Animateur.e.s :

Jérôme Aléon (DR, IMPMC-Paris)

3

plateformes analytiques

9.9

M€ d’équipements

450

k€/an coût de fonctionnement

5

ETP IT statutaires

1.1

ETP C/EC statutaires

220

m² de laboratoire

Les instruments du réseau :

Le réseau SIMS regroupe les microsondes ioniques disponibles dans la communauté des Sciences de la Terre, qui sont aussi deux Instruments Nationaux de l’INSU. Les microsondes ioniques utilisent un faisceau d’ions primaires focalisé pour pulvériser la surface de l’échantillon analysé. La matière pulvérisée est ensuite analysée dans un spectromètre de masse. Ces instruments peuvent d’une part fournir des images 3D de la composition chimique et isotopique de l’échantillon analysé, avec une résolution latérale de 50 nm et une résolution en profondeur de quelques nm. Ils peuvent d’autre part réaliser des analyses élémentaires et isotopiques précises avec une très grande sensibilité et une grande résolution spatiale. Les microsondes ioniques permettent ainsi de réaliser des mesures élémentaires et isotopiques in situ dans les échantillons géologiques, naturels ou expérimentaux, avec des résolutions spatiales allant jusqu’à 50 nm pour les NanoSIMS. Ce sont des outils indispensables pour décrire la complexité, l’histoire et l’âge de nombreux échantillons en sciences de la terre et de l’univers.

Ce réseau regroupe 2 types d’instruments. Les SIMS, avec des microsondes à petit rayon, versatiles et multi-usages, et avec des microsondes ioniques à grand rayon (ou LG SIMS, pour Large Geometry SIMS), optimisées pour des mesures de grande précision à très haute résolution de masse. Les NanoSIMS, optimisées pour l’imagerie isotopique multi-élémentaire à haute résolution spatiale. Il s’agit d’instruments lourds, coûtant plusieurs M€. Ils nécessitent un environnement spécifique et en amont l’équipement nécessaire à la préparation des échantillons et à leur cartographie avant analyse. Ce sont des instruments qui peuvent s’inscrire très durablement dans le paysage. Ainsi la microsonde ionique Cameca IMS 1270 installée à Nancy en 1996 a bénéficié d’une jouvence majeure en 2015, lui donnant un niveau de performance tout à fait semblable aux instruments neufs, après 20 ans de service.

La distribution sur le territoire et le personnel affecté :

Les données produites :

Les données produites avec ces équipements sont de deux types : des images multi-élémentaires à haute résolution 3D, qui peuvent atteindre des grandes tailles (X Go), ou des données élémentaires et isotopiques ponctuelles, de volumes réduits sous la forme de feuille de calcul. La difficulté essentielle pour pérenniser ces données est la nécessité de les accompagner de deux jeux de métadonnées, d’une part les métadonnées sur les conditions analytiques et les matériaux de référence utilisés, pour pouvoir si nécessaire retraiter les données obtenues pour les insérer dans des grands jeux de données homogènes, d’autres part les métadonnées concernant le cadre de géologique de l’analyse, c’est à dire l’origine de l’échantillon analysé, sa description pétrographique, la position du point d’analyse. Le premier jeu de métadonnée est déjà conservé systématiquement avec les fichiers d’analyse sous le contrôle des opérateurs SIMS, le second doit être imposé aux utilisateurs.

Organisation et spécificités :

