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Interactions gaz/glace

Chercheurs : V. Ballenegger, L. Martin-Gondre, S. Picaud

Le premier des axes que nous développons dans cette thématique concerne le développement de la modélisation des interactions gaz/glace dans l’atmosphère terrestre en introduisant dans nos simulations des impuretés tels que des composés nitrés. De même, nous étudions l’influence de la présence de défauts de surface (lacunes ou molécules surnuméraires) qui peuvent influencer l’interaction avec le gaz environnant. Il est d’autre part nécessaire de pouvoir traiter correctement les phénomènes de polarisation mutuelle entre les ions et les molécules d’eau.

Un autre axe en cours de développement concerne le cas des molécules organiques complexes, en particulier celles qui constituent les aérosols organiques dans l’atmosphère. Ces molécules sont caractérisées par la présence de plusieurs groupements fonctionnels et/ou de cycles arômatiques qui peuvent être concurrentiels pour gouverner leur interaction avec les particules de glace. De plus, ces molécules peuvent s’agréger les unes aux autres grâce à la formation de liaisons (du type liaison hydrogène) assez fortes et il est fondamental de comprendre comment l’aérosol organique résultant peut ou non servir de noyau de condensation pour les particules de glace. La problématique qui est donc soulevée ici n’est plus seulement celle de l’interface molécules organiques/glace, mais aussi celle de l’interface molécules d’eau/particule organique.

Un troisième axe qui est poursuivi en collaboration étroite avec les astrophysiciens de l’équipe SPACE est l’étude de la composition des clathrates d’hydrates formés dans des conditions de basse pression et basse température. Les applications astrophysiques sont en effet nombreuses puisque les clathrates sont suspectés être à l’origine du méthane récemment détecté dans l’atmosphère de Mars ou bien permettraient d’expliquer pourquoi l’atmosphère de Titan, le plus gros satellite de Saturne, est appauvrie en gaz rares.