DIPLOME D'HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES

SPECTROSCOPIE DES CHAINES CARBONEES: ETUDE EXPERIMENTALE ET OBSERVATIONS DE L'ATMOSPHERE DE TITAN

ANTOINE JOLLY

Maître de conférences - Université Paris Est Créteil

Laboratoire Inter-universitaire des Systèmes Atmosphériques

UMR CNRS 7583

 Soutenue le Jeudi 6 Septembre 2012

Introduction:

Tout texte scientifique (Article, thèse ou demande de financement...) se doit de démarrer par une justification du sujet développé. Dans le cadre de mes travaux de recherche, la justification qui est mise en avant est l'intérêt particulier d'étudier Titan. Mais pourquoi étudier Titan? Je vois au moins deux "bonnes" raisons: la chimie prébiotique d'une part et l'évolution du climat d'autre part. J'ai choisi de développer ces idées dans deux textes, inspirés des «white paper» américain de 2009, auxquels j'avais été associé.

• Planétologie et évolution du climat (PDF)
• Chimie prébiotique dans l'atmosphère de Titan (PDF)
  

Ma "modeste" contribution à ce vaste SUJET:

La synthèse de mes travaux s'articule autour de quatre parties. J'y décris ma contribution personnelle, le contexte, les résultats principaux, l'historique de certaines découvertes, les collaborations et les publications :

• Spectroscopie des chaines carbonées: étude expérimentale et observations de l'atmosphère de Titan (PDF)

SOMMAIRE

1 Spectroscopie quantitative expérimentale infrarouge et UV:

1.1 Mesures quantitatives dans les domaines UV et VUV:

1.2 Mesures quantitatives dans les domaines IR moyen et IR lointain:

1 - Y. Benilan, N. Smith, A. Jolly, F. Raulin : The Long Wavelength Range Temperature Variations of the mid-UV Acetylene Absorption coefficient. Planetary and Space Science 48(5), 463-471 (2000)

2 - F. Shindo, Y. Benilan, P. Chaquin, J-C. Guillemin, A. Jolly, F. Raulin : IR Spectrum of C8H2 : integrated band intensities and some observational implications. Journal of Molecular Spectroscopy 210(2), 191-195 (2001)

3 - F. Shindo, Y. Benilan, , J-C. Guillemin, P. Chaquin, A. Jolly, F. Raulin : Ultraviolet and Infrared spectrum of C6H2 revisited and vapour pressure curve in Titan's atmosphere. Planetary and Space Science 51(1), 9-17 (2003)

4 - Y. Benilan, A. Jolly , F. Raulin, J.-C. Guillemin : Infrared Band Intensities of DC3N and HC315N : implication for Titan's Atmosphere Planetary and Space Science 54, 634-640 (2006)

5 - Y. Benilan, A. Jolly, Y. Trolez, F. Raulin, J.-C. Guillemin: Infrared band intensities of cyanobytadyine (HC5N) between 400 and 4000 cm-1. Journal of Molecular Spectroscopy, 245, 109-114 (2007)

6 - A. Jolly, Y Benilan : Review of quantitative spectroscopy of polyynes, JQSRT, 109,963-973 (2008)

7 - T. Ferradaz, Y. Benilan, N. Fray, A. Jolly, M. Schwell, M.C. Gazeau, H.-W. Jochims : Temperature dependant photoabsorption cross sections of cyanoacetylene and diacetylene in the mid and vacuum UV: application to Titan's atmosphere, Planetary and Space Sciences 57, 10-22 (2009)

8 - N. Fray , Y. Benilan , A. Jolly, E. Arzoumanian, E. Es-Sebbar,T. Ferradaz, M.-C. Gazeau, J.-C. Guillemin, and M. Schwell : Temperature-dependent photoabsorption cross-section of cyanodiacetylene in the vaccum UV Journal of Geophysical Research-Planets 115, E06010 (2010)

2 Nouvelles listes de raies pour l'analyse des données d'observations obtenues par CIRS :

2.1 La liste de raie de HC₃N

2.2 La liste de raie de C₄H₂

2.3 La liste de raie de C₂HD

2.4 La liste de raie de C₂N₂

9 - A. Jolly, Y. Benilan, and A. Fayt : New infrared integrated intensities for HC3N and extensive line list for the n5 and n6 bending modes. Journal of Molecular Spectroscopy, 242, 46–54 (2007).

