Condensation expérimentale de gaz silicatés : application à la formation des premiers minéraux du système solaire et des poussières interstellaires

par Alice Aléon-Toppani

Thèse de doctorat en Cosmochimie expérimentale

Sous la direction de François Robert et de Guy Libourel.

Soutenue en 2004

à Paris, Muséum national d'histoire naturelle , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris) .

Le président du jury était Hugues Leroux.

Le jury était composé de Herbert Palme.

Les rapporteurs étaient Louis d' Hendecourt, Roger H. Hewins.

mots clés

• Météorites
• Étoiles -- Formation
• Cosmochimie
• Silice
• Nébuleuses
• Hautes températures

Résumé

Au cours de cette thèse, un nouvel appareillage a été développé afin de réaliser des expériences de condensation (10-3 bar, 25ʿC-1300ʿC) de gaz silicatés. Cette étude montre que la condensation hors-équilibre à 25ʿC d'un gaz silicaté (Ca, Al, Mg, Si) en présence de vapeur d'eau et de CO2 mène à la formation de carbonates amorphes au sein d'une matrice silicatée amorphe de même composition chimique que le gaz. Nous proposons que ce type de condensation puisse avoir lieu dans certains environnements stellaires, tels que les nébuleuses planétaires. D'autre part, cette étude montre que la condensation haute-température (T<1300ʿC) d'un gaz silicaté permet la formation directe de cristaux. La condensation résulte en un appauvrissement du gaz en éléments réfractaires à haute température. Ces résultats suggèrent que des grains cristallins peuvent être formés par condensation à haute-température dans les environnements circumstellaires

Titre traduit

Experimental condensation of silicate gases: application to the formation of the first minerals of the solar system and of interstellar dust particles

Résumé

During this Ph-D, a new apparatus was developed to perform condensation experiments of silicate gases (10-3 bar, 25ʿC-1300ʿC). This study has shown that non-equilibrium condensation of silicate gases (Ca, Al, Mg, Si) at 25ʿC in presence of gaseous water and CO2 yields formation of hydrated amorphous carbonates within an amorphous silicate matrix with a composition similar to that of the gas. We propose that this type of condensation could occur in favourable environments, such as planetary nebulae. Furthermore, this study shows that high-temperature condensation (T<1300ʿC) of silicate gas yields direct formation of crystals. The condensation results in a depletion of the gas in refractory elements at high temperature. These results suggest thus that crystalline grains can be formed by high-temperature condensation in circumstellar environments