Etude du spectre d’absorption du méthane vers 1.6 mResponsable du laboratoire

Jean-Michel HARTMANN LISA , Université Paris-Est Créteil , 94010 Créteil cedex

Téléphone 01 45 17 65 42

Description du sujet

Le spectre du méthane vers 1.6 m est/sera utilisé pour observer cette molécule dans notre atmosphère et en déduire l’abondance par télédétection. Dans cette optique on peut citer les instruments satellitaires GOSAT (Japon, operationnel), mais aussi CarbonSat (ESA, à l’étude) et le projet francvo-allemand de LIDAR MERLIN. Pour que l’abondance de CH4 inversée (déduite des enregistrements depuis l’espace) soient fiables et pertinentes, le calcul « direct » du spectre (que l’on ajuste sur les mesures) doit être d’une excellente précision. De tels calculs reposent sur les connaissances spectroscopiques qui sont encore bien trop parcellaires et imprécises pour CH4 vers 1.6 m. Ce constat s’applique particulièrement aux formes des raies d’absorption et à l’influence de la pressssion sur ces dernières. On sait en effet que le profil de raie aujourd’hui utilisé (profil de Voigt) est approximatif et conduit à des erreurs (jusqu’à une dizaine de pourcents) inacceptables. Le sujet proposé est une étude expérimentale et théorique des effets de la pression sur les spectres de CH4 (dilué dans l’air) dans la région de 1.6 m retenue pour les observations satellitaires. Le volet expérimental consistera en des mesures effectuées à l’aide de deux dispositifs complémentaires existant déjà au LISA. Un système reposant sur une diode laser à cavité externe et un spectromètre à transformée de Fourier de haute résolution. Ces dispositifs seront donc utilisés pour enregistrer la transmission infrarouge à des pressions et températures variables. Sur le plan théorique, il s’agira de mieux prendre en compte les effets des collisions (de la pression) en incluant, dans le modèle, des processus négligés par le profil de Voigt. Il s’agit des échanges de populations et des changemenents des vitesses des molécules induits par les collisions aisni que des dépendances en vitesse des paramètres spectropiques collisionnels (élargissement et déplacement spectral par la pression). Des méthodes semi-classiques et de dynamique moléculaire seront utilisées, sachant que l’équipe proposante dispose déjà d’un savoir faire et d’outils dans ce domaine, développés pour d’autres systèmes moléculaires. Nous espérons de ces travaux un modèle de profil de raie bien plus précis et fondé physiquement que celui de Voigt. La dernière partie du travail proposé sera alors l’avaluation des conséquences de cette nouvelle approche dans le traitement de spectres atmosphériques avant la fourniture d’outils de calcul à la communauté des « atmosphéristes ».