Physico-chimie des aérosols et propriétés optiques : mesures expérimentales dans le domaine IR et inversion des données satellitaires.

Doctorant: Alexandre DEGUINE

A ce jour, de nombreux instruments de sondage à distance de l’atmosphère permettent de détecter et de quantifier des espèces gazeuses atmosphériques clés à partir de spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) embarqués sous ballon, avions ou plateformes satellites. Or ces spectres infrarouges à haute résolution spectrale contiennent aussi des signatures imputables aux aérosols atmosphériques. Bien qu’encore très peu exploités, il est possible d’inverser ces spectres IR pour identifier la nature chimique des particules d’aérosols et leur granulométrie. Ceci s’explique d’une part, par la complexité du traitement du transfert radiatif dans ce cas (absorption + diffusion + émission thermique + émission solaire...) et d’autre part, par le manque de propriétés optiques de références obtenues en laboratoire. C’est pourquoi les laboratoires PC2A et LOA ont développé une méthodologie originale permettant de dériver les indices de réfraction de particules à partir de spectres d’extinction enregistrés dans la gamme spectrale infrarouge et UV-vis compatibles avec celles des instruments satellitaires, tels que IASI ou GOSAT, facilitant ainsi l’intégration directe des mesures de laboratoire dans les modèles d’inversion. Ces expériences alimenteront les bases de données encore peu renseignées dans le domaine infrarouge. Nous proposons de poursuivre ce projet en élargissant la nature des aérosols étudiés : particules liquides, particules mixtes, particules solides recouvertes d’organiques. Enfin une partie de l’étude plus exploratoire portera sur le lien entre vieillissement atmosphérique des particules et évolution de leurs propriétés optiques.

Le candidat devra justifier d’une formation en chimie, physique ou physico-chimie avec de solides bases en spectroscopie, réactivité, optique atmosphérique.

Thématique
Workpackage 2

Mots clés
Métrologie des aérosols - Réactivité hétérogène - Propriétés optiques – Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et UV-vis – Sondage atmosphérique 

Directeur de thèse: Hervé Herbin (LOA)
Co-encadrant: Denis Petitprez (PC2A)

Laboratoires: LOA et PC2A

Financement: Université Lille 1 / Labex CaPPA