Projets

Le LAPA mutualise entre l’IRAMAT et le NIMBE un plateau technique de plusieurs instruments analytiques de recherche ayant également vocation à accueillir des personnels d’autres laboratoires du périmètre francilien Le MEB est un équipement clé dans ce plateau analytique. Outre ses caractéristiques intrinsèques pour l’imagerie électronique à relativement fort grossissement, il est équipé d’un système EDX couplé qui permet la détection automatisée de particules ou de zones spécifiques (par contraste chimique ou d’électrons rétrodiffusés). Cette caractéristique permet le dosage en très grande série (jusqu’à plusieurs milliers par objets) des micro inclusions piégées dans les métaux du patrimoine ou l’étude ultrarapide et statistique d’hétérogénéités dans les différentes parties de ce système hétérogène que constitue le métaux anciens (en incluant leurs produits de corrosion). Afin de maintenir opérationnelles, les chaines opératoires des méthodologies de détermination de la provenance et de datation des métaux ferreux, mais également d’offrir un appareil optimisé pour l’analyse des métaux et de leurs produits d’altération est envisagée l’acquisition d’un nouvel équipement : un MEB haute résolution à émission de champ (FEG), avec chambre large et un système EDS haute performance (détecteur à large fenêtre) permettant l’analyse rapide et automatisée multi champs avec détection et analyse des particules.

Nous proposons de construire le premier exemplaire d’un spectromètre laser utilisant une nouvelle approche instrumentale (OCR-CRDS : Optical-Clock Referenced Cavity Ring-Down Spectroscopy) pour mesurer précisément la composition isotopique du CO2 « en cinq dimensions » (δ13C, δ18O, Δ17O, Δ47, Δ48) avec une sensibilité et une precision inégalées, via la mesure du spectre d’absorption infra-rouge, dans une région (λ ≈ 2 μm) cent fois plus absorbante que celle (λ ≈ 1,6 μm) utilisée actuellement pour mesurer (δ13C, δ18O, Δ17O) par VCOF-CRDS (V-Cavity Optical Feedback Cavity Ring-Down Spectroscopy). Cet instrument unique au monde permettra ainsi de cibler une large gamme d’applications paleo-environnementales et (hydro/bio)-géochmiques allant des échelles de temps archéologiques (100 à 10 000 ans) à géologiques (10 000 ans –> 500 millions d’années). Il sera ouvert à la communauté scientifique nationale et internationale à travers la plateforme analytique PANOPLY, et viendra renforcer le pôle de recherches « isotopie laser » que le LSCE met en place depuis plusieurs années.

La caractérisation de la proche surface de manière non destructrice permet de comprendre la structure du sous-sol et des processus hydro-géologiques passés et actuels à l’origine . Les méthodes géophysiques permettent de caractériser non destructivement le sous-sol au travers de proxy tels que la conductivité électrique, qui est sensible au matériel géologique, sa teneur en eau, et la minéralisation de l’eau. Elles sont utilisées dans de nombreux domaines, que ce soit en géologie, hydrologie/hydrogéologie, géomorphologie et archéologie. Le projet UbiquiToRE a pour vocation d’acheter un résistivimètre de terrain pour imager le sous-sol au travers de profils de tomographie de résistivité électrique dans de nombreux contextes associés à des thématiques de recherches variées : imagerie du pergélisol-couche active, identification des zones riches en sulfures, imagerie de failles pour des remontées de gaz, caractérisation de la teneur en eau du sol disponible pour les arbres, imagerie de dépôts alluvionnaires en contexte de hautes latitudes. Le projet UbiquiToRE au travers des nombreuses applications qu’il propose, souhaite effectuer des synergies avec le maximum de projets de recherche possibles afin de démocratiser au maximum l’utilisation de méthodes géophysiques. Au-delà de l’aspect recherche, le projet UbiquiToRE a une forte composante pédagogique, car une centaine d’étudiants.es répartis sur 7 U.E.s de la Licence au Master sont directement concernées par cet instrument.

Le projet GAMMAP vise à l’acquisition d’un détecteur de dernière génération dédié à la spectrométrie gamma très bas bruit de fond. Cette technique permet d’analyser les activités en radionucléides naturels et artificiels dans différents types d’échantillons (ex. sols, matières en suspension, sédiments lacustres ou fluviatiles) à des fins de datation (depuis le début du XXe siècle), de caractérisation des sources ou de quantification des contaminations naturelles et/ou artificielles. Elle permet ainsi de caractériser les (paléo-)environnements. Cette technique non destructive peut aussi permettre de dater des séquences de guano de chauve- souris prélevées dans des grottes ou des stalagmites enregistrant l’historique des pollutions, lui conférant une applicabilité à une vaste gamme d’échantillons patrimoniaux anciens et environnementaux. Parmi les radionucléides analysés par spectrométrie gamma, on notera la quantification de l’activité en 137Cs, radioisotope artificiel dont les émissions dans l’environnement ont débuté après la seconde guerre mondiale. Le plomb-210 (210Pb), radioisotope naturel, permet, quant à lui, de dater des échantillons patrimoniaux anciens et environnementaux au cours du dernier siècle (à partir de ~1900). D’autres radionucléides (comme l’alu- minium-26 – 26Al et le sodium-22 – 22Na) permettent également d’identifier des matières d’origine extra- terrestre. Ce détecteur de dernière génération sera installé dans la salle dédiée du LSCE sur le Plateau de Saclay. Ce projet permettra l’accès aux conditions d’analyse adaptées aux échantillons environnementaux et patrimoniaux aux partenaires franciliens.

L’étude des propriétés de photoluminescence des matériaux anciens fournit des informations précieuses pour déterminer leur composition, et étudier les processus d’altération. La photoluminescence est une technique très sensible, qui se révèle souvent complémentaire d’autres méthodes analytiques utilisées en sciences du patrimoine. Les laboratoires PPSM et IPANEMA ont ainsi développé une activité de recherche autour des propriétés de luminescence de matériaux anciens, notamment des peintures historiques et des échantillons fossiles, très originale à l’échelle de la communauté française des sciences du patrimoine. Cette activité s’appuie à l’heure actuelle sur le parc instrumental du PPSM et sur des prototypes d’imagerie en émission excitation développés à IPANEMA. Le projet ALUMMAP vise à acquérir un spectrofluorimètre à haute sensibilité qui viendra remplacer le fluorimètre actuel du PPSM, arrivé en fin de vie. L’objectif est de disposer d’un fluorimètre de haute sensibilité, avec un détecteur performant de l’UV au proche IR, pouvant discriminer les phénomènes de fluorescence et de phosphorescence, et permettant à la fois l’analyse d’échantillons modèle (solutions, films minces) et d’échantillons réels massifs grâce à un système de fibres optiques. Cet instrument permettra d’une part une analyse précise d’échantillons complexes car contenant de multiples chromophores avec des hétérogénéités multi échelle. D’autre part, il permettra la collecte de données calibrées en excitation et en émission, qui serviront à leur tour à la calibration des prototypes développés à IPANEMA.

L’analyseur de carbone dissous demandé permettra de quantifier le carbone organique dissous (COD) composant principal des matières organiques dissoutes (MOD) des sols, rivières, lacs ou eaux souterraines, i.e. la MO de taille inférieure à 0,45 µm par convention. Il permettra également de quantifier la fraction inorganique dissoute du carbone dans les eaux et les solutions, i.e. le carbone inorganique dissous (CID). Le projet d’achat est motivé par la nécessité de pouvoir quantifier ces paramètres dans les eaux de surface et souterraines ainsi que dans les sols pour mieux comprendre : 1) la dégradation des peintures pariétales dans les grottes sujettes aux vermiculations ; 2) l’écologie microbienne et la formation de microbialites dans les écosystèmes continentaux ; 3) la libération du COD au cours de la fonte du pergélisol participant au changement climatique et 4) les interactions entre les matières organiques dissoutes et les contaminants environnementaux dans les systèmes miniers anciens et leurs relations avec les remédiations. Cet équipement intègrera la plateforme PANOPLY, au sein du pôle géochimie, et sera localisé à GEOPS.

L’altération des peintures murales dépend en particulier des conditions de conservation de la peinture, son degré d’exposition à la chaleur, à l’humidité, aux agents polluants et à la lumière naturelle ou artificielle. Le projet de stage sera donc de mettre en place une étude de vieillissement artificiel de peintures modèles (protéine liantes appliquées sur un support inerte) en présence ou non de différents pigments, à différents degrés d’humidité et de température. Les protéines contenues dans ces échantillons seront ensuite traitées en adaptant la méthode mise au point au laboratoire, car la présence des pigments pourrait avoir une influence sur le vieillissement des liants et perturber l’hydrolyse de la protéine par la trypsine. Les extraits seront ensuite analysés par la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem pour mettre en évidence une éventuelle modification des protéines. Les cinétiques de dégradation de plusieurs protéines liantes associées à différents pigments minéraux sera étudiée, en particulier celles des caséines du lait et de l’ovalbumine dont l’analyse est déjà établie au laboratoire, mais également celles de la vitellogénine et du collagène.

Certaines peintures modernes à l’huile du milieu du XXe, notamment celles de la Seconde École de Paris, présentent un phénomène de ramollissement de la couche picturale. Observées depuis les années 1990, ces altérations se manifestent par l’apparition d’empâtements mous, des surfaces poisseuses ou encore des exsudations de liant et compromettent à la fois la stabilité matérielle et la lisibilité visuelle des œuvres. Les mécanismes physico-chimiques à l’œuvre et l’implication de facteurs tels que conditions de séchage ou l’usage de siccatifs restent encore mal compris. Dans le cadre du stage, deux approches complémentaires seront mises en œuvre pour l’étude de ce phénomène. La première vise à enrichir le corpus d’échantillons modèles de peinture à l’huile en affinant les paramètres variables (conditions de séchage, épaisseur des couches, proportion et type de siccatif) dans le but de créer de l’instabilité ou hétérogénéités. Ces modèles permettront d’évaluer la cinétique des premiers stades d’oxydation et de polymérisation des films de peinture en surface et à cœur avec un suivi par spectroscopie infrarouge (OPT-IR ou IR-TF). La seconde approche consistera à analyser un corpus de fragments historiques du triptyque (Sans titre, 1969) de Joan Mitchell conservé au musée de Brou. Cette étude permettra de mieux caractériser la technique picturale de l’artiste et la matérialité de cette œuvre majeure, à l’aide d’analyses élémentaires (XRF/MEB-EDX) complétées éventuellement par du XAS et XRD, et de spectroscopie infrarouge (IR-TF) pour les matériaux organiques.

Aujourd’hui, la Warm Pool indo-pacifique représente une vaste étendue océanographique caractérisée par des valeurs de température de surface de la mer (SST – Sea Surface Temperature) constamment supérieures à 28 °C, et est souvent considérée comme l’un des moteurs thermiques de notre planète. Le 5ᵉ rapport du GIEC a reconnu le rôle critique de l’océan Indien oriental dans le climat mondial et a classé cette région parmi les principaux « points chauds » climatiques. La reconstitution des températures océaniques de l’océan Indien au cours des périodes dites greenhouse, comme le Paléogène, est donc primordiale pour notre compréhension des changements climatiques actuels. Cependant, malgré l’importance de cette région dans la régulation du système climatique depuis le début du Cénozoïque, peu de reconstitutions de température sont disponibles pour cet océan durant le Paléogène. Ce manque de données s’explique par les nombreux défis méthodologiques qui compliquent la reconstitution de températures océaniques fiables pendant les périodes greenhouse. À travers ce stage, nous proposons d’étudier les sédiments du site ODP 763. Nous utiliserons le signal géochimique porté par les coccolithes afin de générer de nouvelles valeurs de SST. La microstructure monocristalline, sans porosité, de ces organismes les rend exceptionnellement résistants à la dissolution ; ils conservent ainsi un excellent état de préservation, même au cours des périodes greenhouse. Ces mesures de SST seront associées à l’estimation des températures océaniques de subsurface et de fond (foraminifères planctoniques et benthiques), afin de reconstituer la stratification thermique de l’océan Indien en période chaude. Collectivement, ces nouvelles données permettront d’améliorer notre compréhension de l’évolution climatique de cette période, ainsi que de la réponse des différentes faunes marines à ces changements climatiques majeurs.

