Annick. "Production et désexcitation de noyaux chauds dans les réactions induites par des ions lourds d'énergie comprise entre 10 et 84 MeV/nucléon sur des cibles de masse moyenne." Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10006.
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Dupieux, Pascal. "Etude des corrélations proton-proton à petite impulsion relative dans les collisions Ne + noyaux avec le détecteur DIOGENE." Clermont-Ferrand 2, 1988. http://www.theses.fr/1988CLF21103.
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Khlaifia, Abdessattar. "Modulation de la dépression synaptique à long terme dans le noyau du tractus solitaire par le statut nutritionnel." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM5037.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre général de l'étude des mécanismes d'intégration des informations viscérales. Nous avons étudié la dépression synaptique à long terme (DLT) dans le noyau du tractus solitaire et sa modulation par le statut nutritionnel Dans la première étude, nous avons caractérisé une DLT au niveau du NTS. Cette DLT, déclenchée par la stimulation des afférences viscérales à basse fréquence, est exprimée au niveau de l’élément présynaptique. Elle met en jeu une libération d'endocannabinoïdes qui en agissant au niveau de l’élément présynaptique réduisent la probabilité de libération de glutamate. De manière surprenante l’élément postsynaptique ne semble jouer aucun rôle dans cette DLT. Elle nécessite une activation séquentielle des récepteurs NMDA, la libération d'anandamide et l'activation des récepteurs aux cannabinoïdes de type 1 (CB1) et l’activité de l’élément présynaptique. Nos résultats suggèrent que cette DLT pourrait être entièrement organisée dans le compartiment présynaptique des afférences viscérales. Dans une deuxième partie du travail, nous nous sommes intéressés à la modulation de cette DLT dépendante des endocannabinoïdes (DLT-eCBs) par le statut nutritionnel. La privation de nourriture pendant 24 h empêche l'induction de la DLT-eCBs par la stimulation des afférences viscérales. Ces effets sont mimés par l'activation des récepteurs à la ghréline au niveau du NTS. Une re-nutrition pendant 3h restaure la DLT-eCBs via l'action périphérique de la Cholécystokinine (CCK) et l'activation de la voie ERK. Au total ces travaux soulignent la forte plasticité des afférences viscérales en fonction du statut nutritionnelThis work joins within the framework of studies about the mechanisms of integration of the visceral informations. We studied long term synaptic depression in the nucleus of tractus solitarii (NTS) and it's modulation during changes in the nutritional status. In the first study, we characterized a long-term synaptic depression (LTD) in the NTS. This LTD, triggered by low frequency stimulation of visceral afferents is expressed at the presynaptic level. It involves release of endocannabinoids that would eventually reduce glutamate release probability. Surprisingly the postsynaptic element seems to play no role in this LTD. It requires sequential activation of NMDA receptors, the release of anandamide and activation of the cannabinoids type 1 receptors (CB1) and presynaptic activation. Our results suggest that this LTD could be entirely organized at the presynaptic compartment of visceral afferents. In the second part of this work, we were interested on the modulation of this endocannabinoïds dependent long-term depression (eCBs-LTD) by the nutritional status. Food deprivation during 24 h prevents the induction of eCBs-LTD by the stimulation of visceral afferents. These effects are mimicked by the activation of ghrelin receptors in the NTS. 3 h refeeding restores the eCBs-LTD via peripheral action of cholecystokinin (CCK) and the activation of the ERK pathway. Altogether, this work emphasizes the high plasticity of visceral afferents and its regulation by the nutritional status
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Viera, Nelson. "Mesure de la masse atomique du noyau N=Z 74Rb avec le spectromètre MISTRAL." Paris 6, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002578.
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Rahmani, Ahmed. "Étude avec le détecteur DIOGENE de la production de protons énergétiques dans les collisions d'ions lourds relativistes Ne + noyaux : température de la matière hadronique." Clermont-Ferrand 2, 1988. http://www.theses.fr/1988CLF21147.
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Suer, Terry-Ann. "Partage du soufre et du platine entre un réservoir métallique et un réservoir silicaté lors de la formation du noyau terrestre." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066557/document.
