Vignette du laboratoire Géosciences Rennes

Géosciences Rennes

RENNES CEDEX

Géosciences Rennes est une unité pluridisciplinaire qui s’intéresse aux processus géologiques et à l’évolution des surfaces continentales aux échelles de temps longues, ainsi qu’au fonctionnement et à la dynamique de notre environnement naturel (la zone critique) sur des échelles de temps humaines. Outre cette diversité des échelles de temps considérées, les travaux vont de l’échelle microscopique, voire de la nano échelle à l’échelle continentale.

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Modèle en plastique imprimé en 3D, utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière dans un bassin versant, avec une zone d'accumulation à la sortie. Un bassin versant est l'ensemble du paysage recevant les eaux qui circulent naturellement vers une rivière. L'utilité de ce modèle est double, il permet d'abord d'observer l'évolution des rivières lors d'une perturbation climatique ou tectonique ; ensuite il permet de regarder comment ces évènements vont être enregistrés dans le…

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Modèle en plastique imprimé en 3D utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière
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Réalisation d’un modèle expérimental de subduction dans une boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm remplie de sirop de glucose. Ce matériau visqueux est analogue au manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. Le boîte représente l’équivalent dans la nature de 6600 km par 6600 km par 660 km. Sur le sirop est déposée une plaque de silicone noire, un matériau visqueux analogue d’une plaque océanique. Cette expérience permettra de reproduire la dynamique des zones…

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Réalisation d’un modèle expérimental de subduction dans une boîte de plexiglas
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Détail d'un modèle en plastique imprimé en 3D, utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière dans un bassin versant, avec une zone d'accumulation à la sortie. Un bassin versant est l'ensemble du paysage recevant les eaux qui circulent naturellement vers une rivière. Le cône gris alimente le modèle en sédiments et un tuyau amène de l'eau. Les pastilles grises cerclées de noir sont des marqueurs nécessaires au scanner pour obtenir un calage absolu dans l'espace. L'utilité de…

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Détail d'un modèle en plastique imprimé en 3D utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière
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Détail d'une zone de subduction dans un modèle expérimental après plusieurs minutes d’expérience. La plaque de silicone noire, un matériau visqueux analogue d’une plaque océanique, s’est enfoncée sous l’effet de son propre poids entraînant le déplacement de la fosse de subduction, à l’interface entre les deux plaques. Les carrés noirs, dessinés initialement à la surface de la plaque chevauchante rose, permettent de visualiser et de quantifier à posteriori la déformation subie par cette dernière…

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Détail d'une zone de subduction dans un modèle expérimental après plusieurs minutes d’expérience
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Modèle en plastique imprimé en 3D utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière dans un bassin versant. Ici, c'est un cône alluvial, une zone d'accumulation à la sortie du bassin versant, des sédiments transportés dans le chenal. Un bassin versant est l'ensemble du paysage recevant les eaux qui circulent naturellement vers une rivière. L'utilité de ce modèle est double, il permet d'abord d'observer l'évolution des rivières lors d'une perturbation climatique ou tectonique ;…

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Modèle en plastique imprimé en 3D utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière
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Réalisation d’un modèle expérimental de subduction dans une boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm remplie de sirop de glucose. Ce matériau visqueux est un analogue du manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. Le cube représente l’équivalent de 6600 km par 6600 km par 660 km dans la nature. Sur le sirop sont déposées deux plaques de silicone, un matériau visqueux analogue des plaques (lithosphères) terrestres. La noire représente la plaque plongeante dont la…

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Réalisation d’un modèle expérimental de subduction dans une boîte de plexiglas
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Séparation des plaques de silicone d'un modèle expérimental de subduction. A la fin de l'expérience, les plaques sont extraites de la boîte et nettoyées pour les débarrasser des résidus de sirop restants. Une fois propres, les silicones pourront être réutilisées lors d’une prochaine expérience. La boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm est remplie de sirop de glucose, un matériau visqueux analogue du manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. Elle représente…

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Séparation des plaques de silicone d'un modèle expérimental de subduction
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Observation d'un modèle en plastique imprimé en 3D, utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière dans un bassin versant, avec une zone d'accumulation à la sortie. Un bassin versant est l'ensemble du paysage recevant les eaux qui circulent naturellement vers une rivière. Au fond à gauche, une machine alimente le modèle en sédiments et un tuyau amène de l'eau. L'utilité de ce modèle est double, il permet d'abord d'observer l'évolution des rivières lors d'une perturbation…

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Modèle en plastique imprimé en 3D utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière
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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle de subduction dans une boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm remplie de sirop de glucose. Ce matériau visqueux est analogue au manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. La boîte représente l’équivalent de 6600 km par 6600 km par 660 km dans la nature et permet de reproduire la dynamique des zones de subduction sur Terre, lorsque les plaques tectoniques convergent et qu'une…

