Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Nous recherchons un candidat pour un projet de thèse de doctorat intitulé « Impact des interactions entre les fluides hydrothermaux et le carbone organique sur la formation des géoressources en métaux stratégiques », dont le démarrage est idéalement prévu en novembre 2026.
Ce projet vise à combler l’une des principales lacunes dans notre connaissance des géoressources en métaux stratégiques : le rôle du carbone organique (pétrole, schiste, bitume, graphite), auquel ces métaux sont étroitement associés au sein de leurs gisements. Quelle est la nature de cette association : hasard ou symbiose ? La matière organique agit-elle comme une source ou comme un piège pour les métaux ? Comment les interactions fluide-matière organique influencent-elles la durée de la formation des gisements et leur évolution ultérieure ?
Pour répondre à ces questions cruciales, ce travail de thèse consistera à étudier en détail, in situ et dans des conditions de laboratoire contrôlées, la réaction clé au cœur de ces interactions – la réduction thermochimique des sulfates (TSR) – entre le fluide hydrothermal métallifère et le carbone organique. Nous mettrons en œuvre une méthodologie innovante combinant des mesures de solubilité, de la spectroscopie in situ et de la modélisation physico-chimique. Les nouvelles données sur la spéciation chimique, la solubilité des métaux et les vitesses de réaction obtenues dans ces systèmes de laboratoire aux conditions contrôlées seront transposées aux contextes naturels des gisements sédimentaires et hydrothermaux de métaux de base et critiques associés des Pyrénées. Grâce à la synergie entre la chimie physique et les géosciences, nous espérons établir de nouveaux traceurs géochimiques permettant de mieux comprendre les sources de métaux, les mécanismes et vitesses de dépôt et le véritable rôle du carbone organique dans la formation des géoressources.
Ce travail de thèse s'appuiera sur une approche combinée reposant sur quatre méthodologies complémentaires: 1) des expériences en réacteur hydrothermal à Toulouse, dans des conditions contrôlées, pour étudier la solubilité de certains métaux (Zn, Cu, Co, Mo, Ge et Au) dans des fluides hydrothermaux en présence de soufre et de composés de carbone organique, associées à une gamme de techniques analytiques disponibles à Toulouse (MEB, EPMA, MET, ICP-MS, ICPAES). 2) Spectroscopie Raman in situ pour caractériser la spéciation du soufre et du carbone au cours des réactions TSR, à l’aide de techniques utilisant une cellule hydrothermale à enclumes de diamant et des capillaires en silice, ainsi que d’autres méthodes complémentaires (RPE et RMN). 3) Spectroscopie d’absorption des rayons X sur synchrotron pour mesurer in situ et en temps réel la spéciation et la solubilité de métaux sélectionnés dans le fluide au cours des réactions TSR. 4) Modélisation physico-chimique visant à déterminer les paramètres thermodynamiques fondamentaux
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Contraintes et risques :
néant