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

Plateforme d'ANalyse des ISotopes Stables (PANISS)

Responsable technique : C. Sonzogni
Tel : 04 42 97 17 54/15 31  e-mail : sonzogni@cerege.fr

Responsable scientifique : A. Alexandre
Tel : 04 42 97 17 54/15 42  e-mail : alexandre@cerege.fr

Ingénieure Silicates et Eaux: M. Couapel
Tel: 04 42 97 17 54/ 17 64 email: couapel@cerege.fr

Présentation 

La plateforme d’analyse des isotopes stables du CEREGE (PANISS) se partage en 4 applications analytiques: 1) analyses δ18O et δ13C des carbonates ; 2) analyses δ18O et δ17O des silicates et oxydes; 3) analyses δ18O, δ17O et δD de l’eau et de la vapeur d’eau et 4) analyses δ15N, δ13C et δD des composés organiques. 

Les données acquises alimentent principalement les recherches du CEREGE sur les paléoclimats, les cycles de l’eau et du carbone, et la planétologie. PANISS répond aussi aux demandes d’analyses en collaboration, ou en prestation, de la part d’organismes académiques français et étrangers. La plateforme développe une activité de formation importante.

La plateforme est sous la responsabilité technique et scientifique de Corinne Sonzogni (ingénieure CNRS) et Anne Alexandre (chercheuse CNRS), respectivement. Une deuxième ingénieure, Martine Couapel (ingénieur IRD) intervient plus particulièrement sur les applications silicates et eaux.

Les applications du laboratoire

Analyse δ18O et δ13C des carbonates

Objectifs scientifiques

  • Caractérisation des changements climatiques à haute résolution temporelle, principalement dans les zones tropicales à sub-tropicales (cycles hydrologiques, conditions océaniques)
  • Reconstitution de la variabilité passée de certains modes climatiques (type ENSO)
  • Evolution du système des carbonates dans l’océan en relation avec les concentrations de CO2 atmosphérique

Equipements

  • Spectromètre de masse à introduction double DI-IRMS (Delta V Plus,Thermo Scientific) couplé à une ligne de préparation automatisée des carbonates (Carbonates Device Kiel IV, Thermo Scientific) : mesures δ13C et δ18O sur microéchantillons de 20-150 μg.
  • Spectromètre de masse à introduction double DI-IRMS  (Delta Plus Advantage, Thermo Scientific) couplé à une ligne automatisée de préparation des carbonates (Carbonates Device Kiel III) : mesures δ13C et δ18O sur échantillons de 60-300 μg.
  • Spectromètre laser IRIS (Delta Ray) avec URI Connect, Thermo Scientific) : mesures δ13C et δ18O sur échantillons ≥ 500 μg et du CO2 en continu, mesures δ13C sur Carbone Inorganique Dissous de l’eau.

Analyse δ18O et δ17O de silicates et oxydes

Objectifs scientifiques

  • Mise au point des nouveaux traceurs paléoclimatiques (e.g. humidité relative atmosphérique).
  • Reconstitution de la dynamique passée du cycle de l’eau continental : origine et quantité des précipitations, bilan hydrique des lacs, flux d’évapo-transpiration à l’interface sol-plante-atmosphère.
  • Etude des processus d’altération et de pédogenèse.
  • Caractérisation des corps-parents des météorites et micro-météorites et déterminer les flux de matière extra-terrestre.

Equipements

  • Spectromètre de masse à introduction double DI-IRMS  (Delta V Plus, Thermo Scientific).
  • Ligne manuelle d’extraction de l’oxygène des silicates, avec BrF5 et laser Infra-Rouge à CO2 (CO2-laser 30W, Merchanteck): mesures du δ18O et δ17O sur échantillons de 0,3 – 1,6 mg.
  • Ligne de déshydratation sous flux d’azote et à très haute température (1100°C) : déshydratation et déshydroxylation des échantillons de silice amorphe hydratée.


