Etude expérimentale des processus initiés par les plasmas froids dans une atmosphère simulée de Titan

Estudio experimental de los procesos iniciados por plasmas frios en una atmosfera simulada de Titan

• Auteur / Autrice : Sandra Ignacia Ramirez Jimenez
• Direction : François Raulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie de la pollution atmosphérique et physique de l'environnement
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aérosols

Plasmas froids

Titan (satellite de Saturne) -- Atmosphère

Résumé

Cette atmosphère a été simulée dans un mélange N,:CH (9:1). Des rayons y, un plasma induit par laser (LIP), ainsi que des décharges d'arc et corona ont simulé l'effet de rayons cosmiques, la possible entrée de météorites et les phénomènes électriques. L'identification fut réalisée par un système CPG-SM-IRTF, et les taux de production de 36 hydrocarbures et 7 nitriles ont été déterminés. Les décharges corona produisent des hydrocarbures saturés et ramifiés. Les décharges d'arc sont à l'origine d'hydrocarbures conjugués ou ramifiés. Le LIP produit des alcynes et des dérivés du benzène. Les rayons y produisent des hydrocarbures divers. Ces résultats permettent. D'identifier les formes d'énergie existant selon le niveau atmosphérique, ainsi que de proposer l'existence de décharges électriques, liées aux nuages troposphériques de méthane. Des analogues d'aérosols stratosphériques ont été obtenus à partir de mélanges irradiés par une décharge silencieuse. Leur 1CR fut calculé à partir de mesures (R&T) entre 200 et 900 mn. L'indice de réfraction varie entre 1,63 et 1,52, et le coefficient d'extinction entre 3,5x10 et 1xl0 Les effets liés à l'épaisseur de film, à la porosité et la diffusion de la lumière sur les valeurs finales ont été estimées. Ce jeu de données 1CR est présenté comme une nouvelle référence pour interpréter l'albedo géométrique de Titan, la dynamique atmosphérique et la composition de la surface. Ces deux jeux de résultats sont de la plus grande importance pour l'interprétation des données provenant de l'exploration de l'atmosphère par la sonde Cassini-Huygens en 2004.

Titan has a dense atmosphere, mainly constituted by N and CI in winch a rich organic chemistry occurs. This work presents the flrst comparative study ofthe products arising from the irradiation of a Titans simulated atmosphere by different energy sources that simulate the transformation processes occurring in-situ, and an improvement in the estimation of the complex refractive index (CRI) of an analogue ofthe aeroso found in its stratosphere. Y radiation. A laser-induced plasma (LIP), arc and corona discharges were used to simulate the effect of galactic cosmic rays, the entry of meteorites and the electrical phenomena in the satellites troposphere. The identification was performed by a GC-MS-FTIR coupled system, and the energy yields of the 36 identifled hydrocarbons and 7 nitriles were calculated. All the investigated energy sources probed to be good abiotic nitrogen fixers. Corona discharges produced saturated and ramified hydrocarbons. Arc discharges origihated conjugated hydrocarbons and aromatic compounds. The LIP produced ailcynes and beazene derivatives. Y-radiation resulted in the production of saturated and unsaturated hydrocarbons and aromatic compounds. These resu cari be used to identif the major form of energy developing in the different atmospheric levels and to postulate the development of electrical discharges within the tropospheric methane clouds. Thin transparent filins ofappropriate stratospheric aerosol analogues were synthesized by a glow discharge. Their CRI was calculated from transmittance and reflectance curves from 200 to 900 nrn. The effect of film thickness, porosity and light scattering on their values was evaluated. The set of CRI is presented as a new reference to interprete the geometric albedo, atrnospheric dynanuics and surface features. Both sets of resu are important for the interpretation of the data coming from the exploration ofthe atmosphere that will be performed by the Cassini-Huygens mission on 2004.