Jonas Biren

CNRS

Adresse e-mail jonas.biren@cnrs-orleans.fr
Téléphone 02 38 25 50 95
Site internet https://www.researchgate.net/profile/Jonas_Biren
Bâtiment CNRS, bureau 123
Statut Non permanent, emploi Doctorant
Grand Programme Magma

A propos...

Thèse : Étude des propriétés radiatives des magmas secs et riches en cristaux

Directrice : Aneta Slodczyk
Encadrant : Juan Andujar



Résumé du projet :
Pour prédire et minimiser l’impact des éruptions volcaniques, il est nécessaire de déterminer la température du magma émis en surface, car avec la composition et la teneur en cristaux, la température a un fort contrôle sur les propriétés rhéologiques du magma (viscosité) et son comportement final (explosif versus effusif). Donc, pour bien calibrer les appareils de mesure, déterminer la température des corps magmatiques d’une façon précise et minimiser les effets du milieu environnant sur la mesure IR de la température, il est nécessaire de confronter/confirmer les données du terrain via des mesures du rayonnement thermique des magmas effectuées au laboratoire.
Le but principal de ce projet s’inscrit dans l’étude approfondie des propriétés radiatives des magmas secs et riches en cristaux (teneurs de 0 jusqu’à 60% poids), à des conditions équivalentes à celles de magmas en surface (T jusqu’à 1200ºC). Les propriétés thermiques des différents échantillons naturels (basalte, andésite, dacite et rhyolite) avec des compositions de magma typiques des régions d’arc seront mesurées, pour explorer l’effet de la composition sur le rayonnement thermique. Le même type d’étude va être réalisé sur des échantillons expérimentaux contenant différentes teneurs en cristaux (jusqu’à 60% poids). L’objectif terminal est de confronter les données expérimentales avec celles obtenues sur le terrain, ainsi que les incorporer dans des modèles d’écoulement de laves afin de faciliter leur interprétation.

Techniques utilisées :
• Préparation d’échantillons naturels et fabrication d’échantillons synthétiques avec des autoclaves à chauffage interne à haute pression et haute température.
• Mesures d’émissivité IR in situ en fonction de la température (CEMHTI).
• Caractérisation pétrographique (MEB, EMPA, FTIR, Raman) de ces échantillons naturels et synthétiques (ISTO).

Mots-Clés : Émissivité - Coulées de lave - Volcanologie physique

Financement : Bourse Région Centre-Val de Loire

Période : Octobre 2018-Octobre 2021
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PhD title : Study of the radiative properties of dry and crystal-rich magmas

Supervisors : Aneta Slodczyk & Juan Andujar

Project summary:
To predict and to minimize the impact of volcanic eruptions, it is necessary to determine the temperature of the magma at surface level, since together with the crystal content and the composition of the melt, the temperature plays a main role in controlling the rheological properties of the magma (viscosity) and the volcano final behavior (i.e., explosive vs effusive). Thus, in order to determine an accurate magmatic body’s temperature, to calibrate IR temperature measuring devices and to minimize parasite environmental effects on Infrared thermal measurements, it is of paramount importance to compare/refine IR field data with measurements obtained in laboratory.
The main objective of this project resides in the study of the radiative properties of dry and crystal rich magmas (up to 60 wt %) performed at real magma temperature conditions (up to 1200ºC). First, measurements of the thermal emissivity of different natural samples (from basalts to rhyolites) with compositions representative of actual volcanic arcs will be done. This study will allow exploring the effect of composition on the radiative properties of magmas. Secondly, similar studies will be performed on experimental samples having different crystal contents. The obtained results will be compared to the field data and incorporated to existing numerical lava flow models in order to refine and improve the interpretation of flowing magmatic bodies.

Methods:
• Sample preparation and fabrication using conventional Internally Heated Pressure vessels, at high pressure and high temperature.
• Infrared Emissivity measurements as function of high temperature will be performed at CEMHTI whereas the petrographic characterization (SEM, EMPA, FTIR, Raman) of natural and experimental products will be done at ISTO

Keywords : Physical Volcanology - Lava Flow - Emissivity

Source of funding: Scholarship from the Centre-Val de Loire region

Period : October 2019-October 2021