Activités

La thématique « Spectroscopie de molécules d’intérêt atmosphériques » est présente au LISA depuis janvier 2005. La spectroscopie permet, par analyse des signatures spectrales traduisant les interactions entre les molécules et le rayonnement, de déterminer les structures moléculaires ainsi que de comprendre les interactions intra-moléculaires. C’est aussi un moyen de sonder les surfaces d’énergie potentielles inter-moléculaires qui, via les collisions, affectent la forme des spectres d’absorption.

L’activité de spectroscopie au LISA englobe de telles recherches fondamentales, nous permettant ensuite d’utiliser cette compétence pour diverses applications, environnementales, industrielles, biologiques... Les mesures optiques font en effet partie des moyens les plus utilisés par les géo- et astro-physiciens pour obtenir, à distance, des informations sur les atmosphères planétaires et le milieu interstellaire. Les signatures de différentes espèces gazeuses dans les spectres ainsi obtenus donnent accès à la composition des milieux sondés. De gros efforts sont mis en œuvre actuellement par les agences spatiales (CNES, ESA, NASA, …) pour développer des instruments d’observation (spectromètres embarqués sur des satellites et sondes, observatoires au sol pour la radioastronomie, etc). La qualité des résultats que fournissent ces expériences est évidemment tributaire de la précision des paramètres spectroscopiques utilisés pour analyser les mesures. Les spectres de petites molécules pré-biotiques ou d’intérêt biologique sont quant à eux étudiés pour fournir des informations structurelles et valider des calculs de chimie quantique sur de plus gros systèmes.

Les chercheurs impliqués dans la thématique travaillent sur tous les aspects, expérimentaux et théoriques, fondamentaux et appliqués, liés à l’interprétation des spectres moléculaires sur un vaste domaine (microonde, infrarouge, UV, VUV).

Les grands axes sont :

- Axe 1 : La spectroscopie de laboratoire et les développements instrumentaux qui concernent des études expérimentales et la mesure au laboratoire de paramètres de raies (positions, intensités absolues, profils spectraux, et sections efficaces) par spectroscopie à transformée de Fourier, sources lasers accordables et rayonnement synchrotron.

- Axe 2 : La modélisation théorique et les analyses spectrales qui impliquent la maîtrise des traitements théoriques et des techniques d’analyse spectrale pour les espèces moléculaires étudiées

- Axe 3 : De la spectroscopie de laboratoire à l'étude de l'univers qui implique:

  • L'obtention de données spectroscopiques pour de nombreuses molécules atmosphériques et astrophysiques
  • Le regroupement des paramètres spectroscopiques dans des banques de données (HITRAN$, GEISA$, MIPAS$, JPL$, CDMS$, SPATALOG$…) largement utilisées par la communauté scientifique
  • Les implications des études de spectroscopie sur l’analyse de spectres atmosphériques ou astrophysiques.

- Axe 4 : L'étude des atmosphères qui s'appuie sur le savoir-faire développé en spectroscopie de laboratoire pour:

  • Effectuer des mesures dans l’atmosphère terrestre
  • Déterminer des profils verticaux d’espèces atmosphériques à partir des spectres par « inversion » de ceux-ci. Ces profils alimentent l’étude de la composition chimique des milieux et permettent la validation des modèles atmosphériques de chimie-transport.
  • Des missions d’expertise, de traitement et d’analyse des spectres enregistrés par des instruments embarqués pour les observations spatiales de la Terre sont aussi réalisées. Ces travaux sont soutenus par des contrats avec de grands organismes français et européens (INSU/CNRS, CNES, ANR, ESA, CEE…).

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