Patrice HUBERT
docteur en Sciences de la Matière, du Rayonnement et de l'Environnement
Thèse soutenue le 22 novembre 2016
Laboratoire d'Optique ATmosphérique (LOA) et
PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l'Atmosphère (PC2A)


Titre et résumé de thèse

Spectres d’extinction de particules minérales et restitution des indices complexes de réfraction dans l’infrarouge et l’UV-visible.

En raison de leur capacité à absorber et diffuser la lumière, les aérosols jouent un rôle essentiel dans le bilan radiatif de la Terre. Cependant, la grande variabilité spatiale et temporelle de leur concentration et propriété physico-chimique rend délicate la quantification précise de leur impact sur le climat. Les mesures par télédétection sont des outils efficaces d’observation et d’analyse des aérosols de l’échelle locale à globale. Néanmoins, pour exploiter pleinement les capacités de ce type d’instruments, il est indispensable de mieux connaître les propriétés optiques des aérosols qui dépendent de leurs propriétés minéralogiques ou chimiques. Ces deux propriétés sont liées par l’Indice Complexe de Réfraction (ICR), qui représente une des principales sources d’incertitudes de l’étude des aérosols par télédétection.

L’objectif de ce travail est donc de proposer et d’exploiter une méthode originale visant à mieux déterminer les ICR de particules. Pour cela, une nouvelle approche robuste et versatile a été développée et mise en œuvre. Ainsi, afin de déterminer précisément les capacités de cette dernière, la validation de chacune des étapes du processus d’obtention des ICR a été réalisée. L’approche complète a ensuite été appliquée pour des particules en suspension de SiO2 amorphe et cristalline, qui constituent notamment, la fraction majoritaire des aérosols volcaniques et désertiques.

Enfin, les premiers résultats obtenus pour des aérosols prélevés lors de campagnes de mesures sont également présentés. Ceux-ci mettent en évidence le potentiel de l’approche proposée pour la détermination d’ICR, en vue d’améliorer l’exploitation de la mesure des aérosols par télédétection.

Mots clés: Métrologie des aérosols - propriétés optiques – spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier – sondage atmosphérique

Directeur(s) de thèse :
PETITPREZ, Denis et HERBIN, Hervé

Rapporteurs :
FORMENTI, Paola et SELLEGRI Karine

Examinateurs :
CLARISSE, Lieven et TANRE, Didier

 

Financement: 50% Labex CaPPA; 50 % Région Nord Pas de Calais

Encadrants: Denis Petitprez (PC2A) et Hervé Herbin (LOA)

Laboratoires: PC2A et LOA