Pyr-IRMS et Laser Isotopie Eau

Le Pyrolyseur (Pyr) et l'Analyseur Elémentaire haute température (EAHT) couplé à un spectromètre de masse isotopique (IRMS) sont dédiés à l’analyse isotopique δ18O, δ17O, 17OExcess, δD de la matière organique et des eaux en abondance naturelle ou enrichie et des teneurs en %O. L’oxygène et l’hydrogène d’échantillons solides finement broyés et micropesées dans des capsules en argent ou d’échantillons liquides extraits par cryoextraction de feuilles, bois, sols sont convertis en gaz simple et pur par combustion/réduction ou pyrolyse à très haute température. Les gaz sont ensuite séchés, purifiés et séparés. Une fois les concentrations mesurées par un détecteur à thermoconduction (TCD), les gaz sont conduits à l’IRMS par un gaz vecteur (He). Chaque molécule de gaz est ensuite ionisée sous l’effet d’une haute-tension et les ions crées sont séparés sous l’influence d’un champ magnétique en fonction de leur masse. Les différents isotopologues produits sont collectés dans des cages de Faraday. Les résultats sont normalisés et standardisés.

La spectroscopie laser isotopique à cavité optique en anneau permet l’injection d’échantillons liquides (H₂O) ou préalablement cryoextraits dans une chambre de réflectance quasi parfaite où deux lasers proche infrarouge sont émis à des longueurs d’onde spécifiques des isotopologues ciblés (H₂¹⁸O, H₂¹⁶O, HD¹⁶O ou H₂¹⁸O, H₂¹⁷O) et parcourent un trajet optique d’environ 20 km afin d’ intercepter l’ensemble des molécules cibles. Les résultats sont normalisés et standardisés.

5 configurations disponibles : Pyr seul (%O), Pyr-IRMS (δ18O), LAS-EAHT-IRMS (δ18O), LAS-EAHT-IRMS (δ2H) ou IRIS (δ18O , δ2H ).

Applications :

• modélisation des cycles biogéochimiques (continuum sol-arbre-atmosphère)
• stratégies d’acquisition de l’eau par l’arbre (ascenseur hydraulique, compétitions inter-espèces) et accessibilité aux réserves hydriques profondes
• effets stationnels (topographie, sols, écoulements) sur l’accès à l’eau et aux nutriments
• intérêt des mélanges d’espèces en agroforesterie pour l’accès à l’eau profonde
• fonctionnement des réseaux trophiques
• compréhension biochimique des mécanismes de fractionnement isotopique de l’hydrogène entre l’eau, les sucres et la cellulose des plantes en conditions climatiques et hydriques contraintes
• méthodes isotopiques pour évaluer l’efficience d’utilisation du carbone (CUE) par les microorganismes du sol (marquage ¹⁸O)
• évaluation des masses d’eau et de graisse chez les animaux d’élevage (caprins, bovins) afin de mieux comprendre l’accumulation des polluants dans la chaîne alimentaire

Contact :

• Responsable des équipements : Loïc LOUIS (loic.louis@inrae.fr) 
• Responsables du pôle : Bastien Gerard bastien.gerard@inrae.fr - Loïc LOUIS loic.louis@inrae.fr