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Julien MONTEUX


Les impacts météoritiques ont joué un rôle crucial dans les étapes primitives d’évolution des planètes et lunes du système solaire. Il existe un consensus sur l’importance des premières étapes de formation de ces objets dans l’acquisition de leurs caractéristiques actuelles. Cependant, les modalités d’évolution primitives et les processus mis en jeu restent largement débattus. La planétologie comparée et les simulations numériques constituent des outils performants pour comprendre et reconstituer les phénomènes qui ont pu se dérouler il y a plus de 4.5 milliards d’années.

Le lien temporel qui existe entre l’accrétion, la différenciation et l’initiation du champ magnétique montre qu’il est crucial de caractériser correctement l’influence des impacts météoritiques et notamment des impacts géants sur l’évolution structurale, thermique et magnétique des jeunes planètes. Au vu de la grande diversité des échelles caractéristiques de temps, de températures, de vitesses et de tailles, les simulations numériques sont des outils particulièrement adaptés pour atteindre cet objectif.

 

Je caractérise le couplage entre accrétion, évolution thermique et histoire de la dynamique du champ magnétique au sein des lunes et planètes telluriques du système solaire. Je mets notamment en évidence l’influence qu’ont pu avoir les impacts géants sur :

  • la structure interne des planètes et lunes du système solaire,
  • l’évolution thermique des satellites de glace,
  • le champ magnétique des planètes telluriques.

Depuis le début de ma thèse, je me suis intéressé aux grandes étapes d’évolution primitive des planètes et lunes du système solaire. Je travaille plus particulièrement sur la relation entre les impacts météoritiques, l’évolution thermique des jeunes planètes et les premiers épisodesmajeurs de différenciation. Cette thématique de recherche m’a naturellement amené à travailler sur la dynamique d’évolution du champ magnétique des planètes telluriques mais aussi à considérerdes objets tels que les satellites de glace. Pour cela, je développe et j’adapte des modèles numériques afin d’obtenir les échelles caractéristiques de temps, de longueur et de température propres à ces événements qui ont grandement conditionné la structure thermo-chimique actuelle des planètes.

Au cours de mon parcours scientifique, j’ai utilisé des codes numériques (code d’analyse de la déformation mécanique, code de convection, code de dynamo cinématique) et j’ai également modifié ces outils numériques afin de les adapter pour mieux comprendre comment évolue l’intérieur des jeunes planètes. J’ai ainsi transformé un code de convection 2D cartésien en un code de convection thermique axi-symétrique cylindrique puis en un code de convection thermo-chimique axi-symétrique sphérique afin de caractériser les conséquences d’un large impact météoritique sur une planète en croissance. J’ai modifié un code de convection thermique 3D sphérique pour inclure les effets de l’accrétion et de la différenciation des satellites de glace.

Actuellement,  je développe et adapte de nouvelles méthodes numériques (méthode hydrocodes, codes d’évolution thermo-chimique) afin de mieux caractériser les premières étapes de formation et d’évolution de la Terre et des autres planètes telluriques.


