Développement analytique
Spectrométrie de masse
Gaz rares
Azote
CRPG UMR 7358 CNRS-UL
15 rue Notre Dame des Pauvres
54500 Vandœuvre les Nancy – France
Mon métier d’ingénieur de recherche rattaché à la plateforme Gaz Rares du CRPG s’articule autour d’une activité technique liée à la gestion et au fonctionnement de la plateforme analytique, et d’une activité de recherche.
En tant que responsable technique de la plateforme, je coordonne les besoins analytiques de manière à optimiser le fonctionnement et l’utilisation des spectromètres de masse. Cette activité exige un suivi i) des techniques d’extraction des gaz rares sous UHV (broyeur, four induction, laser 193nm, laser CO2), ii) des protocoles de purification par chimi et physisorption et iii) des moyens analytiques du laboratoire, à savoir 5 spectromètres de masse HR multi-collection.
Mes travaux de recherche portent, quant à eux, sur des développements analytiques qui visent à améliorer la qualité des mesures.
- 2024 – présent : Ingénieur de recherche
- 2021 – présent : Conseillé scientifique pour journal Techniques de l’ingénieur
- 2007 – 2023 : Ingénieur d’études CNRS
- 1999 – 2006 : Assistant ingénieur CNRS
- 2000 : DEST Conservatoire National des Arts et Métiers
- 2020 – Présent – Projet STANDARD (Défi ISOTOP2020) –
Le but de ce projet est de développer des standards élémentaires et isotopiques par implantation contrôlée de gaz rares dans des feuilles de métaux purs. Ces standards, in fine, seront utilisés pour calibrer les standards connectés à nos installations existantes et améliorer la justesse du calcul des concentrations et des compositions isotopiques dans les échantillons naturels. Nous allons, pour mener à bien ce projet, nous appuyer sur les capacités de 1) l’accélérateur SIDONIE de l’IJCLab à implanter de façon homogène et reproductible de très faibles doses de gaz rares (108 à 1015 at.cm2) et 2) de la plateforme gaz rares du CRPG à mesurer, à haute précision, les quantités et les compositions isotopiques des gaz implantés. Ce projet doit aboutir à :
■ proposer de nouveau standards externes pour He et Ne en complément des standards de roche existants (Blard et al. 2015, Vermeesch et al. 2015) ainsi que des standards de Kr et Xe. Il n’existe pas actuellement de standards de roche pour ces deux gaz rares lourds pour calibrer nos installations.
■ améliorer la justesse les concentrations et les compositions isotopiques calculées dans les échantillons naturels.
Les standards développés seront in fine proposés à la communauté scientifique comme matériel de référence.
- 2024 – présent – Développement d’un standard He (AAP INSU 2024 – Dossier scientifique LEFE)
Nous souhaitons adopter une approche novatrice afin de développer une procédure fiable et robuste pour incorporer par diffusion des quantités d’hélium dans un métal en fusion, de manière à mettre au point un nouveau matériel de référence dans lequel les quantités de 4He seront connues avec une précision de ± 1%. Cela correspond à une amélioration de la précision d’un facteur ~2 vis à vis des concentrations d’4He données pour les standards CRONUS-P (Blard et al., 2015) et les grains de Pt (Yakubovich et al., 2023). Parallèlement à cela, nous espérons être en mesure de proposer une valeur de la concentration en 3He et du rapport R/Ra dans notre matériel de référence, avec une précision de l’ordre de ± 2%.
Ce standard viendra en appui des standards CRONUS-P et des grains de Pt, dont les quantités s’amenuisent au fil des analyses. Notre standard pourra être produit sans restriction de quantité afin d’être distribué à la communauté scientifique. L’incorporation de l’He par diffusion devrait nous affranchir des effets pépites parfois observés avec les matériaux rocheux naturels. Enfin, l’amélioration d’un facteur ~2 de la précision sur les teneurs (4He et 3He) et le rapport R/Ra permettront à la fois, i) d’affiner le traçage de source, notamment pour les échantillons mantelliques où des pollutions d’origines atmosphériques sont susceptibles de masquer les signaux originels, et ii) d’améliorer la justesse des datations, indispensables pour comprendre les changements climatiques passés.