Les Rencontres Franciliennes de Mécanique (RFM) sont organisées chaque année par la Fédération Francilienne de Mécanique (F2M). Cette année, les RFM2025 ont pour objectif de dresser un état des lieux des apports de la mécanique des matériaux, des structures et des procédés à la préservation de notre patrimoine culturel. Ces rencontres se dérouleront sur deux journées le 3 et 4 juillet 2025: la première sera consacrée au patrimoine muséal, la seconde au patrimoine architectural. La première demi-journée portera sur les contributions de la mécanique aux processus de conservation des œuvres muséales : étude du comportement thermo-hygro-mécanique des panneaux de bois, problématiques liées aux vibrations dans les musées, instrumentation et modélisation de tableaux et de textiles anciens. La seconde demi-journée sera dédiée aux études acoustiques des instruments de musique, en lien avec des problématiques de reconstitution ou de compréhension de leur fonctionnement. La deuxième journée sera entièrement consacrée au patrimoine architectural. La matinée sera dédiée au chantier de Notre-Dame, où quatre domaines disciplinaires seront mis à l’honneur : la mécanique des structures maçonnées, de la charpente, des éléments métalliques et des vitraux de la cathédrale. Enfin, la dernière demi-journée portera sur les matériaux anciens du patrimoine et les méthodes d’instrumentation pour le suivi de l’état de santé du bâti ancien.

L’art rupestre est une forme universelle d’expression humaine dans le monde entier, les premières formes de comportement symbolique remontant lointain dans l’histoire de l’humanité. Il continue d’être l’une des formes les plus importantes en raison de l’universalité de l’utilisation des matières colorantes pour exprimer des perspectives culturelles. Dans de nombreuses régions du monde, y compris en France et en Australie, l’art rupestre est un moyen de comprendre notre histoire lointaine collective, nos connaissances dans le présent et d’identifier les questions de recherche clés pour l’avenir, y compris en ce qui concerne l’interprétation culturelle et l’analyse scientifique. La préservation de ce patrimoine culturel est encore plus essentielle compte tenu de la vulnérabilité de l’art rupestre dû au changement climatique et autres événements catastrophiques ainsi que les effets humains. Dans de nombreux sites, il ne reste que des traces de pigments ce qui menace la préservation de ces sites jusqu’à leur anéantissement complet et la perte des liens culturels. Par conséquent, des méthodes analytiques appropriées pour l’étude des pigments vulnérables de l’art rupestre nécessitent des approches non invasives et non destructives, afin de les protéger davantage. Les pigments de l’art rupestre correspondent à des couches complexes de liants et de pigments appliqués au fil du temps, et dans certains cas dans des endroits éloignés. Par conséquent, toute approche analytique doit être sensible, robuste et portable ou ne nécessiter que de très petits volumes d’échantillonnage. L’un des principaux résultats du projet sera une évaluation et un examen approfondis de l’analyse non invasive des pigments vulnérables de l’art rupestre. Ces résultats constitueront la base d’un examen clé de l’état scientifique des approches visant détecter des traces de pigments sur un site d’art rupestre et de l’élaboration de méthodes scientifiques appropriées. Un aspect fondamental de ce projet est de renforcer les partenariats interdisciplinaires avec les propriétaires traditionnels, les archéologues, les scientifiques, les chercheurs en début de carrière et les étudiants, qui collaborent sur des questions de recherche communes.

A l’échelle globale, la transition Jurassique – Crétacé est classiquement décrite dans la littérature scientifique comme une période de crise biologique qui voit notamment se produire un renouvellement faunique important des écosystèmes continentaux. Toutefois, cette transition s’accompagne également d’une importante régression marine, un contexte géologique moins propice à la préservation des faunes et des flores. Autrement dit, la crise biologique observée pourrait être au moins pour partie artéfactuelle, puisqu’elle découlerait de la rareté des gisements continentaux datés du début du Crétacé par rapport à ceux plus abondants de la fin du Jurassique. A cet égard, la région des Charentes (nord du Bassin aquitain) est particulièrement intéressante puisqu’elle abrite en son sous-sol des gisements paléontologiques qui datent à la fois de la fin du Jurassique et du début du Crétacé. Ceux de Chassiron (Charente-Maritime), Cherves-de-Cognac (Charente) et Angeac-Charente (Charente) ont tous les trois livré des faunes continentales de vertébrés abondantes et diversifiées. Les différents travaux de datation menés jusqu’à présent indiquent que le gisement d’Angeac-Charente serait légèrement plus jeune que le gisement de Cherves-de-Cognac daté du Crétacé basal (Berriasien, 143 millions d’années), lui-même plus jeune que le gisement de Chassiron daté du Jurassique terminal (Tithonien, 150 millions d’années). Ces trois gisements paléontologiques représentent donc une succession temporelle clé pour comprendre comment ont évolué les écosystèmes continentaux de la bordure nord-aquitaine autour de la limite Jurassique – Crétacé. Toutefois il existe encore des incertitudes quant à la datation exacte de ces trois gisements. Le projet ÉcoCLimat a pour objectif de mieux contraindre chronologiquement la succession temporelle de ces trois gisements par des datations robustes et de caractériser finement leur paléoenvironnement, leur paléogéographie et leur paléoclimat afin de retracer l’évolution des écosystèmes continentaux au cours de la transition Jurassique – Crétacé.

Préparés à partir de peaux animales, les parchemins sont constitués essentiellement de fibres de collagène et sont sensibles à divers facteurs d’altération, principalement l’eau (hydrolyse) et la chaleur (oxydation). Un défi crucial pour définir des traitements ou des conditions de conservation adaptées est de déterminer l’état de conservation du collagène de manière non invasive et ainsi prévenir une dégradation irrémédiable du parchemin, la gélatinisation. Le but de ce projet est de mesurer et caractériser les modifications physico‐ chimiques et morphologiques du collagène en fonction des conditions de température et d’humidité et de comprendre leurs origines. Notre approche est basée sur la microscopie optique non‐linéaire, technique non invasive à l’échelle micrométrique pour caractériser l’état de conservation du collagène sous forme fibrillaire. En parallèle, des techniques d’analyse infrarouge multi‐échelle apportent un suivi des altérations du point de de vue chimique. L’enjeu principal de ce projet est de faire le lien à la fois entre les différentes échelles sondées (du nanomètre au micromètre) et les différents signaux physico‐chimiques collectés. Les connaissances nouvelles apportées sur l’altération du collagène au sein des parchemins permettront à terme une interprétation plus fine des observations avec des techniques plus conventionnelles utilisées en conservation‐restauration, telles que l’observation de fibres sous loupe binoculaire ou par platine chauffante (MHT, Micro Hot Table).

Le musée national de la Renaissance au château d’Écouen conserve plusieurs milliers de fragments archéologiques de terre cuite et de plâtre provenant de l’atelier parisien du célèbre céramiste de la Renaissance Bernard Palissy (1510-1590), fouillé dans les années 1980. Installé au jardin des Tuileries à partir de 1565, il travaille à la création d’une grotte artificielle pour Catherine de Médicis, après avoir œuvré à un premier projet pour le connétable Anne de Montmorency. L’innovation majeure de ces constructions réside d’une part dans le matériau employé, la terre cuite glaçurée, d’autre part dans son répertoire dit de “rustiques figulines”, mêlant les représentations naturalistes d’animaux, de végétaux et de minéraux moulés sur nature. Le musée du Louvre financera, dans les mois précédents le post-doctorat, la numérisation 3D d’une sélection de fragments représentative des divers éléments constitutifs des grottes de Palissy. Dans le cadre du post-doctorat, ces données numériques seront traitées puis mises à la disposition de la communauté scientifique, par le biais d’un site web sémantique hébergé par les serveurs d’Huma-Num. Une fois cet équipement achevé et mis en ligne, le projet PALINUM vise à formuler et développer des hypothèses de restitution de ces grottes, en composant avec l’hétérogénéité des sources et les lacunes de l’information. À cet objectif de recherche scientifique au sens strict s’ajoute un volet de conception d’outils numériques à des fins de médiation scientifique et culturelle, destinés à un large public autant qu’à la communauté scientifique, dans le cadre de l’exposition temporaire programmée en 2027 au musée du Louvre et en vue du renouvèlement de la muséographie des salles du musée national de la Renaissance à Écouen.

Les fossiles de tétrapodes du Permo-Trias du Bassin de Morondava, au Sud-Ouest de Madagascar, sont d’une grande importance scientifique et historique. Ils documentent en effet de nombreuses étapes charnières de l’évolution des vertébrés terrestres et de transformation des écosystèmes continentaux en réponse aux changements climatiques globaux de la fin du Paléozoïque et à la crise biologique Permo-Trias. Cependant, ces collections actuellement conservées au MNHN posent de nombreuses questions en termes d’historicisation, de contextualisation et d’extraction. Du fait de leurs nombreux déplacements au sein de différents ensembles, les données de collecte indispensables à leur étude, voire certains spécimens, ont disparu de la scène scientifique. Des limites techniques liées à la propriété des matériaux ont empêché l’extraction de plusieurs spécimens clés, parfois pendant plus de 70 ans. L’objectif de ce projet est la valorisation historique et scientifique de cette collection patrimoniale à travers le développement de deux approches innovantes et transdisciplinaires. Un premier axe « pratiques patrimoniales et histoire des collections » vise à modéliser le principe d’une recherche de provenance, appliquée ici à des naturalia. Cette historicisation, de la collecte à la gestion scientifique et muséographique, des spécimens, sera fondée sur une approche historienne associée à la matérialité des collections. Un second axe, « innovations instrumentales et expérimentales », développera une méthode optimisée et non invasive de micro-préparation avec contraste augmenté par photoluminescence et réflectance permettant d’assurer l’extraction mécanique des fossiles. Ce projet permettra plus largement de formaliser une approche transdisciplinaire d’étude de provenance en sciences naturelles et de démocratiser un nouvel équipement de préparation-restauration pour les laboratoires de paléontologie et d’archéologie.

La datation par le radiocarbone et la géochimie isotopique sont des outils essentiels pour les musées, leur permettant d’authentifier des œuvres et de retracer l’histoire des objets et des collections. Le Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France (C2RMF), service à compétence nationale du ministère de la Culture, joue un rôle central dans ces domaines à l’échelle francilienne et nationale. Le projet CARPEDIEM vise à renforcer la capacité analytique du C2RMF en développant un dispositif permettant, à partir d’un même échantillon, d’effectuer simultanément la préparation pour la datation par le radiocarbone et la mesure de proxys isotopiques. Celui-ci sera composé de trois équipements : un analyseur élémentaire, un système de graphitisation et un spectromètre de masse à rapport isotopique (Isotope Ratio Mass Spectrometer, IRMS). Dans ce système, l’analyseur élémentaire assure la combustion complète de l’échantillon organique (bois, charbon, textile animal ou végétal, collagène osseux, etc.), suivie de la purification et de la séparation des gaz produits. Une fraction du dioxyde de carbone (CO2, ≈5 %), puis le diazote (N2) sont transférés vers l’IRMS pour la mesure des compositions isotopiques (δ13C, δ15N). Parallèlement, le reste du CO2 (≈95 %) est dirigé vers le système de graphitisation, où il est piégé puis graphitisé de manière automatisée dans un réacteur à haute température. Le carbone graphite obtenu est ensuite envoyé pour datation par le radiocarbone par l’instrument national ARTEMIS (Plateau de Saclay). En permettant à la fois la datation et l’analyse isotopique sur un même prélèvement, CARPEDIEM offrira des bénéfices majeurs aux musées et aux établissements de recherche franciliens, tant à court terme (réduction de la taille et du nombre de prélèvements) qu’à long terme (analyse isotopique systématique des objets datés, facilitant la constitution de référentiels et de bases de données).

