Sabath Bteich
Docteure en physique
Thèse soutenue le 15 décembre 2017
Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - PhLAM

Titre et résumé de thèse
Publications scientifiques
Présentations orales et posters

Perspectives

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Titre et résumé de thèse

Caractérisation de précurseurs d’aérosols et leurs hydrates par spectroscopie microonde, infrarouge et calculs de chimie quantique

La formation des aérosols dans l’atmosphère suit des processus complexes. La spectroscopie de rotation couplée à des calculs de chimie quantique permet de caractériser et de modéliser en laboratoire les propriétés physico-chimiques des précurseurs gazeux, à l’échelle moléculaire. L’objectif de ce travail est de comprendre le processus d’hydratation et de dimérisation.

Dans ce contexte, nous avons d’abord étudié la molécule de méthyleglyoxal qui est un précurseur d’aérosols organiques secondaires. Les spectres de rotation centimétrique et millimétrique ont été enregistrés et analysés. Nous avons mis en évidence et modélisé à la précision expérimentale le mouvement de grande amplitude associé à la rotation interne du groupe méthyle, dans l’état fondamental. Ensuite nous avons enregistré le spectre de rotation de cette même molécule en présence d’eau avec un spectromètre à impulsions microondes couplé à un jet supersonique.  Deux monohydrates du méthyle glyoxal ont été observés. Avec le support de calculs de structure (effectués ab initio et avec la méthode de la fonctionnelle de densité) nous avons déterminé la position des sites de microsolvatation – sur la fonction cétone - et l’énergie d’hydratation. Nous avons également observé et caractérisé des produits de dégradation (diol et tétrol).

La dernière partie de la thèse a été consacrée à l’étude du dimère cyclique de l’acide formique. Cette molécule, abondante dans l’atmosphère, a été étudiée par spectroscopie infrarouge. Nous avons enregistré six bandes rovibrationnelles à haute résolution sur le dispositif JetAILES au synchrotron SOLEIL. La brillance du rayonnement a permis d’observer en particulier la bande fondamentale n24-0 dans l’infrarouge lointain. Le spectre a révélé la présence d’un mouvement de grande amplitude associé à l’échange de protons, ce qui rend l’analyse des spectres très complexe. Des résultats préliminaires et encourageants ont été obtenus.

Directeurs de thèse : Mme T. Huet (PR U. Lille), Mr M. Goubet (MCF U. Lille, co-encadrant)
Rapporteurs : I. Kleiner (DR CNRS/U. Paris 12), Mr V. Boudon (DR CNRS/U. Bourgogne Franche-Comté)

Examinateurs : Mme P. Soulard (CR CNRS/U. Paris 6), Mr A. Cuisset (PR ULCO)

Laboratoire : PhLAM

Financement : Région Nord-Pas-de-Calais / Labex CaPPA


Publications scientifiques

Millimeter wave spectra of carbonyl cyanide. S.B. Bteich, B. Tercero, J. Cernicharo, R.A. Motiyenko, L. Margulès, and J.-C. Guillemin. Astronomy & Astrophysics, volume 592, A43, 2016, DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201628379

Vibrational Dynamic and Spectroscopic Molecular Parameters of Trans-Methylglyoxal, a Gaseous Precursor of Secondary Organic Aerosols. S. Bteich, M. Goubet , R. A. Motiyenko , L. Margulès, T. R. Huet.
J. Mol. Spec. 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jms.2017.12.007

Towards the detection of explosive taggants: microwave and millimetre-wave gas phase spectroscopies of 3-Nitrotoluene. A. Roucou , I. Kleiner, M. Goubet , S.Bteich, G. Mouret, R. Bocquet, F. Hindle, W.L. Meerts, A. Cuisset
chemphyschem, Janvier 2018, DOI: 10.1002/cphc.201701266


 

Présentations orales et poster

Présentations orales

The far-IR spectrum of formic acid cyclic dimer: a model system for vibrational dynamics. Sabath Bteich, Manuel Goubet, Olivier Pirali, Sabath Bteich, Pascale Soulard, Pierre Asselin, Thérèse R. Huet, Pascale Roy, Robert Georges. ISMS, June 2017 Champaign – Urbana, Illinois

