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Blanc - SIMI 6 - Système Terre, environnement, risques (Blanc SIMI 6)
Edition 2012


FUReMAG


Développement d'un Four à chauffe Ultra Rapide dédié au MAGnétisme des roches

FUReMAG
Développement d'un Four à chauffe Ultra Rapide dédié au MAGnétisme des roches

Optimisation des déterminations de paléo/archéo-intensités
Ce projet porte sur le développement d'un nouveau type de four expérimental dédié aux propriétés magnétiques des roches. Cet instrument s'inscrit avant tout dans la chaine d'acquisition de données sur l'observation du comportement passé du champ magnétique Terrestre. Deux points essentiels conditionnent le cahier des charges. Le premier est de pouvoir chauffer de manière parfaitement uniforme puis refroidir un échantillon de roche d'un volume de 10 cm3 le plus rapidement possible. Le second est d'appliquer à l'échantillon au cours de la chauffe un champ magnétique précis applicable selon une direction quelconque. Cette dernière caractéristique fait défaut dans les fours traditionnels: le champ d'induction magnétique ne peut être appliqué que selon une seule direction.
Le nouveau four que nous proposons de développer a trois applications immédiates. Les développements récents portant sur la méthodologie pour documenter l'intensité du champ magnétique dans son histoire passée, enregistrée dans les roches ou les terres cuites archéologiques, permettent d'utiliser des échantillons qui jusqu'à maintenant n'étaient pas mesurés car leurs propriétés magnétiques ne correspondaient pas aux critères de sélection requis par les méthodes conventionnelles. Cependant, ces nouveaux protocoles expérimentaux imposent que les échantillons soient chauffés et refroidis sous un champ parallèle à leur aimantation naturelle. Actuellement, aucun four ne répond précisément à cette contrainte. Pourtant, ce nouveau protocole de mesure permettrait à coup sûr de doubler le nombre de données disponibles. La deuxième concerne la détermination de l'anisotropie d'acquisition d'une aimantation rémanente. Les terres cuites archéologiques présentent une forte anisotropie. Lorsque ces matériaux sont utilisés pour reconstruire l'histoire récente du champ terrestre, cette anisotropie doit être prise en compte. Enfin, la troisième porte sur des développements méthodologiques et théoriques.

Optimisation du traitement magnétique et thermique de roche et terres cuites archéologiques
Le nouvel appareillage que nous développons permettra d'appliquer de manière précise le protocole de détermination de paléo/archéo-intensité proposé par Dekkers et Bohnel (EPSL, 2006) et Fabian et Leonhardt, (EPSL, 2010) .

Résultats

Le prototype est en cours de montage.

Perspectives

Une fois le prototype fini, il sera testé sur différents types d'échantillons par nos collaborateurs (collaborations nationale et internationale).

Productions scientifiques et brevets

Ce nouveau type de four a été breveté:
Brevet n? 1256194 déposé le 28 Juin 2012, reconduit par l'UM2 jusqu'en 2014.

Partenaires

GM Géosciences Montpellier

Aide de l'ANR 38 998 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2013 - 24 mois

Résumé de soumission

Ce projet est une évolution significative d’un projet soumis l’année passée qui n’avait pas été financé. Il porte sur le développement d'un nouveau type de four expérimental dédié aux propriétés magnétiques des roches. Cet instrument s'inscrit avant tout dans la chaine d'acquisition de données sur l'observation du comportement passé du champ magnétique Terrestre à moyen et long terme. Il s'agit donc d'un nouvel appareillage à vocation géophysique. Deux points essentiels conditionnent le cahier des charges. Le premier est de pouvoir chauffer de manière parfaitement uniforme puis refroidir un échantillon de roche d'un volume de 10 cm3 (volume standard en magnétisme des roches) le plus rapidement possible. Le second est d'appliquer à l'échantillon au cours de ce cycle chauffe-refroidissement un champ d'induction magnétique précis, parfaitement contrôlé, et surtout applicable selon une direction quelconque. Cette dernière caractéristique fait défaut dans les fours traditionnels utilisés dans les laboratoires du monde entier : le champ d'induction magnétique ne peut être appliqué au cours du traitement thermique des échantillons que selon une seule direction, imposée généralement par la géométrie des fours.
La nouvelle génération de four que nous proposons de développer a trois applications immédiates. La première est certainement la plus importante. Les développements récents portant sur la méthodologie pour documenter l'intensité du champ magnétique dans son histoire passée, enregistrée dans les roches ou les terres cuites archéologiques, permettent d'utiliser des échantillons qui jusqu'à maintenant n'étaient pas mesurés car leurs propriétés magnétiques ne correspondaient pas aux critères de sélection requis par les méthodes conventionnelles. Cependant, ces nouveaux protocoles expérimentaux imposent que les échantillons soient chauffés et refroidis sous un champ parallèle à leur aimantation naturelle. Actuellement, aucun four ne répond précisément à cette contrainte. Pourtant, ce nouveau protocole de mesure permettrait à coup sûr de doubler le nombre de données actuellement disponibles. La deuxième concerne la détermination de l'anisotropie d'acquisition d'une aimantation rémanente. Les terres cuites archéologiques présentent une forte anisotropie, qu'il s'agisse de briques de fours ou de céramiques. Lorsque ces matériaux sont utilisés pour reconstruire l'histoire récente du champ magnétique terrestre, cette anisotropie doit être prise en compte pour corriger les mesures. Sur ce point, ce nouveau type de four permettrait d'obtenir une plus grande précision sur l'estimation de ce paramètre que celle obtenue par les dispositifs expérimentaux actuels. De notre point de vue, la qualité des données futures sera améliorée de manière significative. Enfin, la troisième porte sur des développements méthodologiques et théoriques. L'équipe de magnétisme des roches de Montpellier a beaucoup œuvré dans ce domaine. Ce nouvel appareillage ouvrirait de nouvelles perspectives.
Les phases d’identification des besoins, de faisabilité et de conception préliminaire sont aujourd’hui terminées. C’est à notre avis un point fort du projet. A ce stade, sa continuation ne pourra pas se faire sans financement. Cette demande porte sur le financement de la phase de conception détaillée, la phase de production et la phase de test de qualité. Pour cette dernière, nous souhaitons une expertise nationale et internationale de nos partenaires, afin de faciliter la phase de valorisation et recherche de partenaires industriels.

 

Programme ANR : Blanc - SIMI 6 - Système Terre, environnement, risques (Blanc SIMI 6) 2012

Référence projet : ANR-12-BS06-0015

Coordinateur du projet :
Monsieur Pierre CAMPS (Géosciences Montpellier)
camps@nullgm.univ-montp2.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.