| Construction of an E-band chirped pulse spectrometer and application to the measurement of low temperature collisional processes of astrochemical interest (Construction d'un spectromètre à onde "chirpé" en bande E et application à la mesure de processus collisionnel à basse température d'intérêt astrochimique) Guillaume, Théo - (2021-10-25) / Universite de Rennes 1 Construction of an E-band chirped pulse spectrometer and application to the measurement of low temperature collisional processes of astrochemical interest
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Sims, Ian Discipline : Physique Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Physique Mots-clés : Cinétique chimique, astrochimie, réaction en phase gazeuse, CRESU, spectroscopie rotationnelle, rapport de branchement
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Résumé : Cette thèse présente la construction et le développement d'un nouvel instrument et son utilisation via la technique CPUF technique (Chirped Pulse in Uniform Flow) pour étudier des phénomènes collisionnels à basse température d'intérêt astrophysique. La thèse détaille les caractéristique de l’instrument CRESUCHIRP ainsi que les développement technique lié a son utilisation pour la technique CPUF. Le nouveau réacteur CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement supersonique Uniforme) ainsi que les instruments qui y sont liés sont présentés. La caractérisation du nouveau spectromètre CP-FTmmW (Chirped Pulse-Fourier Transform millimeter Wave) en bande E (60-90 GHz) est détaillé ainsi que le couplage avec le reacteur CRESU. Les performances du spectromètre en tant qu'instrument spectrocopique sont présentées avec la mesure de l'élargissement collisionnel à température ambiante pour le système OCS + He. Les expériences utilisant la technique CPUF sont présentées avec la mesure de l'évolution de l'élargissement collisionnel des systèmes HCN + He et HNC + He en fonction de la température (10-70 K). Une étude du potentiel de l'instrument pour son application sur des mesures de cinétique à basse température est présentée pour les reactions entre le radical CN et l' éthane à 10 K et l'acétylène à 30 K. Une tentative de calibration des produits est détaillée. Les forces et faiblesses du nouvel instrument sont discutés ainsi que de potentielles améliorations à la technique. Abstract : This thesis presents research work on the construction and development of a new instrument and its utilization in the framework of the CPUF technique (Chirped Pulse in Uniform Flow) to study low-temperature collisional processes of astrochemical interest. The thesis details the characteristics of the CRESUCHIRP apparatus and the technical development related to its utilization as a CPUF instrument. The new CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement supersonique Uniforme) apparatus and the supporting instrumentation are described. The characterization of an E-band (60-90 GHz) CP-FTmmW spectrometer (Chirped Pulse-Fourier Transform millimeter Wave) is presented with its coupling to the rest of the instrument. The capability of the spectrometer as a spectroscopic tool is presented with the measurement of pressure broadening coefficients at room temperature for the system OCS + He. Experiments using the CPUF technique are presented with the measurement of the difference in collisional interaction of isomers at low temperatures: HCN and HNC with He. Studies of the potential of the instrument for application to kinetics measurement at low temperature are presented for the reactions CN + ethane at 10 K and CN + acetylene at 30 K. Tentative calibrations of these two reactions are presented. The strengths and weaknesses of the new instrument are discussed, as well as potential improvements to the technique. | |||