Journal articles31 documents

  • V. Clesi, J. Monteux, B. Qaddah, M. Le Bars, J.-B. Wacheul, et al.. Dynamics of core-mantle separation: Influence of viscosity contrast and metal/silicate partition coefficients on the chemical equilibrium. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Elsevier, 2020, 306, pp.106547. ⟨10.1016/j.pepi.2020.106547⟩. ⟨hal-02933230⟩
  • B. Qaddah, Julien Monteux, M. Le Bars. Thermal evolution of a metal drop falling in a less dense, more viscous fluid. Physical Review Fluids, American Physical Society, In press, 5, pp.053801. ⟨hal-02563299⟩
  • J. Monteux, Denis Andrault, Martin Guitreau, H Samuel, S. Demouchy. A mushy Earth's mantle for more than 500 Myr after the magma ocean solidification. Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 2020, 221 (2), pp.1165-1181. ⟨10.1093/gji/ggaa064⟩. ⟨hal-02561888⟩
  • B. Qaddah, Julien Monteux, V. Clesi, Mohamed Ali Bouhifd, Michael Le Bars. Dynamics and stability of an iron drop falling in a magma ocean. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Elsevier, 2019, 289, pp.75-89. ⟨10.1016/j.pepi.2019.02.006⟩. ⟨hal-02113925⟩
  • J. Monteux, J. Arkani-Hamed. Shock wave propagation in layered planetary interiors: Revisited. Icarus, Elsevier, 2019, 331, pp.238-256. ⟨10.1016/j.icarus.2019.05.016⟩. ⟨hal-02147819⟩
  • P. Frossard, M. Boyet, A. Bouvier, T. Hammouda, J. Monteux. Evidence for anorthositic crust formed on an inner solar system planetesimal. Geochemical Perspectives Letters, European Assoication of Geochemistry, 2019, 11, pp.28-32. ⟨10.7185/geochemlet.1921⟩. ⟨hal-02315516⟩
  • Geeth Manthilake, J. Chantel, J. Monteux, Denis Andrault, Mohamed Ali Bouhifd, et al.. Thermal Conductivity of FeS and Its Implications for Mercury's Long‐Sustaining Magnetic Field. Journal of Geophysical Research. Planets, Wiley-Blackwell, 2019, ⟨10.1029/2019JE005979⟩. ⟨hal-02284266⟩
  • Denis Andrault, Giacomo Pesce, Geeth Manthilake, Julien Monteux, Nathalie Bolfan-Casanova, et al.. Deep and persistent melt layer in the Archaean mantle. Nature Geoscience, Nature Publishing Group, 2018, 11 (2), pp.139 - 143. ⟨10.1038/s41561-017-0053-9⟩. ⟨hal-01898410⟩
  • Julien Monteux, G. Golabek, D. Rubie, G. Tobie, E. Young. Water and the Interior Structure of Terrestrial Planets and Icy Bodies. Space Science Reviews, Springer Verlag, 2018, 214 (1), ⟨10.1007/s11214-018-0473-x⟩. ⟨hal-01907486⟩
  • Mohamed Ali Bouhifd, V. Clesi, A. Boujibar, N. Bolfan-Casanova, C. Cartier, et al.. Silicate melts during Earth's core formation. Chemical Geology, Elsevier, 2017, 461, pp.128 - 139. ⟨10.1016/j.chemgeo.2016.12.035⟩. ⟨hal-01635980⟩
  • Denis Andrault, Nathalie Bolfan-Casanova, Mohamed Ali Bouhifd, Asmaa Boujibar, Gaston Garbarino, et al.. Toward a coherent model for the melting behavior of the deep Earth’s mantle. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Elsevier, 2017, 265, pp.67-81. ⟨10.1016/j.pepi.2017.02.009⟩. ⟨hal-01503000⟩
  • J. Monteux, G. Collins, G. Tobie, G. Choblet. Consequences of large impacts on Enceladus’ core shape. Icarus, Elsevier, 2016, 264, pp.300 - 310. ⟨10.1016/j.icarus.2015.09.034⟩. ⟨hal-01637425⟩
  • J. Monteux, J. Arkani-Hamed. Scaling laws of impact induced shock pressure and particle velocity in planetary mantle. Icarus, Elsevier, 2016, 264, pp.246-256. ⟨10.1016/j.icarus.2015.09.040⟩. ⟨hal-01637422⟩
  • B. Guillaume, S. Pochat, J. Monteux, L. Husson, G. Choblet. Can eustatic charts go beyond first order? Insights from the Permian–Triassic. Lithosphere, Geological Society of America, 2016, 8 (5), pp.505-518. ⟨10.1130/L523.1⟩. ⟨hal-02430174⟩
  • J. Monteux, Denis Andrault, H. Samuel. On the cooling of a deep terrestrial magma ocean. Earth and Planetary Science Letters, Elsevier, 2016, 448, pp.140 - 149. ⟨10.1016/j.epsl.2016.05.010⟩. ⟨hal-01637420⟩