De nombreuses reconstructions paléoenvironnementales et enregistrements paléoclimatiques reposent sur l’identification et l’analyse d’éléments carbonatés. C’est le cas, par exemple, des reconstitutions paléoclimatiques basées sur l’identification de foraminifères issus de carottes marines, ou encore de l’étude de coraux, de malacofaunes, de tufs calcaires et de spéléothèmes pour retracer les environnements anciens. A ces reconstitutions paléoenvironnementales s’ajoutent des recherches plus directement liées à l’archéologie, comme le suivi des dynamiques urbaines à travers l’analyse des dépôts carbonatés des réseaux hydrauliques ou encore l’exploration du symbolisme dans les sociétés passées via la caractérisation de l’art pariétal, protégé parfois par des voiles de calcite. Cependant, pour donner à ces études une dimension dynamique, en retraçant leur évolution avec le temps, il est essentiel de les adosser à une chronologie fiable. Pour les derniers 50 000 ans, la datation radiocarbone (14C) s’impose comme la méthode de référence. Le projet EXCITAN a pour objectif l’acquisition d’un système d’extraction et de graphitisation automatique du carbone pour les échantillons de carbonate ou pour le carbone inorganique dissous (CID) dans l’eau, en vue de leur analyse radiocarbone. Cet instrument viendra renforcer le parc déjà existant autour du plateau technique ECHoMICADAS, spectromètre de masse par accélérateur (installé en 2015, avec le soutien de la région via le DIM Analytics). Il viendra en renfort de certaines lignes d’extraction vieillissantes (>20 ans pour certaines) et de la ligne de graphitisation semi-automatique. Cet équipement automatisera plusieurs étapes du procédé à savoir 1) l’extraction du carbone sous forme de CO2 par ajout d’acide orthophosphorique, que ce soit pour les carbonates ou l’eau, 2) le transfert du CO2, séquentiellement, dans les réacteurs, 3) l’estimation des quantités de CO2 et l’ajout du H2 en conséquence, 4) la graphitisation à température contrôlée. A la pointe de la technologie, il permettra d’optimiser le temps analytique et de réduire les coûts.

CGéant vise l’acquisition d’un chromatographe en phase gazeuse avec détecteur à ionisation de flamme pour la séparation et la quantification fiable de biomarqueurs moléculaires issus de matrices naturelles et anthropiques variées. L’acquisition d’un générateur de gaz H2 permettra d’alimenter en gaz vecteur les chromatographes en phase gazeuse du plateau technique mais aussi le détecteur FID de l’instrument ou N2 permettra d’éliminer le solvant organique utilisé lors de la préparation des échantillons. Cet équipement viendra compléter le plateau technique de géochimie organique du LSCE intégré à la plateforme PANOPLY et à RéGEF. Avec cet instrument, il sera possible d’identifier et de quantifier les composés organiques préservés dans un grand nombre d’échantillons archéologiques, paléoenvironnementaux et environnementaux. La quantification des biomarqueurs moléculaires servira, entre-autres, à sélectionner les échantillons qui bénéficieront d’analyses par GC-MS, GC-spectrométrie de masse isotopique (GC-IRMS) et datations radiocarbone sur composés spécifiques (CSRA).

Les sédiments marins permettent de reconstruire l’histoire des environnements et climats passés. Ces reconstitutions sont basées sur des analyses géochimiques et/ou statistiques de certains constituants biogènes de ces sédiments. Parmi ces carbonates biogènes, les coccolithes (généralement inférieurs à 10 μm) composent une grande partie des archives sédimentaires océaniques. Le développement de différents protocoles de séparations granulométriques permet d’isoler des fractions purifiées en coccolithes et de réaliser des analyses géochimiques ciblées sur ces particules. D’important effets vitaux peuvent toutefois affecter les carbonates biogènes, et notamment les coccolithes, ce qui complique l’interprétation des résultats géochimiques issus de ces particules. La reconstitution de paramètres climatiques à partir des fractions purifiées en coccolithes nécessite donc en premier lieu de contrôler/quantifier la composition des différentes fractions séparées et d’en étudier leurs assemblages. Nous proposons dans ce projet d’acquérir un microscope optique à fort grossissement. Ce matériel représente un outil primordial pour l’étude des paléoclimats ancien mais n’est pourtant pas accessible au LSCE. Ce microscope permettra notamment de contrôler facilement l’assemblage des différentes fractions obtenues après l’application du nouveau protocole de séparation granulométrique récemment mis en place au LSCE. Ces observations permettront d’affiner l’interprétation des données géochimiques obtenues tout en permettant l’évaluation de la composition des sédiments océaniques afin de quantifier précisément la production carbonatée pélagique Ce nouvel équipement permettra également de réaliser diverses analyses biométriques clés dans l’étude du nanoplancton calcaire. La mise en place de cet équipement au LSCE bénéficiera également aux différents travaux de recherches associées au thème « archives et traceurs » qui nécessitent l’observation d’objets ou particules micrométriques.

Le projet REFROIDI a pour objectif l’acquisition d’une chambre froide à -25°C pour le stockage et la préparation des échantillons de carottes de glace avant analyse. Cette acquisition vise à remplacer une chambre froide existante en utilisant les éléments encore fonctionnels afin de réduire au maximum les coûts et l’empreinte carbone. La chambre froide actuelle, utilisée par différents laboratoires franciliens travaillant avec des échantillons glaciaires, est en effet mal isolée et située dans un hangar en extérieur et est très sensible aux périodes de canicule entraînant des pannes chaque été. Ces pannes menacent la bonne conservation des archives glaciaires et il est nécessaire d’installer une nouvelle chambre froide en sous-sol avec un système plus étanche. Cette acquisition est essentielle dans le contexte du forage actuel de la carotte Beyond EPICA qui vise à reconstruire 1,5 million d’années d’histoire du climat. Cette chambre froide sera aussi utilisée pour la préparation d’échantillons glaciaires d’autres programmes, notamment pour les carottes de glace d’Antarctique et du Groenland en cours d’analyses dans le domaine du paléoclimat, et ouverte à la communauté pour différents programmes dans les années à venir. Pour permettre une utilisation facilitée de cet équipement par différentes équipes dans des conditions de travail relativement confortables malgré le froid, la chambre froide REFROIDI sera séparée en deux parties, une pour le stockage entre -20 et -25°C et une pour le travail de préparation (-15°C avec possibilité de baisser la température si besoin). La partie consacrée à la préparation des échantillons sera équipée de paillasses, de rayonnages, d’une balance et de deux scies à ruban. D’autres équipements pourraient être ajoutés en fonction des demandes de nouveaux partenaires. Cette acquisition est indispensable pour maintenir la capacité de stockage et d’analyse des archives glaciaires en Ile de France dans les années à venir et donc réaliser les grands programmes de recherche en paléoclimat en cours au niveau national et international, notamment le projet européen Beyond EPICA, l’ANR BIOCOD et l’ANR ToBE.

La morphologie complexe des objets archéologiques et du patrimoine nécessite d’utiliser des outils de préparation optimisés afin d’obtenir des échantillons adaptés pour la mise en oeuvre de différentes techniques d’analyses microstructurales. Parmi celles-ci la préparation de coupe transversale est primordiale pour comprendre les mécanismes de formation, d’élaboration et d’altération des matériaux anciens. C’est pourquoi nous souhaitons acquérir une scie de découpe de précision performante et adaptable à tous types de matériaux (métal, scories, minerai, roches, verres, céramique, os…). L’objectif de ce type d’équipement est de travailler à partir d’échantillons bruts ou mis en résine. Une découpe de précision est un préalable indispensable pour obtenir un état de surface plan nécessaire à une préparation pour examen micrographique (microscopie optique, électronique à balayage) et des analyses chimiques à l’échelle micrométrique (spectroscopie dispersive en énergie, en longueur d’onde, spectroscopie Raman et infrarouge, LA-ICP-MS…), voire nanométrique sur lame mince (microscope électronique en transmission, XPS, FIB, analyses sous rayonnement synchrotron…). L’échantillon sera fixé sur une table rainurée à l’aide de différents outils de bridage adaptables aux morphologies variées des échantillons. Son positionnement sera assuré à l’aide d’une visée laser. L’équipement sera doté de différents types de meules (SiC, alumine, diamant) afin d’adapter la découpe au matériau constitutif de l’échantillon. De même il sera possible de moduler la vitesse de rotation de la scie pour limiter les échauffements lors de la coupe. L’utilisation de disque diamanté permettra en outre de limiter le trait de coupe jusqu’à 150 μm d’épaisseur afin de réduire la perte de matériau archéologique. L’équipement sera doté d’un système de refroidissement à l’eau et d’un raccordement direct à un système d’aspiration externe pour limiter l’encrassement de la scie. Enfin la découpe s’opère sous un capot fermé qui assure une utilisation en toute sécurité.

Cette demande a pour objectif l’organisation de trois journées scientifiques à l’Université de Paris-Saclay autour des changements climatiques actuels et passés, leurs causes, leurs impacts sur les écosystèmes et leurs répercussions sur les sociétés humaines d’hier et d’aujourd’hui. La 8ème édition de « Climat et Impacts » qui se tiendra des 6 au 8 novembre 2024 dans les locaux de l’Ecole Nationale Supérieure, sur le campus de l’Université Paris Saclay. La conférence « Climat et Impacts » est devenue au fil des ans, un événement incontournable pour la paléoclimatologie française [1] et au-delà, un lieu de rencontre et de partage pour toutes les communautés dont les recherches et activités sont en lien direct ou indirect avec les changements climatiques (quelle que soit l’échelle de temps). De nouvelles sessions sont venues compléter l’offre initiale qui était axée sur les processus et la connaissance fondamentale de la variabilité climatique et des répercussions (et rétroactions) sur les écosystèmes. Il s’agit par exemple de : « le patrimoine culturel face au changement climatique », « impact du changement climatique sur les socio-éco-systèmes », « interaction humain-environnement durant le Pléistocène récent et l’Holocène ». En sept éditions, Climat et Impacts a multiplié par quatre le nombre de participants et de propositions de communications. En 2024, la 8ème édition accueillera ~ 350-400 participants en présentiel et en distanciel, échangeant autour de ~200 communications. Son organisation suivra le schéma établi depuis plusieurs années : appels à sessions, constitution d’un comité scientifique, établissement d’un programme en une dizaine de sessions reprenant et complétant les idées de session, un appel à résumé ouvert tardivement, une participation gratuite et ouverte à tous.

L’atelier s’attachera à définir comment de nouveaux contenus pédagogiques, portant sur les solutions plus respectueuses des humains et de l’environnement, peuvent être insérés dans les formations destinés aux restaurateurs, physiciens, chimistes et instrumentistes en Europe. Il portera l’attention sur les nouveaux développements en matière de chimie et d’outils de prise de décision numériques. L’atelier rassemblera un panel international multidisciplinaire composé d’experts en conservation restauration verte, de spécialistes de l’enseignement et des pédagogies y compris en chimie et en sciences de l’environnement. Dans ce contexte, nous rassemblerons les principales institutions impliquées dans la formation des conservateurs restaurateurs (Courtauld, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne, Université d’Amsterdam) ainsi que les institutions dans lesquelles les départements scientifiques développent des activités de formation spécifiques basées sur des objectifs et des pratiques de conservation de l’art (par exemple, ENS Paris-Saclay, Université d’Amsterdam, Université de Bologne). L’atelier s’inscrit dans le cadre des activités développées par le Groupe de travail « Recherche et restauration » du DIM. Il s’inscrit également dans le cadre du consortium européen GoGreen, qui développe actuellement des solutions respectueuses de l’environnement pour protéger le patrimoine culturel. Dans le cadre de ce projet, des modules de formation seront élaborés sur le leadership écologique en conservation-restauration, la détermination des sensibilités matérielles, les traitements écologiques et leur évaluation et les outils de prise de décision écologiques.

