STAGE ReCoal - Reconstruction du climat de l’holocène par les signatures isotopiques (δ13C et δ18O) des charbons de bois archéologiques: une approche expérimentale

Date de mise à jour de l’offre

CNRS :

L'Unité Mixte de Recherche METIS (Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols) a été créée en janvier 2014. Elle est constituée du Département hydrologie, hydrogéologie et géophysique de subsurface et du département biogéochimie dans lequel ce stage s’effectuera. L’activité de recherche de METIS consiste à étudier le fonctionnement physique et biogéochimique des milieux continentaux superficiels et profonds et leurs trajectoires passées et futures sous différents forçages naturels et anthropiques. Dans ce cadre, l’archéométrie constitue un axe transversal de recherche fédérant les savoirs des deux départements.

Description de la mission

Persistant dans les sols et sédiments pendant plusieurs millénaires, les charbons de bois offrent une fenêtre unique pour reconstruire les climats passés à partir des compositions isotopiques δ13C et δ18O. Ces reconstructions reposent sur l’hypothèse que les valeurs de δ13C et δ18O du bois n’ont pas été modifiées lors de la carbonisation. Cependant, divers travaux montrent que la carbonisation impacte les valeurs du δ13C et du δ18O altérant ainsi notre perception des climats passés. L’objectif de ce stage est donc de comprendre comment la carbonisation modifie les signatures δ13C et δ18O du bois. Pour ce faire, le stagiaire devra produire expérimentalement des charbons de chêne (Q. petraea) et de pin (P. sylvestris), carbonisés de 200 à 800°C. La détermination des valeurs δ13C et δ18O avant et après carbonisation permettra au stagiaire d’estimer les effets de la température de pyrolyse et de l’essence végétale sur les signatures isotopiques. Par la suite, le stagiaire devra déterminer la composante organique impliquée dans ces modifications. Les charbons seront ainsi étudiés à l’échelle élémentaire (C, H et O), de sa structure globale (spectroscopies Raman et infrarouge) et moléculaire via la quantification des carbohydrates (chromatographie gazeuse couplée à un détecteur à ionisation de flamme). Cette étape terminée, le stagiaire aura ensuite pour mission de proposer des corrections isotopiques en fonction du degré de carbonisation et des différents précurseurs étudiés.

Calendrier de travail
Semaines 1-3 : Etude bibliographique
Semaines 1-3 : Préparation des charbons de bois en triplicats (chêne et pin)
Semaine 3 : Envoi du bois avant carbonisation et des charbons pour analyses élémentaires (C, H et O) et isotopiques (δ13C et δ18O)
Semaines 4-5 : Etude de la structure aromatique par spectroscopie Raman
Semaines 6 à 10 : Etude de la cellulose par FTIR-ATR et quantification par GC-FID.
Semaines 10-11 : Réception des résultats des analyses élémentaires (C,H et O) et isotopiques (δ13C et δ18O).
Semaines 12 à 15 : Calibration des corrections δ13C et δ18O fonction du degré de carbonisation et des taxons. Identification de potentielles températures « seuils » à partir desquelles les signatures δ13C et δ18O sont inutilisables
Semaines 16-20 : Rédaction du rapport de stage et préparation de la soutenance de Master
Semaine 21-24 : Valorisation des travaux lors de la réunion biannuelle des chercheurs francophones en géochimie organique à Rennes (communication oral

Profil recherché

Niveau bac+5 (Master 2 ou Ecole d'ingénieurs), le/la candidat(e) ou la candidate devra disposer d’un cursus orienté vers les géosciences, les sciences de l'environnement et/ou l’archéométrie. Il/Elle devra avoir un goût prononcé pour l’expérimentation, l’étude des matériaux et le traitement statistique de données.
Compétences et qualités requises :
Connaissances en géochimie environnementale et des problématiques associées ;
Outils informatiques : MS-Office ;
Bonne compréhension de l’anglais écrit ;
Capacité d'organisation, de synthèse et de rédaction, sens de l'initiative.

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    CNRS
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    De 51 à 250 salariés
  • Site internet de la structure
    https://www.metis.upmc.fr
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    Laboratoire METIS
    Barre 56/66, 4ème étage 4 place Jussieu
    75005 PARIS 5E ARRONDISSEMENT
  • Accès et transports
    Implanté au sein du campus de Sorbonne Université à Jussieu (Paris 5ème), le laboratoire METIS se situe à proximité directe de la station de métro « Jussieu » (Lignes 7 et 10).