Thèse Développement de Méthodes de Quantification pour les Analyses Minéralogiques Via les Spectroscopie Nir et Raman H/F - Université Paris-Saclay GS Physique

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique
École doctorale : Astronomie et Astrophysique d'Ile de France
Laboratoire de recherche : Institut d'Astrophysique Spatiale
Direction de la thèse : Cédric PILORGET ORCID 0000000277599854
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Context:
Spectroscopic techniques like Raman and NIR have been instrumental in recent Mars missions for mineralogy, with instruments such as SuperCam and SHERLOC on Mars 2020 advancing our understanding by identifying diverse minerals and potential biosignatures. The ERF mission will enhance this approach by enabling cooperative analysis between RLS and MicrOmega. Unlike previous instruments, RLS and MicrOmega are designed to generate extensive datasets that may allow mineral abundance estimation.

Scientific challenges:
Although the quantification capability of RLS has been partly assessed, the potential for MicrOmega to provide quantitative data remains largely untested.
Research objectives:
-Develop quantification methods for estimating mineral abundances from NIR images collected by MicrOmega;
-Evaluate the complementarity of NIR-derived estimates with RLS and MOMA results;
-Determine how semi-quantitative analysis enhances the scientific value of spectroscopic data over traditional qualitative methods.

Impact:
-Develop advanced methodologies for estimating mineral abundance via NIR spectroscopy (improve precision in identifying key Martian minerals);
-Enhance MicrOmega- RLS- MOMA coordinated science capabilities (increase data quality and reliability in ERF mission results);
-Establish benchmarks demonstrating the advantages of semi-quantitative over qualitative spectroscopic analysis (set new standards for mineralogical studies in future Mars missions).

La mission ExoMars de l'ESA vise principalement à rechercher et caractériser, par des mesures in situ (Rover Rosalind Franklin) des propriétés de la planète Mars qui auraient pu favoriser (ou résulter d') une évolution biochimique. Pour cela, le rover sera déposé à la surface en un site identifié comme optimal du point de vue des objectifs scientifiques, avec en particulier à son bord un système de collecte (drill) et de préparation (SPDS) d'échantillons, déposés au sein d'un laboratoire (ALD) où ils seront analysés en séquence par trois instruments complémentaires : MicrOmega (microscope hyperspectral travaillant dans le proche infrarouge), RLS (spectromètre Raman), et MOMA (Spectromètre de masse).

Développement de méthodes numériques de quantification de la composition minéralogique des échantillons à partir de mesures attendues des instruments MicrOmega et RLS.

Traitement de données via des programmes développés par le doctorant et application de modèles de transfert radiatif. Des données tests pourront être obtenues via l'utilisation d'un modèle instrumental de MicrOmega (présent à l'IAS) sur des échantillons analogues. Une approche similaire pourra être appliquée pour obtenir des données représentatives pour les instruments RLS et MOMA.

Profil de type physicien avec un intérêt pour les sciences planétaires. Des connaissances en géologie sont un plus.