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En Arts, langues, lettres, sciences humaines et sociales / Médecine et métiers de la santé / Sciences et Ingénierie

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Arts, langues, lettres, sciences humaines et sociales

La faculté des Lettres est l’une des plus complètes et des plus importantes, en France et dans le monde, dans le domaine des arts, langues, lettres, sciences humaines et sociales. Ses domaines de spécialité sont multiples : les lettres classiques et modernes, les langues, lettres et civilisations étrangères, la linguistique, la philosophie, la sociologie, l’histoire, la géographie, l’histoire de l’art et l’archéologie, la musicologie, les sciences de l’information et de la communication, les sciences de l’éducation et la formation des enseignantes et enseignants.

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La faculté de Médecine assure l’enseignement des 3 cycles d’études médicales : de la PACES (intégrée à la faculté) au 3e cycle incluant des DES, DESC, DU et DIU. Les enseignements sont dispensés principalement sur deux sites : Pitié-Salpêtrière et Saint-Antoine. La faculté dispense également des enseignements paramédicaux : l’orthophonie, la psychomotricité et l’orthoptie. Le site Saint-Antoine intègre une école de sage-femme.

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Couvrant tous les champs de la connaissance en sciences et ingénierie, la faculté des Sciences et Ingénierie s’attache autant à soutenir la recherche au cœur des disciplines qu’à favoriser les approches pluridisciplinaires pour répondre aux grands enjeux du 21e siècle. L’excellence académique est portée par ses enseignants-chercheurs et chercheurs dont les travaux de recherche nourrissent la qualité des formations dispensées par la faculté.

Elle regroupe 10 membres couvrant toutes les disciplines des lettres, de la médecine, des sciences et ingénierie, de la technologie et du management. Cette diversité favorise une approche globale de l’enseignement et de la recherche, pour promouvoir en commun l'accès de tous au savoir.

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La diversité des étudiants et de leurs parcours est l’une de nos richesses. Sorbonne Université s’engage pour la réussite de chacun de ses étudiants et leur propose une large offre de formations ainsi qu’un accompagnement adapté à leur profil et à leur projet.

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Une histoire précoce de la Terre à la lumière du paradoxe du xénon manquant

En montrant expérimentalement pour la première fois que le piégeage du xénon dans des minéraux silicatés à haute pression et à haute température conduit à son fractionnement isotopique, des scientifiques ont résolu le « paradoxe du xénon manquant » et proposé un scénario relatif à l’histoire précoce de la Terre.

Le paradoxe du xénon (Xe) manquant a été progressivement établi depuis les années 1960 : la proportion de Xe par rapport aux autres gaz rares dans l’atmosphère terrestre – ou martienne – est beaucoup plus faible que celle attendue si l’on se réfère à celle trouvée dans les météorites contemporaines de la formation du système solaire. Ce déficit est encore plus marqué pour les isotopes légers du xénon. Une piste explorée depuis deux décennies est la possible réactivité chimique du xénon, bien qu’il soit un gaz rare : dans les conditions de pression et de température des intérieurs planétaires, il réagit avec les matériaux silicatés de la croûte et du manteau. Pour la première fois, des chercheurs et des chercheuses de l’Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC, CNRS/MNHN/Sorbonne Université) et du Laboratoire de physique des deux infinis (LP2i, CNRS/Université de Bordeaux), ont montré expérimentalement que cette réactivité chimique du xénon conduit à un piégeage plus important de ses isotopes lourds. La mesure précise de ce fractionnement isotopique a conduit à faire évoluer le scénario de formation de la Terre à partir d’impacts entre des embryons planétaires : il a fallu au moins une dizaine de ces impacts pour obtenir les proportions de Xe mesurées dans son atmosphère.  Au-delà de l’élucidation du paradoxe du xénon manquant, la compréhension de la chimie du xénon ouvre des perspectives de recherche plus appliquées dans l’étude des réacteurs nucléaires ou de la propulsion spatiale où il se trouve des conditions voisines. Ces travaux font l’objet d’une publication dans la revue Nature.

Une collaboration interdisciplinaire pour résoudre le paradoxe du xénon manquant

Lors de cette collaboration interdisciplinaire (physique, chimie, planétologie), les scientifiques ont étudié la réactivité chimique du xénon en mettant en présence le gaz et des minéraux silicatés, dans des conditions de température et de pression élevées (3,5 GPa, de 800 à 1100°C) comparables à celles supposées lors de la formation de la Terre. Grâce à sa polarisabilité, Xe n’est pas aussi inerte chimiquement que les autres gaz rares et peut se substituer à un atome de Si. L’équilibre physico-chimique du xénon entre la phase gazeuse et la phase minérale favorise la présence des isotopes les plus lourds dans la phase minérale. En faisant fondre les minéraux par laser pour analyser le xénon piégé grâce à des mesures fines de spectrométrie de masse, les chercheurs et chercheuses ont confirmé l’efficacité de ce piégeage dans les minéraux et quantifié l’enrichissement en isotopes lourds qui en résulte. De cette mesure, ils ont pu déduire un modèle multi-impacts de formation de la Terre (figure). En effet, au moment de l’impact entre deux embryons planétaires, appelés aussi protoplanètes, un océan magmatique se forme, à des pressions et températures telles que le xénon réagit et est piégé dans les minéraux alors que l’atmosphère contenant le xénon gazeux est éjectée.  Une partie du xénon piégé en profondeur sera libéré dans l’atmosphère lors de l’ère géologique suivante, notamment par volcanisme. Un seul impact ne pourrait pas expliquer la proportion de xénon lourd actuellement observée. Il en a fallu une dizaine, ce qui est compatible avec la taille de la Terre.

Figure : scenario multi-impacts de formation de la Terre, construit à partir des mesures de la quantité de Xe « lourd ».
a) Etat de la Terre à l’issue de l’impact n : une partie du xénon est piégée en profondeur, l’autre partie se trouve dans l’atmosphère. Les isotopes lourds sont davantage piégés que les isotopes légers.
b) Impact n+1 : les roches fondent suite à l’impact et une nouvelle fraction du xénon lourd est piégée, l’atmosphère est éjectée.
c) Lors de l’ère géologique suivante, l’atmosphère est alimentée par le xénon lourd piégé, notamment par volcanisme.
Crédit : Chrystèle Sanloup, IMPMC


Article publié sur le site de l'INP (Institut de Physique)

Référence
Hadean isotopic fractionation of xenon retained in deep silicates. Igor Rzeplinski, Chrystèle Sanloup, Eric Gilabert & Denis Horlait, Nature, paru le 22 juin 2022.
Lire l'article.

Contact

Chrystèle Sanloup

Professeure des universités, Sorbonne Université, l’Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie

Communication INP

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