Aérosols atmosphériques de haute altitude

High-altitude atmospheric aerosols

• Auteur / Autrice : Zoé Perrin
• Direction : Nathalie Carrasco, Thomas Gautier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 06/12/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Atmosphères, observations spatiales (Guyancourt, Yvelines ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Géosciences, climat, environnement et planètes (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Cyril Szopa
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Vinatier, François Dulieu, Hervé Cottin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Vinatier, François Dulieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Instruments de mesure

Titan (satellite de Saturne)

Haute atmosphère

Aérosols

Mots clés libres

Aérosols

Atmosphère

Titan

Expériences de laboratoire

Developpement instrumental

Aerosol

Atmosphere

Titan

Experimental

Instrument developpment

Résumé

Les aérosols atmosphériques sont présents dans de nombreux environnements planétaires tels que la Terre et le plus grand satellite de Saturne, Titan. De part leurs aspects variés que ce soit au niveau de leurs propriétés physiques et chimiques, leurs présences influencent les différents processus atmosphériques. Pour comprendre leurs impacts, la caractérisation de leurs propriétés apportent les informations nécessaires, et peut se réaliser à partir d'échantillons collectés dans le milieu naturel ou synthétisé à l'aide d'expériences en laboratoire. Au cours de ma thèse, j'ai pu allier l'approche expérimentale et le développement instrumental pour étudier des aérosols d'analogues de Titan et les aérosols stratosphériques Terrestres. À l'aide d'un réacteur à plasma poudreux et d'un réacteur photochimique, différentes productions d'aérosols ont été réalisées pour observer leurs propriétés optiques, et l'évolution de leurs morphologie et composition chimique. Certains mécanismes de formation et de croissance de ces aérosols ont pu être corrélés à la cinétique de produits gazeux issus du mélange gazeux ionisé au sein des expériences, et considérés comme précurseurs potentiels des solides. J'ai pu participer au développement d'un collecteur d'aérosols atmosphériques pour la réalisation de campagne de mesures stratosphériques terrestres par ballon-sonde.

Atmospheric aerosols are present in many planetary environments, including the Earth and Saturn's largest satellite, Titan. With their varied physical and chemical properties, their presence influences various atmospheric processes. To understand their impact, we need to characterize their properties, using samples collected in the natural environment or synthesized through laboratory experiments. During my thesis, I was able to combine the experimental approach with instrumental development to study aerosols from Titan analogues and terrestrial stratospheric aerosols. Using a powder plasma reactor and a photochemical reactor, various aerosol productions were carried out to observe their optical properties, and the evolution of their morphology and chemical composition. Certain mechanisms of aerosol formation and growth were correlated with the kinetics of gaseous products derived from the gaseous mixture ionized in the experiments, and considered as potential precursors of solids. I was able to take part in the development of an atmospheric aerosol collector for ground-based stratospheric balloon-borne measurements.