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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle de subduction
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Observation d'un modèle en plastique imprimé en 3D, utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière dans un bassin versant, avec une zone d'accumulation à la sortie. Un bassin versant est l'ensemble du paysage recevant les eaux qui circulent naturellement vers une rivière. L'utilité de ce modèle est double, il permet d'abord d'observer l'évolution des rivières lors d'une perturbation climatique ou tectonique ; ensuite il permet de regarder comment ces évènements vont être…

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Modèle en plastique imprimé en 3D utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière
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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle de subduction dans une boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm remplie de sirop de glucose. Ce matériau visqueux est analogue au manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. La boîte représente l’équivalent de 6600 km par 6600 km par 660 km dans la nature et permet de reproduire la dynamique des zones de subduction sur Terre, lorsque les plaques tectoniques convergent et qu'une…

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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle de subduction
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Réalisation d’un modèle expérimental de subduction dans une boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm remplie de sirop de glucose. Ce matériau visqueux est analogue au manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. Le boîte représente l’équivalent dans la nature de 6600 km par 6600 km par 660 km. Sur le sirop est déposée une plaque de silicone noire, un matériau visqueux analogue d’une plaque océanique. Cette expérience permettra de reproduire la dynamique des zones…

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Réalisation d’un modèle expérimental de subduction dans une boîte de plexiglas
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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle en plastique imprimé en 3D. Ce modèle imprimé en 3D est utilisé pour modéliser le transport des sédiments par une rivière dans un bassin versant, avec une zone d'accumulation à la sortie. Un bassin versant est l'ensemble du paysage recevant les eaux qui circulent naturellement vers une rivière. Les pastilles grises cerclées de noir présentes sur tout le modèle sont des marqueurs nécessaires au scanner pour…

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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle en plastique imprimé en 3D
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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle de subduction dans une boîte de plexiglas de 1 m par 1 m par 10 cm remplie de sirop de glucose. Ce matériau visqueux est analogue au manteau convectif terrestre, sur lequel reposent les plaques tectoniques. La boîte représente l’équivalent de 6600 km par 6600 km par 660 km dans la nature et permet de reproduire la dynamique des zones de subduction sur Terre, lorsque les plaques tectoniques convergent et qu'une…

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Numérisation en 3D, grâce à un laser de laboratoire, de la topographie d'un modèle de subduction
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Réglage d'un piège pour l'eau (H2O) sous forme gazeuse, sur une ligne de purification de gaz afin de mesurer l'hélium au sein de cristaux. Des capsules de platine contenant des cristaux, d’apatite généralement, sont déposées dans un porte-échantillon. Celles-ci seront chauffées avec un laser à 1050 °C afin de dégazer le cristal. Le gaz émis est alors purifié tout au long de la ligne afin de mesurer les isotopes de l'hélium (He) grâce au quadrupôle (bloc rouge). Cette mesure permet de déterminer…

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Réglage sur une ligne de purification de gaz pour la mesure de l'hélium au sein de cristaux
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Modèle d'une roche naturelle imprimé en 3D plongé dans un liquide fluorescent. La roche a été tomographiée aux rayons X puis imprimée dans une résine transparente. Le modèle 3D a alors une structure de porosité qui est la même que celle de la roche, avec une transparence qui pourra permettre de simuler et d'imager les processus de transport qui ont lieu à l'intérieur. Une fois installé sur une table optique, des lasers seront injectés dans ce modèle et permettront de visualiser les écoulements…

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Modèle d'une roche naturelle imprimé en 3D plongé dans un liquide fluorescent
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Visualisation à l'écran d'un milieu poreux modèle observé avec un microscope à feuille de lumière laser (spim). Dans ce milieu sont étudiés les écoulements et notamment le transport de contaminants, à l'image de ce qui se passe dans les sols. Des petites billes transparentes de polymère, le polydiméthylsiloxane (PDMS), sont immergées dans un fluide qui a le même indice de réfraction et qui rend donc transparent tout le milieu (fluide + billes). Avec une nappe laser, il est possible d'isoler un…

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Observation à l'écran d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements
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Modèle d'une roche naturelle imprimé en 3D placé sur une table optique pour y injecter un laser. La roche d'origine a été tomographiée aux rayons X puis imprimée dans une résine transparente. Le modèle 3D a alors une structure de porosité qui est la même que celle de la roche, avec une transparence qui pourra permettre de simuler et d'imager les processus de transport qui ont lieu à l'intérieur. Les lasers injectés dans ce modèle permettent de visualiser les écoulements. L'objectif est de…

