Soutenance de thèse de Thomas JAVELLE

La matière organique est une matière dont les molécules contiennent au moins une liaison chimique carbone-hydrogène. Sur Terre, elle est intrinsèquement liée à la biosphère. Cependant, on sait depuis près de deux siècles que cette matière n’est pas exclusivement liée aux systèmes vivants. Trois principaux processus de production et d’altération ont été identifiés : des processus biologiques (photosynthèse…), géologiques (pétroles…) et abiotiques (aérosols secondaires…). De plus, elle présente une diversité surprenante dans de nombreux milieux du système solaire : les observations suggèrent la présence d’une chimie organique complexe abiotique dans les nuages de Titan, les océans d’Europe et d'Encelade, les roches des météorites ou encore les glaces cométaires. Parmi tous ces objets, les comètes sont ceux qui ont été le moins altérés et dont la composition est restée quasiment inchangée depuis 4,5 milliards d’années. L’étude de leur composition permet de mieux comprendre les processus impliqués dans la formation du système solaire, mais aussi l’origine de matière organique sur Terre. Durant cette thèse, la composition possible d’une comète telle qu’elle pourrait être identifiée lors d’une mission spatiale est étudiée. Pour cela, un protocole expérimental innovant permettant la récupération et l'identification de matière organique provenant d’une comète synthétique est mis au point. Pour les étudier, on suppose que la matière organique d’une comète se répartit en deux phases principales : l’une solide, l’autre gazeuse. L’objectif de cette thèse est d’identifier les corrélations existantes entre elles. Ce manuscrit est organisé en quatre chapitres. Dans le premier, les connaissances actuelles concernant les liens entre la matière organique et les comètes ainsi que les premiers résultats ayant déjà été apportés dans ce domaine sont détaillés. Dans le deuxième, les protocoles mis au point durant ma thèse pour l’analyse de la phase solide ainsi que les outils que j'ai développés sont décrits. Dans le troisième, le protocole expérimental permettant l’analyse de la phase gazeuse de manière innovante est présenté. Enfin, dans le dernier, les premiers résultats et premières corrélations mises en évidence sont exposés.

Organic matter is at least composed of one carbon-hydrogen bond. It is highly linked to biological activity on earth. However, we know from two centuries old studies that this matter is not exclusively produced from living systems. Three main production and alteration processes can be identified: biological (photosynthesis…), geological (petroleum…) and abiotic (secondary aerosols…). Titan's clouds, Europa's and Enceladus' oceans, meteoritic rocks or even cometary ices… All over the solar system a surprisingly complex abiotic organic chemistry has been found. Among all of these wonderful places, comets are the ones that remained unchanged for almost 4.5 billion years. Studying their composition provides a better understanding of both the solar system formation and the origin of organic matter on Earth. During this PhD thesis, the expected comet composition as space missions would study them is studied. Thus, an original experimental protocol allowing the recovery and identification of organic matter from synthetic comets is developed. The keystone of this study is that organic matter of a comet is divided into two main phases: solid or gaseous. The main objective is to identify the existing correlations between both of them. This manuscript is organized into four chapters. First, the current knowledge linking organic matter and comets as well as the first results in this field is detailed. Second, the developed protocols for cometary analogs solid phase analysis as well as developed tools is described. Third, the gas phase recovery experimental protocol is presented. Lastly, the first results and the first highlighted correlations are shown.