The far-IR spectrum of formic acid cyclic dimer: a model system for vibrational dynamics. Sabath Bteich, Manuel Goubet, Olivier Pirali, Sabath Bteich, Pascale Soulard, Pierre Asselin, Thérèse R. Huet, Pascale Roy, Robert Georges. User meeting Soleil 2017- Paris

Spectroscopic study of Methylglyoxal and its hydrates: a gaseous precursor of secondary organic aerosols. Sabath B. Bteich, Manuel Goubet, Roman A. Motiyenko, Laurent Margulès, Thérèse R. Huet. Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy 2016, August 30 – September 3, 2016, Prague
photo ci-contre

Spectroscopic study of Methylglyoxal and its hydrates: a gaseous precursor of secondary organic aerosols. S. Bteich, M. Goubet, R. A. Motyienko, L. Margulès, T. H. Huet. ISMS June 2016 Champaign – Urbana, Illinois

Internal  rotation  potential  and  pure  rotational  spectroscopy  of  3-nitrotoluene,  A.  Roucou,  I.  Kleiner,  S.  Bteich,  M.  Goubet,  G. Mouret, F. Hindle, R. Bocquet, W. L. Meerts, and A. Cuisset.  9th THz Days, Dunkerque, France, 12/06/17 – 15/06/17.

Internal  rotation  potential  and  pure  rotational  spectroscopy  of  3-nitrotoluene,  A.  Roucou,  I.  Kleiner,  S.  Bteich,  M.  Goubet,  G. Mouret,  F.  Hindle,  R.  Bocquet,  W.  L.  Meerts,  and  A.  Cuisset.   SPECMO - 2017 Plenary Meeting - Young Researchers Forum, Université Lille 1, Villeneuve d’Ascq,22/05/17 – 23/02/17.

Internal rotation potential and pure rotational spectroscopy of 3-nitrotoluene. A. Roucou, A. Cuisset,  G. Mouret, F. Mouret, F. Hindle,  R.  Bocquet,  D.  Sadovskii,  I.  Kleiner,  M.  Goubet.  S.  Bteich,  W.  L.  Meerts.   International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy 2016, Prague, 30/08/16 – 3/09/16

 

Présentations de poster

La journée des jeunes chercheurs Dunkerque GDR-SPECMO (12/13 Mai 2015) Spectroscopie rotationnelle du trans-methylglyoxal : une molécule d’intérêt atmosphérique, Sabath BTEICH, Manuel GOUBET, Roman A. MOTIYENKO, Laurent MARGULES et Thérèse R. HUET

L’école d’été SPEC-ATMOS Fréjus (5-12 Juin) Rotational Spectroscopy of trans_Methylglyoxal, Sabath BTEICH, Manuel GOUBET, Roman A. MOTIYENKO, Laurent MARGULES et Thérèse R. HUET, présenté 5 Juin 2015.

The 24th International Colloquium of High Resolution Molecular Spectroscopy, Dijon (24-28 Aout 2015) Rotational Spectroscopy of trans_Methylglyoxal, Sabath BTEICH, Manuel GOUBET, Roman A. MOTIYENKO, Laurent MARGULES et Thérèse R. HUET, présenté 28 Aout 2015.

Congrès international ICAC Villeneuve d’Ascq (21-23 Mars 2017) Rotational Spectroscopy of trans_Methylglyoxal,and its hydrates Sabath BTEICH, Manuel GOUBET, Roman A. MOTIYENKO, Laurent MARGULES et Thérèse R. HUET, présenté 28 Aout 2017. photo ci-contre

Pure rotational spectroscopy of 3-nitrotoluene: a case of very low-barrier for internal rotation.  A. Roucou, A. Cuisset, G. Mouret, F.  Hindle,  R.  Bocquet,  I. Kleiner,  M.  Goubet,  S.  Bteich,  L.  Meerts. The  25th  International  Colloquium  of  High  Resolution Molecular Spectroscopy, Helsinki, Finland, 20/08/17 – 25/08/17.

 


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