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Projet MeV (magnétomètre à échantillon vibrant)

Porteurs du projet

Catherine Kissel, DR, Responsable de l’équipe CliMag du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA, CNRS, UVSQ, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette (catherine.kissel@lsce.ipsl.fr) Camille Wandres, AI dans l’équipe CliMag du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA, CNRS, UVSQ, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette.

Partenaire

François-Xavier Simon, Institut national de recherches archéologiques préventives, Direction Scientifique et Technique, Paris

Projet

Le magnétomètre vibrant de dernière génération (VSM8600) est indispensable pour toute étude de laboratoire et de terrain sur la minéralogie magnétique des archives naturelles et anthropiques et leurs propriétés physiques telle que la taille des grains magnétiques. L’interprétation finale du signal magnétique dépend naturellement de cette caractérisation. L’instrument permet, sur des échantillons de quelques 10aines de mg l’analyse très rapide à grande sensibilité, de l’évolution de l’aimantation sous champ (hystérésis et FORC) et hors champ (rémanence) à des températures allant de 77 K à 950 K donc couvrant le blocage basse température du paramagnétisme et la majorité des transitions minéralogiques de la magnétite, de l’hématite, de la goethite ainsi que les transitions de phase des sulfures et de la maghémite. C’est le seul appareil qui couvre une telle gamme de température avec une sensibilité de mesure incomparablement supérieure à celle des instruments antérieurs. Il permet donc d’investiguer une large variété d’échantillons. Cet instrument sera le seul en France et le second en Europe au sein de la communauté paléomagnétique (le premier est à Vienne en Autriche).

Accès

L’instrument sera localisé au LSCE qui a l’espace nécessaire et toutes les compétences pour le faire fonctionner. A court-moyen terme, l’accès aux analyses sera ouvert aux membres du DIM Matériaux anciens et patrimoniaux, en particulier à ceux qui ont exprimé un intérêt dans le soutien au projet. Une demande de participation financière sera requise pour les consommables, la maintenance et si nécessaire la main d’œuvre. Des prestations seront également possible.

Porteurs et partenaire

L’équipe CliMag du LSCE a 40 ans d’expérience dans les études paléomagnétiques. Le laboratoire est équipé pour l’étude de la variabilité passée du champ magnétique terrestre notamment à partir de laves et d’échantillons archéologiques qui acquièrent leur aimantation lors de leur refroidissement (un poste de chercheur dans ce dernier domaine sera pourvu cette année). Les résultats obtenus servent soit à construire des courbes de références précises et à haute résolution, soit en retour, à assigner un âge à l’échantillon étudié. Les expériences pour déterminer la direction et l’intensité du champ sont guidées par les analyses des propriétés physicominéralogiques obtenues avec MeV. L’Inrap procède à des mesures magnétiques sur le terrain afin de localiser et caractériser des structures archéologiques. La caractérisation des minéraux magnétiques est alors nécessaire pour préciser l’origine des variations observées. Elle permet de distinguer certains usages: structures de chauffe (fours, briques), activités de paléométallurgie du fer, stabulation, etc. La caractérisation des propriétés physico-minéralogique permet en outre d’identifier les processus de pédogenèse étroitement liés à l’histoire et l’évolution des sols, éléments clés pour la compréhension de la taphonomie des vestiges et des sites archéologiques. Bien d’autres applications aux mesures de minéralogie magnétique faites avec le MeV sont possible: pollution métallique industrielle et urbaine, dynamique des courants océaniques profonds (préoccupation au regard des changements climatiques actuels), dynamique des régimes de mousson (décharge terrigène des fleuves de basses latitude) etc… Le projet est donc ouvert aux partenaires du réseau DIM potentiellement intéressés.