AA-SO5 KIDA/GSOV/VAMDC

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1 AA-SO5 Centres de traitement et d archivage de données KIDA - 2 mars 2015 AA-SO5 KIDA/GSOV/VAMDC Contexte général L observation des molécules dans le milieu interstellaire, mais aussi dans les atmosphères planétaires, permet de contraindre les paramètres physiques et cinématiques des milieux observés, en plus bien évidemment de sa composition chimique. Du fait du manque de résolution spatiale, notamment pour le milieu interstellaire, il est nécessaire de modéliser la distribution en abondance des molécules dans une source astrophysique pour comprendre les contraintes provenant des observations. Dans ce but, les astrophysiciens développent des modèles chimiques qui permettent de prédire ces distributions. Dans ces modèles, les interactions entre les molécules sont déterminées par des réactions chimiques dont le nombre peut être de plusieurs milliers. L efficacité de ces réactions (ou vitesses) est mesurée par les chimistes expérimentateurs ou calculée par les spécialistes en chimie-physique. La communication entre ceux qui utilisent ces données et ceux qui les déterminent est cruciale pour améliorer les modèles chimiques. Dans le but de fédérer le travail entre ces diverses communautés et dans la perspective des futurs instruments (Herschel, ALMA, JWST) et de la caractérisation des atmosphères de planètes extra-solaires (domaine en plein développement), une base de données réactionnelles unique et publique a été crée (KIDA). Description de KIDA KIDA, pour KInetic Database for Astrochemistry (ici astrochimie est pris au sens large, est une base de données conçue pour regrouper toutes les réactions chimiques qui ont un intérêt pour le milieu interstellaire et les atmosphères planétaires. Les mots clés de la base sont mise à jour, archive et évaluation. Le problème limitant de toutes les bases actuelles est la mise à jour, qui ne peut se faire que par l administrateur de la base, donc sujette à la disponibilité et la bonne volonté de celui-ci. Dans KIDA, une interface en ligne permet aux utilisateurs de mettre à jour, compléter et référencer eux même les données moyennant une validation par un groupe d experts. Cela permet aussi une plus grande visibilité du travail fondamental fait par les chimistes et physiciens. Un système d archivage permet de garder trace de toute modification mais également de stocker des listes de réactions correspondant à des modèles afin de permettre la reproductibilité de travaux de modélisation publiés. Enfin, les données stockées dans KIDA font l objet d une évaluation critique par un groupe d une vingtaine d experts nationaux et internationaux ( qui fait des recommandations dans le cas où plusieurs données d une même réaction existent. Les recommandations sont faites sous la forme de datasheets téléchargeables depuis KIDA ( au format IUPAC. KIDA contient actuellement une quarantaine de datasheets pour des réactions clés du milieu interstellaire froid. C est également un lieu de diffusion où l on peut faire passer des annonces divers ( comme des conférences à venir ou des propositions de postes. Une News Letter est envoyée régulièrement aux inscrits afin de les tenir au courant des modifications et mises à jours. KIDA a été mise en ligne officiellement en Mai 2010 et fonctionne depuis ce jour. Le nombre de visiteurs annuel est de plus de 2200 et le nombre de consultations mensuelles est de 465. Après la France qui représente 45% des connections, les Etats-Unis et l Allemagne sont les principaux utilisateurs de KIDA. Nombre d utilisateurs inscrits (ayant créé un compte) et étant sur la liste de diffusion de la news letter ~200.

