Doctorant en planétologie/cosmochimie (h/f)

Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant en Planétologie/Cosmochimie (H/F)
Référence : UMR5274-OLIPOC-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ST MARTIN D HERES
Date de publication : vendredi 18 avril 2025
Type de contrat : CDD Doctorant
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2025
Quotité de travail : Complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2200,00 € mensuel
Section(s) CN : 17 - Système solaire et univers lointain

Description du sujet de thèse

L’incorporation et l’évolution de l’azote depuis les environnements pré-stellaires jusqu’à la formation du système solaire, sa répartition au sein des différents corps du système solaire, et notamment l’origine de l’azote terrestre, sont très mal compris (Pontoppidan et al., 2014; Füri and Marty, 2015). Comment l’azote a-t-il été apporté lors de la formation et de la jeunesse des planètes par les planétésimaux dont les comètes et astéroïdes sont les reliques, sous quelle(s) forme(s) était cet azote ? Des découvertes récentes suggèrent que ces objets auraient pu y délivrer une quantité significative d’azote sous forme d’ammonium (NH4+, présent dans des sels, phyllosilicates, ou grains organiques) (Poch et al., 2020; Altwegg et al., 2022). Or, très peu d’études ont recherché l’ammonium dans les chondrites carbonées, les météorites les plus riches en éléments légers et ayant des compositions élémentaires les plus proches du Soleil, donc les plus primitives du point de vue de la composition élémentaire (Cloëz, 1864; Laize-Générat et al., 2024; Glavin et al., 2025). Pour améliorer notre compréhension de l’origine et de l’évolution de l’azote lors de la formation du système solaire, et des parentés entre météorites et petits corps, il est important d’étudier la présence, la quantité et l’origine de l’ammonium contenu dans ces chondrites carbonées. Entre 2021 et 2024, un travail de thèse, réalisé grâce à une collaboration transdisciplinaire entre l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG) et l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), a permis de quantifier l’ammonium et de caractériser son rapport isotopique 14N/15N dans différentes chondrites carbonées CI, CR, CM, C2-ung, obtenant plusieurs résultats prometteurs (Laize-Générat et al., 2024; Laize-Générat, 2024). Nous souhaitons poursuivre ces travaux avec une nouvelle thèse, visant à analyser non seulement des chondrites carbonées mais aussi des échantillons astéroïdaux retournés sur Terre, en particulier ceux de Bennu (Glavin et al., 2025). L’aspect novateur de ces analyses est d’établir le bilan de l’azote dans les chondrites carbonées et les échantillons retournés, c’est-à-dire la contribution de chaque phase azotée à l’azote total. De plus, les mesures du rapport 14N/15N de NH4+, NO3- ainsi que des molécules organiques solubles et insolubles révèlent les origines, évolutions, et éventuelles parentés de ces différentes phases porteuses d’azote.
Cette thèse aura pour objectifs (1) de contraindre plus précisément l’abondance, l’origine et la composition isotopique de l’azote des ions NH4+ et NO3- extraits des chondrites carbonées (CI, CM, CR, C2-ung), (2) de déterminer le bilan de distribution de l’azote au sein de ces chondrites carbonées en établissant un protocole expérimental permettant d’extraire successivement les phases porteuses de l’azote (NH4+, NO3-, molécules organiques solubles et insolubles) sur un même échantillon, puis (3) de réduire la masse nécessaire pour permettre l’analyse d’échantillons de l’astéroïde Bennu.
Les extractions des phases porteuses de l’azote par broyage, lessivage, éventuellement gel-dégel, ainsi que les analyses élémentaires et isotopiques de l’azote total et de l’azote des phases organiques par spectrométrie de masse à rapport isotopique seront effectuées à l’IPAG. Les analyses de l’abondance et de la composition isotopique de l’azote de NH4+ et NO3- seront effectuées par chromatographie ionique et spectrométrie de masse à l’IGE.

Références
Altwegg, K., et al. (2022) Abundant ammonium hydrosulphide embedded in cometary dust grains. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 516, 3900–3910. https:///10.1093/mnras/stac2440
Cloëz (1864) Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences / publiés par MM. les secrétaires perpétuels, 5. http://
Füri, E., Marty, B., 2015. Nitrogen isotope variations in the Solar System. Nature Geoscience 8, 515–522. https:///10.1038/ngeo2451
Glavin, ., et al. 2025. Abundant ammonia and nitrogen-rich soluble organic matter in samples from asteroid (101955) Bennu. Nat Astron 1–12. http:///10.1038/s41550-024-02472-9
Laize-Générat, L., et al. (2024) Nitrogen in the Orgueil meteorite: Abundant ammonium among other reservoirs of variable isotopic compositions. Geochimica et Cosmochimica Acta 387, 111–129. http:///10.1016/.2024.10.001
Laize-Generat, L., 2024. Origines et évolutions de l’azote sur les planétésimaux du système solaire : étude de la nature et de la composition isotopique des phases azotées des chondrites carbonées (These de doctorat). Université Grenoble Alpes. https:///2024GRALU036
Poch, O., et al. (2020) Ammonium salts are a reservoir of nitrogen on a cometary nucleus and possibly on some asteroids. Science 367. http:///10.1126/7462
Pontoppidan, K. M., et al. (2014) Volatiles in Protoplanetary Disks. In Protostars and Planets VI University of Arizona Press. https:///10.48550/arXiv.1401.2423

Contexte de travail


L'Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG) est une Unité mixte de recherche de l’Institut des Sciences de l’Univers (INSU) du CNRS et de l'Université Grenoble Alpes, située sur le campus de Saint-Martin d'Hères. C'est l’un des principaux laboratoires de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG). Environ 170 personnes travaillent à l'IPAG, dans plusieurs équipes scientifiques et services techniques et administratifs. Ses thèmes de recherche vont du système solaire à l’univers lointain, avec des approches alliant mesures en laboratoire, calcul intensif, observation astronomique, et instrumentation de pointe. La doctorante ou le doctorant rejoindra l'équipe Planéto au 122 rue de la piscine. Elle ou il sera encadré(e) à l’IPAG par Olivier Poch, chargé de recherche CNRS, et Lydie Bonal, astronome CNAP, respectivement co-encadrant et directrice de thèse. À l’IPAG, elle ou il bénéficiera également de l’aide de Laurène Flandinet, ingénieur d’étude. À l’IGE Joël Savarino, directeur de rechercher CNRS, contribuera à son encadrement scientifique, et les ingénieurs Nicolas Caillon et Patrick Ginot lui apporteront leur aide pour les analyses chimiques.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Ce travail comprend des risques principalement liés aux activités expérimentales en chimie. La doctorante ou le doctorant sera formé(e) aux bonnes pratiques permettant de travailler en sécurité au laboratoire, via ses encadrants et les assistants de prévention.