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Spectrométrie à haute résolution du méthane 12CH4 pour l’atmosphère terrestre

par Farji, Amal
Président du jury Ridene, Said
Promoteur Vander Auwera, Jean ;Aroui, Hassen
Publication Non publié, 2023-01-27

Thèse de doctorat

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Résumé :

Ce travail a été consacré à l’étude de la molécule du méthane (12CH4) dans les régions de l’infrarouge lointain et à 3.3µm.Le spectre infrarouge lointain à haute résolution (0.001 cm-1) du méthane 12CH4 a été enregistré dans le domaine 40 - 370 cm-1 sur la ligne AILES du synchrotron SOLEIL. Le rayonnement synchrotron traversant une cellule de type White offrant une longueur de chemin optique de 151 m et adaptée à un spectromètre à transformée de Fourier Bruker IFS125 HR a permis d'observer à 296 K et à une pression d'environ 7 Torr des raies de rotation très faibles, considérées comme "interdites" dans l'approximation du rotateur rigide. Les K-multiplets des raies proches sont bien résolus et une faible bande chaude due à des transitions entre des états vibrationnels excités est observée. Plus de 250 intensités de raies, appartenant aux niveaux fondamental et v4 =1 et à la bande chaude v2-v4 de 12CH4, ont été mesurées avec une incertitude relative moyenne de 2.9 %. Les résultats obtenus ont été comparés aux intensités mesurées précédemment.Cinq spectres à haute résolution (0.006 cm-1) ont été enregistrés dans la région spectrale comprise entre 2600 et 3200 cm-1 à température ambiante à l’aide d’un spectromètre à transformée de Fourier Bruker IFS125 du SQUARES à Bruxelles ; un spectre à basse pression du méthane pur et quatre spectres à des pressions allant jusqu'à 904 hPa des mélanges du méthane et d'air. Les coefficients d'élargissement et de déplacement par l'air ainsi que les paramètres de rétrécissement ont été mesurés simultanément pour 166 raies appartenant aux multiplets P( J = 2 -11 ), Q( J = 1 -12 ) et R ( J = 0 -11 ) de la bande ν3 de 12CH4 près de 3.3 μm. Les coefficients du couplage des raies du premier ordre en pression ont été déterminés pour 132 transitions. Les mesures des paramètres collisionnels ont été réalisées à l'aide d'une technique d'ajustement multispectre. Nous avons utilisé le modèle de profil de raie incluant les effets de rétrécissement Dicke et tenant compte du couplage des raies dans l’approximation de Rosenkranz. Les paramètres mesurés sont comparés aux données disponibles dans la littérature.