Interferences collisionnelles entre raies dans les spectres infrarouges et raman du methane. Mesures, calculs, et application a l'atmosphere

• Auteur / Autrice : DANIELLE PIERONI
• Direction : Jean-Michel Hartmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail est consacre aux effets des interferences collisionnelles entre raies sur les spectres infrarouges et raman du methane gazeux. C'est une vaste etude theorique, qui s'appuie sur de tres nombreuses mesures de laboratoire, et qui s'articule autour de trois etapes principales. Dans la premiere, un modele est propose dans lequel les termes qui couplent les raies entre elles sont construits a partir de sections collisionnelles d'etat a etat. Ces dernieres ont ete calculees a l'aide d'un modele semi-classique et permettent, moyennant quelques peu nombreux parametres ajustables, de construire la matrice de relaxation representant les effets, sur les spectres, des collisions intermoleculaires. Cette approche est ensuite testee par comparaisons des spectres infrarouges calcules avec ceux mesures dans de nombreuses conditions. Les resultats prouvent la qualite du modele et permettent une analyse detaille des mecanismes mis en jeu et des effets des differents parametres (p, t, bande vibrationelle, perturbateur). Une extension au cas des spectres raman est ensuite proposee et testee avec succes dans le cas de la bande nu1. Elle permet une analyse des effets des transferts rotationnels et vibrationnels sur le profil de la branche q lorsque elargie par he et ar. La deuxieme phase du travail est une application au methane atmospherique. Des spectres ir calcules dans la bande nu3 sont compares a ceux enregistres a l'aide d'un instrument embarque sous ballon. Cette confrontation confirme la qualite de l'approche developpee et demontre que les interferences collisionnelles entre raies ont une influence significative sur l'absorption/emission du rayonnement infrarouge par le methane de notre atmosphere. La derniere partie presente des resultats preliminaires portant sur des melanges ch 4-h 2. Ils indiquent que l'approche developpee devrait permettre une precision accrue dans le traitement des spectres des atmospheres des planetes geantes telles que jupiter.