Full textAbstract:
La détermination du partage des éléments sidérophiles et volatils entre métal et silicates aux conditions du manteau profond de la Terre primitive peut fournir des contraintes relatives au mécanisme de formation du noyau terrestre. Des expériences ont été réalisées dans des cellules à enclumes de diamant (DAC) chauffées par laser afin d'étudier l'évolution du partage métal-silicate du soufre et du platine à haute température et haute pression. Le partage est déterminé grâce à la mesure sur échantillons trempés des concentrations par NanoSIMS et sonde électronique. L’affinité du soufre avec le métal, mesurée aux conditions de formation du noyau terrestre, est moins grande qu’attendue. En accord avec les observables cosmochimiques (météorites), il semble que la quantité de soufre dans le noyau ne peut excéder 2 poids%. Les modèles d’accrétion de la Terre, combinés à nos mesures du coefficient de partage du soufre en fonction de la pression et la température, indiquent que la concentration globale de soufre du manteau terrestre doit être le résultat d'une accrétion hétérogène. Ces données indiquent également un apport tardif des éléments volatils au cours de l’accrétion et de la formation du noyau. Les valeurs de partage du platine suggèrent que son abondance dans le manteau terrestre peut être expliquée simplement par la formation du noyau. De manière générale, ces résultats supportent les hypothèses selon lesquelles les noyaux des gros impacteurs n’ont pas pu s’équilibrer entièrement avec le manteau terrestre. Certaines fractions métalliques ont donc pu atteindre le noyau terrestre sans affecter le manteau. L’hypothèse d’un évènement tardif de ségrégation de sulfure durant la formation de la terre pourrait aussi expliquer les compositions du manteau terrestre observées. Ces résultats permettent de caractériser les processus de différenciation du manteau et du noyau et de mieux comprendre la formation de la TerreMeasurements of the metal-silicate partitioning behavior of siderophile and volatile elements at the conditions of the deep primitive Earth can provide constraints on the mechanisms of terrestrial core formation. Experiments were conducted in a laser-heated diamond anvil cell to investigate the metal-silicate partitioning of sulfur and platinum at high pressures and temperatures. The partitioning behaviors were quantified post-experiment by high resolution NanoSIMS imaging. Sulfur was found to be moderately siderophile at core formation conditions and this, together with cosmochemical estimates, argue that it cannot be a major light element in the core. Accretion modeling with this new partitioning data implies that a heterogeneous accretion scenario can best explain the mantle and bulk Earth sulfur contents. The measured partitioning values for platinum are such that the mantle's platinum abundance can be sufficiently explained by core-mantle equilibration. Overall these results support the hypothesis that the cores of large impactors did not equilibrate fully with the magma ocean and metal could have sequestered to the Earth's core without leaving a record in the mantle. A late sulfide segregation event also likely played a role in establishing the observed mantle compositions. These findings help to further elucidate the accretion history of the Earth and core-mantle differentiation processes
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Koehl, Muriel. "Conséquences à long terme d'un stress prénatal sur les substrats neurobiologiques des processus adaptatifs." Bordeaux 2, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR28566.
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Deguen, Renaud. "Dynamique de la cristallisation de la graine : expériences et modèles." Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10051.
Full textAbstract:
La graine terrestre telle que vue par la sismologie présente une anisotropie de ces propriétés élastiques et une structure étonnament complexe. La graine cristallise lentement à partir du noyau liquide, et il est possible que sa structure et sa dynamique soit liée à sa cristallisation. Une analyse de stabilité du front de solidification suggère que celui-ci est instable vis-à-vis d'une instabilité morphologique qui se manifeste par la formation d'une zone biphasique où des dendrites solides coexistent avec un liquide enrichi en soluté. Du point de vue thermodynamique, cette couche biphasique pourrait s'étendre jusqu'au centre de la graine, mais il est probable que la convection thermo-solutale associée et la compaction de la matrice solide y réduisent rapidement la fraction liquide. Une seconde partie présente un dispositif expérimental de cristallisation sous forte gravité, permettant d'intensifier les phénomènes de convection liés à la cristallisation. Il y est montré que la convection thermo-solutale rétroagit fortement sur la structure de la zone dendritique, et y augmente significativement la fraction solide. Une dernière partie porte sur les mécanismes susceptibles d'être à l'origine de l'anisotropie. L'importance de l'évolution thermochimique du noyau est mis en avant. Si la graine est relativement âgée, celle-ci est stratifiée de manière stable et les mouvement verticaux y sont interdits. La déformation induite par une croissance hétérogène est focalisée dans une couche cisaillante à la surface de la graine. Si la croissance de la graine est rapide, elle a pu convecter au début de son histoire et être progressivement stabilisée par la stratification chimiqueSeismic observations of the Earth's inner core reveal unexpected structural complexity, its most striking property being its elastic anisotropy. The inner core has been slowly crystallizing from the liquid outer core, and its structure and dynamic may be in part related to the process of solidification. A stability analysis of the solidification front suggests that the inner core boundary is morphologicaly unstable, and that a dendritic layer should have developped. This dendritic layer may extend deep in depth, but thermosolutal convection associated with the solidification and compaction of the solid matrix are expected to efficiently expell the residual liquid. We present an experiment of solidification under a large gravity, which allows to increase the strength of the convective phenomenon associated with solidification. It is shown that the enhancement of solutal and thermal transport have important consequences on the structure of the dendritic layer, and increases significantly its solid fraction. A last part is devoted to the mechanisms from which the seismis anisotropy may originates. It is shown that the internal dynamic of the inner core depends critically on the thermal and solutal evolution of the outer core. If the inner core is relatively old, its is likely to be stably stratified, and vertical motions are inhibited. Heterogeneous growth of the inner core results in an shallow shear layer. If the inner core has grown rapidly, a thermaly driven convective episode may have occured in its early history
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Fontaine, Asmaa. "Etude des équilibres chimiques dans le contexte d'accrétion et de différenciation des planètes telluriques." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22457/document.
