Animateur.e.s :

Nathalie Bolfan-Casanova (DR CNRS/INSU-TS)

Rémi Champallier (IR CNRS)

12

plateformes analytiques

10.7

M€ d’équipements

364

k€/an coût de fonctionnement

23.1

ETP IT statutaires

7.4

ETP C/EC statutaires

2073

m² de laboratoire

Les instruments du réseau :

Les plateformes du réseau Pétrologie Expérimentale et Minéralogie sont fortement identifiées sur des savoir-faire expérimentaux, savoir-faire qui impliquent un environnement technique humain pour la préparation des expériences, leur réalisation, et éventuellement un apport en expertise scientifique sur les résultats.

La majorité des plateformes du réseau consiste en un ensemble d’appareils, couplant expérimentation haute pression et/ou haute température et mesures in situ, afin de reproduire les conditions naturelles allant de l’intérieur de la Terre et des planètes à celles de la nébuleuse solaire. Il est ainsi possible de faire de la spectrométrie (Raman, Infra-Rouge), des mesures de vitesses acoustiques, de résistivité électrique, de propriétés de déformation élastiques ou plastiques.

Certaines plateformes du réseau sont au contraire basées sur un outil très spécifique voire unique, mais toujours en adéquation avec le principe du couplage expérimentation-mesures.

Deux instruments nationaux (IN) sont rattachés à ce réseau : la plateforme presse multi-enclumes (laboratoire Magma et Volcans, Université Clermont Auvergne) et la plateforme de spectrométrie Raman (laboratoire de Géologie de Lyon, ENS Lyon).

Le réseau Pétrologie Expérimentale et Minéralogie produit donc des bases de données sur les propriétés des matériaux terrestres et planétaires, mais sa spécificité est aussi de pouvoir synthétiser des minéraux et roches dans des conditions pression-température-contrainte spécifiques, matériaux qui ont ensuite vocation à être analysés dans d’autres réseaux (Microscopie et micro-analyse électroniques, réseaux de spectrométrie) ou à être utilisés pour des expériences sur très grands instruments comme les sources de rayonnement X synchrotron et les sources de neutrons.

La distribution sur le territoire et le personnel affecté :

Les données produites :

Le réseau produit une grande diversité de données en minéralogie et pétrologie : spectres Raman et infra-rouge (pouvant être archivés dans la base de données européenne SSHADE hébergée par l’OSUG à Grenoble), fichiers de vitesses de propagation des ondes acoustiques, de propriétés de transport (vis-cosité, diffusivité thermique, résistivité élec-trique) et de propriétés mécaniques. Il permet aussi de synthétiser des matériaux dans des conditions T/P/X spécifiques, à l’origine de nouvelles contraintes et données thermody-namiques pour l’interprétation du système Terre et du système Solaire.
Ces données servent une communauté an-crée sur les thématiques de la Terre solide et des planètes, mais qui s’étend plus largement aux sciences des matériaux, avec des données et expérimentations souvent produites en collaboration avec des industriels.

Organisation et spécificités :

Les plateformes du réseau se caractérisent par un ensemble d’outils complémentaires (10 en moyenne) permettant de faire des expériences et des mesures à la fois in situ, i.e. à haute P et/ou haute T, et ex situ, i.e. une fois l’expérience terminée et l’échantillon récupéré.

Le transfert d’expertise est organisé dans le réseau via :

✓     les réseaux de transfert technologiques CNRS: réseau hautes pressions, réseau des mécaniciens

✓     les formations : Forstérite, workshops ESRF/FAME, formations CNRS pour entreprises (ex.: formation de 3 jours à la micro-spectroscopie Raman)

✓     une proposition est d’établir un catalogue d’experts pour répondre à une demande forte.

A noter qu’une start-up a émané sur une thématique du réseau, à savoir la synthèse de magnétite nanocristalline (HYMAG’IN, créée en 2018 à Grenoble).

