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THÈSE - Diffusion du plomb dans la monazite

plomb dans la monazite
Gardes, Emmanuel
Sous la direction du :  Montel, Jean-Marc . Jaoul, Olivierlaboratoire/Unité de recherche : Laboratoire des Mécanismes et Transferts en Géologie (LMTG) ; Observatoire Midi-Pyrénées
Mots-clés libres : Monazite - Diffusion - Plomb - Géochronologie U,Th,Pb - Température de fermeture - RBS - MET - FIB.
Sujets : Sciences de la terre

TABLE DES MATIERES  


I. INTRODUCTION  

I.1. La monazite  

I.2. Les radioactivités de l’uranium et du thorium  

I.2.1. Les différents types de radioactivité
I.2.2. La loi d’émission radioactive
I.2.3. Les chaînes de désintégration de l’uranium et du thorium  

I.3. La géochronologie  

I.3.1. La méthode Concordia
I.3.2. Les défaillances des systèmes chronologiques
I.3.3. Les analyses ponctuelles  

I.4. La diffusion atomique à l’état solide  

I.4.1. Les défauts
I.4.1.1. Les défauts ponctuels
I.4.1.2. Les défauts lineaires et bidimensionnels
I.4.2. Les mécanismes de diffusion
I.4.2.1. Les mécanismes d’échanges
I.4.2.2. Les mécanismes faisant intervenir les défauts
I.4.3. Le coefficient de diffusion
I.4.4. Les lois de Fick
I.4.5. Les divers types de diffusion
I.4.6. Les équations phénoménologiques
I.5. La problématique
I.6. Nos expériences
II. LES TECHNIQUES D’ANALYSE   

II.1. La diffraction X  II.2. La microscopie électronique à balayage  II.3. La profilomètrie topographique  II.4. La microsonde électronique  II.5. La spectrométrie par rétrodiffusion Rutherford  

II.5.1. Intérêt
II.5.2. Principe
II.5.2.1. Le facteur cinématique
II.5.2.2. Le pouvoir d’arrêt
II.5.2.3. Le spectre RBS
II.5.3. Exemples de spectres théoriques
II.5.4. Quelques limitations
II.5.4.1. L’empilement
II.5.4.2. La statistique de comptage
II.5.4.3. La résolution
II.5.4.4. La rugosité
II.5.4.5. Le recouvrement des signaux des éléments lourds
II.5.4.6. La canalisation
II.5.5. Les conditions d’utilisation  

II.6. La microscopie électronique en transmission  

II.6.1. Intérêt
II.6.2. Principes
II.6.2.1. Le FIB
II.6.2.2. L’imagerie STEM
II.6.2.3. L’analyse EDX
II.6.2.4. La diffraction CBED
II.6.3. Quelques limitations
II.6.3.1. Le comptage EDX
II.6.3.2. La dérive de la feuille FIB
II.6.4. Les conditions d’utilisation  

III. L’ECHANGE Pb2+ + Th4+ Û 2 Nd3+  

III.1. Protocole expérimental
III.1.1. Préparation des poudres
III.1.1.1. Synthèse par coprécipitation
III.1.1.2. Synthèse par voie sèche
III.1.1.3. Analyses
III.1.2. Préparation des cristaux
III.1.3. Elaboration des couches minces
III.1.3.1. Principe du pulvérisateur radiofréquence
III.1.3.2. Réglages
III.1.3.3. Histoire du choix et de l’élaboration de la source diffusante
III.1.4. Recuits de diffusion
III.2. Résultats
III.2.1. Epaisseur de la couche mince
III.2.2. Composition de la couche mince
III.2.2.1. Après pulvérisation radiofréquence
III.2.2.2. Après recuit
III.2.3. Morphologie de la couche mince
III.2.3.1. Après pulvérisation radiofréquence
III.2.3.2. Après recuit
III.2.4. Structure de la couche mince
III.2.4.1. MET
III.2.4.2. RBS
III.2.5. Extraction des diffusivités
III.2.5.1. MET
III.2.5.1.1. Modélisation
III.2.5.1.2. Résultats
III.2.5.1.3. Incertitudes
III.2.5.2. RBS
III.2.5.2.1. Modélisation
III.2.5.2.2. Résultats
III.2.5.2.3. Incertitudes
III.3. Discussion
III.3.1. Comparaison entre MET et RBS
III.3.2. Evolution de la couche mince au cours des recuits
III.3.3. Le coefficient d’interdiffusion  

IV. L’ECHANGE Pb2+ Û Ca2+  

IV.1. Protocole expérimental
IV.1.1. Préparation des poudres
IV.1.2. Préparation des polycristaux
IV.1.3. Recuits de diffusion
IV.2. Résultats
IV.3. Discussion
IV.3.1. Le coefficient d’interdiffusion
IV.3.2. Perspectives
V. DISCUSSION  

V.1. Comparaison des échanges Pb2+ + Th4+ Û 2 Nd3+ et Pb2+ Û Ca2+  

V.2. Comparaison avec les expériences précédentes
V.2.1. Diffusion du plomb dans la monazite
V.2.2. Diffusion du plomb dans les autres minéraux  

V.3. Extrapolation aux conditions naturelles  V.4. Quantification de la remise à zéro  

V.4.1. Perte de plomb
V.4.1.1. Perte totale
V.4.1.2. Perte au centre du grain
V.4.2. Températures de fermeture
V.5. Confrontation au cas naturel
V.5.1. Les profils de diffusion
V.5.2. Le cas général
VI. CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
ANNEXE : PUBLICATION
ABSTRACT  


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Ditulis oleh: younes younes - samedi 3 novembre 2012

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