– DiUP

Ce projet se concentre sur l'étude de dislocations dans les minéraux de la terre profonde. Les dislocations sont au coeur du comportement plastique des cristaux et du développement d'orientations préférentielles et d'anisotropie dans les polycristaux déformés. Jusqu'à maintenant, aucune technique ne permettait de les étudier directement et in-situ dans les minéraux de haute pression. Avec ce projet, nous voulons développer de nouvelles techniques numériques et expérimentales pour résoudre ce problème. - - La compréhension du comportement plastique des matériaux de la terre profonde est particulièrement important puisque c'est l'un des paramètres clés de la géodynamique. De plus, le flux plastique de matériaux en profondeur transforment le manteau et la graine du noyau en milieux élastiquement anisotrope. Cette anisotropie est observée en sismologie et est notre seule source directe d'information sur les mouvements de matière dans les profondeurs de la terre. Du point de vue de la minéralogie physique, la plasticité est un phénomène complexe et multi-échelle. Au niveau atomique, la plasticité peut s'interpréter et se modéliser en termes de mobilité et d'interactions entre défauts. A l'échelle mésoscopique, le cristal, la déformation plastique correspond au glissement et à l'interaction entre de nombreuses dislocations. Enfin, pour le polycristal, la déformation se modélise par une combinaison d'interaction aux joints de grains et de lois de comportement déduites des modèles mésoscopiques. - - Les études de dislocations dans les minéraux du manteau supérieur ont connues d'énormes progrès avec l'utilisation d'appareils de déformation et de techniques d'imagerie telles de que la microscopie électronique. Malheureusement, ces techniques ne sont que rarement applicables aux minéraux de grande profondeur qui ne peuvent être trempés ou préparés pour la microscopie. Nous voulons ainsi résoudre ce problème en développant de nouvelles techniques expérimentales basés sur les facteurs de contrastes obtenus dans l'analyse fine des profils de pics obtenus en diffraction. Cette méthode peut être utilisée pour caractériser directement les propriétés et densités de dislocations au sein d'un matériaux par diffraction de rayons X mais son utilisation reste confidentielle et elle n'a pas été utilisée in-situ, sous pression. Dans ce projet, nous voulons adapter cette technique pour une utilisation in-situ en cellule diamant et suivre l'évolution de la nature et des densités de dislocations dans des minéraux de haute pression déformés comme la perovskite silicatée, la post-perovskite, la magnésiowüstite, la stishovite, ou encore le fer dans sa phase hexagonale compacte. - - D'un point de vue théorique, nous dériverons des modèles de mobilité de défauts à l'aide d'une description atomique des coeurs de dislocations en utilisant des modèles ab-initio. Ces modèles seront étendus à l'échelle mésoscopique grâces aux méthodes de dynamique des dislocations puis l'échelle macroscopique en se basant sur des techniques plus classiques comme les éléments finis ou les codes visco-plastiques. - - Ce projet combine la mise au point de techniques expérimentales et numériques permettant une nouvelle description des dislocations au sein des minéraux de haute pression. Nous pourrons ainsi présenter une nouvelle approche du comportement plastique et du développement d'anisotropie dans la terre profonde. ...