Spectroscopie Molculaire et Applications Permanents Nonpermanents Vincent BOUDON

Spectroscopie Moléculaire et Applications Permanents Non-permanents Vincent BOUDON Jean-Paul CHAMPION Tony GABARD Claude LEROY Michel LOËTE Françoise MICHELOT Maud ROTGER Christian WENGER Natalia ZVEREVA-LOËTE Thésards Olga GROMOVA Abdollatyf EL HILALI Maxim SANZHAROV Ruzan SOKHOYAN Masters Anthony BALLANDRAS

Problématique générale Molécules en phase gazeuse Spectres expérimentaux (absorption FTIR, Raman) Calculs ab initio (potentiels, …) Analyse & modélisation (positions, intensités, profils) Modéliser l’absorption des atmosphères terrestre et planétaires Hamiltonien et moments de transition effectifs

I. Modéliser l’absorption du méthane

Pourquoi le méthane ? • CH 4 est gaz à effet de serre important et un constituant de nombreuses atmosphères planétaires • Besoin d’une modélisation précise des états excités du méthane : atmosphère terrestre, planètes (Titan, …), naines brunes, … Terre Titan Planètes géantes Naines brunes • Expériences & données in situ très en avance sur la théorie !!! • Tous les spectres du méthane sont analysés par SMA !!!

Les polyades de CH 4 « Saturn Methane Image » – 16/02/2004 Fit global Cassini / MT 2 Filter : 727 nm = 13755 cm-1

Comparaison expérience-théorie (octade) Ajustement global 0– 4800 cm-1 : • Positions : 16738 données 747 paramètres ajustés RMS = 3. 5 10 -3 cm-1 (octade) Calc. • Intensités (octade) : 3262 données 80 paramètres ajustés RMS = 9. 6 % Résol. = 0. 001 cm-1 “Evidence for a Polar Ethane Cloud on Titan”, C. A. Griffith, P. Penteado, P. Rannou, R. Brown, V. Boudon, K. H. Baines, R. Clark, P. Drossart, B. Exp. Buratti, P. Nicholson, C. P. Mc. Kay, A. Coustenis, A. Negrão and R. Jaumann, Science, 313, 1620– 1622 (2006).

II. Molécules piégées dans un solide (SMA–ASP)

Le système étudié Un système modèle : Ethylène + Silicalite Outils : Spectroscopies IR et Raman Modélisation : ü ü Effet Stark Confinement Effets inter-moléculaires Calculs ab initio GDR CNRS 2997 « COMOVI »

Spectres pour différents taux de remplissage (Spectres ASP)

III. Autres études spectroscopiques et perspectives

Autres sujets de recherche SF 6 CH 3 D, CH 3 Cl C 2 H 4 SO 2 F 2 Profils de raies Autres molécules Spectroscopie rovibronique Approches algébriques

Exemple : SF 6

Banques de données et programmes spectroscopiques

Priorités et perspectives • Le méthane ü Priorité n° 1 : la tétradécade, 5400– 6300 cm-1 (1. 6– 1. 9 m) ü Polyades plus élevées, nouvelles approches théoriques ü Profils de raies ü Collaboration approfondie avec les planétologues • Les molécules adsorbées ü Champs électriques multipolaires ü Nouvelles expériences (ASP et GDR) • La spectroscopie rovibronique ü Le radical méthoxy, CH 3 O ü Transitions entre états électroniques différents • SF 6 ü Modélisation globale 0– 2000 cm-1