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Spectroscopie d’absorption ultra-sensible
La spectroscopie du méthane par CRDS dans le proche infrarouge
La connaissance insuffisante du spectre du méthane (CH4) à basse température a pendant longtemps constitué une limitation majeure à l’analyse des données spectrales de certaines planètes. Sur la base de spectres de laboratoire obtenus par des techniques laser ultra sensibles, l’équipe LAME est récemment parvenue à construire deux listes de raies d’absorption pour le méthane à 80 K et 296 K dans la gamme 1.26-1.71 µm. La liste WKLMC (Wang Kassi, Leshchishina, Mondelain & Campargue) permet de simuler le spectre du méthane entre 80 K et 300 K. La liste à 80 K est devenue la liste de référence pour les applications planétologiques. Elle a déjà été appliquée avec succès aux atmosphères de Titan, Pluton, Uranus, Saturne et Jupiter. La liste à 296 K est désormais intégrée à la base de données spectroscopiques HITRAN qui fait référence pour les applications atmosphériques.
Spectroscopie de grande exactitude en support de missions spatiales
Notre équipe est impliquée dans des missions satellitaires qui ont pour but de déterminer les gaz à effet de serre (CO2 et CH4) dans l’atmosphère avec une grande exactitude à savoir :
- la mission MicroCarb du CNES qui va cartographier, à l’échelle planétaire, les sources et les puits du dioxyde de carbone. Cette mission nécessitera de déterminer la colonne intégrée de dioxyde de carbone atmosphérique avec une exactitude de 0.3% en utilisant les bandes de CO2 centrées à 1.61 et 2.06 µm.
- la mission franco-allemande MERLIN (CNES/DLR) qui a pour objectif de mesurer avec une incertitude inférieure à 0.3% la colonne intégrée du méthane atmosphérique.
La vapeur d’eau : transitions rovibrationnelles, base de données et continuum
La connaissance du spectre de la vapeur d’eau (70 % de l’effet de serre atmosphérique !) est à l’heure actuelle insuffisante pour rendre compte précisément de l’absorption de la lumière solaire par notre atmosphère et de son impact sur la mesure de certains composants atmosphériques minoritaires. Notre contribution participe à l’amélioration de la connaissance de l’absorption de la vapeur d’eau par la mesure de transitions faibles et du continuum (self continuum et foreign continuum). Elle s’inscrit dans un projet soutenu par l’INSU via le programme LEFE - Chimie Atmosphérique, projet et au sein du Laboratoire Intenational Associé, SAMIA, avec les partenaires de l’IAO à Tomsk (Russie).
L’hydrogène (H2, HD et D2)
Le spectre d’absorption de l’hydrogène est constitué de bandes de vibration de transitions quadrupolaires électriques de très faible intensité. Du fait de la valeur élevée de la fréquence de vibration (environ 4160 cm-1) et de la constante de rotation (environ 60 cm-1 dans l’état fondamental), seules quelques raies rovibrationnelles ont été observées pour chaque bande de vibration. Au total, seules 39 transitions de H2 ont été rapportées dans la littérature à partir de mesures en laboratoire. Ces transitions sont de fort intérêt astrophysique et l’hydrogène et ses isotopologues constituent des espèces test pour les calculs ab initio les plus avancés.