Réalisation et interprétation de mesures de polluants dans la haute troposphère par spectrométrie infrarouge à lasers embarquée en avion
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- Ghislain Chaput
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3 Réalisation et interprétation de mesures de polluants dans la haute troposphère par spectrométrie infrarouge à lasers embarquée en avion Doctorante : BROCCHI Vanessa Directeur de thèse : CATOIRE Valéry KWIZERA Eric TCHA Sherrylinn HAMRALINE Raouane ANDRIAMAMPIONONA Mirary ICI votre logo
4 Présentation du laboratoire LPC2E : Laboratoire de Physique et Chimie de l'environnement et de l'espace ICI votre logo
5 Atmosphère terrestre Plasmas spatiaux LPC2E Radioastronomie Environnements planétaires
6 La troposphère De 0 à ~10 km d'altitude Où nous vivons (lien avec l'activité humaine) Lieu des phénomènes météorologiques Accessible en avion ICI votre logo
7 Les polluants Polluants primaires : émis directement dans l'atmosphère - gaz (CH 4, CO 2, CO, N 2 O...) - particules (aérosols, poussières désertiques...) Polluants secondaires : résultent de transformations chimiques - ozone troposphérique (O 3 ) Origine : - naturelle - anthropique ICI votre logo
8 Quelques exemples SO 2 N 2 O CH 4... SO 2 CO CO 2 NO... NO 2 N 2 O CH 4 CO... NO N 2 O CH 4... Sols, océans, volcans, végétation Zones urbaines, industries, transports Combustion de biomasse Agriculture
9 Instrumentation SPIRIT (SPectromètre Infra-Rouge In-situ Toute altitude) - détection de faibles changements dans les concentrations de GES et polluants - embarqué lors des missions en avion (exemple : SHIVA) - mesures simultanées avec 3 lasers
10 La spectroscopie Identification des molécules et quantification de leur concentration Source IR I 0 I Détecteur Absorption Nombre d'onde (cm -1 ) Loi de Beer-Lambert Concentrations
11 La spectroscopie UV-visible : expérience sur le permanganate Spectre de la lumière blanche Spectre d'absorption du permanganate
12 Solutions à tester Spectrophotomètre Spectre d'absorption du permanganate
13 Campagne SHIVA (2011) Mesures avec SPIRIT (CO, CH 4 ) + O 3 Pics de pollution corrélés Remonter à la source de pollution
14 SO 2 N 2 O CH 4... SO 2 CO CO 2 NO... NO 2 N 2 O CH 4 CO... NO N 2 O CH 4... Sols, océans, volcans, végétation Zones urbaines, industries, transports Combustion de biomasse Agriculture
15 Merci de votre attention
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17 Recherche et étude de pulsars stables OCTAU Franck COGNARD Ismaël CHENET Romane GUERIN Rachel DENOUAL Nicolas PERROT Arthur ICI votre logo
18 Par exemple, les étoiles sont de différentes tailles 3/14 Regarder et voir dans le visible...
19 Mais une étoile, c'est un nuage de gaz lié gravitationnellement ICI votre logo
20 Spectre d'étoile et réseau ICI votre logo
21 Selon le spectre d'absorption, on peut connaître la composition chimique de la chromosphère! On a effectué un étalonnage
22 Diagramme célèbre de Hertzsprung Russell
23 Un pulsar : c'est un objet compact, une étoile à neutron magnétisée en rotation sur elle-même. Notre doctorant l'observe en radio. ICI votre logo
24 Intéressons-nous de plus près à l'émission radio Notre doctorant travaille en radioastronomie tout de même, c'est qu'il doit bien voir quelque chose! Il paraît que les bras spiraux de la Voie lactée sont très bien observés...
25 1951 : Découverte de l'émission de la raie à 21 cm de l'hydrogène neutre, une émission rare mais l'hydrogène est en quantité telle dans l'univers (en particulier dans les bras de la Voie Lactée) que l'on va observer cette émission avec l'antenne radio SRT de Nançay!
26 Pour traiter les données, on a écrit un code en Python! Passage en cartésien :
27 Résultats!
28 Prochaine étape pour l'année prochaine : utiliser l'antenne pour observer des pulsars! Mais pour cela on doit attendre de changer le récepteur Cela ne nous a pas empêché de commencer à réfléchir à la procédure d'observation d'un pulsar. Signal faible (0.5µJy à 1Jy) dispersé. On le dédisperse par application d'un retard dans chaque canaux proportionnel à DM/f²! Connaissance très précise de la période de rotation du pulsar pour «empiler» les données!
29 Conclusion : Une approche de l'astrophysique par l'optique... Mais on a vu l'invisible en observant en radio. Vivement l'année prochaine pour observer les pulsars! La nouvelle instrumentation à venir à Nançay: Nenufar
30 Merci de votre attention
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