Etude expérimentale de la photolyse VUV d'espèces azotées : une étape fondamentale dans la compréhension de la photophysique complexe des nitriles dans les milieux astrophysiques

par Oliver Harper

Projet de thèse en Lasers, molécules, rayonnement atmosphérique

Sous la direction de Séverine Boye-peronne.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (laboratoire) , Systèmes moléculaires, Astrophysique et Environnement (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    L'évolution de la matière diluée dans les milieux astrophysiques tels que le milieu interstellaire, les atmosphères planétaires ou la coma des comètes est le résultat d'une photochimie très complexe faisant intervenir en particulier un grand nombre d'espèces stables et radicalaires en phase gazeuse. Cette photochimie est induite par le rayonnement galactique ou par le rayonnement solaire dans le domaine spectral de l'ultra-violet du vide (VUV, lambda < 200 nm). Une bonne compréhension de cette évolution nécessite une modélisation précise de la photochimie de ces milieux en prenant en compte l'ensemble des réactions chimiques et des processus photo-induits. Pour qu'un processus soit inclus dans un modèle, il doit être décrit et quantifié par des paramètres qui lui sont propres, en prenant en compte les incertitudes associées. Ceci nécessite donc des études expérimentales de laboratoire dédiées qui apportent des informations aussi bien qualitatives que quantitatives. Parmi l'ensemble des processus à l'œuvre dans la photochimie VUV des milieux astrophysiques, la photolyse (également appelée photodissociation) est une étape primaire très importante qui va, à partir de molécules stables, générer des espèces radicalaires très réactives qui vont initier des réseaux complexes de réaction en cascade. Le but de ce travail de thèse, de nature expérimentale, sera donc de fournir des données de laboratoire fiables et inédites à la communauté des astrophysiciens et des planétologues concernant la photolyse UV/VUV des molécules stables qui reste à ce jour très mal connue. Les études se focaliseront sur les espèces les plus abondantes impliquées dans la chimie des nitriles, en priorité l'ammoniac (NH3) et les cyanopolyynes (chaînes linéaires avec un groupement CN terminal et des liaisons triples CC).

  • Titre traduit

    Experimental studies of the VUV photolysis of N-bearing species: Primary step of the nitrile complex photophysics in astrophysical media


  • Résumé

    The evolution of diluted matter in various astrophysical media (interstellar space medium, planetary atmospheres, comets) results from a complex photochemistry involving in particular many stable and radical species in the gas phase. This photochemistry is induced by the galactic flux or by the solar radiation in the vacuum ultra-violet spectral domain (VUV, lambda < 200 nm). An accurate model of the photochemistry of these media is required to understand this evolution. This model has to take into account all of the photo-induced processes through pertinent quantitative parameters measured in laboratory experiments. Among these various VUV photo-induced processes, photolysis is a very important primary step towards molecular complexity: photodissociation of stable compounds leads to very reactive radicals involved in complex reaction networks. This PhD experimental work will be devoted to the measurements of unprecedented quantitative data about the UV/VUV photolysis of N-bearing molecules. The studies will be focused on the most abundant nitriles (ammonia, cyanopolyynes,...). These data will be implemented in photochemical models in collaboration with planetologists and astrophysicists.