2 AA-SO5 Centres de traitement et d archivage de données - KIDA Quelques images de l interface sont données ici : Page d accueil KIDA: interface de recherche Member area : interface pour ajouter des données, gérer les données soumises pour les experts et retrouver les réseaux téléchargés

3 AA-SO5 Centres de traitement et d archivage de données KIDA - 2 mars 2015 Page de résultat d une recherche de réaction: détails sur les différentes valeurs stockées dans KIDA. Ici pour OH + OH, trois valeurs existent dont deux ajoutées par des expérimentateurs provenant de la littérature. Soutient financier de KIDA Ce projet est financé depuis 2007 pour l achat d équipements, pour des salaires et des frais de mission liés à cette activité. Sont résumées ici les différentes sources de financement. Financements Européens: - European Research Council (projet 3DICE, PI: Valentine Wakelam, salaire d ingénieur) - European Research Council (projet E3ARTHS, PI: Franck Selsis, salaire d ingénieur) - Europlanet (Integrated Infrastructure Initiative FP6 et FP7, salaire d ingénieur) - Astronet (Projet CATS, salaire de postdoc et fonctionnement) - VAMDC (FP7 Research Infrastructures, PI : ML Dubernet, salaire d ingénieur et fonctionnement) Financements nationaux: - Agence Nationale de la Recherche (projet jeune chercheur EMA:INC, PI : V. Wakelam, salaire d ingénieur) - CNRS/INSU (programmes nationaux PCMI et PNP, Action Spécifique OV, financement de réunions) - Université de Bordeaux (équipement) - Laboratoire d Astrophysique de Bordeaux (équipement et salaire d ingénieur) - Observatoire Aquitain des Sciences de l Univers (équipement et fonctionnement) Depuis 2010, une Action Scientifique Transverse au sein de l Observatoire Aquitain des Sciences de l Univers autour de KIDA existe (renouvellement acquis pour 2011). Cette action, regroupant deux équipes du LAB, une équipe de l Institut des Sciences Moléculaires de Bordeaux, et une équipe du LUMP de Montpellier, permet le financement des projets d amélioration des données de cinétiques pour KIDA. Le budget annuel est autour de 10k. Le budget global de KIDA (et des activités scientifiques autour) géré par l OASU et le LAB depuis 2007 est d environ 454k.

4 AA-SO5 Centres de traitement et d archivage de données - KIDA De plus, une International Space Science Institute International Team (PI: V. Wakelam) a été financée en 2008 pour travailler sur un certain nombre de données présentes dans KIDA. Personnes impliquées dans KIDA La principale administratrice de KIDA est Valentine Wakelam (CR1 au LAB/OASU). Celle-ci consacre 50% de son temps de recherche à cette activité. C est la seule scientifique ayant un poste permanent significativement impliquée dans KIDA. Sur les aspects scientifiques, divers experts au niveau national sont intervenus afin de définir le mode de fonctionnement de KIDA. Il est impossible de faire une liste exhaustive de ces experts car il y a eu une concertation au niveau national mais on peut citer l équipe d astrochimie de l ISM de l Université de Bordeaux 1, Dahbia Talbi du GRAAL à Montpellier et Pascal Pernot du LCP à Orsay. Pour ce qui est de l évaluation des données présentes dans KIDA et qui y sont soumises, un groupe international d une trentaine d experts a été constitué et dont un peut trouver la liste à cette adresse : Afin de faire une compilation des données d enthalipes de formation, de polarizabilités et de moments dipolaires sur les espèces chimiques présentes dans KIDA, un post-doctorant a été recruté sur un financement Astronet pour 9 mois (mars à décembre 2010) dans le cadre du projet CATS (PI : Peter Schilke, Bonn, Allemagne). Vijayanand Chandrasekaran était détaché à L institut des Sciences Moléculaire de Bordeaux sous la direction de JC Loison. En plus de travail bibliographique, il a créer des images pour représenter les structures chimiques et les codes Inchi qui permettent une identification précise des espèces. Ces données sont importantes pour permettre l interopérabilité avec d autres bases de données. Elles sont dans KIDA depuis la fin de l année Sur les aspects techniques, un ingénieur d étude, Arnaud Caillo, en poste à l OASU a travaillé au début du projet sur le modèle de données et la charte graphique mais son implication sur d autres projets a mis fin à son intervention sur KIDA. Depuis Décembre 2012, Sylvia Lopez (ingénieur d étude au LAB) est responsable de la maintenance technique minimum de la base de données et de son site web. Tous développements de la base est effectué par un ingénieur en CDD, Benjamin Pavone, recruté sur divers contrats à 100% sur KIDA depuis 2009 et jusqu en 2016.