Ligne manuelle d’extraction de l’oxygène des silicates, avec BrF5 et laser Infra-Rouge à CO2

Analyse δ18O et δD de l’eau et de la vapeur d’eau

Objectifs scientifiques

  • Quantification des fractionnements à l’interface subsurface-surface (végétation comprise)- atmosphère.
  • Traçage de cycle de l'eau à cette même interface.

Equipements

  • Spectromètre de masse à introduction double DI-IRMS  (Delta Plus, Thermo Scientific) couplé à une ligne automatisée d’équilibration des échantillons d’eaux (HD Device, Thermo Scientific) : mesures δD et δ18O sur échantillons de 3- 5 ml.
  • Spectromètre laser CRDS (Cavity Ring-Down Spectroscopy, Picarro L1102-i) : mesures  δD et δ18O sur échantillons d’eaux (2 ml) et sur vapeur d’eau.
  • Spectromètre laser CRDS (Cavity Ring-Down Spectroscopy, Picarro L2140-i): mesures δD, δ17O et δ18O sur échantillons d’eau de 2 ml et sur vapeur d’eau.

Analyses δ15N, δ13C et δD des composés organiques

Objectifs scientifiques

  • Mesure du renouvellement du carbone organique des sols pour l’alimentation des modèles de cycle du carbone
  • Caractérisation des processus de stabilisation des matières organiques dans les sols
  • Caractérisation de l'impact du changement climatique sur la biodiversité et la biodégradation des litières forestières
  • Traçage des changements de végétations (δ13C sur n-alcanes)
  • Traçage des changements du cycle du carbone (δ13C sur alkenones)
  • Reconstitution des changements du cycle hydrologique en domaine continental (δD sur n-alcanes, triterpènes, etc.)
  • Reconstitution deschangements du cycle hydrologique en domaine marin(δDsur n-alkenones, sterols, etc.)

Equipements

  • Spectromètre de masse à flux continu CF-IRMS (Delta Plus, Thermo Scientific) relié par une interface ConFlo IIIaux équipements suivants :
  • Analyseur élémentaire (Flash EA, Thermo Scientific) équipé d'un passeur automatique d’échantillons: mesures C, N,  δ13C et δ15N sur poudres totales.
  • Spectromètre de masse à flux continu CF-IRMS (Delta V Plus, Thermo Scientific), relié par une interface ConFlo IVaux équipements suivants :
  • Analyseur élémentaire (Flash EA IsoLink CN, option SmartEA, Thermo Scientific)  équipé d'un passeur automatique d’échantillons : mesures C, N,  δ13C et δ15N sur poudres totales.
  • Chromatographe en phase gazeuse (GC 1310-Isolink II, Thermo Scientific) équipé d’un passeur automatique d’échantillons (Triplus RSH, Thermo Scientific), d’un détecteur FID : mesures δD, δ13C, δ15N sur molécules organiques séparées par chromatographie en phase gazeuse

 Fonctionnement de la plateforme

  • Pour chaque application une équipe référente composée i) d’un chercheur référent (liste ci-dessous), ii) de Corinne Sonzogni, ingénieure responsable technique de la plateforme, et iii) de Martine Couapel, ingénieure pour les applications silicates et eaux. 
  • Les demandes d’analyses se font dans le cadre d'une collaboration avec un chercheur référent ou dans le cadre d'une prestation de service, dans la mesure des moyens humains et analytiques disponibles. Les formations diplômantes (doctorat et Master en particulier) sont prioritaires, dans la mesure où le projet dans lequel s’intègre la formation, le nombre (approximatif) d’analyses nécessaires et la période d'obtention des échantillons ont été préalablement discutés avec l’équipe référente.
  • Les utilisateurs fournissent des échantillons prêts à être analysés (contacter les référents pour les détails) et s’engagent à régler le coût d’analyses sur la base des tarifs fournis.

Contacts pour demandes d'informations et tarifs des analyses

Silicates 

Eaux

Carbonates

Composés Organiques

 

Charte d'utilisation disponible