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Dernières nouvelles de Mars : un laboratoire lorrain impliqué 

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Nancy, communiqué du 27 septembre 2013

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Depuis l’été 2012 le robot Curiosity arpente la surface de Mars. A son bord l’instrument ChemCam capable d’analyser à distance un grand nombre d’échantillons du sol martien, avec une précision spatiale inédite.
Cécile Fabre, enseignante-chercheuse au laboratoire GeoRessources (CNRS/Université de Lorraine) à Nancy est co-auteur des travaux publiés dans la revue Science du 27 septembre 2013.
Les analyses des résultats de l’instrument ChemCam révèlent une grande diversité chimique des grains du sol martien, mais surtout le fait que les grains les plus riches en fer et magnésium sont hydratés. Pour les auteurs, cette hydratation pourrait constituer une partie importante du réservoir d’eau présente à la surface de Mars et observée lors des missions précédentes. L’origine de ce réservoir est l’une des clés de la compréhension de l’évolution du climat martien.

De quoi parle-t-on ?

Auto-portrait de Curiosity sur le site de Forage John Klein Crédit Nasa/JPL-Caltech/MSSSL’analyse du sol martien permet d’étudier l’évolution de l’environnement et du climat de la planète, lui-même étroitement lié à l’évolution du cycle de l’eau dont dépendent les conditions d’habitabilité de la planète. La composition chimique, la minéralogie et les propriétés physiques du sol martien sont des indicateurs des processus qui ont modifié la surface de la planète au cours des temps géologiques.

Le robot ou rover Curiosity, qui arpente le fond du cratère Gale depuis le 6 août 2012, possède à son bord des instruments inédits pour caractériser le sol martien, dont l’instrument ChemCam.
Cet équipement est capable d’effectuer des analyses du sol martien à une échelle submillimétrique. Il a permis des apports dans la connaissance de la chimie du sol martien.
 
Au cours des 100 premiers jours de la mission, ChemCam a analysé à distance environ 140 échantillons de sol, le long du déplacement de Curiosity. Ces analyses révèlent une grande diversité chimique associée à des tailles de grains différentes. 

- Un sol composé de graviers assez grossiers (quelques millimètres), riches en silicium, aluminium et en alcalins (composition felsique). Ce type de composition n’avait pas encore été rencontré par les missions orbitales précédentes.

- Un sol à grains très fins - sables - plus riche en fer et magnésium (composition mafique). Les analyses effectuées par ChemCam ont révélé que cette fraction fine des sols et la poussière atmosphérique étaient hydratées.
Ainsi, les variations de la teneur en hydrogène de la surface de Mars, mesurée depuis l’orbite par la sonde Mars Odyssey, pourraient s’expliquer par des proportions différentes de ce type de sol et de cette phase hydratée.

Cécile Fabre, co-investigatrice de l’instrument ChemCam, premier instrument utilisant la LIBS en domaine spatialfont>

L’instrument ChemCam est un spectromètre utilisant la technologie LIBS (Laser Induced Breakdown Spectrometry) couplé à une caméra.
Cécile Fabre, enseignante-chercheuse au laboratoire GeoRessources est spécialiste de cette technologie LIBS. Depuis 10 ans la scientifique collabore au projet Mars Science Laboratory.
Pour analyser des matériaux, une technique courante est le prélèvement d’un échantillon suivi d’une analyse en laboratoire. Impossible sur Mars !
La technique LIBS a l’énorme intérêt de permettre via un faisceau laser une analyse en directe sans contact. Utilisée dans de nombreux domaines d’applications, comme le patrimoine ou les études de sols ou de métaux, le challenge relevé par Cécile Fabre a consisté à adapter le principe au domaine spatial.
Un important travail de calibration des spectromètres avec la réalisation de cibles témoins a été réalisé au sein de GeoRessources (Fabre et al. 2012). Après validation par la NASA, les cibles ont été montées sur le rover Curiosity.
L’analyse des données récupérées ont montré que ces cibles sont des références essentielles pour l’interprétation des informations obtenues sur les roches et sols martiens.
Depuis l’atterrissage de Curiosity en août 2012, Cécile Fabre est principalement en charge de la récupération journalière des données LIBS, de leur traitement et de leur retour vers la communauté scientifique de Mars Science Laboratory.

L’instrument ChemCam de mars curiosity au travail pour analyser la composition du sol martien 
crédits : NASA/JPL-Caltech

 

Images du sol martien avant et après les tirs lasers de ChemCam 1.images Mastcam ; 2 : images RMI ChemCam
crédits : NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/IAS/CNRS

 

Source(s) : Soil Diversity and Hydration as Observed by ChemCam at Gale Crater, Mars, P.-Y. Meslin et al., Science, Vol. 341, http://dx.doi.org/10.1126/science.1238670
Les cinq articles de Science http://www.sciencemag.org/site/extra/curiosity/index.xhtml

Contributeurs : De nombreux laboratoires français sont partis prenants dans le projet Mars Curiosity (via les instruments ChemCam et SAM). Le CNES, l’agence spatiale française assure la maîtrise d’ouvrage de la contribution française à Curiosity. Scientifiques et ingénieurs pilotent ensemble ChemCam et SAM, en particulier depuis un centre de mission basé au centre du CNES à Toulouse, le FIMOC.

INSU/CNRS - actualité scientifique

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Contacts
Enseignant-chercheur I Cécile Fabre – laboratoire GeoRessources
cecile.fabre@univ-lorraine.fr | 03 83 68 47 27

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Le laboratoire GeoRessources (CNRS/UL/CREGU) est une nouvelle unité de recherche (UMR 7359) crée en janvier 2013 centrée sur les ressources géologiques aussi bien minérales qu’hydrocarbonées. S’appuyant sur le contexte minier lorrain et le leadership européen en formation aux métiers des géosciences ce projet a pour ambition de construire un laboratoire pluridisciplinaire couvrant le champ des ressources, de leur exploration à leur exploitation en passant par les étapes du traitement et de la valorisation, et en intégrant les impacts sur la société et l’environnement. Il regroupe 190 personnes (chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs, techniciens, doctorants, post-doctorants et invités) sur trois campus de l’Université de Lorraine (ARTEM-EMN, Brabois-ENSG, Aiguillettes-FST). Le laboratoire Géoressources est membre du labex Ressources 21.

A noter : le lundi 14 octobre 2013, l’inauguration du laboratoire avec des portes-ouvertes, dans une ambiance festive et jazzy grâce à un partenariat avec Nancy Jazz Pulsations.