Manifestations d'intention > NEOCRYO

Projet NEOCRYO

Renouvellement d’un magnétomètre cryogénique pour la mesure d’archives archéologiques et paléoclimatiques

Porteurs : Gwenaël Hervé (gwenael.herve@lsce.ipsl.fr) et Aline Govin (aline.govin@lsce.ipsl.fr)

Laboratoire porteur : Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE, UMR 8212 CNRS-CEA-UVSQ-Université Paris-Saclay ; Gif-sur-Yvette)

1.  Description du projet

Le projet NEOCRYO vise à renouveler le magnétomètre cryogénique du laboratoire de paléomagnétisme du LSCE adapté à la mesure de l’aimantation rémanente d’échantillons individuels de roches (coulées volcaniques principalement), de sédiments et de terres cuites archéologiques. L’étude des propriétés magnétiques de ces matériaux naturels et anthropiques a de multiples applications en sciences de la Terre et en archéologie. La mesure des aimantations rémanentes permet de reconstruire de manière absolue (coulées volcaniques et terres cuites) ou relative (sédiments lacustres et marins) la variation du champ géomagnétique depuis les dernières décennies (variation séculaire) jusqu’à la formation du système solaire. Une fois établis, ces référentiels de variation constituent un puissant outil géochronologique multi-archives (datation archéomagnétique, magnétostratigraphie). L’analyse des propriétés magnétiques des sédiments marins et continentaux permet de reconstruire les environnements modernes et passés en lien avec les variations climatiques tels que les variations passées de l’intensité de la circulation océanique profonde ou des sources continentales du sédiment détritique.

La mesure des aimantations rémanentes parfois très faibles des échantillons paléomagnétiques requiert l’utilisation de capteurs sensibles supraconducteurs nécessitant une température de 4 Kelvins. Au LSCE, les mesures sur échantillons individuels sont aujourd’hui réalisées sur un magnétomètre cryogénique acquis en 1989 où ces températures sont assurées par un réservoir d’hélium liquide rempli chaque année lors d’une opération délicate de transfert. Or l’hélium est un consommable à fort impact environnemental au prix de plus en plus prohibitif en raison de difficultés d’approvisionnement auprès des producteurs internationaux.

Le projet NEOCRYO vise à remplacer cet équipement vieillissant (36 ans) par une nouvelle génération de Superconducting Remanent Magnetometer (SRM) basée sur une technologie de cryogénération qui n’utilise pas d’hélium liquide pour atteindre une température de 4 K. Notre choix s’est porté sur le modèle 755 d’Applied Physics avec le porte-échantillon placé en position horizontale. La configuration géométrique dite à « haute homogénéité » des trois bobines SQUID est adaptée à l’analyse en globalité du vecteur d’aimantation rémanente portée par des échantillons cubiques ou cylindriques d’environ 8- 10 cm3 au maximum. Le bas bruit de fond de cet appareil permet la mesure de la large gamme d’aimantations rémanentes couverte par les échantillons paléomagnétiques courants. L’usage de la technologie sans hélium réduira l’empreinte environnementale du laboratoire en assurant des économies de consommables substantielles.

2.  Accès

Le nouvel instrument viendra renforcer le laboratoire de paléomagnétisme du LSCE qui est intégré à la plateforme PANOPLY. Les compétences techniques et humaines nécessaires pour le faire fonctionner et l’entretenir sont présentes au laboratoire. L’équipement, qui permettra d’acquérir une multitude de données pour un large éventail de questions en sciences de la Terre (paléomagnétisme, géomagnétisme, paléoclimatologie, volcanologie, géologie structurale…) et archéologiques, sera ouvert à la communauté scientifique du DIM-PAMIR.

3.  Porteurs et partenaires

Le projet NEOCRYO est à l’initiative du LSCE (équipe CliMag). Plusieurs laboratoires d’Ile-de-France membres de PAMIR sont déjà partenaires du projet : Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC), Géosciences Paris-Saclay (GEOPS), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Histoire Naturelle des Humanités Préhistoriques (HNHP). Nous serons ravis d’accueillir d’autres laboratoires partenaires ou co-porteurs.