Synthèse de matière organique analogue à celle des météorites carbonées (MOIMET)

Les météorites carbonées sont les objets les plus primitifs du système solaire. Elles contiennent jusqu’à 4% de carbone qui se trouve principalement sous la forme de matière organique insoluble (MOI). Cette MOI recèle des informations clés sur l’histoire du système solaire et les processus d’organo-synthèse qui s’y déroulent, processus qui sont actuellement très mal connus. La MOI présente également un intérêt en exobiologie car elle contient des signatures extra-terrestres, caractéristiques qui la différencient de la matière organique terrestre la plus ancienne (2 à 3.5 milliards d’années). Il est donc essentiel de bien connaître sa structure chimique. Toutefois, son caractère insoluble et réfractaire rend difficile sa caractérisation au niveau moléculaire et requiert la mise en œuvre d’un grand nombre de techniques analytiques. De tels travaux ont été menés au cours de la dernière décennie et nous y avons largement contribué.
Nous avons ainsi étudié la MOI de plusieurs météorites carbonées par diverses méthodes spectroscopiques (Infra-rouge à transformée de Fourier (IRTF), résonance magnétique nucléaire (RMN) des isotopes du carbone et de l'azote à l’état solide, résonance paramagnétique électronique (RPE), microspectrométrie Raman, par des dégradations chimiques (oxydation au RuO4) et thermiques (pyrolyses avec ou sans agent méthylant), par des observations en microscopie électronique en transmission à haute résolution (METHR) et par différentes techniques de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE). L’ensemble des informations acquises au cours de ces études a permis de proposer un modèle de structure moléculaire pour cette MOI.

Ce modèle suggère une voie de synthèse que nous voudrions tester en laboratoire, en nous limitant dans un premier temps au squelette hydrocarboné de la structure. L’objectif de ce projet est donc de réaliser une synthèse de MO analogue au squelette hydrocarboné de la MOI des météorites dans des conditions plausibles régnant dans le disque circumsolaire au moment de la formation des premiers solides du système solaire. Les produits de cette synthèse seront ensuite caractérisés par les mêmes techniques que celles précédemment employées pour déterminer la structure moléculaire de la MOI des météorites.

Doctorant : Kasia Biron-Wlodarek
Partenaires : François Robert (IMPMC CNRS/MNHN), Jean-Noël Rouzaud (Laboratoire de Géologie de l'ENS)