5 AA-SO5 Centres de traitement et d archivage de données KIDA - 2 mars 2015 Nouvelle tâche de service proposée dans le cadre SO5 Pendant trois ans (2009 à 2011), du personnel technique non permanent a pu être recruté pour la mise en place de la base et son implémentation dans VAMDC, grâce à des projets européens. Pour la pérennisation et le développement du projet, du personnel supplémentaire permanent est nécessaire. 1. Suivi scientifique de KIDA Outre l aspect d archivage des données sous un format unique et documenté, KIDA apporte une vraie valeur ajoutée aux données en donnant des recommandations sur les valeurs de taux de réactions à utiliser par rapport à la gamme de température utilisée (par le biais des experts impliqués dans le projet). L amélioration des données présentes dans KIDA nécessite les tâches suivantes: - Suivit des données publiées : Les nouvelles données qui sont publiées régulièrement doivent être inclus dans la base de données afin de permettre aux experts de faire de nouvelles recommandations si nécessaire. - Formatage de données provenant de divers bases de données : Un grand nombre de données nous ont été transmises par divers groupes internationaux. Ces données doivent être mises sous un format compatible avec KIDA, ce qui nécessite un travail de discussion avec les propriétaires de ces données. - Aide aux utilisateurs : Un des buts de KIDA est de devenir une référence quant à la modélisation en astrochimie. Pour cela, divers outils et documents, pour le moment incomplets, sont mis en ligne sur le site web afin de guider les nouveaux astrochimistes. 2. Extension de KIDA aux réactions de surface KIDA va être étendue aux réactions de surface, c est à dire les réactions ayant lieu sur la surface des grains interstellaires. Les molécules collées à la surface des grains interstellaires vont donner lieu à des réactions chimiques et à la formation de molécules complexes, voir prébiotiques. Ces processus physico-chimiques sont beaucoup plus difficiles à identifier et caractériser mais représentent un sujet d étude en plein essor notamment du point de vue expérimental. Nous sommes actuellement en train de définir le modèle de données en collaboration avec des physico-chimistes de cette thématique. Les besoins à ce niveau sont les suivants : - Finaliser le modèle de données pour les réactions de surface - Récupérer au près des différents utilisateurs les données existantes - Mise au format de ces données. 3. Développements au sein du Pôle de diffusion de données de physique atomique et moléculaire: Le deuxième volet de cette tâche de service a pour but le suivi et l amélioration des standards pour les données de cinétique chimique développés au sein du consortium VAMDC ( En tant que co-responsable français de ces standards, le personnel CNAP s engageant dans cette tâche de service devra faire évoluer les différents standards, notamment de définition des données de cinétique (VAMDC-XSAMS), les dictionnaires de requêtes pour interroger les bases de données (dictionnaries for query language) et l identification des espèces chimiques. Ces standards seront probablement amenées à évoluer lorsque de nouvelles bases de cinétique seront associées à VAMDC. Au niveau du portail d interrogation de VAMDC ( des outils de recherche et de visualisation pour les données de cinétique devront également être développés en accord avec les principaux responsables du portail.

6 AA-SO5 Centres de traitement et d archivage de données - KIDA Les procédures d interrogation de la base de données KIDA à travers VAMDC devront être mises à jour si besoin et de nouvelles devront être développées notamment pour les réactions à 3 corps récemment mises en place dans KIDA. 4. Développement au sein centre d expertise Grand Sud Ouest Les projets d interface de KIDA (et d un code de chimie 0D dépendant du temps Nahoon développé à Bordeaux) avec l outil d analyse spectral CASSIS ( devront être poursuivis afin de permettre aux utilisateurs de KIDA d utiliser de façon transparente et aisée l ensemble de ces outils pour analyser les observations de raies moléculaires obtenues par les instruments au sol ou spatiaux.