Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Rock Magnetism Laboratory

Les activités du Laboratoire de Magnétisme des Roches sont liées aux activités du Laboratoire de Géophysique à travers la collaboration entre les ingénieurs responsables de chacune de ces plateformes

Magnétométrie de laboratoire

Les équipements de magnétométrie sont localisés dans un chalet situé à une centaine de mètres du CEREGE. Ce chalet est doté d'une chambre amagnétique à parois de fer doux dans laquelle l'intensité du champ magnétique est 100 fois inférieure à l'intensité champ magnétique mesurée à l'extérieur de la chambre.

Nous disposons d’un magnétomètre supraconducteur SRM760R (2G Enterprises, sensibilité de 2 10-12 Am2), doté du système de désaimantation par champ alternatif acquisition d’aimantation rémanente anysthérétique, de magnétomètres spinner JR5 (AGICO) et Minispin (Molspin), ce dernier étant dédié aux gros échantillons. Enfin nous disposons aussi d’un magnétomètre à échantillon vibrant MicroMag 3900 (Lakeshore) avec systèmes haute et basse température.

Nous disposons aussi de 2 susceptibilimètres MFK1 (AGICO) dont 1 doté du four CS3 et d’un susceptibilimètre KLY2 à grand bobine pour échantillon de 65 cm3, d’un susceptibilimètre MS2 (Bartington) dédié au carottes longues et d’un susceptibilimètre transportable SM150 (ZH Instruments)

Pour le traitement des échantillons, nous disposons d’un four pour désaimantation thermique capacité de 80 échantillons (Magnetic measurements ltd., MMTD80, mesure jusqu'à 800°C, champ ambiant < 10 nT, possibilité d'ATR), d’un aimanteur à champ pulsé (Magnetic Measurements ltd., Modèle MMPM9, champ maximum : 9 T), de 4 anneaux de Halbach (1T, 0.6T, 0.3T), un désaimanteur par champ alternatif LDA5 (AGICO) pouvant atteindre 200 mT.


Magnétomètre supraconducteur
(SRM760R, 2G Enterprises


Magnétomètre spinner (JR5, AGICO) à gauche
et désaimanteur par champ alternatif
(LDA5, AGICO) à droite


Magnétomètre à échantillon
vibrant(Micromag 3900, LakeShore)
avec système haute
et basse température.

Développements internes en magnétométrie

Nous avons développé un scanner haute résolution pour la mesures de la rémanence de carottes longues. Ce dispositif a été l’objet d’un dépôt de demande de brevet à l’INPI le 8 avril 2016, la demande de brevet international est en cours de préparation.


scanner haute résolution pour carottes longues

Nous avons aussi développé un magnétomètre et un susceptibilimètre pour des missions particulières. Assemblés et testés au CEREGE puis transportés à la NASA, ils ont servi à mesurer le moment magnétique et la susceptibilité d’échantillons de grande taille de la missio Apollo. Les mesures ont été effctuées dans une chambre de stockage à l’environnement controllé (oxygème, humidité, poussière…).


Les instruments utilisés lors de la mission au Centre spatial Lyndon B. Johnson de la NASA à Houston (à gauche : magnétomètre, à droite : susceptibilimètre).

 

Pétrophysique

Pycnomètre à hélium (Quantachrome Instruments, modèle Stereopycnometer). Le pycnomètre à hélium permet de déterminer de façon précise le volume d'un échantillon solide (massif, divisé ou poreux) de masse connue, permettant d'accéder à sa masse volumique.


Pycnomètre à hélium

 

Magnéto-optique

L’imagerie magnéto-optique (Magneto-Optical Imaging, MOI, en anglais) a pour vocation de carter la distribution du champ magnétique en surface à l’échelle sub-micrométrique, ce qui permets d’observer les structures magnétiques fines dans les minéraux magnétiques. A l’aide d’un microscope optique doté d’un modulateur optique, on peut observer l’intensité du champ magnétique perpendiculaire à l’échantillon après l’analyse d’images acquises à l’aide d’une caméra CCD. Cette technique a été développée en collaboration avec l’école polythechnique, le modulateur optique et l’analyse d’images ayant été développés au CEREGE.

La technique MOI couplée à d’autres approches minéralogiques par SEM, EBSD et TEM a révélé de magnifiques structures magnétiques dans les grains de métal des météorites.

Le système MOI et ses résultats pour un grain métallique dans une chondrite ordinaire montrant une structure en papillon correspondant à la distribution de nano-cristaux de tétrataénite (CZ, Fe0.5Ni0.5). (Uehara, Gattacceca, Leroux, Jacob, van der Beek (2011) Magnetic microstructures of metal grains in equilibrated ordinary chondrites and implications for paleomagnetism of meteorites, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2011.04.008)

 

Magnifique structure de domaines magnétiques d’une cohénite ‎(‎Fe‎,‎Ni‎,‎Co‎)_3C trouvée dans une météorite de fer. Les domaines changent selon le champ appliqué (anisotropie magnétique). (Reznik, Kontny, Uehara, Gattacceca, Solheid, Jackson (2016), Magnetic domains and magnetic stability of cohenite from the Morasko iron meteorite, http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.10.161)