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Les abondances en éléments sidérophiles du manteau terrestre indiquent une ségrégation du noyau dans un océan magmatique profond. Il est néanmoins difficile de contraindre les conditions d’oxydation prévalant lors de l’accrétion planétaire, en se basant sur les traceurs géochimiques, en raison du nombre important de paramètres qui affectent leurs partages entre métal et silicate. D’autre part, l’état d’oxydation des planètes peut évoluer au cours de l’accrétion. Par conséquent, la nature des matériaux accrétés lors de la formation des planètes reste incertaine. Afin d’apporter de nouveaux éléments de réponses à cette problématique, nous avons modélisé les équilibres chimiques ayant lieu dans la Terre primitive. Ces équilibres peuvent évoluer (i) en augmentant les conditions de pression et de température de la ségrégation du noyau lors de la croissance de la planète, (ii) en raison de la cristallisation de l’océan magmatique et (iii) à travers l’accrétion de matériaux hétérogènes de compositions et états redox différents. Nous avons exploré le rôle potentiel de l’érosion collisionnelle dans le contexte de l’accrétion de la Terre à partir de chondrites à enstatite. Pour cela, nous avons déterminé expérimentalement les compositions chimiques des liquides pseudo-eutectiques en fonction de la pression jusqu’à 25 GPa. Nous avons montré que ces premiers liquides sont très enrichis en SiO2 (jusqu’à 75 wt% SiO2) et en éléments alcalins (Na et K). Par conséquent, l’érosion collisionnelle de proto-croutes de planétésimaux formés de chondrites EH peut de manière efficace augmenter le rapport final Mg/Si du manteau terrestre et réduire ses concentrations en éléments alcalins volatils. Ce mécanisme peut donc concilier les différences compositionnelles entre la Terre et les chondrites à enstatite. Nous avons également déterminé expérimentalement le partage du soufre entre métal riche en fer et silicate. La concentration en soufre du manteau terrestre peut être expliquée par un équilibre entre manteau et noyau dans un océan magmatique profond. L’hypothèse de l’ajout de soufre dans un vernis tardif (Rose-Weston et al., 2009) n’est pas à exclure, mais il n’est pas indispensable pour atteindre la concentration en soufre du manteau. Ces résultats sont en accord avec les compositions isotopiques non chondritiques du soufre dans le manteau (Labidi et al., 2013). Le partage des éléments légers (S, Si, O) entre manteau et noyau a été modélisé à hautes pressions et températures en prenant compte de leurs interactions chimiques mutuelles et celles avec le carbone. En considérant 2 wt% S et jusqu’à 1.2 wt% C (comme il est suggéré par les études cosmochimiques), nous trouvons une solubilité de l’O comprise entre 1 et 2.4 wt%. Cette insertion de l’O dans le noyau n’est pas suffisante pour permettre à la Terre d’être à la fois accrétée de matériaux météoritiques oxydés et de posséder un noyau métallique d’une masse équivalente au tiers de la planète ainsi que 8 wt% FeO dans le manteau. Des conditions relativement réduites lors de la ségrégation du noyau sont également requises pour augmenter le taux de Si dans le noyau et expliquer le rapport Mg/Si super-chondritique de la Terre silicatée (Allègre et al., 1995; O’Neill et al. 1998). Ainsi, la Terre s’est plus probablement accrétée à partir de matériaux réduits comme les chondrites à enstatites, conduisant à un noyau constitué de 2 wt% S, 0 à 1.2 wt% C, 1 wt% O et 5.5 à 7 wt% Si. Nous avons également exploré le comportement du Fe lors de la cristallisation de la pérovskite magnésienne (le minéral le plus abondant du manteau terrestre) et son rôle sur l’état redox du manteau terrestre lors du refroidissement de l’océan magmatique. Nous avons montré que sa cristallisation induit une diminution du FeO dans le manteau solide, lors d’un équilibre avec un alliage de fer liquide à une fO2 de IW-2 en raison du caractère incompatible du Fe dans la pérovskite. (...)Abundances of siderophile elements in the mantle indicate that the Earth’s core segregated in a deep magma ocean. Yet, it is unfortunately difficult to constrain the oxidation conditions prevailing during planetary accretion based on geochemical tracers due to the number of parameters playing a role in metalsilicate partitioning. In addition, the oxidation state of terrestrial planets can evolve during accretion. The nature of the accreted material during the formation of the terrestrial planets remains then still uncertain. Our strategy to improve our knowledge in this domain is to model the chemical equilibria taking place in the primitive Earth. The equilibria can evolve (i) as P-T conditions of core-mantle segregation increase with the size of the planet, (ii) due to crystallization of the magma ocean and (iii) with accretion of heterogeneous material of different composition and