Spectroscopie Raman résolue en temps pour l'étude de l'habitabilité martienne

Axe 1 - Biominéralisation

doctorat d'Amaury Fau

Travail de recherche initié le 1er octobre 2016. Soutenance prévue en novembre 2019. Soutenance passée le 14 novembre 2019.

Laboratoires co-porteurs

• Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (impmc) 
  Equipe : GEOBIO
  Porteur de Projet : Olivier Beyssac
  Co-encadrant : Sylvain Bernard
• Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (impmc) 
  Equipe : PALM
  Co-encadrant : Michel Gauthier

Présentation du projet

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la mission Mars2020 de la NASA et plus précisément dans le cadre de l’instrument SuperCam construit par un consortium franco-américain dont l’IMPMC est participant. Cet instrument combine différentes méthodes d’analyses spectroscopiques à distance : la spectroscopie LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), la spectroscopie Raman et de luminescence résolue en temps ainsi que la spectroscopie infra-rouge.

Ce travail de thèse, à la fois technique et scientifique, porte sur la spectroscopie Raman et de luminescence résolue en temps et se décompose en 3 parties :

• L’étude de l’effet des tirs laser d’une analyse LIBS sur la structure des minéraux et sur leur analyse Raman,
• L’étude des phosphates de calcium (apatites), et plus précisément sur la luminescence des terres rares qu’ils peuvent contenir, y compris le temps de décroissance de celle-ci, par spectroscopie Raman et de luminescence résolue en temps,
• L’élaboration d’une base de données Raman, luminescence et infra-rouge de minéraux pertinent pour l’étude de Mars.

Schéma de la synergie des différentes techniques d’analyses spectroscopiques à distance de l’instrument SuperCam

Les publications

1. Article dans une revueAmaury Fau, Olivier Beyssac, Michel Gauthier, P-Y. Meslin, Agnes Cousin et al.
   Pulsed laser-induced heating of mineral phases: Implications for Laser-Induced Breakdown Spectroscopy combined with Raman spectroscopy
   Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, Elsevier, 2019
   Ref HAL : hal-02273480v1
2. Time-resolved Raman and luminescence spectroscopy of natural and REE-doped synthetic apatites 
   En cours d'écriture pour Chemical Geology 

Conférences et séminaires

• LPSC 2017 : Poster - Abst#1545 : Nanosecond Time-Resolved Raman and Fluorescence Spectroscopy: Insights for Mineral and Organics Characterization (co-auteur)    
• Goldschmidt 2017 : Oral - Abst#3872 : Advanced InfraRed and Raman Spectroscopy on Ca-Phosphates and Mg-Carbonates for Surface Exploration of Mars (auteur)    
• LPSC 2018 :
  1. Poster - Abst#2064 : Effect of LIBS Laser Shots on Mineral Structure and Raman Signature : Preparing for Mars2020 SuperCam Instrument (auteur)
  2. Poster - Abst#2043 : InfraRed, Time-Resolved Raman and Luminescence Spectroscopy of Carbonates : Preparing for Mars2020 SuperCam Instrument (co-auteur)  
• Mars Conf 2019 : Poster - Abst#6176 : Raman Spectroscopy for Mars Exploration: Insights from NWA 7533 Martian Breccia and Terrestrial Analogs for Jezero Lithologies (co-auteur)