L’Institut National de Recherches Archéologiques Préventives (Inrap) assure la détection et l’étude du patrimoine archéologique touché par les travaux d’aménagement du territoire. Il exploite et diffuse les résultats de ses recherches auprès de la communauté scientifique et concourt à l’enseignement, à la diffusion culturelle et à la valorisation de l’archéologie auprès du public. Dans le contexte des recherches archéologiques, les datations absolues sont devenues indispensables. Leurs résultats permettent de caler les chronologies sur l’échelle du temps. Elles précisent la durée des phénomènes historiques en œuvre et situent dans le temps les événements du passé. Ce 8e séminaire scientifique et techniques de l’Inrap organisé en partenariat avec le LMC14, les 3 et 4 décembre 2024, permet de prolonger la réflexion initiée dans le cadre des journées organisées par le LMC14 en novembre 2023, en axant la réflexion sur la mise en œuvre de ces méthodes de datation appliquées au champs de l’archéologie. En effet, la multiplicité des acteurs et des compétences mises à contribution est grande (biologie, chimie, sciences de la Terre, physique nucléaire…), même au sein de la communauté archéologique, et il était donc important, pour l’Inrap, de proposer un lieu de rencontre interdisciplinaire, d’échanges d’expérience et de réflexion sur l’avenir de ces méthodes et des collaborations qu’elles impliquent. Il s’agit de réfléchir, collégialement, sur l’évolution des protocoles de terrain (échantillonnage), les actions de sensibilisation ou de formation à entreprendre et la nécessité de centraliser et de partager les résultats. Enfin, ces rencontres seront l’occasion d’aborder les différentes approches méthodologiques et d’évaluer leurs atouts ou faiblesses.

Ce professorat invité permet la visite scientifique de John Delaney en région Île-de-France. John Delaney, Senior imaging scientist à la National Gallery of Art (Washington D.C., USA), a introduit la technique d’Imagerie de Spectroscopie de Réflectance dans les études patrimoniales. Ses travaux sont une référence mondiale en développement instrumental de caméras hyperspectrales pour l’analyse d’objets historiques, et en traitement de jeux de données complexes. Sa visite s’articulera autour de deux axes principaux : i) des campagnes d’imagerie chimique organisées in situ dans des institutions membres du DIM PAMIR et ii) des actions de formation et dissémination à l’attention des scientifiques du réseau intéressés par les apports de l’imagerie hyperspectrale pour l’étude des collections.

Les foraminifères planctoniques sont utilisés comme traceurs d’une multitude de paramètres paléoenvironnementaux. Leurs coquilles en calcite peuvent incorporer du soufre (S), des métaux (Zn, Mn, Fe) et des terres rares (REE) d’origine volcanique lorsque les chutes de cendres entrent en contact avec l’océan de surface. Ainsi, les coquilles des foraminifères constituent des archives précieuses du volcanisme passe. Cependant, en raison de la présence d’interférences polyatomiques, il n’est pas possible de mesurer simultanément dans les foraminifères le S, le Zn, le Mn, le Fe et les REE, en utilisant les méthodes ICP-MS quadripolaires classiques. L’objectif principal de ce projet est de développer une nouvelle méthode pour analyser ces éléments dans de petits échantillons de foraminifères (~100 μg CaCO3), à partir du récent développement analytique utilisant la technologie ICP-MS triple quadripole, qui permet de contourner ces interférences. Par la suite, cette nouvelle méthode sera appliquée a l’étude de l’impact de la super-éruption du volcan Toba sur la chimie de l’océan de surface et la biocalcification des foraminifères planctoniques, pendant la transition interglaciaire-glaciaire MIS 5-MIS 4. Le projet cible une carotte sédimentaire contenant plusieurs couches de tephra appartenant au Toba. L’objectif sera de générer un enregistrement des anomalies des rapports S/Ca, Fe/Ca, Zn/Ca et REE dans les foraminifères planctoniques couvrant les multiples éruptions. A partir des mêmes échantillons, des mesures des isotopes du soufre (d34S) seront réalisées. Ces nouveaux résultats seront comparés aux données existantes de pH de l’océan de surface obtenues à partir des isotopes du bore (d11B) des foraminifères provenant de la même carotte, ainsi qu’a l’intensité de la calcification de leurs coquilles. Dans l’ensemble, cette approche permettra d’identifier les apports de soufre et de métaux volcaniques a l’océan lors des éruptions du Toba, de tracer leurs effets acidifiants et/ou toxiques sur la biocalcification des foraminifères planctoniques et, in fine, de mieux comprendre l’impact des émissions volcaniques sur la biogéochimie des océans.

Après 150 ans d’approches basées sur la composition élémentaire, les archéomètres se sont tournés, depuis 1960, vers les analyses isotopiques d’origine géologique pour reconstruire les anciens réseaux d’échange de métaux, indicateurs d’interactions socio-économiques de l’homme dans le passé. La caractérisation des rapports isotopiques du plomb dans un artefact cuivreux peut être liée aux rapports isotopiques du plomb des minéraux de cuivre fondus pour produire le métal constitutif, qui contiennent également des traces de plomb. La méthodologie des isotopes du plomb a été testée en Asie du Sud-Est il y a 40 ans mais n’a pas été poursuivie au niveau régional avant la fin des années 2000. Depuis lors, plus de 1000 échantillons archéologiques ont été analysés et de vastes réseaux d’échange de cuivre/bronze reliant l’Inde, la Chine et le Pacifique, de -1200 avant J.-C. à 1700 après J.-C., ont été mis au jour. Dans de nombreux cas, ces preuves archéométriques ont été les premières à relier les populations passées de ces pays, généralement en raison de typologies de poterie peu développées, constituant l’outil principal des archéologues pour ces périodes. Cependant, depuis 1984, la recherche sur la provenance des métaux basée sur les isotopes du plomb en Asie du Sud-Est a été compromise par l’absence quasi totale de données géologiques et géochimiques fiables sur les gisements de métaux régionaux. Au sein d’une équipe composée d’archéologues et de géologues franciliens et thaïlandais, le chercheur postdoctorant du LIAGIT tentera de remédier à cette lacune en caractérisant minéralogiquement et géochimiquement les trois principales zones historiques de production de métaux en Thaïlande, dans les provinces de Kanchanaburi, Loei et Lopburi. Ce projet fournira une base archéométrique solide pour relier les populations productrices et consommatrices de métaux du passé à travers l’espace et le temps, et pourra aider les géologues actuels à mieux caractériser et quantifier leurs ressources minérales nationales, question cruciale pour l’indépendance économique à long terme.

Ce sujet de doctorat prend sa source dans la découverte de vertébrés à mâchoire (gnathostomes) à préservation exceptionnelle de tissus mous au sein de deux gisements contemporains du Carbonifère (-300 millions d’années), l’un en Uruguay, l’autre aux Etats-Unis. Fait unique, en plus de muscles, nous avons mis en évidence la minéralisation du cerveau chez deux chondrichthyens (poissons cartilagineux : requins, raies, chimères) dans ces deux sites. Ces rares cas de fossilisation remarquable d’espèces vivant pendant une radiation évolutive importante des gnathostomes modernes seront d’abord étudiés grâce à des approches d’imageries non destructives (microtomographie RX CT scan et synchrotron), qui permettront de décrire et d’interpréter des caractères inédits documentant les étapes précoces de l’évolution morphologique encore débattue du squelette de la tête et du système nerveux central chez les vertébrés. Cet axe sera complété par une étude des processus de fossilisation du cerveau qui restent inconnus par : 1. l’analyse élémentaire par fluorescence X des fossiles, 2. une caractérisation fine des conditions environnementales de dépôt, différentes entre les gisements américains et uruguayens, et 3. une étude du rôle exercé par les bactéries impliquées dans la fossilisation exceptionnelle de cet organe délicat. Ainsi, grâce à ces deux axes complémentaires, ce projet portant sur des fossiles inestimables produira des données essentielles à la compréhension de l’évolution d’un organe clé et des conditions nécessaires à sa fossilisation exceptionnelle.

Historiquement, la question de la locomotion des dinosaures ornithopodes est controversée. On sait aujourd’hui que les premiers ornithopodes étaient bipèdes et qu’une quadrupédie secondaire chez les taxons les plus dérivés (hadrosaures) est considérée comme très probable, contribuant potentiellement à leur succès évolutif à la fin du Crétacé. Cependant, la locomotion de certains taxons « intermédiaires », tels que Lurdusaurus et Ouranosaurus, reste débattue. Le projet DINOSIM vise à combiner paléontologie et biomécanique moderne pour mieux comprendre l’évolution de la locomotion chez les ornithopodes. Le choix d’une approche fonctionnelle implique une connaissance précise de l’anatomie. Ainsi, nous procéderons à la description des éléments squelettiques de Lurdusaurus dont nous disposons, et nous nous appuierons sur la littérature pour Ouranosaurus, dont le squelette a été récemment redécrit. A partir de ces éléments, nous pourrons déterminer la position de leur centre de masse et comparer nos résultats avec ceux d’études antérieures chez les dinosaures afin de tester l’hypothèse de la quadrupédie chez ces deux taxons. Les modèles musculosquelettiques de Lurdusaurus et d’Ouranosaurus seront générés à partir de données 3D obtenues précédemment et de l’interprétation de données anatomiques et d’une analyse de la littérature. En particulier, nous nous appuierons sur des reconstructions musculaires chez les ornithopodes, inférées à partir de l’étude de taxons actuels constituant la parenthèse phylogénétique (crocodiles et oiseaux). Des simulations prédictives dans un cadre statique permettront de tester différentes hypothèses posturales chez Lurdusaurus et Ouranosaurus. Le projet DINOSIM, entre paléontologie et biomécanique, met en lumière des spécimens fossiles patrimoniaux d’une grande valeur scientifique et de vulgarisation. En plus de contribuer à la résolution d’un débat scientifique ancien, les nouvelles données recueillies pourront être valorisées à l’échelle nationale et internationale (conférences Musée Up’, festival Pariscience, projet NigerHeritage).

La connaissance approfondie des chaînes opératoires de production des premières productions céramiques d’Europe, associées aux contextes du Néolithique ancien, revêt une importance cruciale pour la compréhension des savoir-faire techniques des premiers agro-pasteurs du continent, de leurs trajectoires spatio-temporelles et de leurs interactions. Traditionnellement, l’identification et la classification de ces céramiques reposent essentiellement sur l’analyse visuelle des poteries. Ces dernières années, l’application de la micro-tomographie, qui offre une exceptionnelle lisibilité de la structure interne des céramiques, a ouvert de nouvelles perspectives pour dépasser la seule expertise empirique des technologues. L’exploitation des données issues de ces analyses reste néanmoins un véritable verrou en raison de la complexité inhérente aux céramiques archéologiques, définies par des profils minéralogiques, chimiques et poreux extrêmement hétérogènes. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de lever ce verrou via une approche novatrice utilisant l’Intelligence Artificielle pour exploiter les images issues des acquisitions micro-tomographiques et MEB de céramiques du Néolithique ancien d’Europe occidentale. Notre premier objectif est de classifier ces céramiques en fonction de leur composition matérielle et des techniques employées pour leur fabrication. Pour ce faire, nous ferons appel à l’apprentissage profond, une technique qui nous permettra de développer un modèle capable d’effectuer cette classification de manière rapide et fiable. Nous décuplerons dans un second temps la portée de ce premier modèle en créant un « jumeau numérique » des céramiques dans une perspective de rétro-ingénierie : cela signifie que nous pourrions simuler les séquences de gestes mises en œuvre pour produire les céramiques anciennes. Cette approche constitue une véritable rupture méthodologique pour la céramologie, permettant d’articuler les différentes échelles d’analyse (du micron au centimètre) dans une perspective inédite.

Beppe Fenoglio (Alba, 1922 – Turin, 1963) est l’écrivain qui, plus que d’autres, a réussi à raconter l’histoire de la Résistance italienne. Depuis 2013, date de la découverte de ses armes, l’intérêt pour ses œuvres et son activité de résistant n’a cessé de croître, conduisant à la numérisation de ses textes en 2022, dans le cadre du centenaire de la naissance de l’auteur. À cette occasion, Giovanni Pietro Vitali a été nommé responsable des activités numériques dédiées à l’écrivain par le Centre d’études Beppe Fenoglio à Alba. Parmi les manuscrits numérisés, il y a Ur Partigiano Johnny. Notre projet vise à proposer l’étude philologique et l’édition numérique de ce texte, qui a une valeur historique fondamentale : il est le seul témoin écrit des activités militaires de l’aéroport de Vesime que les Alliés avaient réussi à mettre en place au-delà de la ligne du front contrôlée par les nazis. Ce manuscrit avait été publié à titre posthume par l’éditeur Einaudi en 1978, mais cette édition ne tient pas compte de tous les documents récemment découverts. Cette œuvre inachevée, en anglais, est pratiquement inconnue et ignorée par la critique : l’édition de 1978, aujourd’hui introuvable, est la seule. Ur Partigiano Johnny mérite une nouvelle attention, mettant en évidence sa valeur scientifique indispensable pour l’étude de l’oeuvre de Fenoglio : il peut en effet être considéré comme une pièce fondamentale du grand roman de la Résistance, que Fenoglio voulait écrire et n’a pas pu terminer et que l’on tend aujourd’hui à identifier avec Il Partigiano Johnny (Einaudi, 1968). Le résultat de cette nouvelle recherche sera une édition actualisée et innovante (dans les matériaux considérés, les méthodes et les technologies employées) et entièrement accessible, qui répondra à un besoin répandu dans la communauté scientifique.