- Formation technique des étudiants de Master, des doctorants et post-doctorants utilisant les spectromètres de masse de la plateforme
- Intervention au sein du module « Quantification » du M2 Terre et planètes de l’Université de Lorraine
2025
B. Marty, L. Zimmermann, E. Füri, D.V. Bekaert, J.J. Barnes, A.N. Nguyen, H.C. Connolly, D.S. Lauretta. Noble gases and nitrogen in material from asteroid Bennu. Meteoritics & Planetary Science. https://doi.org/10.1111/maps.70058
Barnes, J.J., A.N. Nguyen, and the OSIRIS-REx Sample Elements and Isotopes Working Group (2025). The variety and origin of materials accreted by Bennu’s parent asteroid. Nat. Astron. https://doi.org/10.1038/s41550-025-02631-6
Zimmermann L., E. Füri, J. Boulliung, J. Saxton (2025). Performance of the 3F4M Noblesse–HR noble gas mass spectrometer for multicollection Ne-Ar-N2 analyses. Geochem. Geophys. Geosys., 26, e2025GC012247. https://doi.org/10.1029/2025GC012247
Carolina Dantas Cardoso, Raphaël Pik, Caracausi Antonio, Halldorsson Saemundur Ari,
2024
Gamblin, J., E. Füri, B. Marty, L. Zimmermann, D.V. Bekaert (2024). Dissecting the complex Ne-Ar-N signature of asteroid Ryugu by step-heating analysis. Geochem. Persp. Let., 31, 44-48. https://doi.org/10.7185/geochemlet.2431
2023
Broadley, M.W., D.J. Byrne, E. Füri, L. Zimmermann, B. Marty, R. Okazaki, T. Yada, F. Kitajima, S. Tachibana, K. Yogata, K. Sakamoto, H. Yurimoto, T. Nakamura, T. Noguchi, H. Naraoka, H. Yabuta, S. Watanabe, Y. Tsuda, M. Nishimura, A. Nakato, A. Miyazaki, M. Abe, T. Okada, T. Usui, M. Yoshikawa, T. Saiki, S. Tanaka, F. Terui, S. Nakazawa, and the Hayabusa2 Initial Analysis Volatile Team (2023). The noble gas and nitrogen relationship between Ryugu and carbonaceous chondrites. Geochim. Cosmochim. Ac., 345, 62–74. https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.01.020
2021
Füri E., L. Zimmermann, H. Hiesinger (2021). Noble gas exposure ages of samples from Cone and North Ray craters: Implications for the recent lunar cratering chronology. Meteorit. Planet. Sci., 56, 2047–2061. https://doi.org/10.1111/maps.13749
2020
Füri E., L. Zimmermann, E. Deloule, R. Trappitsch (2020). Cosmic ray effects on the isotope composition of hydrogen and noble gases in lunar samples: Insights from Apollo 12018. Earth Planet. Sci. Lett., 550, 116550. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116550
Boulliung, J., E. Füri, C. Dalou, L. Tissandier, L. Zimmermann, Y. Marrocchi (2020). Oxygen fugacity and melt composition controls on nitrogen solubility in silicate melts. Geochim. Cosmochim. Ac., 284, 120–133. https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.06.020
2018
Füri E., L. Zimmermann, A.E. Saal (2018). Apollo 15 green glass He-Ne-Ar signatures – In search for indigenous lunar noble gases. Geochem. Persp. Let., 8, 1–5. https://doi.org/10.7185/geochemlet.1819
Mollex, G., E. Füri, P. Burnard, L. Zimmermann, G. Chazot, E.O. Kazimoto, B. Marty, L. France (2018). Tracing helium isotope compositions from mantle source to fumaroles at Oldoinyo Lengai volcano, Tanzania. Chem. Geol., 480, 66–74. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2017.08.015
Zimmermann, L., G. Avice, P.-H. Blard, B. Marty, E. Füri, P. Burnard (2018). A new all-metal induction furnace for noble gas extraction. Chem. Geol., 480, 86–92. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2017.09.018
2015