Spectroscopie haute résolution de molécules atmosphériques : Application à la molécule de CH₃I

High resolution spectroscopy of atmospheric molecules : application to the CH₃I molecule

• Auteur / Autrice : Emna Raddaoui
• Direction : David Jacquemart, Hassen Aroui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 18/02/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Université de Tunis (1958-1988)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : De la molécule aux nano-objets : réactivité, interactions et spectroscopies (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Ha Tran
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Haikel Jelassi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Renée De Backer-Barilly, Kamel Hammami

Mots clés

Mots clés contrôlés

Physique de l'atmosphère

Raies spectrales -- Élargissement

Raies spectrales, Formation des

Fourier, Spectroscopie par transformée de

Spectroscopie à haute résolution

Mots clés libres

Iodure de méthyle

Spectroscopie infrarouge

Positions et intensités

Élargissements collisionnels

Listes de raies

Calcul théorique (semi-classique et semi-empirique)

Methyl iodide

Infrared spectroscopy

Positions and intensities

Résumé

La molécule de CH₃I est un gaz à intérêt atmosphérique qui contribue à destruction de la couche d’ozone, une des méthodes utilisées pour déterminer la concentration de ce gaz dans l’atmosphère est l’étude par spectroscopie infrarouge des différentes régions de cette entité chimique. Pour cela, des mesures précises en laboratoire des paramètres spectroscopiques sont nécessaires. Des spectres infrarouge haute résolution enregistrés par spectroscopie à transformée de Fourier au laboratoire MONARIS et une procédure d'ajustement multispectre utilisant le profil Voigt a été appliquée pour déterminer les positions de raies, les intensités et les coefficients d'auto-élargissement appartenant aux bandes ν6 et ν2 de 12CH3I. Les variations rotationnelles du carré du moment de transition dipolaire et des largeurs de raies ont été étudiées et modélisées empiriquement. Des estimations théoriques des coefficients d'auto-élargissement de CH3I pour de grandes plages de nombres quantiques rotationnels ont été également fournies dans le cadre d'une approche semi-classique avec une trajectoire exacte et d'une méthode semi-empirique y compris un facteur de correction pour l'expression des largeurs de raies de type Anderson. Des listes de raies complètes pour ces deux bandes sont disponibles, une est publiée comme annexe de l’article [Radd20] et celle concernant la bande sera prochainement soumise à la publication au JQSRT

The CH₃I molecule is a gas of atmospheric interest which contributes to the distruction of the ozone layer, one of the methods used to determine the concentration of this gas in the atmosphere is the study by infrared spectroscopy of the different regions of this chemical entity. For this, precise measurements in the laboratory of spectroscopic parameters are necessary.High resolution Fourier transform infrared spectra were recorded at the MONARIS laboratory and a multispectral fitting procedure using the Voigt profile was applied to determine the line positions, intensities and self-broadening coefficients belonging to the ν6 and ν2 bands of 12CH3I. The rotational dependencies of the transition dipole moment squared and the widths have been investigated and modeled empirically. Theoretical estimates of CH3I self-broadening coefficients for large ranges of rotational quantum numbers have also been provided using a semi-classical approach with exact trajectories and a semi-empirical method including a correction factor for the Anderson type line width expression. Complete line lists for these two bands have been generated. The one is available in Ref. [Radd20] as supplementary data and the one of the band will be submitted in JQSRT soon.