Le Laboratoire de mesure du carbone 14 (LMC14) est l’Instrument National qui permet aux laboratoires de recherche et organismes français de réaliser des datations par la méthode du carbone 14 par spectrométrie de masse par accélérateur (SMA). Créé en 2003 et rattaché au LSCE en 2015, le LMC14 dispose de laboratoires de chimie pour la préparation des échantillons et d’un accélérateur de particules couplé à un spectromètre de masse appelé ARTEMIS pour la mesure des isotopes du carbone. Depuis sa création, le laboratoire a mesuré plus de 70 000 échantillons, dont 40 % appartiennent au Patrimoine culturel (objets archéologiques, collections muséales en partenariat avec le C2RMF, décors peints, œuvres en cours de restauration, bâti, …). Après plus de 20 années ininterrompues de fonctionnement, l’obsolescence de l’électronique du contrôle commande du SMA impose une jouvence afin de remplacer les modules, devenus fragiles et irremplaçables faute de pièces de rechange, par un nouveau système d’acquisition plus actuel et robuste. L’électronique d’acquisition doit être mise à niveau d’urgence pour pallier les dysfonctionnements répétés. Cette jouvence permettra d’assurer le service national et de maintenir la compétitivité de l’installation à l’échelle internationale en s’affranchissant des pannes successibles qui impacteraient une très large communauté de chercheurs dans le domaine du patrimoine culturel. L’opération de jouvence s’inscrit dans une optique vertueuse de prolongement de fonctionnement d’une installation existante plutôt que de l’achat d’un nouveau dispositif. Ce projet vise donc à acquérir un système de contrôle et d’acquisition des données qui assurera la fiabilité technique du SMA afin de répondre aux demandes de datation dans les délais les plus brefs. Cette jouvence bénéficiera aussi aux projets scientifiques développés par le LMC14 dont nombreux sont en collaboration avec des laboratoires du réseau PAMIR.

Le projet EXPOLE vise à valoriser un fonds documentaire exceptionnel lié aux expéditions polaires françaises entre 1947 et 1987, constitué des archives de Simone Weiller, secrétaire puis attachée de presse des expéditions. Ce fonds comprend des documents variés, tels que des photographies, cartes, lettres, articles de presse et objets comme des manchots empaillés, qui permettent de retracer l’histoire des expéditions menées par Paul-Émile Victor. Le projet est porté par des équipes scientifiques du LSCE et de GEOPS, en collaboration avec des institutions comme le LUMEN, l’IDHES-Evry et les Archives Nationales, afin de créer une exposition itinérante inaugurée à l’automne 2025 au LUMEN, centre de culture scientifique à Paris-Saclay. L’exposition comprendra 12 panneaux informatifs, des éléments visuels et sonores, ainsi que des objets historiques. Elle a pour but de sensibiliser le grand public aux missions scientifiques en Antarctique et de mettre en lumière les personnes moins connues ayant contribué à ces expéditions, telles que Simone Weiller. Ce projet de médiation scientifique s’inscrit également dans une volonté de renforcer les liens entre science et société en proposant un contenu accessible et immersif.

L’objectif de ce projet est d’adapter l’équipement de microscopie du laboratoire PPSM aux exigences spécifiques d’échantillons patrimoniaux. Le PPSM est spécialisé dans l’étude des processus physico-chimiques induits par excitation lumineuse. Il étend depuis 2020 ses activités avec la création de l’équipe « Matériaux anciens et paléo-inspirés », soutenue par l’arrivée de chercheurs spécialisés en chimie du patrimoine (notamment peintures, textiles archéologiques et spécimens d’histoire naturelle). La spectroscopie et la microscopie d’absorption visible et de fluorescence sont des spécialités historiques du PPSM, ainsi que la spectroscopie vibrationnelle. Les montages actuels du laboratoire sont conçus pour analyser des échantillons microscopiques ou moléculaires, de formes et distributions bien contrôlés. Ce projet consiste à adapter ces équipements pour faciliter les approches corrélatives combinant l’imagerie de fluorescence, y compris résolue temporellement, et la microscopie Raman à balayage. L’objectif est de développer un dispositif flexible et simple d’emploi, capable de s’adapter aux particularités des objets patrimoniaux, en visant particulièrement les systèmes fossiles et archéologiques minéralisés (différentes échelles, résonances, opacité, etc.). En plus de fournir des informations chimiques cruciales pour la compréhension de la structure physico-chimique de ces objets, cette plateforme ouverte permettra de caractériser les seuils d’endommagement des échantillons et d’identifier des zones d’intérêt chimique, et de les retrouver sur plusieurs instruments, préparant le terrain pour des études complémentaires par méthodes optiques et par rayons X.

Les instruments optiques d’absorption moléculaire permettent depuis une décennie les mesures dans les gaz (traces, isotopes). Leur démocratisation dans les années 2010 a permis notamment de multiplier les analyses isotopiques de l’eau dans la phase liquide et vapeur et de développer le suivi environnemental en temps réel des concentrations en polluant ou en gaz à effet de serre dans des observatoires. Aujourd’hui les instruments laser cherchent à devenir multi traceurs et compétitifs sur les traceurs de nouvelle génération (anomalies isotopiques : Δ17O, les clumped Δ47 et Δ48). La mesure multi traceurs non destructrice (le laser n’altère pas le gaz lors de la mesure) est un avantage pour des analyses d’échantillons patrimoniaux car la parcimonie de prélèvement est indispensable à la conservation de ces derniers et le gaz reste ainsi disponible pour d’autres types d’analyses. Un des objectifs du projet est de faire la démonstration de la récupération du CO2 produit à partir d’un échantillon patrimonial après une analyse des isotopes stables (ẟ13C, ẟ18O, Δ17O, Δ47) par laser pour permettre après une mesure de C14 pour la datation. Le LSCE et ses partenaires ont donc fait le choix de devenir autonomes sur la conception, la fabrication et le déploiement de cette nouvelle génération de machines laser basée sur les techniques issues du monde des horloges optiques et des lasers ultra stables pour la mesure des isotopes de l’eau et du dioxyde de carbone. Pour poursuivre le développement de ces instruments, il s’avère nécessaire d’installer un peigne de fréquence, outil devenu la norme dans la mesure de fréquence laser. Le peigne agit comme une « règle » nous permettant de comparer la fréquence de nos lasers, axe X des spectres, à celle, ultra stable et régulière, des dents du peigne. Couplé à des techniques de spectroscopies garantissant la mesure absolue de l’absorption (CRDS), notre axe Y, nous disposons alors de mesures complètement référencées garantissant leurs exactitudes. Le peigne constitue un module clé pour notre infrastructure structurée autour de REFIMEVE (standard de fréquence garantit par les laboratoires de temps fréquences) permettant disposer d’un outil unique à l’échelle internationale pour toute la plateforme analytique régionale Panoply (LSCE-GEOPS). Nous capitalisons aussi sur le fait que l’Île de France bénéficie d’un écosystème très développé d’écoles, de laboratoires et d’industriels en optique pour nous aider.

L'objectif de ce projet est d'acquérir une machine robotique innovante, combinée à des techniques d'apprentissage automatique, pour trier les microfossiles marins biocalcifiants (foraminifères, ostracodes) et d’autres restes d'invertébrés et vertébrés microscopiques. La composition en espèces de leurs assemblages, leurs variations morphologiques et la composition isotopique et élémentaire de leurs coquilles et squelettes sont de puissantes archives biologiques des variations climatiques et environnementales passées1, de l'évolution des écosystèmes marins et de leur biodiversité. Cependant, l'analyse de la biodiversité et de la morphologie de ces microfossiles, ainsi que la collecte de spécimens monospécifiques au microscope pour l'analyse géochimique, nécessitent énormément de temps et d'efforts. C'est un obstacle majeur à l'exploitation de leur potentiel dans les études paléoclimatiques et paléoenvironnementales. Des machines de triage robotisées récemment développées automatisent ces efforts en utilisant des techniques d'intelligence artificielle pour identifier avec précision les microfossiles jusqu'au niveau de l'espèce. Ces machines sont capables de trier et de classer des milliers de microparticules par jour en fonction de leur morphologie et de leur taille. Elles peuvent également collecter des centaines de milliers d'individus d'une même espèce dans des flacons en vue d’analyses géochimiques. Ces techniques, encore peu utilisées dans des disciplines telles que la micropaléontologie, l'archéologie, la paléoclimatologie et la paléocéanographie, permettront d'analyser des archives biologiques, climatiques et environnementales anciennes avec une résolution temporelle et spatiale sans précédent, ouvrant de nouvelles frontières dans notre compréhension du climat et de l'impact des phénomènes humains ou naturels (tels que le volcanisme) sur la variabilité climatique et l’environnement. Elles permettront le développement d’une biostratigraphie automatisée pour la datation de sédiments ainsi que des innovations majeures dans l'exploitation scientifique des grandes collections franciliennes de micropaléontologie, d'archéozoologie et de sédiments océaniques.

La circulation des techniques médiévales en Méditerranée orientale est un sujet insuffisamment exploré. Intégrées à une démarche interdisciplinaire, les approches matérielles basées sur l’analyse physico-chimique des objets représentent une valeur ajoutée significative pour préciser les échanges culturels et techniques. A ce titre, les armes et armures, objets complexes exportés à des distances extrarégionales, constituent d’excellents cas d’étude. Néanmoins, ,les ‘occasions d’effectuer des examens souvent invasifs sur ce type d’objets demeurent rares. Ce stage de Master contribuera à la mise en place d’une méthodologie inédite pour l’étude des objets ferreux anciens, qui sera appliquée à l’étude d’un dépôt d’armement médiéval (Chalcis, Grèce), reflétant des styles de fabrication varié (italien, turc, mamelouk…). Le sujet profitera également d’une collaboration avec le Musée d’Histoire Nationale d’Athènes, le Musée de l’Armée qui conservent les objets étudiés et le LAPA-IRAMAT-NIMBE (voir annexe). L’approche méthodologique comprendra une caractérisation morphologique et quantitative des traces laissées par les outils sur une sélection d’objets (photogrammétrie et mesures topographiques par microscopie 3D). Suite à la réalisation de prélèvements en amont du stage, des analyses microstructurales (analyses métallographiques, EBSD (Electron BackScatter Diffraction), mesures de microdureté) seront réalisées afin de caractériser la microstructure mais aussi la microtexture du métal (taille des grains, état d’écrouissage…). Ces investigations permettront de déterminer la nature des alliages employés et la variabilité des techniques de mise en forme, par l’étude des textures cristallographiques, dont l’analyse est l’une des spécialités de l’lCMMO. L’approche sera complétée par l’étude des signatures chimiques du métal, axe de recherche porté par le LAPA-IRAMAT (détermination de la composition des inclusions non métalliques par MEB-EDS et LA-ICP-MS).

