Sensibilite des modeles theoriques de l'atmosphere de titan aux incertitudes sur la photochimie des hydrocarbures simples

par Nicholas Smith

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de François Raulin.

Soutenue en 1999

à Paris 12 .

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  • Résumé

    Nous avons developpe plusieurs modeles photochimiques (0-d et 1-d) afin d'etudier l'atmosphere de titan. Une source importante d'erreur dans ces modeles est l'incertitude sur les parametres cinetiques utilises. Nous avons teste des descriptions de la photochimie des hydrocarbures par la simulation a 0-d de trois experiences en laboratoire : la photolyse de ch 4 a 123,6 et a 147 nm, et l'irradiation de ch 4 a 185 nm en presence de c 2h 2 (0,1%). Nous avons aussi evalue les incertitudes sur nos modeles de ces systemes, en utilisant une approche de monte carlo. En tenant compte de ces incertitudes, il y a neanmoins tres peu d'accord entre modele et experience, ce qui est explique aussi bien par un artefact experimental (effet de paroi) qu'une erreur systematique du schema utilise. Notre modele simple a 1-d de l'atmosphere de titan permet de calculer les fractions molaires des hydrocarbures et des composes azotes en fonction de l'altitude. Nos resultats concordent bien avec les previsions des modeles anterieurs, alors que les abondances de plusieurs composes observes par voyager, notamment celle de c 2h 4, restent inexpliquees. Afin de determiner les incertitudes sur ces profils de fraction molaire par une approche de monte carlo, nous avons adapte un modele a 0-d a 11 altitudes differentes (100-1000 km). L'hypothese d'un role minoritaire des processus de transport semble justifiee pour les profils des hydrocarbures. En considerant des incertitudes realistes sur les parametres photochimiques, les intervalles de confiance de 90% des profils s'etendent sur plusieurs ordres de grandeur. Finalement, nous avons effectue des etudes de sensibilite sur notre schema vis-a-vis des constantes de vitesse. Une approche statistique permet d'evaluer la veritable sensibilite de chaque systeme, en considerant simultanement des variations de tous ces parametres. Nous avons ainsi determine les constantes de vitesse qui induisent la majeure partie des incertitudes trouvees.


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