Dispositif expérimental et principe d’ajustement des spectres

Table des matières

Introduction générale
Chapitre 1 : Spectroscopie de la molécule CH3I
Introduction
A. Rappels de spectroscopie de CH3I
1. Intérêts atmosphériques
2. Travaux antérieurs
3. Structure de la molécule CH3I
3.1. Propriétés et géométrie
3.2. Symétrie de la molécule
3.3. Table de caractères du groupe
4. Modes normaux de vibration
B. Niveaux d’énergie et intensités de raie
1. Hamiltonien moléculaire
2. Approximation de Born-Oppenheimer
3. Hamiltonien de rotation-vibration
3.1. Développement du Hamiltonien nucléaire effectif
3.2. Eléments matriciels du rotateur rigide
3.3. Energie de vibration-rotation à l’ordre zéro
3.4. Energie de vibration-rotation aux ordres supérieurs
4. Populations des niveaux d’énergie
5. Règles de sélection
5.1. Cas d’une bande perpendiculaire
5.2. Cas d’une bande parallèle
6. Nomenclature des transitions rovibrationnelles
C. Profil de raies
1. Loi d’absorption de Beer-Lambert
2. Coefficient d’absorption intégré et profil normalisé
3. Facteurs d’élargissement
3.1. Elargissement naturel
3.2. Elargissement par effet Doppler
3.3. Elargissement et déplacement dus aux collisions
4. Profil de Voigt
5. Profil de raie prenant en compte des effets plus fins : effets de vitesse
5.1. Rétrécissement collisionnel : effet Dicke
5.2. Modèle de Galatry
5.3. Modèle de Rautian
6. Raies non isolées : Effet d’interférences
Conclusion
Chapitre 2 : Dispositif expérimental et principe d’ajustement des spectres
Introduction
A. Spectroscopie à transformée de Fourier
1. La spectroscopie infrarouge
1.1. État de l’art
1.2. Spectroscopie infrarouge
2. Le spectromètre à transformée de Fourier
2.1. Introduction
2.2. Principe de l’interféromètre de Michelson
2.3. Génération d’un interférogramme
2.3.1. Cas d’une source monochromatique
2.3.2. Cas d’une source polychromatique
2.4. Génération d’un spectre
2.4.1. Transmittance
2.4.2. Absorbance
2.5. Facteurs correctifs appliqués à l’interférogramme
2.5.1. Fonction d’appareil
2.5.2. Fonction de pondération
2.5.3. Echantillonnage
3. L’interféromètre à haute résolution Bruker IFS125HR
3.1. Eléments constitutifs du spectromètre
3.2. Caractérisation des éléments utilisés dans ce travail
3.2.1. La source Globar
3.2.2. Séparatrice Ge/KBr
3.2.3. Détecteur MCT
3.2.4. Cellule de gaz multi-passages
B. Ajustement des spectres
1. Méthode des moindres carrés
2. Procédures monofit et multifit
Conclusion
Chapitre 3 : Intensités et coefficients d’auto-élargissement de la bande v6 de CH3I
Introduction
Etat de l’art du sujet
A. Approche expérimentale
1. Enregistrement et calibration des spectres
2. Analyse des incertitudes
B. Analyse et comparaisons avec la littérature
1. Résultats sur les intensités
1.1. Mesures des intensités de raies
1.2. Calcul des intensités de raies
1.3. Comparaison des intensités de raies avec les travaux antérieurs
2. Résultats sur les coefficients d’auto-élargissement collisionnels
2.1 Mesures des coefficients d’auto-élargissement
2.2 Dépendances rotationnelles en J et K des coefficients d’auto-élargissement
2.3 Comparaison avec les travaux antérieurs
Conclusion
Chapitre 4 : Mesures des élargissements et des déplacements collisionnels des raies de CH3I par N2 et O2
Introduction
A. Coefficients d’élargissement de CH3I par un gaz étranger
1. Elargissement collisionnel par N2
1.1. Enregistrement et calibration des spectres
1.2. Mesures des coefficients d’élargissement par N2 et analyse des incertitudes
1.3. Modélisation empirique des dépendances en J et K des coefficients d’élargissement par N2
2. Elargissement collisionnel par O2
2.1. Enregistrement et calibration des spectres
2.2. Mesures des coefficients d’élargissement par O2 et analyse des incertitudes
2.3. Modélisation empirique des dépendances en J et K des coefficients d’élargissement par O2
3. Elargissement collisionnel par l’air
B. Mesures des déplacements de raies
1. Détermination expérimentale des coefficients de déplacement par pression
2. Résultats et discussion
Conclusion
Chapitre 5 : Etude théorique des élargissements collisionnels
Introduction
A. Modélisation Théorique des Elargissements Collisionnels
1. Origine et Historique
2. Formalisme d’Anderson-Tsao-Curnutte (ATC)
2.1. Coefficient d’absorption
2.2. Fonction d’interruption
2.3. Procédure de coupure «Cut-off » d’Anderson
2.4. Potentiel d’interaction
2.4.1. Contribution isotrope et anisotrope du potentiel intermoléculaire
2.4.2. Potentiel électrostatique
2.4.3. Potentiel d’induction et dispersion
3. Amélioration de Robert et Bonamy
4. Modèles des trajectoires
4.1. Modèle de la trajectoire parabolique
4.1.1. Modélisation de trajectoire
4.1.2. Largeur de raie
4.2. Modèle de trajectoire exacte
4.2.1. Introduction
4.2.2. Fonctions de résonance
4.2.3. Calcul numérique des fonctions de résonnance
B. Calcul des coefficients d’élargissement collisionnel
1. Cas de l’auto-élargissement
2. Cas des élargissements par N2 et O2
3. Cas de l’élargissement par Air
Conclusion
Conclusion générale