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Modèle d'une roche naturelle imprimé en 3D placé sur une table optique pour y injecter un laser
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Machine de cathodoluminescence permettant d'observer l'intérieur des minéraux, avant leur datation par ablation laser couplée à un ICP-MS. La surface de ces minéraux, ici des zircons qui proviennent d'Ethiopie, est bombardée par un puissant faisceau d'électrons. Certains minéraux émettent alors une luminescence, ce qui permet d'imager l'intérieur des grains et de voir comment ils ont grandi dans le magma, et s'ils ont subi des événements géologiques après leur formation. Cette visualisation…

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Machine de cathodoluminescence permettant d'observer l'intérieur des minéraux avant leur datation
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Modèles d'une roche naturelle (au 1er plan) et d'un réseau vasculaire cérébral de souris (au 2nd plan) imprimés en 3D. La roche et le réseau vasculaire cérébral ont été tomographiés aux rayons X puis imprimés dans une résine transparente. Le modèle 3D a alors une structure de porosité qui est la même que celle de l'objet d'origine, avec une transparence qui pourra permettre de simuler et d'imager les processus de transport qui ont lieu à l'intérieur. Une fois installé sur une table optique, des…

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Modèles d'une roche naturelle et d'un réseau vasculaire cérébral de souris imprimés en 3D
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Observation d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements et notamment le transport de contaminants, à l'image de ce qui se passe dans les sols. Des petites billes transparentes de polymère, le polydiméthylsiloxane (PDMS), sont immergées dans un fluide qui a le même indice de réfraction et qui rend donc tout le milieu (fluide + billes) transparent. Avec une nappe laser, il est possible d'imager, de faire de la tomographie, dans ce milieu poreux en injectant un traceur…

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Observation d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements
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Observation d'une fourmi fossile piégée dans de l'ambre provenant d'un gisement du Myanmar (Birmanie). Cette fourmi d'environ 1 cm s'est retrouvée engluée pour l'éternité au Crétacé (environ 100 millions d'années), dans de la résine fraiche issue de conifères et fossilisée depuis en ambre. Elle est un exemple des milliers d'insectes fossilisés dans ce gisement du Myanmar. Ces insectes nous renseignent sur l'écosystème forestier de l'époque, mais aussi sur l'origine et l'évolution des…

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Observation d'une fourmi fossile piégée dans de l'ambre provenant d'un gisement du Myanmar
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Observation du modèle 3D agrandi 30 fois et imprimé (à gauche) d'une guêpe fossile "Falsiformicidé" et du morceau d'ambre opaque (à droite) provenant d'un gisement des Charentes (France) dans lequel elle a été trouvée. Piégée au Crétacé il y a environ 100 millions d'années, dans de la résine fossilisée depuis en ambre, cette guêpe mesure en réalité 3 mm. Scannée dans l'ambre, elle a ensuite été reconstituée en 3D par microtomographie à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), à…

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Modèle 3D agrandi d'une guêpe fossile et du morceau d'ambre opaque dans lequel elle a été trouvée
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Introduction de cristaux d'apatite, minéral issu d'une roche, dans un laser excimère (à gauche) afin de les dater par la méthode uranium-plomb (U/Pb). Ce laser permet d'ablater une toute petite partie de ce minéral, matériel qui est ensuite transporté grâce à de l'hélium, dans le plasma au sein d'un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) (à droite). Ce spectromètre permet d'obtenir la mesure des différents isotopes de plomb et d'uranium contenus dans le minéral, qui vont…

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Introduction de cristaux d'apatite, minéral issu d'une roche, dans un laser excimère afin de les dater
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Modèle d'une roche naturelle imprimé en 3D. La roche a été tomographiée aux rayons X puis imprimée dans une résine transparente. Le modèle 3D a alors une structure de porosité qui est la même que celle de la roche, avec une transparence qui pourra permettre de simuler et d'imager les processus de transport qui ont lieu à l'intérieur. Une fois installé sur une table optique, des lasers seront injectés dans ce modèle et permettront de visualiser les écoulements. L'objectif est de comprendre tout…

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Modèle d'une roche naturelle imprimé en 3D
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Observation d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements et notamment le transport de contaminants, à l'image de ce qui se passe dans les sols. Des petites billes transparentes de polymère, le polydiméthylsiloxane (PDMS), sont immergées dans un fluide qui a le même indice de réfraction et qui rend donc transparent tout le milieu (fluide + billes). Avec une nappe laser, il est possible d'imager, de faire de la tomographie, dans ce milieu poreux en injectant un traceur…

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Observation d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements
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Observation et tri à la loupe binoculaire d'un échantillon dans lequel se trouvent des zircons (minéraux sombres) et des apatites (minéraux clairs). Cela permet de sélectionner les minéraux les plus adaptés à la datation par ablation laser couplée à un ICP-MS. Ils doivent être translucides, sans inclusions ou craquelures. La roche d'origine a été broyée pour obtenir un sable qui est séparé par fractions, par densimétrie, puis par minéraux magnétiques et non magnétiques. A la fin, une petite…