Le fer puddlé est un matériau issu de la décarburation (affinage) de la fonte dans un four à réverbère, en dessous de la température de fusion du fer ou de l’acier. C’est un produit hétérogène contenant de nombreuses particules de seconde phase (inclusions non métalliques) piégées dans le métal lors de cet affinage. Il a massivement été utilisé au 19eme siècle pour la construction de halles et d’autres ouvrages d’art (tour Eiffel, viaduc de Garabit,…). La maintenance de ces constructions en fer puddlé ainsi que le réemploi de leurs éléments constitutifs (poutrelles, cornières,…) dans une perspective de développement soutenable des sociétés est un enjeu majeur actuellement. Or, même si certaines études se sont intéressées au comportement mécanique du matériau, assez peu d’études ont concerné la variabilité de la microstructure et de la chimie du matériau et son lien avec les conditions de production historiques. En complément des approches sur les sources écrites (traités, normes, etc) examinées dans le cadre d’un plus large consortium, l’analyse physicochimique des matériaux anciens peut répondre à ces questions. Différents échantillons prélevés sur le pont ferroviaire démantelé d’Etang sur Arroux (1868) et d’en caractériser la microstructure et la variation chimique locale. Le corpus sera complété par d’autres éléments en fer puddlé bien situés dans leur contexte historique (identification du producteur dans l’idéal). Les méthodes de caractérisation appliquées seront celles de la science des matériaux : examen métallographique (Microscopie optique) pour déterminer la teneur en carbone, la taille des grains ; examen chimique (Microscope électronique à balayage couplé à l’EDS, microsonde de Castaing) pour déterminer la composition chimique élémentaire des inclusions et la présence et la distribution du phosphore ; des analyses de micro-dureté pour contribuer à déterminer la qualité des matériaux et leur degré d’homogénéité en lien avec la composition chimique.

Pour comprendre le comportement et altération de peintures dans le contexte patrimonial et pour proposer des méthodes de conservation et de restauration adéquates, il est nécessaire d’en connaitre leur composition mais aussi l’évolution de cette composition au cours du temps. Cette dernière concerne particulièrement les peintures murales et dépend en particulier des conditions de conservation de la peinture, son degré d’exposition à la chaleur, à l’humidité, aux agents polluants et à la lumière naturelle ou artificielle (1). Les peintures patrimoniales sont majoritairement constituées de pigments et de liants d’origine naturelle, entre autres de matières protéiques comme les colles animales, le lait et l’oeuf. Ces composants sont facilement sujets à la dégradation. L’étudiant durant son stage de Master 2 devra mettre au point une méthode de détection des protéines contenues dans les liants des peintures patrimoniales. Pour cela, il utilisera la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse (UHPLC-MS), équipement qui a fait l’objet d’un financement du DIM PAMIR et dont l’acquisition est prévue fin 2024. Ce matériel permet de détecter et de quantifier les protéines modifiées ou non dans échantillon, après leur hydrolyse par la trypsine (2). Pour chaque protéine, l’étudiant devra sélectionner les peptides lui permettant sa détection et sa quantification sélective et sensible. Ce travail exploratoire permettra de mettre au point la méthode en utilisant des protéines modèles commerciales (caséine, ovalbumine, collagène de sources différentes). Lors de ce stage l’étudiant abordera la méthode d’analyse protéomique bottom-up. Cette dernière oblige à hydrolyser les protéines d’intérêt en peptides avant leur analyse par UHPLC-MS. Avant cette analyse l’étudiant effectuera un traitement in silico sur les séquences des protéines pour prévoir les peptides qui se formeront après hydrolyse.

Les deux dernières périodes glaciaires terrestres, le Saalien Supérieur (MIS 6) et le Weichsélien (MIS 4- 2), coïncident avec des moments cruciaux de l’évolution humaine avec une nécessaire adaptation au recul des ressources. En Europe, les approches bioclimatiques (palynologie, malacologie, etc.) ont révélé des transformations majeures de la végétation, notamment la réduction des forêts boréales et tempérées au profit de paysages plus ouverts. Cependant, ces deux périodes glaciaires ne sont pas documentées avec la même précision: les archives continentales du Saalien sont moins accessibles et offrent une résolution temporelle inférieure, ce qui a freiné les études comparatives sur l’impact de ces deux glaciations. L’étude des séquences de loess pallient ce manque. Ce projet valorisera des données isotopiques organiques issues de trois séquences européennes de loess : Saint-Pierre-lès-Elbeuf (Normandie), Villiers-Adam (Île-de-France) et Harletz (Bulgarie). Le signal d13Corg reflète la réponse de la végétation aux changements climatiques, et sa déconvolution par modélisation inverse permet de reconstituer les paléoprécipitations. Les études sur divers proxys des loess, dont le d13Corg, ont montré que chaque amélioration climatique globale du Weichsélien (interstade) trouve un écho dans les climats régionaux, enregistré par les écosystèmes. En revanche l’analyse des d13Corg n’a pas encore été menée pour des périodes plus anciennes comme le Saalien Supérieur. L’étudiant·e aura pour mission d’étudier les signaux isotopiques des trois séquences, de reconstruire les paléoprécipitations, de comparer les indices paléoenvironnementaux obtenus avec d’autres proxys disponibles (sédimentologie, malacologie, magnétisme), de replacer ces résultats dans un contexte paléoclimatique continental, et d’émettre des hypothèses sur les processus sous-jacents aux fluctuations climatiques saaliennes et weichséliennes. Il·elle développera ainsi des compétences solides en interprétation des signaux isotopiques et en paléoclimatologie continentale.

Le DIM PAMIR, l’Institut de l’Energie Soutenable et la MSH Paris Saclay – en partenariat avec la Maison de l’Ile-de-France, CIUP – organisent une journée d’étude qui donne la parole aux récits d’expérience du travail dans l’interdisciplinarité. Les projets et les réseaux présentés portent sur des champs divers tels que l’environnement, la santé, le patrimoine… Cette journée d’étude prolonge le séminaire « Travailler dans l’interdisciplinarité : retours d’expérience » qui se tient depuis février 2024 : https://msh-paris-saclay.fr/travailler-dans-interdisciplinarite-retours-experience/. Cette journée aura lieu le 28 mai à la Maison de l’Ile-de-France, CIUP, 9 boulevard Jourdan, 75014 Paris, de 9h30 à 17h30. Pour en savoir plus, voir : https://je-interdisc.sciencesconf.org/.

Le projet MASOC est proposé par deux équipes d’île de France (LSCE et IMPMC) et vise à acquérir des sondes pour la mesure du champ magnétique axial (ou gradient de champ selon l’orientation des sondes) et du dispositif électronique associé. Ces sondes sont d’un usage quasi-quotidien dans un laboratoire de paléomagnétisme et servent à qualifier nombre d’expériences. En particulier, elles servent à s’assurer très régulièrement de la très faible valeur de champ (2-3 nT) régnant dans les fours de désaimantation dits « champ nul » et à bien définir la zone utile dans laquelle les échantillons ne pourront pas être perturbés par un champ résiduel. Elles servent également à mesurer avant et après toute étape thermique le champ de quelques μT (valeur décidée par l’expérimentateur en fonction des échantillons) dans les fours utilisés pour l’obtention de la paléointensité du champ magnétique terrestre à partir des produits archéologiques et des laves. Enfin, elles servent à mesurer le champ magnétique induit dans tout solénoïde en fonction de son diamètre, des caractéristiques de son enroulement et du courant appliqué. Les solénoïdes sont relativement nombreux au laboratoire et utilisés notamment pour l’acquisition de l’aimantation rémanente anhystérétique et de son anisotropie, méthodes très largement utilisées dans les études paléoenvironnementales sur les sédiments marins. Ces sondes sont donc un élément de base pour les mesures magnétiques en laboratoire. Elles sont très robustes, leur utilisation est extrêmement simple et accessible à tous, sans rajout de prix pour la maintenance et les consommables (hormis les piles électriques) et elles ont une durée de vie de quelques dizaines d’années.

Les sédiments marins, lacustres ou continentaux permettent de reconstruire l’histoire des environnements et climats passés et d’établir des chronologies précises pour ces variations. Ces reconstitutions et leur chronologie sont basées sur des analyses géochimiques et/ou statistiques de certains constituants de ces sédiments. Afin d’améliorer ces reconstitutions et d’optimiser l’utilisation des échantillons issus de ces archives sédimentaires, il est nécessaire de séparer les différentes fractions. Cette séparation nécessite un tamisage en phase humide pour préserver les composants fragiles de ces sédiments (foraminifères, radiolaires, verres volcaniques…). Nous proposons pour ce projet d’automatiser ce tamisage en phase humide. Il s’agit de développer une ligne de tamisage automatique qui permettra de tamiser de 6 à 8 échantillons en parallèle au lieu d’un par un actuellement. Le développement de cet équipement bénéficiera notamment des possibilités de réalisation de la plateforme PANOPLY, plateforme analytique adossée aux laboratoires LSCE et GEOPS.

La caractérisation géochimique des matériaux géologiques et archéologiques est primordiale pour comprendre leur nature, origine, interactions avec l’environnement et leur évolution chimique au cours du temps. D’un point de vue analytique, cela nécessite la capacité de mesurer une grande variété d’éléments, qu’ils soient majeurs (abondance >1%), mineurs (0.1–1%) ou traces (<0.1%) avec précision et rapidité sur des échantillons relativement petits. Dans cette optique, ce projet vise à acquérir un ICP-OES (spectroscopie d’émission optique à plasma à couplage inductif) de dernière génération, permettant d’analyser en solution jusqu’à 70 éléments simultanément, en quelques minutes, avec des concentrations de quelques μg/L, sur quelques millilitres d’échantillon, quel que soit le nombre d’éléments mesurés. Cet instrument permet de mesurer des échantillons de nature variée, aussi bien liquides que solides (après digestion multi-acides ou par fusion alcaline). Il est donc bien adapté à l’analyse d’échantillons géologiques (roches, sédiments, sols, coquillages, coraux, concrétions, eau douce et salée), ainsi qu’aux matériaux archéologiques ou patrimoniaux (ossements, poteries, bijoux, peintures). L’ICP-OES sera installé au laboratoire GEOPS où il remplacera un AAS en fin de vie. Il sera géré par des personnels techniques ayant déjà une grande compétence sur les analyses de type ICP-MS et AAS et sur la préparation d’échantillons variés en salles propres. L’instrument complètera le parc instrumental existant à GEOPS et dans la plateforme PANOPLY. Ce projet est soutenu par un large consortium de partenaires franciliens, comprenant des laboratoires actifs en reconstructions paléoenvironnementales, géologie du Quaternaire, archéologie et géoarchéologie (GEOPS, LSCE, LGP, LAPA/IRAMAT, ArScAn et TEMPS). L’utilisation mutualisée de l’instrument ouvrira de nouvelles collaborations entre ces laboratoires et permettra à plusieurs laboratoires d’archéologie de développer davantage l’archéométrie et la géoarchéologie.

La microscopie de cathodoluminescence est une méthode rapide et efficace pour détecter des variations chimiques dans les minéraux et identifier différentes générations de cristallisation. L’installation actuelle disponible à Sorbonne Université (plus de 25 ans) est une cathodyne couplée à un microscope optique et à un appareil photo numérique reflex Nikon. Le nouvel appareillage visé améliorera significativement la facilité d’utilisation de la technique ainsi que les conditions et les performances analytiques. Par exemple, la réalisation d’images mosaïques de l’échantillon analysé sera très aisée et plus précise. Le phénomène de cathodoluminescence permet d’observer un objet différemment du microscope optique en lumière polarisée ou de la loupe binoculaire en mettant en évidence (i) la présence de défauts ou d’impuretés dans la structure du solide ; (ii) la présence d’éléments chimiques excitateurs appelés activateurs en quantités traces, des stries de croissances cristallographiques ou biologiques, des zonations, des processus de dissolution/recristallisation, de distinguer des cristaux polymorphes (par exemple calcite/aragonite) etc. Cette technique analytique apporte ainsi des informations complémentaires quant à la structure et à la composition d’un objet naturel ou anthropique. C’est aussi une étape préalable clé et nécessaire pour des déterminations chimiques ciblées et des datations radiométriques. Les objets analysés se présentent généralement en lame mince non couverte. La chambre d’analyse permet aussi d’introduire tout échantillon de surface centimétrique et d’épaisseur millimétrique. Cette technique est non destructive. Depuis très longtemps utilisée en géosciences, cette technique a montré un fort potentiel en archéométrie notamment pour la caractérisation des matériaux d’origine comme les marbres antiques et pour la reconnaissance des processus de fabrication des céramiques et des verres.