Deux instruments nationaux (IN) composent ce réseau : les LG-SIMS du CRPG de Nancy et le Nano-SIMS du MNHN de Paris. Le réseau SIMS s’est défini 3 missions principales.
La première mission est d’orienter les utilisateurs vers les instruments les plus appropriés à leur besoin, sachant que les instruments nationaux ont chacun mis en place des procédures d’accueil et de sélection des projets, et de participer à la formation des utilisateurs.
La seconde mission est de partager les dévelop-pements, protocoles analytiques et les savoirs faire acquis sur les différentes plateformes, pour qu’ils puissent bénéficier à tous. Ces échanges incluent aussi les développements instrumentaux à tester ou à mettre en œuvre sur les instruments, et les échanges avec leur constructeur, que ce soit pour des développements nouveaux ou les problèmes de maintenance / jouvence des instruments.
La troisième mission est le développement de matériaux de référence pour quantifier précisément les analyses élémentaires et analytiques. En effet, une difficulté majeure des analyses in situ par microsonde ionique est la nécessité de disposer pour chaque mesure de matériaux de référence de composition identique ou tout au moins proche de celle des échantillons. Cela implique de développer des collections de matériaux de référence homogène jusqu’à de très petites échelles, et bien caractériser par d’autres méthodes analytiques. Développer une collection de standards commune aux différentes plateformes représentera des gains de temps et d’efficacité très significatifs.

Plateformes engagées :

ID_PLateformeNom de la PlateformeHébergeurVilleInstrument National
ptf_013LG-SIMS-NancyCRPG - Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques - UMR 7358NancyLG-SIMS-Nancy
ptf_054Plateforme NanoSIMSIMPMC - Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie - UMR 7590ParisPlateforme NanoSIMS
PTF_149Centre d'expertise NanoSIMSPau

Publications remarquables 2023 (Top 15 %)

Bolfan-Casanova, Nathalie, Loïs Martinek, Geeth Manthilake, Maximilien Verdier-Paoletti, and Paul Chauvigne. 2023. “Effect of Oxygen Fugacity on the Storage of Water in Wadsleyite and Olivine in H and H–C Fluids and Implications for Melting atop the Transition Zone.” European Journal of Mineralogy 35 (4): 549–68. https://doi.org/10.5194/ejm-35-549-2023.
Borghini, Alessia, Gautier Nicoli, Silvio Ferrero, Patrick J. O’Brien, Oscar Laurent, Laurent Remusat, Giulio Borghini, and Sula Milani. 2023. “The Role of Continental Subduction in Mantle Metasomatism and Carbon Recycling Revealed by Melt Inclusions in UHP Eclogites.” Science Advances 9 (6): eabp9482. https://doi.org/10.1126/sciadv.abp9482.
Deligny, C., E. Füri, E. Deloule, A.H. Peslier, F. Faure, and Y. Marrocchi. 2023. “Origin of Nitrogen on Mars: First in Situ N Isotope Analyses of Martian Meteorites.” Geochimica et Cosmochimica Acta 344: 134–45. https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.01.017.
Marrocchi, Yves, Thomas Rigaudier, Maxime Piralla, and Laurette Piani. 2023. “Hydrogen Isotopic Evidence for Nebular Pre-Hydration and the Limited Role of Parent-Body Processes in CM Chondrites.” Earth and Planetary Science Letters 611: 118151. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118151.
Neukampf, Julia, Ben S. Ellis, Tomas Magna, Oscar Laurent, and Yves Marrocchi. 2023. “Partitioning and Isotopic Fractionation of Li between Mineral Phases and Alkaline to Calc-Alkaline Melts of Explosive and Effusive Eruptions.” Chemical Geology 636: 121628. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2023.121628.
Perrière, Camille, Rémy Boulesteix, Alexandre Maître, and Alain Jalocha. 2023. “Study of Sintering Mechanisms of Ca-Doped Yttrium Aluminum Garnet Ceramics: From Nanostructure to Macroscopic Behaviour.” Journal of the European Ceramic Society 43 (2): 565–75. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.10.027.
Piani, Laurette, Kazuhide Nagashima, Noriyuki Kawasaki, Naoya Sakamoto, Ken-ichi Bajo, Yoshinari Abe, Jérôme Aléon, et al. 2023. “Hydrogen Isotopic Composition of Hydrous Minerals in Asteroid Ryugu.” The Astrophysical Journal Letters 946 (2): L43. https://doi.org/10.3847/2041-8213/acc393.
Piralla, Maxime, Johan Villeneuve, Nicolas Schnuriger, David V. Bekaert, and Yves Marrocchi. 2023. “A Unified Chronology of Dust Formation in the Early Solar System.” Icarus 394: 115427. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2023.115427.
Zandi, Peiman, Xing Xia, Jianjun Yang, Jin Liu, Laurent Remusat, Cornelia Rumpel, Elke Bloem, Beata Barabasz Krasny, and Ewald Schnug. 2023. “Speciation and Distribution of Chromium (III) in Rice Root Tip and Mature Zone: The Significant Impact of Root Exudation and Iron Plaque on Chromium Bioavailability.” Journal of Hazardous Materials 448: 130992. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130992.

