Thèse (3 ans) sur les propriétés des fluides magmatiques H2O-NaCl-KCl-CaCl2-FeCl2 (H/F)

Sujet de thèse :
Le besoin croissant en métaux tels que Cu, Au ou Mo pour réaliser la transition énergétique nécessite de développer des modèles thermo-hydro-mecanique et chimique (THMC) permettant de simuler la circulation des fluides et leur interaction avec les roches encaissantes pour reconstruire les processus de concentration des métaux, de leur source magmatique vers leur environnement de dépôt.
La construction de ces modèles prédictifs s’appuie notamment sur une connaissance détaillée de la nature et des propriétés des fluides expulsés des magmas à HT-HP. En particulier, il est nécessaire de connaitre si et sous quelles conditions les fluides magmatiques enrichis en Cl vont se séparer en une saumure dense qui concentrera les métaux en profondeur et une phase vapeur qui remontera vers la surface.

Dans ce contexte, le but de cette thèse est de mieux comprendre les conditions de formation des saumures et leurs propriétés volumétriques. Pour ce faire, le/la candidat.e optimisera une nouvelle approche expérimentale permettant non seulement de visualiser la transition de phase saumure-vapeur mais aussi de mesurer la densité des fluides, en fonction des concentrations en sels (NaCl, KCl, CaCl2, FeCl2) sur une large gamme de conditions P-T. En fonction du profil du/de la candidat.e, les résultats expérimentaux pourront être utilisés pour construire de nouvelles équations d’état pour les fluides magmatiques riches en sels ou être complétés par d’autres expériences visant a quantifier la solubilité du quartz dans ces fluides.
La thèse sera co-encadrée par deux chercheuses CNRS à l’Institut des Sciences de la Terre d’Orléans.
Cette thèse s’inscrit dans le cadre du financement ANR ‘MagBrines’ qui a pour but de mieux comprendre et détecter les saumures enrichies en métaux dans les Petites Antilles. Le/la candidat.e sera ainsi amené.e à échanger et collaborer avec d’autres chercheurs/chercheuses, doctorant.e.s et post-doctorant.e.s impliqué.e.s dans le projet et à participer à plusieurs colloques nationaux et internationaux au cours de la thèse.

Contexte :
L’institut des Sciences de la Terre d’Orléans (ISTO) est un laboratoire de recherche en Sciences de la Terre dépendant de trois tutelles : l’Université d’Orléans, le CNRS et le BRGM.
La recherche à l’ISTO est fortement orientée vers l’expérimentation, que ce soit sur le terrain ou dans nos laboratoires. Dans le cadre de cette thèse, le/la candidat.e sera amené.e à évoluer au sein des équipes ‘Magma et Déformation’ et ‘Systèmes Métallogéniques’ de l’ISTO dont les thématiques de recherche incluent les conditions de mise en place, cristallisation et dégazage des magmas et de formation des concentrations métallifères d’origine magmatiques et hydrothermales.
Plus d’informations sur les différentes équipes scientifiques et les plateformes expérimentales et analytiques de l’ISTO sont disponibles sous le lien suivant :
https://www.isto-orleans.fr/