Laurent Zimmermann
Fonction : Ingénieur d’études Hors Classe CNRS
Domaine(s) de recherche :

Développement analytique

Mots clés :

Spectrométrie de masse

Gaz rares

Azote

Coordonnées :

CRPG UMR 7358 CNRS-UL
15 rue Notre Dame des Pauvres
54500 Vandœuvre les Nancy – France

Téléphone : +33 (0)3 83 59 42 31
Bureau : 222

Mon métier d’ingénieur d’études 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 1) des techniques d’extraction des gaz rares sous UHV (broyeur, four induction, laser 193nm, laser CO2), 2) des protocoles de purification par chimi et physisorption et 3) 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.

  • 2021 – présent : Conseillé scientifique au journal Techniques de l’ingénieur
  • 2007 – présent : 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.

 

  • 2018 – 2022 – Développement d’un four induction tout métal

A new all-metal induction furnace to extract, in vacuum, all noble gases from pyroxenes, olivines, quartz or barites have been developed at CRPG. (Zimmermann et al., 2018)

Its original design is completely different from other induction furnaces because the totality of the vacuum vessel is metallic and its coil induction, which is normally outside the furnace, have been placed inside the vacuum vessel, with a special radio frequency power feedthroughs welded on a flange. The volume of the crucible is important (≈ 15 cm3) and permits fusion of samples with a mass of up to 1 g. Samples are packed into a metal foil, loaded into a carrousel, degassed before their analysis and sequentially dropped into the Ta-crucible. The low weight of the crucible low (≈ 120 g) allows short and efficient degasing cycles. When the furnace is pumped for the first time after samples loading, short cycles between 500 and 1800°C at fast heating rates (≈ 400°C.min-1) are sufficient to reduce blanks to negligible levels: the duration of these cycles is 30 minutes for He and few hours for Ne, Kr and Xe. Blanks of He, Kr and Xe (during 10 min) and Ne (20 min) in static vacuum are extremely low: 1.64 +/- 1.03 x 10-15 mole 4He (T=1750°C), 5.82 +/- 2.26 x 10-17 mole 20Ne (T=1500°C), 2.13 +/- 0.29 x 10-18 mole 84Kr (T=1700°C) and 4.45 +/- 0.42 x 10-18 mole 132Xe (T=1700°C). Argon blanks have not yet been measured.

  • 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

2022

Defourny, A., Blard, P. H., Zimmermann, L., Jobé, P., Collignon, A., Nguyen, F., Dassargues, A.

CO2/3He ratios reveal the presence of mantle gas in the CO2-rich groundwaters of the Ardenne massif (Spa, Belgium) (Article de journal)

Dans: Hydrology and Earth Systems Science, 2022.

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2020

Boulliung, J., Füri, E., Dalou, C., Tissandier, L., Zimmermann, L., Marrocchi, Y.

Oxygen fugacity and melt composition controls on nitrogen solubility in silicate melts (Article de journal)

Dans: Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 284, p. 120–133, 2020.

(Résumé | Liens | BibTeX)

Füri, E., Zimmermann, L., Deloule, E., Trappitsch, R.

Cosmic ray effects on the isotope composition of hydrogen and noble gases in lunar samples: Insights from Apollo 12018 (Article de journal)

Dans: Earth and Planetary Science Letters, vol. 550, p. 116550, 2020.

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Sartégou, A., Blard, P. H., Braucher, R., Bourl`es, D. L., Sorriaux, P., Zimmermann, L., Laffitte, A., Tibari, B., Leanni, L., Guillou, V., Bourdet, A., team., ASTER

Late Cenozoic evolution of the Ari`ege River valley (Pyrenees) constrained by cosmogenic 26Al/10Be and 10Be/21Ne dating of cave sediments (Article de journal)

Dans: Geomorphology, vol. 371, p. 107441, 2020.

(Résumé | Liens | BibTeX)

Zimmermann, L., Bekaert, D.

Analyse des gaz rares par spectrométrie de masse statique ?Ĭ Mesures et applications (Article de journal)

Dans: vol. J6637 V1, no. Techniques de ltextquoterightingénieur, 2020.

(Résumé | BibTeX)

Zimmermann, L., Bekaert, D.

Analyse des gaz rares par spectrométrie de masse statique ?Ĭ Théorie et instrumentation (Article de journal)

Dans: Techniques de ltextquoterightIngénieur, vol. J6636 V1, 2020.

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2019

Balco, G., Blard, P. H., Shuster, D. L., Stone, J. O. H., Zimmermann, L.

Cosmogenic and nucleogenic 21Ne in quartz in a 28-meter sandstone core from the McMurdo Dry Valleys, Antarctica (Article de journal)

Dans: Quaternary Geochronology, vol. 52, p. 63–76, 2019.

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Zimmermann, L., Blard, P. H.

Four `a induction tout métal `a haute température, destiné `a fondre des échantillons de minéraux et/ou de roches pour ltextquoterightextraction des gaz sous ultravide (brevet FR3056713) (Divers)

2019.