Ce projet a pour objectif l’automatisation de deux étapes significatives qui doivent actuellement être réalisées manuellement lors de la mise en place d’une expérience utilisant le tomographe de la ligne PSICHE du synchrotron SOLEIL. La première étape sera l’implémentation d’un système de porte filtres automatique équipé avec une sélection de filtres optimisée pour différentes configurations de faisceau rose. La deuxième étape sera la motorisation du réglage d’inclinaison de la table en granite sur laquelle l’instrument est installé. La motorisation de ces deux éléments va réduire significativement la durée de mise en place d’une mesure et rendre l’instrument plus facile à utiliser et plus sûr pour des utilisateurs non-experts. Le temps gagné lors des passages entre les différentes configurations pourra être utilisé pour réaliser des mesures test pour la communauté du DIM PAMIR, contribuant ainsi à la préparation et à la réussite de projets demandant du temps de faisceau.

Des acquisitions photogrammétriques et un échantillonnage précis sur un analogue de terrain au réservoir géothermique carbonaté du Jurassique moyen du Bassin de Paris ont récemment été réalisées et sont disponibles à GEOPS. Ces acquisitions ont été effectuées sur des carrières de carbonates du Jurassique moyen de la bordure de plateforme du Bassin aquitain, considérées comme analogue des réservoirs géothermiques exploités vers Evry-Grigny. Le travail de stage consistera à utiliser ces modèles photogrammétriques déjà disponibles pour construire un modèle sédimentologique 3D d’une bordure de plateforme oolithique. La démarche se propose de caractériser les microfaciès, le cadre stratigraphique, la paragenèse ainsi que l’évolution spatiale des paléoenvironnements de dépôt et des propriétés pétrophysiques. Ces résultats seront replacés dans l’affleurement virtuel 3D à l’aide de Virtual Reality Geological Studio (VRGS). Ils permettront d’intégrer différentes échelles d’observations, de l’échantillon à l’affleurement, et d’évaluer la variabilité spatiale des environnements de dépôt. Enfin, les géométries obtenues seront transposées vers le logiciel Petrel© afin de construire un modèle statique 3D habillé en faciès/diagenèse et d’établir des cartes paléoenvironnementales. Ce modèle géologique hautement résolu est un pré-requis à la compréhension des facteurs de contrôle de l’hétérogénéité pétrophysique des bordures de plateforme carbonatée, une des cibles privilégiées pour l’exploitation géothermique en France.

La mission du stagiaire s’inscrit dans le cadre du projet Datatière SHS (en collaboration avec l’URFIST Occitanie) qui rassemble des enseignants-chercheurs, des ingénieurs et des bibliothécaires. Le projet, ancré sur un Fab lab (le DLab SHS, co-porté par le CHCSC), aboutira à la réalisation d’un podcast en sept épisodes sur le cycle de vie des données, la constitution d’un jeu de données 3D et la mise en ligne d’une plateforme de veille et de partage des pratiques quant à l’usage des outils Omeka S et Heurist. Le stagiaire travaillerait sur deux livrables : (i) La participation à la constitution d’un jeu de données 3D. Le stagiaire et le tuteur utiliseront les données d’une numérisation déjà effectuée par le DLab SHS et le musée de la ville de Saint-Quentin-en-Yvelines labellisé « Musée de France » : le scan de l’ensemble architectural des Arcades du Lac (Montigny-le-Bretonneux) et la commanderie templière de La Villedieu (Élancourt). Il s’agirait de déposer et documenter un jeu de données sur Zenodo et le Conservatoire National des Données 3D. Le stagiaire participerait également à l’écriture d’une documentation pédagogique (sous la forme d’un retour d’expérience) déposable sur HAL et la plateforme Callisto de l’URFIST ; (ii) La participation à la mise en place d’une plateforme de veille informationnelle ayant pour but le signalement des bases de données et expositions de collections déployées grâce aux outils Heurist et Omeka S. Ce recensement se concentrera sur les bibliothèques numériques d’institutions patrimoniales. Le tuteur s’assurera des bonnes conditions de travail du stagiaire durant la mission. Ce dernier inscrira sa pratique dans le cadre d’un laboratoire de recherche et des formations lui seront proposées pour monter en compétences : prototypage 3D, données de la recherche, documentation. La création des contenus, la démarche pédagogique et l’encadrement du stagiaire reposeront sur l’usage d’outils numériques éthiques, libres, décentralisés et solidaires.

Ce stage s’inscrit dans un programme de recherche mené au laboratoire PPSM de l’ENS Paris-Saclay, visant à proposer de nouvelles sondes fluorescentes à haute résolution spatiale et temporelle des phénomènes de complexation – réaction – diffusion en jeu dans les couches de peinture historiques, sous-jacents de leur altération. Dans ce cadre, des études détaillées des mécanismes de formation des savons métalliques indiquent que la question de la détection de l’eau dans ces systèmes [pigment inorganique / liant organique] est cruciale. Des travaux récents ont montré que la présence d’eau régit la concentration relative de différents états de coordination de carboxylates métalliques, et exerce une influence capitale sur leur réactivité. La répartition hétérogène de l’eau dans les couches de peinture, résultat de mécanismes de transport complexes pourrait expliquer pourquoi certains mécanismes réactionnels sont eux-mêmes localisés de manière hétérogène à la micro-échelle. Cependant, les méthodes analytiques employées pour sonder spatialement les réactions et les structures chimiques (micro-faisceaux synchrotron, microscopie infra-rouge) atteignent leurs limites lorsqu’il s’agit de sonder la présence d’eau liquide dans ces milieux hétérogènes complexes. Dans ce cadre, le développement de nouvelles sondes moléculaires hautement sensibles et sélectives apparait particulièrement intéressant pour appréhender la réactivité, voire l’altération des couches picturales. Ce stage propose de mettre en œuvre des molécules fonctionnelles dont les émissions de photoluminescence (PL) varient en fonction de leur solvatation. L’étudiant/e implémentera ces molécules dans des systèmes modèles représentatifs de couches picturales, et sondera ces systèmes en utilisant l’instrumentation de microscopie de PL développée au PPSM. L’objectif est d’étudier le comportement PL de ces sondes dans des milieux huileux complexes, et de cartographier la présence de potentielles micro-poches aqueuses dans des couches de peinture. Au cours du stage, l’étudiant/e acquerra des compétences aussi bien d’un point de vue analytique que théorique. D’une part, il/elle sera formé à un panel étendu de techniques spectroscopiques et microscopiques de pointe. D’autre part, il.elle assimilera également des connaissances sur la chimie de phénomènes dynamiques (complexation ionique, diffusion, cristallisation) dans des milieux hétérogènes [pigment inorganique + liant organique], et sur les liens entre microstructure locale et mécanismes physico-chimiques de réactivité.

Le projet ParisRegionPhD « MUSETEX3D » a porté sur la mise au point de nouveaux modes d’études de textiles archéologiques fortement altérés par des méthodes innovantes d’imagerie 3D de rayons X. Au cours du projet, il est apparu que plusieurs équipes françaises avaient développé ces dernières années des axes très originaux de recherche, souvent en partenariat avec des équipes étrangères. L’objectif de cette journée d’étude, qui se déroulera au musée du Louvre, est (i) de faire le point sur la recherche la plus actuelle portant sur les textiles minéralisés, (ii) de partager des travaux d’archéologie, renouvelés par l’étude approfondie de matériaux jusqu’alors déconsidérés, peu accessibles et peu étudiés, et enfin (iii) d’explorer de nouvelles voies de scénographie et de muséographie permettant aux scientifiques et au public de partager les enjeux liés à ces précieuses collections patrimoniales.

Créé le 17 novembre 2003, le Laboratoire de mesure du carbone 14 (LMC14) réalise les mesures de carbone 14 pour la communauté scientifique nationale. Les activités du LMC14 sont implantées sur 2 sites de l’Île-de- France : à St Aubin pour la préparation des échantillons et au CEA Saclay pour la production de cibles de carbone et la mesure du carbone 14 par spectrométrie de masse par accélérateur (SMA ARTEMIS). Deux laboratoires satellites réceptionnent et préparent également des échantillons : le CDRC à Lyon pour l’archéologie et le C2RMF à Paris pour les musées nationaux.

Cet atelier international, accueilli au Centre Pompidou, structuré autour de conférences données par des spécialistes internationaux aux expertises complémentaires, est organisé au terme du projet de recherche ParisRegionFP « Palette de Robert Delaunay ». Il vise à offrir au public un croisement de regards (chimistes, historiens de l’art, restaurateurs, etc.), afin de fournir collectivement une meilleure vision de la problématique de la pratique picturale de Delaunay et de ses contemporains. Une attention particulière sera accordée aux axes de recherche portant sur : (i)– Les matériaux artistiques modernes et leur mise en oeuvre dans les oeuvres picturales : recherches récentes visant à décrypter leur origine (identification dans les oeuvres, marqueurs des différents modes de synthèse et de traitement des pigments, identification des fournisseurs…) et leur utilisation (gestes artistiques, préparation par les artistes de leurs propres formulations picturales…) ; (ii) L’évolution des peintures modernes dans le temps et les défis posés par leur conservation : Nouvelles connaissances chimiques sur les mécanismes d’altération actifs dans la couche picturale moderne, ainsi que les tendances actuelles des procédures de restauration mises en oeuvre dans les collections d’art moderne au niveau international ; (iii)– Le contexte historique de la production de peintures modernes : investigations visant à suivre l’utilisation des pigments selon les théories de la couleur du début du XXe siècle, à un moment clé de l’histoire matérielle de la peinture. La question de l’interaction entre les peintres modernes tels que Delaunay et leurs contemporains sera également abordée. L’atelier s’inscrit dans une démarche de diffusion vers le grand public : les espaces de conférence du Centre Pompidou sont en effet obligatoirement ouverts à l’ensemble des visiteurs du musée. En plus des conférences scientifiques, un documentaire tourné dans le cadre du projet « Palette de Robert Delaunay » sera projeté pour la première fois au public.

L’« association des chercheurs francophones en géochimie organique », ou « FROGs » (French Researchers in Organic Geochemistry), organisera la sixième édition de son congrès à Paris du 8 au 10 juillet 2024. Le congrès est avant tout un lieu d’échange entre étudiants, chercheurs, enseignants-chercheurs, acteurs du secteur privé, spécialistes en matériel analytique, etc. La philosophie de l’évènement est restée la même au fil des ans, puisqu’il repose sur des communications orales et des posters présentées exclusivement par des jeunes chercheurs non-permanents : étudiants (licence, master 1, master 2), doctorants et post-doctorants. La présente demande vise à couvrir une partie des frais du congrès, dont l’inscription est gratuite pour tous. Les thématiques de recherches abordées au cours du congrès sont très vastes et couvrent tous les aspects liés à l’étude des Matières Organiques (organismes vivants, systèmes aquatiques océaniques et continentaux, sols, sédiments, archéologie, exobiologie, climat, polluants organiques, microplastiques, ressources, isotopes stables, etc.). Les recherches menées sont basées sur la caractérisation, à l’échelle globale ou moléculaire, de la matière organique naturelle ou anthropique via les outils de chimie analytique dans l’ensemble des matrices géologiques, environnementales ou patrimoniales, qu’elles soient liquides, solides ou gazeuses. Elles concernent des champs thématiques prioritaires identifiées par le DIM PAMIR. Les besoins en caractérisation des matières organiques et les questions liées à la préservation et la modification des matériaux concernent tout autant les archives sédimentaires que d’autres objets patrimoniaux, en particulier les œuvres d’art. Des présentations en lien avec l’ensemble de ces thématiques sont attendues et à même d’intéresser l’ensemble du réseau du DIM PAMIR.