Publications remarquables 2022 (Top 15 %)

Aléon, J., D. Lévy, A. Aléon-Toppani, H. Bureau, H. Khodja, and F. Brisset. 2022. “Determination of the Initial Hydrogen Isotopic Composition of the Solar System.” Nature Astronomy 6 (4): 458–63. https://doi.org/10.1038/s41550-021-01595-7.
Ciocco, Marine, Mathieu Roskosz, Béatrice Doisneau, Olivier Beyssac, Smail Mostefaoui, Laurent Remusat, Hugues Leroux, and Matthieu Gounelle. 2022. “Impact Dynamics of the L Chondrites’ Parent Asteroid.” Meteoritics & Planetary Science 57 (4): 759–75. https://doi.org/10.1111/maps.13793.
Jegal, Yujin, Catherine Zimmermann, Laurie Reisberg, Delphine Yeghicheyan, Christophe Cloquet, Chantal Peiffert, Marie Gerardin, Etienne Deloule, and Julien Mercadier. 2022. “Characterisation of Reference Materials for In Situ Rb‐Sr Dating by LA‐ICP‐MS / MS.” Geostandards and Geoanalytical Research 46 (4): 645–71. https://doi.org/10.1111/ggr.12456.
Laurent, B., L. Remusat, J.-C. Viennet, R. Brunetto, L. Binet, M. Holin, M. Ciocco, C. Bouvier, A. Brunelle, and S. Bernard. 2022. “Reservation of the Isotope Signatures in Chondritic IOM during Aqueous Alteration.” Geochemical Perspectives Letters 23: 28–32. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2233.
Marin-Carbonne, J., M.-N. Decraene, R. Havas, L. Remusat, V. Pasquier, J. Alléon, N. Zeyen, et al. 2022. “Early Precipitated Micropyrite in Microbialites: A Time Capsule of Microbial Sulfur Cycling.” Geochemical Perspectives Letters 21: 7–12. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2209.
Rudraswami, N.G., M.D. Suttle, Y. Marrocchi, S. Taylor, and J. Villeneuve. 2022. “In-Situ O-Isotope Analysis of Relict Spinel and Forsterite in Small (<200 Μm) Antarctic Micrometeorites – Samples of Chondrules & CAIs from Carbonaceous Chondrites.” Geochimica et Cosmochimica Acta 325: 1–24. https://doi.org/10.1016/j.gca.2022.03.015.
Tumiati, S., S. Recchia, L. Remusat, C. Tiraboschi, D. A. Sverjensky, C. E. Manning, A. Vitale Brovarone, A. Boutier, D. Spanu, and S. Poli. 2022. “Subducted Organic Matter Buffered by Marine Carbonate Rules the Carbon Isotopic Signature of Arc Emissions.” Nature Communications 13 (1): 2909. https://doi.org/10.1038/s41467-022-30421-5.

Publications remarquables 2021 (Top 15 %)

Publications remarquables 2020 (Top 15 %)

Piani, L., Y. Marrocchi, T. Rigaudier, L.G. Vacher, D. Thomassin, and B. Marty. 2020. “Earth’s Water May Have Been Inherited from Material Similar to Enstatite Chondrite Meteorites.” Science 28 (6507): 1110–13. https://doi.org/DOI: 10.1126/science.aba1948.