(BibTeX)

2018

Boucher, C., Marty, B., Zimmermann, L., Langenfelds, R.

Atmospheric helium isotopic ratio from 1910 to 2016 recorded in stainless steel containers (Article de journal)

Dans: Geochemical Perspectives Letters, vol. 6, p. 23–27, 2018.

(Résumé | Liens | BibTeX)

Boucher, C., Tefang, L., Marty, B., Burnard, P. G., Fischer, T. P., Ayalew, D., Mabry, J., Moor, J. M., Zelenski, M. E., Zimmermann, L.

Atmospheric helium isotope composition as a tracer of volcanic emissions: A case study of Erta Ale volcano, Ethiopia (Article de journal)

Dans: Chemical Geology, vol. 480, p. 3–11, 2018.

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Füri, E., Zimmermann, L., Saal, A. E.

Apollo 15 green glass He-Ne-Ar signatures -- In search for indigenous lunar noble gases (Article de journal)

Dans: Geochemical Perspectives Letters, vol. 8, p. 1–5, 2018.

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Mollex, G., Füri, E., Burnard, P., Zimmermann, L., Chazot, G., Kazimoto, E. O., Marty, B., France, L.

Tracing helium isotope compositions from mantle source to fumaroles at Oldoinyo Lengai volcano, Tanzania (Article de journal)

Dans: Chemical Geology, vol. 480, p. 66–74, 2018.

(Résumé | Liens | BibTeX)

Sartégou, A., Bourl`es, D. L., Blard, P. H., Braucher, R., Tibari, B., Zimmermann, L., Leanni, L., Team., ASTER, Auma^itre, G., Keddadouche, K.

Deciphering landscape evolution with karstic networks: A Pyrenean case study (Article de journal)

Dans: Quaternary Geochronology, vol. 43, p. 12–29, 2018.

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Zimmermann, L., Avice, G., Blard, P. H., Marty, B., Füri, E., Burnard, P. G.

A new all-metal induction furnace for noble gas extraction (Article de journal)

Dans: Chemical Geology, vol. 480, p. 86–92, 2018.

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2016

Li, Y., Marty, B., Shcheka, S., Zimmermann, L., Keppler, H.

Nitrogen isotope fractionation during terrestrial core-mantle separation (Article de journal)

Dans: Geochemical Perspectives Letters, vol. 2, p. 138–147, 2016.

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2015

Avice, G., Meir, M., Marty, B., Wieler, R., Kramers, J. D., Langenhorst, F., Cartigny, P., Maden, C., Zimmermann, L., Andreoli, M. A. G

A comprehensive study of noble gases and nitrogen in textquotelefttextquoteleftHypatiatextquoterighttextquoteright, a diamond-rich pebble from SW Egypt (Article de journal)

Dans: Earth and Planetary Science Letters, vol. 432, p. 243–253, 2015.

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Blard, P. H., Balco, G., Burnard, P. G., Farley, K., Fenton, C. R., Friedrich, R., Jull, A. J. T., Niedermann, S., Pik, R., Schaefer, J. M., Scott, E. M., Shuster, D. L., Stuart, F. M., Stute, M., Tibari, B., Winckler, G., Zimmermann, L.

An inter-laboratory comparison of cosmogenic 3 He and radiogenic 4 He in the CRONUS-P pyroxene standard (Article de journal)

Dans: Quaternary Geochronology, vol. 26, p. 11–19, 2015.

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Vermeesch, P. Pieter, Balco, G., Blard, P. H., Dunai, T. J., Kober, F., Niedermann, S., Shuster, D. L., Strasky, S., Stuart, F. M., Wieler, R., Zimmermann, L.

Interlaboratory comparison of cosmogenic 21 Ne in quartz (Article de journal)

Dans: Quaternary Geochronology, vol. 26, p. 20–28, 2015.

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Zimmermann, L., Füri, E.

Purification des gaz rares sous ultravide ?Ĭ Enceinte de purification (Article de journal)

Dans: Techniques de ltextquoterightIngénieur, vol. j6634, 2015.

(Résumé | BibTeX)

Zimmermann, L., Füri, E., Burnard, P.

Purification des gaz rares sous ultravide ?Ĭ Méthodes de purification (Article de journal)

Dans: Techniques de ltextquoterightIngénieur, vol. J6 635, 2015.

(BibTeX)

2014

Zimmermann, L., Marty, B.

Méthodes dtextquoterightextraction des gaz rares sous ultravide (Article de journal)

Dans: Techniques de ltextquoterightingénieur, vol. j6632, 2014.

(BibTeX)

2013

Füri, E., Aléon, J., Toppani, A., Marty, B., Libourel, G., Zimmermann, L.

Effects of atmospheric entry heating on the noble gas and nitrogen content of micrometeorites (Article de journal)

Dans: Earth and Planetary Science Letters, vol. 377-378, p. 1–12, 2013.

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Marty, B., Zimmermann, L., Pujol, M., Burgess, R., Philippot, P.

Nitrogen isotopic composition and density of the Archean atmosphere (Article de journal)

Dans: Sciencexpress, no. 9, 2013.

