Etude experimentale sous hautes pression et temperature des courbes de fusion de l'hydrogene, l'eau, l'helium et l'argon

par FREDERIC DATCHI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Paul Loubeyre.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La fusion est une transition de phase importante car elle met en concurrence deux phases, solide et liquide, dont les comportements physico-chimiques peuvent etre tres differents sous pression. L'etude de la fusion dans les systemes simples tels que ceux choisis dans cette these est particulierement pertinente car ce sont les systemes les plus facilement modelisables, et par consequent les plus aisement comparables aux predictions theoriques. Pour realiser les experiences decrites dans cette these, un nouveau dispositif pour la generation de hautes pressions et hautes temperatures a ete developpe : la cellule a enclumes de diamant en ceramique et le joint chauffant. Cet appareillage est particulierement bien adapte a l'etude des gaz car il associe une bonne stabilite mecanique a une bonne stabilite thermique, ces deux parametres etant necessaires pour realiser des mesures fines de transitions de phases. Une metrologie originale pour la mesure precise et in-situ des conditions p-t a ete utilisee, dont le principe repose sur l'utilisation conjointe de deux jauges de luminescence, le rubis et le borate de strontium dope au samarium (srb#4o#7 : sm#2#+). De nombreuses experiences ont ete realisees afin de determiner les courbes de fusion de l'argon, l'helium, l'hydrogene et l'eau, dans un domaine de temperature situe entre 300 et 750 k avec une precision de l'ordre de 1%. Les resultats obtenus pour chacun des ces systemes sont decrits et discutes a partir des precedentes determinations experimentales ou analyses theoriques proposees dans la litterature. En particulier, nous avons observe que la pente de la courbe de fusion de l'helium decroit plus rapidement que ne le laissait prevoir l'extrapolation des mesures precedentes, ce que nous avons pu relier, a partir d'un modele qualitatif, a la forme en exponentielle de la partie repulsive du potentiel de paire. L'etude de l'hydrogene est plus difficile du fait de la haute reactivite de cet element, ce qui a limite nos experiences a 15 gpa et 530 k. Neanmoins, l'evolution observee de la courbe de fusion a permis de suggerer la presence d'un maximum sur la courbe de fusion autour de 128 gpa et 1100 k. Enfin, dans l'eau, nous avons obtenu une nouvelle determination de la courbe de fusion de la glace vii qui differe largement des precedentes au-dessus de 550 k.


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Informations

  • Détails : 144 P.
  • Annexes : 207 REF.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 1997 642
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1997
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