Études de réactions d'intérêts atmosphérique et astrophysique à très basses températures

par Meryem Tizniti

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Ian R. Sims et de Sébastien Le Picard.

Soutenue en 2012

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (autre partenaire) .

Le jury était composé de Christa Fittschen, Christian Naulin, François Lique.

Les rapporteurs étaient Christa Fittschen, Christian Naulin.


  • Résumé

    Pendant ce travail de thèse, l'étude de deux réactions mettant en jeu une espèce radicalaire et une molécule, toutes deux neutres, en phase gazeuse à des températures basses a été effectuée. Ces deux réactions ont été étudiées à l'aide de la technique aérodynamique de Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme (CRESU), permettant l'obtention d'un écoulement de gaz sous la forme d'un jet de température très basse à l'équilibre thermodynamique, couplée à la technique de mesure PLP-LIF (Pulsed Laser Photolysis – Laser Induced Fluorescence ou encore Photolyse par Laser Pulsé – Fluorescence Induite par Laser) permettant la mesure de constantes de vitesse de réaction. A l'aide d'une étude thermodynamique de la réaction OH + O2 = HO3, il nous a été possible d'estimer la valeur de l'énergie de dissociation du radical HO3 nous donnant alors sa capacité à piéger ou non le radical OH. En effet, si HO3 possède une forte énergie de dissociation, il est alors un puits potentiel de radicaux OH. Parallèlement, nous avons effectué l'étude cinétique de la réaction. Par la suite, la cinétique de la réaction F + H2 → HF + H a été étudiée pour la première fois à des températures basses (jusqu'à 11 K). Cette réaction présente une barrière d'énergie non négligeable (6 kJ. Mol-1) imposant de ce fait qu'elle ne peut avoir lieu à basses températures qu'avec l'aide d'effets quantiques. Ces derniers sont dus à la présence d'atomes d'hydrogène permettant le passage de cette barrière par effet tunnel.

  • Titre traduit

    Studies of reactions of atmospheric and astrophysical interest at very low temperatures


  • Résumé

    In the present work, we focused our attention on two reactions involving a radical and a molecule, both neutral species at low temperatures. These reactions have been studied with the CRESU (Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme) technique allowing the gas flow to be guided in order to create a supersonic flow at low temperature, associated with PLP-LIF (Pulsed Laser Photolysis- Laser Induced Fluorescence) technique in order to measure rate constants. The thermodynamical study of the OH + O2 = HO3 reaction gave us the possibility to estimate the dissociation energy of the HO3 radical in order to evaluate its capacity to trap OH radicals. Indeed, if HO3 possesses a high dissociation energy, it represents an eventual sink for OH radicals. Kinetics of this reaction has also been studied. The kinetics of the reaction F + H2 → HF + H have been studied for the first time at very low temperatures (down to 11 K). This reaction has a non-negligible energetic barrier (6 kJ. Mol-1) which indicates that if it occurs at low temperatures, it is mainly because of quantum effects. These quantum effects are due to the presence of hydrogen atoms which permits the crossing of the barrier by the tunnelling effect.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (177 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-177

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  • Bibliothèque : Université de Rennes 1. Service commun de la documentation. BU Beaulieu.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2012/71

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 12 REN1 S071
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