Publications remarquables 2022 (Top 15 %)

Publications remarquables 2021 (Top 15 %)

Simakin, Alexander, Tamara Salova, Anastassia Y. Borisova, Gleb S. Pokrovski, Olga Shaposhnikova, Oksana Tyutyunnik, Galina Bondarenko, Alexey Nekrasov, and Sergey I. Isaenko. 2021. “Experimental Study of Pt Solubility in the CO-CO2 Fluid at Low FO2 and Subsolidus Conditions of the Ultramafic-Mafic Intrusions.” Minerals 11 (2): 225. https://doi.org/10.3390/min11020225.
Pokrovski, Gleb S., Marc Blanchard, Gaëlle Saunier, and Franck Poitrasson. 2021. “Mechanisms and Rates of Pyrite Formation from Hydrothermal Fluid Revealed by Iron Isotopes.” Geochimica et Cosmochimica Acta 304: 281–304. https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.03.006.
Pokrovski, G.S., C. Escoda, M. Blanchard, D. Testemale, J.-L. Hazemann, S. Gouy, M.A. Kokh, et al. 2021. “An Arsenic-Driven Pump for Invisible Gold in Hydrothermal Systems.” Geochemical Perspectives Letters 17: 39–44. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2112.
Pokrovski, Gleb S., Maria A. Kokh, Elsa Desmaele, Clément Laskar, Elena F. Bazarkina, Anastassia Y. Borisova, Denis Testemale, et al. 2021. “The Trisulfur Radical Ion S 3 •− Controls Platinum Transport by Hydrothermal Fluids.” Proceedings of the National Academy of Sciences 118 (34): e2109768118. https://doi.org/10.1073/pnas.2109768118.
Dorfman, Susannah M., Farhang Nabiei, Charles-Edouard Boukaré, Vitali B. Prakapenka, Marco Cantoni, James Badro, and Philippe Gillet. 2021. “Composition and Pressure Effects on Partitioning of Ferrous Iron in Iron-Rich Lower Mantle Heterogeneities.” Minerals 11 (5): 512. https://doi.org/10.3390/min11050512.
Lv, Mingda, Susannah M. Dorfman, James Badro, Stephan Borensztajn, Eran Greenberg, and Vitali B. Prakapenka. 2021. “Reversal of Carbonate-Silicate Cation Exchange in Cold Slabs in Earth’s Lower Mantle.” Nature Communications 12 (1): 1712. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21761-9.
Xu, F., N. C. Siersch, S. Gréaux, A. Rivoldini, H. Kuwahara, N. Kondo, N. Wehr, et al. 2021. “Low Velocity Zones in the Martian Upper Mantle Highlighted by Sound Velocity Measurements.” Geophysical Research Letters 48 (19). https://doi.org/10.1029/2021GL093977.
Lobanov, Sergey S., François Soubiran, Nicholas Holtgrewe, James Badro, Jung-Fu Lin, and Alexander F. Goncharov. 2021. “Contrasting Opacity of Bridgmanite and Ferropericlase in the Lowermost Mantle: Implications to Radiative and Electrical Conductivity.” Earth and Planetary Science Letters 562: 116871. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.116871.
Badro, James, Paolo A. Sossi, Zhengbin Deng, Stephan Borensztajn, Nicolas Wehr, and Frederick J. Ryerson. 2021. “Experimental Investigation of Elemental and Isotopic Evaporation Processes by Laser Heating in an Aerodynamic Levitation Furnace.” Comptes Rendus. Géoscience 353 (1): 101–14. https://doi.org/10.5802/crgeos.56.
Huang, Dongyang, Julien Siebert, and James Badro. 2021. “High Pressure Partitioning Behavior of Mo and W and Late Sulfur Delivery during Earth’s Core Formation.” Geochimica et Cosmochimica Acta 310: 19–31. https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.06.031.
Nabiei, Farhang, James Badro, Charles‐Édouard Boukaré, Cécile Hébert, Marco Cantoni, Stephan Borensztajn, Nicolas Wehr, and Philippe Gillet. 2021. “Investigating Magma Ocean Solidification on Earth Through Laser‐Heated Diamond Anvil Cell Experiments.” Geophysical Research Letters 48 (12). https://doi.org/10.1029/2021GL092446.

Publications remarquables 2020 (Top 15 %)

Kokh, Maria A., Nelly Assayag, Stephanie Mounic, Pierre Cartigny, Andrey Gurenko, and Gleb S. Pokrovski. 2020. “Multiple Sulfur Isotope Fractionation in Hydrothermal Systems in the Presence of Radical Ions and Molecular Sulfur.” Geochimica et Cosmochimica Acta 285: 100–128. https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.06.016.
Colin, A., C. Schmidt, G.S. Pokrovski, M. Wilke, A.Y. Borisova, and M.J. Toplis. 2020. “In Situ Determination of Sulfur Speciation and Partitioning in Aqueous Fluid-Silicate Melt Systems.” Geochemical Perspectives Letters, 31–35. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2020.