Simulation expérimentale de la formation des aérosols de Titan

Experimental simulation of Titan's aerosols formation

• Auteur / Autrice : Thomas Gautier
• Direction : Nathalie Carrasco, Jörg Winter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie astrophysique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines en cotutelle avec Ruhr-Universität

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cosmochimie

Titan (satellite de Saturne) -- Atmosphère

Aérosols atmosphériques

Résumé

Cette thèse traite de l’étude des mécanismes de formation et de la composition d’équivalents d’aérosols de Titan, appelés tholins. L’étude de la phase gazeuse a permis d’identifier différents précurseurs d’aérosols, en particulier des espèces azotées telles que les imines et les nitriles, qui pourraient être un premier pas dans la transition gaz-solide. L’étude des propriétés infrarouge des tholins permet de fournir la dépendance en fonction de la longueur d’onde (du lointain au moyen infrarouge) de l’absorption des tholins. L’étude de la composition chimique des aérosols a permis de remonter à leur structure polymérique des tholins et de détecter la présence d’azote en grande quantité dans leur structure. La dernière partie de cette thèse comporte également une comparaison entre la chimie induite par différentes sources d’énergie. De manière générale, cette thèse propose lorsqu’elle est possible une comparaison entre les données obtenues en laboratoire et les observations de Titan.

This thesis studies the formation mechanisms and the composition of Titan’s aerosols analogs, so called tholins. The study of the gas phase allowed identifying several aerosols precursors, especially nitrogen-bearing species such as imines and nitriles. These species may be a first step on the gas to solid transition. The study of the infrared absorbance properties of tholins allowed providing for the first time the wavelength dependence of their linear absorption coefficient from far- to mid-infrared. The investigation on tholins chemical composition allowed to infer their polymeric structure and to detect a large amount of nitrogen in this structure. The last part of the thesis is dedicated to a comparison of the tholins chemistry induced by different energy sources. On a general way, this thesis proposes, when possible, the comparison between data obtained in the lab and actual observations of Titan’s atmosphere.