Etude de réactions radicalaires des milieux interstellaires par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, de la phase condensée à la phase diluée

Study of radical reactions relevant to astrochemistry using Fourier transform infrared spectroscopy, from condensed phase to dilute phase

• Auteur / Autrice : Claire Pirim
• Direction : Lahouari Krim
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Physique et Théorique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Néon

Matière condensée

Fourier, Spectroscopie infrarouge à transformée de

Basses températures

Monoxyde de carbone

Hydrogénation

Résumé

La réaction d’hydrogénation du monoxyde de carbone est un processus clé au sein des grains de poussière interstellaire, conduisant à la formation du méthanol, lui-même pouvant être transformé, sous l’action de rayonnements énergétiques, en molécules plus complexes à caractère prébiotique. Ma thèse consiste en l’étude de la réaction [H+CO], dans un intervalle de température compris entre 3 et 20 K, par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier. Pour cela, nous abordons la réaction [H+CO] par une approche innovante, en conjuguant une température de 3 K avec la technique de co-injection des réactifs H et CO. Nous simulons alors un comportement plus réaliste de la réaction, où la construction de la glace de CO s’effectue parallèlement à la conversion de cette dernière en méthanol. Nous avons ainsi accès, pour la première fois, à l’ensemble des étapes réactionnelles de la réaction [H+CO]. Nous exploitons cet avantage pour identifier précisément le rôle catalytique que peuvent avoir les molécules d’eau sur chacune des étapes de la réaction [H+CO]. Nous mettons notamment en évidence que la présence spécifique des molécules d’eau renforce le taux de production des produits de la réaction et change la cinétique de cette dernière en accentuant la conversion des produits de la réaction vers les espèces les plus saturées en hydrogène, et ce, même pour une température aussi basse que 3 K. De plus, nous prouvons expérimentalement que le couplage d’une basse température avec une condensation des réactifs en phase solide supporte la tenue de processus réactionnels quantiques, entre des molécules CO et des atomes d’hydrogène dans leur état énergétique fondamental