(Résumé | Liens | BibTeX)

Zelenski, M. E., Fischer, T. P., Moor, Maarten, Marty, B., Zimmermann, L., Ayalew, D., Nekrasov, A., Karandashev, V. K.

Trace elements in the gas emissions from the Erta Ale volcano, Afar, Ethiopia (Article de journal)

Dans: Chemical Geology, vol. 357, p. 95–116, 2013.

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Zimmermann, L.

Four et procédé dtextquoterightextraction par diffusion de ltextquoterighthélium présent dans des minéraux (Divers)

2013.

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2012

Mabry, J., Burnard, P., Blard, P. H., Zimmermann, L.

Mapping changes in helium sensitivity and peak shape for varying parameters of a Nier-type noble gas ion source (Article de journal)

Dans: Journal of Analytical Atomic Spectrometry, vol. 27, p. 1012–1017, 2012.

(Résumé | Liens | BibTeX)

Zimmermann, L., Blard, P. H., Burnard, P., Medynski, S., Pik, R., Puchol, N.

A New Single Vacuum Furnace Design for Cosmogenic 3He Dating (Article de journal)

Dans: Geostandards and Geoanalytical Research, p. 1–9, 2012.

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2010

Marty, B., Zimmermann, L., Burnard, P., Wieler, R., Heber, V. S., Burnett, D. L., Wiens, R. G., Bochsler, P.

Nitrogen isotopes in the recent solar wind from the analysis of Genesis targets: Evidence for large scale isotope heterogeneity in the early solar system (Article de journal)

Dans: Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 74, p. 340–355, 2010.

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2009

Marrocchi, Y., Burnard, P., Hamilton, D., Colin, A., Pujol, M., Zimmermann, L., Marty, B.

Neon isotopic measurements using high-resolution, multicollector noble gas mass spectrometer: HELIX-MC (Article de journal)

Dans: Geochemistry, Geophysics, Geosystems G3, vol. 10, no. 4, p. 1–8, 2009.

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Zimmermann, L., Burnard, P., Marty, B., Gaboriaud, F.

Laser Ablation (193 nm), Purification and Determination of Very Low Concentrations of Solar Wind Nitrogen Implanted in Targets from the GENESIS Spacecraft (Article de journal)

Dans: Geostandards and Geoanalytical Research, vol. 33, no. 2, p. 183–194, 2009.

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2008

Marty, B., Palma, R., Pepin, R. O., Zimmermann, L., Schlutter, D., Burnard, P., Westphal, A., Snead, C. J., Bajt, S., Becker, R. H., Simones, J. E.

Helium and neon abundances and compositions in cometary matter (Article de journal)

Dans: Science, vol. 319, no. 5859, p. 75–78, 2008.

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2006

McKeegan, K. D., Aleon, J., Bradley, J., Brownlee, D., Busemann, H., Butterworth, A., Chaussidon, M., Fallon, S., Floss, C., Gilmour, J., Gounelle, M., Graham, G., Guan, Y. B., Heck, P. R., Hoppe, P., Hutcheon, I. D., Huth, J., Ishii, H., Ito, M., Jacobsen, S. B., Kearsley, A., Leshin, L. A., Liu, M. C., Lyon, I., Marhas, K., Marty, B., Matrajt, G., Meibom, A., Messenger, S., Mostefaoui, S., Mukhopadhyay, S., Nakamura-Messenger, K., Nittler, L., Palma, R., Pepin, R. O., Papanastassiou, D. A., Robert, F., Schlutter, D., Snead, C. J., Stadermann, F. J., Stroud, R., Tsou, P., Westphal, A., Young, E. D., Ziegler, K., Zimmermann, L., Zinner, E.

Isotopic compositions of cometary matter returned by Stardust (Article de journal)

Dans: Science, vol. 314, no. 5806, p. 1724–1728, 2006.

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2005

Marty, B., Robert, P., Zimmermann, L.

Nitrogen and noble gases in micrometeorites (Article de journal)

Dans: Meteoritics & Planetary Science, vol. 40, no. 6, p. 881–894, 2005.

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2003

Mathew, K. J., Marty, B., Marti, K., Zimmermann, L.

Volatiles (nitrogen, noble gases) in recently discovered SNC meteorites, extinct radioactivities and evolution (Article de journal)

Dans: Earth and Planetary Science Letters, vol. 214, no. 1-2, p. 27–42, 2003.

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2000

Humbert, F., Libourel, G., France-Lanord, C., Zimmermann, L., Marty, B.

CO2-laser extraction-static mass spectrometry analysis of ultra-low concentrations of nitrogen in silicates (Article de journal)

Dans: Geostandards Newsletter, vol. 24, no. 2, p. 255–260, 2000.

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1999

Marty, B., Zimmermann, L.

Volatiles (He, C, N, Ar) in mid-ocean ridge basalts : assessment of shallow-level fractionation and characterization of source composition (Article de journal)

Dans: Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 63, no. 21, p. 3619–3633, 1999.

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