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Observation et tri à la loupe binoculaire d'un échantillon dans lequel se trouvent des zircons et des apatites
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Milieu poreux modèle, ici un réseau vasculaire cérébral de souris tomographié et imprimé en 3D. L'impression 3D offre une grande flexibilité sur la topologie des milieux que les scientifiques souhaitent étudier. De plus, le modèle 3D a une structure de porosité qui est la même que celle de l'objet d'origine, avec une transparence qui pourra permettre de simuler et d'imager les processus de transport qui ont lieu à l'intérieur. Ici, l'observation de ce modèle peut permettre de comprendre le…

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Milieu poreux modèle, ici un réseau vasculaire cérébral de souris tomographié et imprimé en 3D
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Modèle d'un réseau vasculaire cérébral de souris, mis à l'échelle et imprimé en 3D, placé sur une table optique pour y injecter un laser. Le réseau d'origine a été tomographié aux rayons X puis imprimé dans une résine transparente. Le modèle 3D a alors une structure vasculaire qui est la même que celle du réseau naturel, avec une transparence qui pourra permettre de simuler et d'imager les processus de transport qui ont lieu à l'intérieur. Les lasers au sein de ce modèle permettent de…

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Modèle 3D d'un réseau vasculaire cérébral de souris placé sur une table optique pour y injecter un laser
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Observation d'un morceau d'ambre provenant d'un gisement du Myanmar (Birmanie), dans lequel sont piégés divers insectes et fragments végétaux fossiles. Ces organismes se sont retrouvés englués pour l'éternité au Crétacé (environ 100 millions d'années), dans de la résine fraiche issue de conifères et fossilisée depuis en ambre.

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Observation d'un morceau d'ambre du Myanmar dans lequel sont piégés divers insectes et végétaux fossiles
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Observation du modèle 3D agrandi 30 fois et imprimé (à gauche) d'une guêpe fossile "Falsiformicidé" et du morceau d'ambre opaque (à droite) provenant d'un gisement des Charentes (France) dans lequel elle a été trouvée. Piégée au Crétacé il y a environ 100 millions d'années, dans de la résine fossilisée depuis en ambre, cette guêpe mesure en réalité 3 mm. Scannée dans l'ambre, elle a ensuite été reconstituée en 3D par microtomographie à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), à…

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Modèle 3D agrandi d'une guêpe fossile et du morceau d'ambre opaque dans lequel elle a été trouvée
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Ligne de purification de gaz pour la mesure de l'hélium au sein de cristaux. A droite, un porte-échantillon dans lequel sont déposés des capsules de platine contenant des cristaux, d’apatite généralement. Celles-ci seront chauffées avec un laser (gris au-dessus à droite) à 1050 °C afin de dégazer le cristal. Le gaz émis est alors purifié tout au long de la ligne afin de mesurer les isotopes de l'hélium (He) grâce au quadrupôle (bloc rouge à gauche). Cette mesure permet de déterminer le nombre d…

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Ligne de purification de gaz pour la mesure de l'hélium au sein de cristaux
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Milieu poreux modèle simulant un sol, dans lequel sont étudiés les écoulements et le transport de polluants. Ces petites billes transparentes de polymère, le polydiméthylsiloxane (PDMS), sont ensuite immergées dans un fluide qui a le même indice de réfraction que les billes et qui est donc transparent. Avec une nappe laser, il est possible d'imager, de faire de la tomographie, de ce milieu poreux en injectant un traceur fluorescent, ce qui permet de repérer et d'observer ce qui se passe dans le…

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Milieu poreux modèle simulant un sol, dans lequel sont étudiés les écoulements et le transport de polluants
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Observation d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements et notamment le transport de contaminants, à l'image de ce qui se passe dans les sols. Des petites billes transparentes de polymère, le polydiméthylsiloxane (PDMS), sont immergées dans un fluide qui a le même indice de réfraction et qui rend donc transparent tout le milieu (fluide + billes). Avec une nappe laser, il est possible d'imager, de faire de la tomographie, dans ce milieu poreux en injectant un traceur…

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Observation d'un milieu poreux modèle dans lequel sont étudiés les écoulements
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Observation d'un morceau d'ambre provenant d'un gisement du Myanmar (Birmanie), daté du Crétacé (environ 100 millions d'années), dans lequel est piégée une fourmi fossile de 3 mm environ. L'étude au stéréomicroscope (à gauche sur l'écran) de cette minuscule fourmi, dont la tête mesure au plus 1 mm, est complétée par une reconstruction en 3D (à droite sur l'écran) grâce à la technologie de microtomographie de l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), à Grenoble. Cette fourmi s'est…

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Observation d'un morceau d'ambre provenant d'un gisement du Myanmar daté du Crétacé

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.