10 - A. Jolly, Y. Benilan, E. Cane, L. Fusina, F. Tamassia, A. Fayt, S. Robert, M. Herman: Measured integrated band intensities and simulated line by line spectra for 12C2HD between 25 and 2.5 mm, and new global vibration-rotation parameters for the bending vibrations, JQSRT, 109, 2846-2856 (2008).

11 - A. Jolly, A. Fayt, Y. Benilan, D. Jacquemart, C. A. Nixon, D. E. Jennings : The n8 bending mode of diacetylene: from laboratory spectroscopy to the detection of 13C isotopologues in Titan's atmosphere. Astrophysical Journal 714, 852-859 (2010).

12 - N. Husson et al. and 60 authors (including A. Jolly): The 2009 edition of the GEISA spectroscopic database JQSRT 112, 2395-2445 (2011).

13 - A. Fayt, A. Jolly, Y. Benilan, L. Manceron, F. Kwabia-Tchana, J-C. Guillemin: Frequency and intensity analysis of the far infrared n5 band complex of cyanogen (C2N2) and applications to Titan, JQSRT 113, 1195-1219 (2012).

 

3 Observations infrarouge de Titan par CIRS

14 - Coustenis, D. E. Jennings, A. Jolly, Y. Bénilan, C. A. Nixon, S. Vinatier, D. Gautier, G. Bjoraker, P. Romani, R. Carlson, F.M. Flasar : Detection of C2HD and the D/H ratio on Titan. Icarus 197, 539-548 (2008).

15 - D.E. Jennings, C.A. Nixon, A. Jolly, B. Bezard, A. Coustenis, S. Vinatier, P.G.J. Irwin, N.A. Teanby, P.N. Romani, R.K. Achterberg and F.M. Flasar : Isotopic ratios in Titan's atmosphere from Cassini CIRS limb sounding. II. HC3N in the north. Astrophysical Journal Letters, 681, L109 (2008).

16 - N.A. Teanby, P.G.J. Irwin, R. deKok, A. Jolly, B. Bézard, C. A. Nixon, S.B Calcutt : Titan's stratospheric C2N2, C3H4, and C4H2 abundance from Cassini/CIRS far-infrared spectra, Icarus 220, 620-631 (2009).

 

4 Simulation expérimentale de l'atmosphère de Titan

17 - C. Romanzin, M.-C. Gazeau, Y. Bénilan, E. Hébrard, A. Jolly, F. Raulin, S. Boyé-Péronne, S. Douin and D. Gauyacq Methane photochemistry: A brief review in the frame of a new experimental program of Titan's atmosphere simulations. Advances in Space Research, 36(2), 258-267, (2005)

18 - C. Romanzin, Y. Bénilan, A. Jolly and M.-C. Gazeau: Photolytic behaviour of methane at Lyman alpha and 248 nm : studies in the frame of a simulation program of Titan's atmosphere (S.E.T.U.P.) Advances in Space Research, 42 2036-2044 (2008)

19 - Et. Es-sebbar, Y. Benilan, A. Jolly and M-C. Gazeau: Characterization of flowing N2 microwave post-discharge by OES spectroscopy and determination of absolute ground state nitrogen atom densities by TALIF Spectroscopy, Journal of Physics D: Applied Physics 42, 135206 (2009)

20 - G. Alcouffe, M. Cavarroc, G. Cernogora, F. Ouni, A. Jolly, L. Boufendi and C. Szopa : Capacitively coupled plasma used to simulate Titan's atmospheric chemistry, Plasmas Sources Science &Technology 19, 015008 (2010)

21 - C. Romanzin, E. Arzoumanian, E.T. Es-sebbar, A. Jolly, S. Perrier, M.-C. Gazeau, Y. Benilan : Combined experimental and theoretical studies on methane photolysis at 121.6 nm and 248 nm: implications on a program of laboratory simulations of Titan's atmosphere Planetary and Space Science (2010)

22 - Et. Es-sebbar, M. C- Gazeau, Y. Benilan, A. Jolly and C. D. Pintassilgo: Absolute ground-state nitrogen atom density in a N2/CH4 late afterglow: TALIF experiments and modeling studies Journal of Physics D: Applied Physics 43, 335203 (2010)

 

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