Abstract FR:

La modelisation de la nature (mineralogie, composition) et de la dynamique du manteau terrestre necessite la connaissance des proprietes de ses mineraux constitutifs a haute pression (hp, 1-135 gpa) et haute temperature (ht, 1500-3000 k). En particulier, les grandeurs thermodynamiques (enthalpies de formation, entropies, volume,. . . ) controlent la stabilite des mineraux dans l'espace pression-temperature. Dans une premiere approche dite macroscopique, les capacites calorifiques de la forsterite et de ses analogues, du pyrope et du spinelle sont mesurees par calorimetrie a ht. Les donnees de dilatation thermique et de compressibilite sont tirees de mesures de volume a hp et ht. On dispose alors d'un ensemble de donnees qui permet de mettre en evidence, pour la plupart de ces mineraux, un comportement anharmonique a ht. Dans une seconde approche microscopique, les proprietes thermodynamiques d'un mineral sont calculees par modelisation vibrationnelle a partir de ses spectres infrarouge et raman. Une methode originale de mesure de l'anharmonicite est developpee, fondee sur l'enregistrement des spectres vibrationnels a hp et ht. On montre alors pourquoi et comment les valeurs des capacites calorifiques s'ecartent a ht de la limite predite par une theorie harmonique. Cette methode microscopique originale, qui ne necessite que quelques milligrammes de matieres, est ainsi developpee et testee sur des materiaux pour lesquels elle peut etre confrontee aux donnees macroscopiques (e. G. Calorimetrie). Elle pourra dans l'avenir etre appliquee aux phases de tres haute pression du manteau terrestre, dont la metastabilite et les faibles quantites synthetisees empechent la caracterisation par les methodes classiques macroscopiques