oxidation state. We explored the potential role of collisional erosion in the context of Earth’s accretion from Enstatite Chondrites. For this, we refined experimentally the chemical composition of pseudo-eutectic melts as a function of pressure up to 25 GPa. We show that the first melts are highly enriched in SiO2 (up to 75 wt% SiO2) and alkali elements (Na and K). Therefore, collisional erosion of proto-crusts on EH-planetesimals can efficiently increase their final Mg/Si ratio and decrease their alkali elements budget. It can help to reconcile compositional differences between bulk silicate Earth and Enstatite Chondrites. We performed new experiments on metal-silicate partitioning of sulphur. We show that the present-day sulphur concentration of the Earth’s mantle can be explained by core-mantle equilibration in a deep magma ocean. S-addition in a late veneer (Rose-Weston et al., 2009) cannot be excluded; however, it is not required in order to reach the S-mantel abundance. Our results are consistent with the non-chondritic S-isotopic nature of the mantle (Labidi et al., 2013). We modeled the core-mantle partitioning of the light elements (S, Si, O) at high pressures and temperatures, by taking into account of their mutual chemical interactions and that with C. With 2 wt% S in the core and a C concentration ranging 0 to 1.2 wt% (as evidenced with cosmochemical studies), we found the O solubility from 1 to 2.4 wt%. This O incorporation to the core is insufficient to both allow an Earth accretion from an oxidized meteoritic material and result in a planet composed of a core with a mass equivalent to the third of its mass and a mantle with 8 wt% FeO content. Reduced conditions during coremantle segregation are also required to enhance the Si content in the core, possibly up to 5 wt% Si, to explain the super chondritic Mg/Si of the bulk silicated Earth (Allègre et al., 1995; O’Neill et al. 1998). Altogether, we find that the Earth was most likely accreted from a reduced material, such as enstatite chondrites, leading to a core composed of 2 wt% S, 0 to 1.1 wt% C, 1 wt% O and 5.5 to 7 wt% Si. We investigated the role of Mg-perovskite (the most abundant mineral of the mantle) crystallization on the oxidation state of Earth’s mantle during cooling of the magma ocean. We show that its crystallization induces a decrease of FeO content of the solid mantle as Fe is incompatible in perovskite, when it is in equilibrium with a liquid Fe-alloy at an fO2 of IW-2. At these conditions, the Fe3+ insertion is also low and constant (Fe3+/ Fetot of 21 ±4 %). Hence, the Mg-Pv crystallization cannot be responsible for a substantial increase of the Earth’s mantle oxygen fugacity during core segregation. (...)
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Saint-Hilaire, Patrick. "Étude de la saturation progressive des noyaux de barrages en till compactes." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2001.
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Deguen, Renaud. "Dynamique de la cristallisation de la graine : expériences et modèles." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00414613.
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La graine terrestre telle que vue par la sismologie présente une anisotropie de ces propriétés élastiques et une structure étonnament complexe. La graine cristallise lentement à partir du noyau liquide, et il est possible que sa structure et sa dynamique soit liée à sa cristallisation. Une analyse de stabilité du front de solidification suggère que celui-ci est instable vis-à-vis d'une instabilité morphologique qui se manifeste par la formation d'une zone biphasique où des dendrites solides coexistent avec un liquide enrichi en soluté. Du point de vue thermodynamique, cette couche biphasique pourrait s'étendre jusqu'au centre de la graine, mais il est probable que la convection thermo-solutale associée et la compaction de la matrice solide y réduisent rapidement la fraction liquide. Une seconde partie présente un dispositif expérimental de cristallisation sous forte gravité, permettant d'intensifier les phénomènes de convection liés à la cristallisation. Il y est montré que la convection thermo-solutale rétroagit fortement sur la structure de la zone dendritique, et y augmente significativement la fraction solide. Une dernière partie porte sur les mécanismes susceptibles d'être à l'origine de l'anisotropie. L'importance de l'évolution thermochimique du noyau est mis en avant. Si la graine est relativement âgée, celle-ci est stratifiée de manière stable et les mouvement verticaux y sont interdits. La déformation induite par une croissance hétérogène est focalisée dans une couche cisaillante à la surface de la graine. Si la croissance de la graine est rapide, elle a pu convecter au début de son histoire et être progressivement stabilisée par la stratification chimique.