Etude de la dynamique de collision électronique et des propriétés turbulentes des atomes etde petites molécules d'intérêt atmosphérique.

Study of electron collision dynamics and turbulent properties of atoms and small molecules of atmospheric interest

• Auteur / Autrice : Ghassan Ragheb
• Direction : Rafik Absi, Diogo Queiros-Conde, Adnan Naja
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique - Cergy
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Quartz (Saint-Ouen, Seine-Saint-Denis)

Mots clés

Mots clés libres

Interaction

Matière

Gaz a effet de serre

Collision électronique

Fractale

Interaction

Matter

Greenhouse gaz

Electronic collision

Fractal

Résumé

Le travail proposé durant cette thèse a un double objectif : le premier est d'approfondir la compréhension de la dynamique de l'ionisation d'atomes et de petites molécules à intérêt atmosphérique (He, N2, CO2, ou autres), par des expériences dites (e,2e) [ou (e,3e)]. La grandeur physique ainsi mesurée est la section efficace triplement [ou quintuplement] différentielle, qui contient l'information la plus complète et la plus détaillée sur le processus d'ionisation. Et le deuxième objectif est de coupler ces informations avec l'étude des effets des interactions moléculaires rayonnement-matière des gaz étudiées sur la dynamique de la turbulence atmosphérique. En effet, L'étude de l'ionisation simple ou multiple des atomes ou des molécules par impact de particules chargées, et plus particulièrement par impact électronique, représente un des domaines les plus importants de la physique des collisions. L'analyse des informations qu'apportent ces études joue un rôle essentiel aussi bien pour la compréhension de la structure de la matière que de la dynamique de la collision et présente un intérêt tant fondamental que pratique pour la compréhension de nombreux phénomènes naturels dans plusieurs domaines de la physique. Un appareillage original a été installé et mis au point au Laboratoire de Physique et de Modélisation à Tripoli - Liban, utilisant les techniques de multi-analyse et multi-détection, et basé sur un double analyseur toroïdal recueillant les deux électrons éjectés dans la presque totalité du plan de collision, complété par un troisième analyseur toroïdal pour l'électron diffusé. D'autre part, afin d'apporter une meilleure compréhension de la dynamique de la turbulence atmosphérique, cette étude examine ce phénomène de manière générale en abordant l'impact potentiel des interactions moléculaires entre le rayonnement et les gaz à effet de serre sur le comportement turbulent de ces gaz, ainsi que sur la dynamique de la turbulence atmosphérique. Elle pourrait examiner l'influence de ces gaz sur la formation et le maintien de la couche limite turbulente. Réalisée au sein du laboratoire LR2E / Quartz en France, l'étude mettra l'accent sur l'analyse des mécanismes par lesquels l'absorption et la réémission de rayonnement par les molécules de gaz à effet de serre, ainsi que les propriétés moléculaires de ces gaz, influencent la dynamique de la turbulence atmosphérique. Des simulations numériques en CFD (Dynamique des Fluides numérique) seront utilisées pour modéliser l'effet de ces interactions moléculaires sur la dynamique turbulente dans l'atmosphère. Cette thèse vise à approfondir la compréhension des interactions complexes entre les propriétés physiques moléculaires des gaz à effet de serre et leur comportement au niveau thermodynamique et turbulent. Elle pourrait offrir de nouvelles perspectives pour l'étude des impacts climatiques de ces gaz et contribuer significativement à la prédiction et à la gestion de leur impact sur le climat terrestre

The work proposed during this thesis has a double objective: the first is to deepen the understanding the dynamics of the ionization of atoms and small molecules of atmospheric interest (He, N2, CO2, or others), by experiments called (e,2e) [or (e,3e)]. The physical quantity thus measured is the section effective triply [or quintuple] differential, which contains the most complete and detailed information on the ionization process. And the second objective is to couple this information with the study of the effects of the molecular radiation-matter interactions of the gases studied on the dynamics of the atmospheric turbulence. Indeed, The study of the simple or multiple ionization of atoms or molecules by particle impact charged, and more particularly by electronic impact, represents one of the most important areas of collision physics. The analysis of the information provided by these studies plays an essential role both for understanding the structure of matter and the dynamics of collision and presents both fundamental and practical interest for the understanding of numerous phenomena natural in several areas of physics. Original equipment was installed and developed at the Physics and Modeling Laboratory in Tripoli - Lebanon, using multi-analysis and multi-detection techniques, and based on a double toroidal analyzer collecting the two electrons ejected in almost the entire collision plane, supplemented by a third toroidal analyzer for the scattered electron. On the other hand, in order to provide a better understanding of the dynamics of turbulence atmospheric, this study examines this phenomenon in a general way by addressing the potential impact of molecular interactions between radiation and greenhouse gases on the turbulent behavior of these gases, as well as on the dynamics of atmospheric turbulence. It could examine the influence of these gases on the formation and maintenance of the turbulent boundary layer. Carried out in the laboratory LR2E / Quartz in France, the study will focus on the analysis of the mechanisms by which the absorption and the re-emission of radiation by greenhouse gas molecules, as well as the properties molecular of these gases, influence the dynamics of atmospheric turbulence. Simulations digital CFD (Computational Fluid Dynamics) will be used to model the effect of these molecular interactions on turbulent dynamics in the atmosphere. This thesis aims to deepen the understanding of the complex interactions between physical properties molecules of greenhouse gases and their behavior at the thermodynamic and turbulent level. She could offer new perspectives for the study of the climatic impacts of these gases and contribute significantly to the prediction and management of their impact on the earth's climate