Thèse soutenue

Simulation expérimentale et modélisation théorique de la physico-chimie des hydrocarbures appliquée à la stratosphère de Titan
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Auteur / Autrice : Véronique Vuitton
Direction : Marie-Claire Gazeau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

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Résumé

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Titan, satellite de Saturne, possède une atmosphère dense, principalement composée de N2 et de CH4 Une photochimie active, initiée par le rayonnement UV solaire et les particules énergétiques, produit des hydrocarbures et des nitriles en concentration minoritaire. Afin de tester la validité des schémas chimiques utilisés dans les modèles photochimiques de cette atmosphère pour décrire l'évolution des hydrocarbures, nous avons développé une expérience de simulation restreinte à ces composés. Nous avons irradié à 185 nm, un mélange de CH4 et C2H2 en proportion catalytique. La production de nombreux hydrocarbures a démontré l'action catalytique de la photolyse de C2H2 sur la dissociation de CH4 mécanisme jamais vérifié expérimentalement. Nous avons ensuite confronté l'évolution des produits observés en chambre de simulation atmosphérique, à celle obtenue par un modèle photochimique 0-D développé à partir des schémas chimiques existants. Devant notre incapacité à reproduire l'évolution des composés observés, nous avons développé un nouveau schéma de réactions entre hydrocarbures. Celui ci a été validé sur les évolutions observées expérimentalement, et nous a permis de suggérer que la sous estimation par les modèles, de la quantité de C2H4 observée sur Titan, soit due à la non prise en compte des composés oxygénés dans les schémas chimiques et que la surévaluation de C4H2 soit imputable à un recyclage irréaliste de cette molécule par photolyse de C4H4 Nous avons également mesuré la durée de vie intrinsèque de C4H2* état métastable très réactif, invoqué comme étant susceptible d'être à l'origine d'une perte importante de C4H2 Nous avons utilisé le piégeage dans différentes matrices de gaz rare et nous en avons déduit une durée de vie de 100 ms en phase gazeuse. Cette valeur est trop faible pour permettre de retrouver la concentration de C4H2 obtenue par les observations, mais elle est suffisamment importante pour permettre la production de composés plus lourds.