Le projet ANGELSHARE a pour but d’étudier avec l’imagerie par spectrométrie de masse la croissance et l’interaction du champignon opportuniste, Baudoinia compniacensis, avec le bois de barriques très anciennes, de plus de cent ans d’âge. Ce microorganisme, qui pousse dans les chais de vieillissement des eaux-de-vie dans la région de Cognac, mais aussi près des distilleries et dans d’autres régions viticoles et de production d’alcools, est responsable du noircissement des murs intérieurs et extérieurs. Il est réputé croître en présence des vapeurs d’alcool toujours présentes, lesquelles sont communément appelées la Part des Anges. Il est dit qu’il n’interagit pas avec les bois de chêne jeunes, cependant les bois très vieillis sont toujours tous trouvés noircis, comme leur environnement. Cette interaction, si elle a lieu, peut avoir à long terme une influence sur les qualités gustatives des alcools contenus. Ce projet vise donc à mieux connaitre et préserver un patrimoine matériel (les barriques anciennes de cognac) mais aussi à enrichir un patrimoine immatériel, le savoir-faire traditionnel de la filière de production du cognac.

L’orseille, appelée également pourpre française, est un colorant d’origine végétale, généralement de couleur rouge-violette, employée en substitution de la pourpre de Tyr aussi bien en teinture qu’en peinture. Cependant l’analyse des matières colorantes des manuscrits du XIe siècle du Mont Saint-Michel a révélé une palette de couleur bien plus large pour ce colorant allant du rose au marron en passant par le violet. La teinte marron est source de questions : s’agit-il de la couleur initialement souhaitée ou d’une dégradation de la couleur originelle ? Dans le cas des manuscrits du Mont Saint-Michel, les deux hypothèses semblent vraisemblables selon les enluminures. Ce projet porte sur trois questions relatives à la couleur de ce colorant. Un premier axe abordera le mode de fabrication de ce colorant au cours duquel on cherchera à identifier les paramètres permettant d’obtenir les différentes teintes observées et à relier la couleur à la composition moléculaire du colorant. Un deuxième axe sera centré sur l’étude de la dégradation de ce colorant à la lumière en s’attachant à déterminer la cinétique et les mécanismes de sa dégradation. Finalement, l’impact de la dégradation sur les signaux obtenus par les principales techniques non-invasives sera examinée afin de s’assurer de la fiabilité de l’identification de ce colorant malgré l’altération. L’essentiel de ce travail sera réalisé sur des palettes modèles fabriquées selon les techniques traditionnelles par une enlumineuse professionnelle en utilisant les équipements d’analyse et des enceintes de vieillissement disponibles en laboratoire. Une partie du projet sera toutefois dédiée à l’analyse de ce colorant sur une sélection de manuscrits enluminés de la BnF afin d’élargir le corpus et voir si un lien peut être fait entre teintes, état de conservation et signaux enregistrés. L’ensemble de ces données permettra de mieux comprendre les facteurs à l’origine de la gamme de couleur observée pour ce colorant encore trop souvent sous-estimé, ainsi que d’assurer une identification fiable indépendamment de sa teinte.

Cette thèse vise à améliorer les connaissances actuelles sur les natures et rythmes des changements culturels et comportementaux ayant eu lieu au cours du Paléolithique inférieur en Basilicate dans le sud de l’Italie (de 780 000 ans à ~ 350 000 ans). Pour cela, ce projet ambitionne d’obtenir des données géologiques, géochimiques et chronologiques robustes pour plusieurs sites archéologiques majeurs et séquences géologiques de cette période. Alors que l’obtention de chronologies fiables pour des sites associés à l’émergence en Europe de la culture dite « acheuléenne » (industries de façonnage dont l’outil emblématique est le « biface ») constitue toujours un obstacle majeur à la compréhension des changements évolutifs du Paléolithique européen dans sa globalité, la région de la Basilicate de par sa géologie, constitue un laboratoire unique à l’échelle européenne, propice au développement d’approches multidisciplinaires. Cette zone, fortement tectonique et associée à une forte activité volcanique, est propice à la conservation des vestiges (enfouissement rapide) mais aussi à leur datation. Les objectifs de la thèse sont les suivants : 1) Améliorer la datation de plusieurs sites majeurs de cette zone (Cimitero di Atella, Notarchirico et Loreto) par une approche muti-méthodes incluant des datations 40Ar/39Ar, de la téphrochronologie, des datations ESR et ESR-U/Th. 2) identifier et étudier par sédimentologie et géochronologie) d’autres localités du Paléolithique inférieur à fort potentiel archéologique mais également paléo-environnemental dans la région ; 3) caractériser d’un point de vue géochimique et géochronologique l’histoire éruptive du volcan Vulture, principale source des dépôts volcaniques datables dans cette zone et retrouvés dans les séquences archéologiques et paléo-environnementales.

Au début du IIe millénaire de notre ère, durant l’Anomalie Climatique Médiévale et la transition vers le Petit Âge Glaciaire (ACM-PAG, 1100-1450 CE), la culture thuléenne, formation archéologique à l’origine directe des Inuit1, se développe sur les côtes du détroit de Béring et de l’Alaska. Malgré de nombreuses études archéologiques dans la région, les indicateurs climatiques locaux restent rares ce qui limite notre compréhension des interactions complexes humains-environnement à cette période clef de l’émergence de la culture Inuit. La conservation exceptionnelle des bois d’architecture thuléens dans les sols gelés de la région est pourtant propice aux études dendro-chronologiques et -climatique mais ces bois sont longtemps restés inexploités. Récemment, deux chronologies isotopiques du carbone et de l’oxygène ont été réalisées sur des bois alaskiens (935 à 1157 CE). Elles ouvrent la voie vers une interprétation paléoclimatique locale et fournissent des résultats très encourageants pour dater des bois indatables en dendrochronologie conventionnelle. Cependant, ces chronologies sont courtes (222 ans) et reposent sur un faible nombre de bois (1 à 5). Le projet IsotOk est une approche interdisciplinaire innovante pour renforcer et poursuivre dans le temps ces chronologies isotopiques en appliquant la dendrochronologie conventionnelle et la dendroisotopie à l’une des rares collections dendroarchéologiques d’Alaska : les bois d’architecture du site thuléen de Nukleet (Nord-Ouest de l’Alaska) collectés en 1949. Hébergée à l’University of Alaska Museum of the North, ces bois sont demeurés inexploité. Après un nécessaire inventaire, nous proposons de mener l’analyse dendrochronologique de 70 bois, et l’analyse isotopique de 8 d’entre eux au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (CEA-Saclay). Ces chronologies renouvelées permettront d’exploiter le potentiel chronométrique et paléoclimatique de ces bois d’architecture et d’affiner à une résolution annuelle notre compréhension de l’environnement changeant des « premiers » Inuit du littoral alaskien.

Le projet PASSÉ-Référentiel, proposé par les équipes expérimentales du LSCE, a pour objectif l’optimisation et la sécurisation des espaces de stockage des séries sédimentaires dans la carothèque du LSCE. Il est soutenu par plusieurs équipes de recherche d’Ile de France, françaises et internationales. La carothèque du LSCE située à Gif-sur-Yvette, non réfrigérée artificiellement, est la plus grande carothèque « naturelle » de France et d’Europe. Cette carothèque d’environ 800 m2 est un lieu tout à fait unique, car les conditions d’humidité et de température y sont naturellement optimales pour la préservation d’un patrimoine scientifique inestimable. En effet, environ 27 000 demi-sections d’1,50 m à 2 m de carottes sédimentaires marines ou lacustres y sont entreposées. Ce nombre s’accroit à chaque mission, depuis plus de 50 ans. L’étude de ces carottes joue un rôle important dans la compréhension des changements climatiques et contribue ainsi aux rapports du GIEC. De ce fait, cette carothèque a une visibilité nationale et internationale dans la communauté scientifique travaillant sur les archives climatiques et environnementales. De nombreuses équipes (chercheurs, doctorants, personnel technique) y viennent régulièrement pour échantillonner en vue de la réalisation de nombreux projets scientifiques de pointe dans les études des variations passées du climat et de l’environnement. Cet espace demande à être optimisé et sécurisé. En effet le matériel, (notamment les étagères) qui permet de stocker ces carottes s’est fortement dégradé au fil des années et donc devenu dangereux pour la sécurité des utilisateurs. L’acquisition de nouvelles étagères et la manutention associée sont donc indispensables à la bonne organisation, conservation et utilisation de cette collection unique d’archives.

DUAL-CLUMPED vise à doter la région d’un équipement pour les premières analyses de clumping isotopique double (Δ47+Δ48) en France, où seulement deux équipes maîtrisent la mesure du clumping simple Δ47 (dont l’IPGP). Ce couplage permettra un diagnostic ferme, sans hypothèse et longtemps attendu, sur la température de formation des carbonates et phosphates des enregistrements sédimentaires. Ce paramètre est déterminant pour contraindre l’évolution des environnements et climats de la Terre au cours des temps géologiques, et ainsi mieux fixer les conditions d’apparition et d’évolution de la vie, ou appréhender l’évolution climatique actuelle. Ce nouveau traceur Δ47+Δ48 permet également, par analyse de la phase minérale uniquement, de caractériser d’autres conditions de formation ou d’altération de ces minéraux, centrales à d’autres questions scientifiques où la température n’est pas le premier paramètre d’intérêt (e.g., origine du fluide minéralisateur, origine des matériaux biologique ou abiotique, préservation du signal isotopique originel, identification des mécanismes de bio-carbonatation jouant un rôle majeur dans le contrôle du cycle du carbone, potentiel d’identification des traces de vie primitive). Toutes ces questions pourront être abordées notamment grâce à l’étude d’échantillons provenant des collections de Géologie et de Paléontologie du MNHN en collaboration avec quatre laboratoires membres du DIM PAMIR (GEOPS, IMPMC, ISTEP, CR2P). DUALCLUMPED prévoit l’acquisition d’un spectromètre de masse de rapport isotopique pour analyser les abondances des molécules multi-substituées rares 13C18O16O et 12C18O18O des carbonates ainsi que la construction et l’interfaçage d’un système de préparation automatisé des échantillons. Ceci permettra: (i) d’augmenter la rapidité (ie., mobilisation réduite de personnel) et la facilité d’acquisition de ces données (avec analyse et traitement user-friendly) ; et (ii) de caractériser une grande diversité des matériaux carbonatés à très haute précision (± 1°C). L’équipement sera ouvert, via la plateforme PARI, à de nombreux utilisateurs/applications en collaboration ou prestation.

Le présent travail de doctorat s’attachera à développer des méthodes d’apprentissage statistiques avec pour objectif d’estimer le niveau et le type d’altération probable d’une œuvre. L’originalité de ce projet réside dans la prise en compte croisée des aspects liés aux altérations/restaurations avec l’histoire sociale des œuvres. Le projet se focalisera sur des peintures modernes et contemporaines en s’appuyant sur le système d’information (SI) que développe actuellement IPANEMA et Pauline Hélou‐de La Grandière dans le cadre des projets NOIRoeS (Nouveaux outils interdisciplinaires pour la restauration des oeuvres de Pierre Soulages ‐ EUR Humanité Création et Patrimoine 2020‐2023, CY Cergy Paris Université) et MIB‐NOIRoeS (Méthode d’Interface et de Base de données pour le projet NOIRoeS, DIM Matériaux anciens et patrimoniaux). Ce SI vise à structurer les informations techniques, historiques et de conservation des œuvres de Pierre Soulages. Un premier objectif de M(IA)2 sera de fournir une lecture aussi complète que possible des données capturées par ce SI. Le projet s’attachera ensuite à proposer une algorithmie adaptée à l’estimation de l’état d’altération d’une œuvre en fonction tant des techniques et matériaux mis en œuvre pour sa conception que de son histoire post‐conception. Les algorithmes d’apprentissage développés s’appuieront sur l’ensemble hétérogène de données capturées par le SI. Les données quasi exhaustives recueillies sur l’œuvre de Pierre Soulages seront complétées par des données plus fragmentaires, mais de portée plus large qu’apporteront les partenaires du projet ainsi que des musées tels que le Centre Pompidou et le Musée national Picassso‐Paris, qui ont exprimé leur intérêt pour ce projet. Ainsi les méthodes développées et les résultats obtenus gagneront en généralité et le risque de surapprentissage sera réduit d’autant. À travers l’analyse de l’état des œuvres les mieux documentées, les méthodes développées viseront à proposer une estimation probabiliste de l’état d’œuvres moins bien, ou moins souvent, documentées. Une fois validées, ces méthodes pourront également être exploitées, à travers la simulation, pour évaluer les risques d’altérations futures d’une œuvre.