Spectroscopie infrarouge à haute résolution de molécules d'intérêt pour les atmosphères terrestre et planétaires : HONO, DONO et CH3CN

par Alix Dehayem Massop Kamadjeu

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Isabelle Kleiner, Johannes Orphal et de Oumarou Bouba.


  • Résumé

    Notre travail de thèse avait pour but une meilleure caractérisation des molécules HONO, DONO et CH3CN. L’étude des molécules de HONO et DONO a consisté tout d’abord à l’analyse de leur spectre de rotation pure, observé dans l’infrarouge lointain. Les résultats obtenus ont servi à l’analyse de la bande u1 de DONO et des bandes u5 et u6 de trans-HONO couplées par de fortes interactions de Coriolis. L’ensemble de nos travaux sur HONO et DONO a mené à une prédiction des positions et intensités relatives des raies qui reproduit les spectres observés de manière très satisfaisante pour les régions spectrales situées entre 40 et 150 cm-1 (rotation pure), entre 2350 et 3000 cm-1 pour les bandes u1 de DONO et entre 430 et 620 cm-1 pour les bandes u5 et u6 de trans-HONO respectivement. Nous avons terminé l’étude de HONO et DONO par le calcul des structures à l’équilibre expérimentale et ab initio de trans-HONO. L’originalité de notre travail a été également de combiner les méthodes expérimentales et des calculs quanto-chimiques de haut niveau pour déterminer une structure semi-expérimentale à l’équilibre fiable de la même molécule. L’étude de CH3CN a consisté à produire une prédiction raie par raie des positions et intensités des bandes u8, 2u8, u4 et u7 qui tient compte des interactions de vibration-rotation entre ces bandes dans le domaine spectral de 300 à 400 cm-1 et de 685 à 1200 cm-1 utile à la détection de CH3CN sur Titan.

  • Titre traduit

    High-resolution far-infrared spectroscopy of atmospheric and planetary molecules : HONO, DONO and CH3CN


  • Résumé

    In order to complete and extend previous laboratory work on the infrared fundamental bands of trans-HONO and cis-HONO and also its deuterated species (DONO). We have carried out a number of new spectroscopic studies, focusing on:• the first-resolution spectra and analysis of trans-and cis-HONO and -DONO in the far-infrared region (40-150 crn-1),• the first high-resolution spectra and analysis of the u1 bands of trans-and cis-DONO around 2350-3000 crn-1,• new high-resolution spectra and analysis of the Coriolis-interacting u5 and u6 bands of HONO around 430-620 cm-1. In addition the equilibrium structures of HONO have been caculated using three different methods: experimental, semi-experimental (where the equilibrium rotational constants are derived from the experimental rotational constants and ab initio cubic force field) and ab initio at the CCSD(T) level of theory. Our work was also focused on the study of CH3CN: Mapping important compounds, such as hydrocarbons and nitriles, is needed in order to understand the photochemical cycle of Titan and how it couples with the dynamics to produce organic aerosols. For this, the CIRS spectrometer (Composite Infrared Spectrometer) on board Cassini is currently recording rotation and vibration-rotation spectra of Titan between 10 and 1400 cm-1. To support analysis of these data, high resolution laboratory spectra of CH3CN have been recorded using Fourier transform spectrometers at PNL and LISA. Our work presents a prediction of line positions and intensities of CH3CN for the u8, 2u8, u4 et u7 fundamental bands located near 360 cm-1 and between 685 -1200 cm-1.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (185 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-185

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)318
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