  • Benjamin Guillaume, Stéphane Pochat, Julien Monteux, Laurent Husson, Gaël Choblet. Can eustatic charts go beyond first-order? Insights from the Permo-Triassic. Lithosphere, Geological Society of America, 2016, 8 (5), pp.505-518. ⟨10.1130/L523.1⟩. ⟨insu-01359847⟩
  • Denis Andrault, Julien Monteux, Michael Le Bars, Henri Samuel. The deep Earth may not be cooling down. Earth and Planetary Science Letters, Elsevier, 2016, 443, pp.195-203. ⟨10.1016/j.epsl.2016.03.020⟩. ⟨hal-01348679⟩
  • Asmaa Boujibar, Denis Andrault, Nathalie Bolfan-Casanova, Mohamed Ali Bouhifd, Julien Monteux. Cosmochemical fractionation by collisional erosion during the Earth’s accretion. Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 6, pp.324 - 335. ⟨10.1038/ncomms9295⟩. ⟨hal-01680863⟩
  • Hagay Amit, Gael Choblet, Peter Olson, Julien Monteux, Frédéric Deschamps, et al.. Towards more realistic core-mantle boundary heat flux patterns: a source of diversity in planetary dynamos. Progress in Earth and Planetary Science, Springer/Japan Geoscience Union, 2015, 2 (1), pp.505-518. ⟨10.1186/s40645-015-0056-3⟩. ⟨hal-01635999⟩
  • Julien Monteux, Hagay Amit, Gael Choblet, Benoit Langlais, Gabriel Tobie. Giant impacts, heterogeneous mantle heating and a past hemispheric dynamo on Mars. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Elsevier, 2015, 240, pp.114-124. ⟨10.1016/j.pepi.2014.12.005⟩. ⟨hal-01142028⟩
  • Nadejda Marounina, Gabriel Tobie, Sabrina Carpy, Julien Monteux, Benjamin Charnay, et al.. Evolution of Titan’s atmosphere during the Late Heavy Bombardment. Icarus, Elsevier, 2015, 257, pp.324-335. ⟨10.1016/j.icarus.2015.05.011⟩. ⟨hal-01172389⟩
  • Julien Monteux, Jafar Arkani-Hamed. Consequences of giant impacts in early Mars: Core merging and Martian dynamo evolution. Journal of Geophysical Research. Planets, Wiley-Blackwell, 2014, 119 (3), pp.480-505. ⟨10.1002/2013JE004587⟩. ⟨hal-01636075⟩
  • Jean-Baptiste Wacheul, Michael Le Bars, Julien Monteux, Jonathan M. Aurnou. Laboratory experiments on the breakup of liquid metal diapirs. Earth and Planetary Science Letters, Elsevier, 2014, 403, pp.236-245. ⟨10.1016/j.epsl.2014.06.044⟩. ⟨hal-01636076⟩
  • J. Monteux, G. Tobie, G. Choblet, M. Le Feuvre. Can large icy moons accrete undifferentiated?. Icarus, Elsevier, 2014, 237, pp.377-387. ⟨10.1016/j.icarus.2014.04.041⟩. ⟨hal-01636068⟩
  • J. Monteux, A.M. Jellinek, C.L. Johnson. Dynamics of core merging after a mega-impact with applications to Mars’ early dynamo. Icarus, Elsevier, 2013, 226 (1), pp.20-32. ⟨10.1016/j.icarus.2013.05.008⟩. ⟨hal-01636055⟩
  • Julien Monteux, Nathanaël Schaeffer, Hagay Amit, Philippe Cardin. Can a sinking metallic diapir generate a dynamo?. Journal of Geophysical Research. Planets, Wiley-Blackwell, 2012, 117 (E10), pp.E10005. ⟨10.1029/2012JE004075⟩. ⟨hal-01636052⟩
  • J. Monteux, A.M. Jellinek, C.L. Johnson. Why might planets and moons have early dynamos?. Earth and Planetary Science Letters, Elsevier, 2011, 310 (3-4), pp.349 - 359. ⟨10.1016/j.epsl.2011.08.014⟩. ⟨hal-01636051⟩
  • J. Monteux, Y. Ricard, N. Coltice, F. Dubuffet, M. Ulvrova. A model of metal–silicate separation on growing planets. Earth and Planetary Science Letters, Elsevier, 2009, 287 (3-4), pp.353-362. ⟨10.1016/j.epsl.2009.08.020⟩. ⟨hal-01636042⟩
  • Jean-Luc Got, Vadim Monteiller, Julien Monteux, Riad Hassani, Paul Okubo. Deformation and rupture of the oceanic crust may control growth of Hawaiian volcanoes. Nature, Nature Publishing Group, 2008, 451 (7177), pp.453 - 456. ⟨10.1038/nature06481⟩. ⟨hal-01636049⟩
  • J. Monteux, Nicolas Coltice, F. Dubuffet, Yanick Ricard. Thermo-mechanical adjustment after impacts during planetary growth.. Geophysical Research Letters, American Geophysical Union, 2007, 34,24, pp.201-24,205. ⟨hal-00342686⟩
  • Julien Monteux, Nicolas Coltice, Fabien Dubuffet, Yanick Ricard. Thermo-mechanical adjustment after impacts during planetary growth. Geophysical Research Letters, American Geophysical Union, 2007, 34 (24), pp.L24201. ⟨10.1029/2007GL031635⟩. ⟨hal-01636038⟩