Seminaire de Audrey Chatain – Universidad del Pais Vasco/Espagne et Southwest Research Institute/Etats-Unis

Un séminaire animé par

Dr. Audrey Chatain, postdoc à l’Universidad del Pais Vasco (Espagne) et Southwest Research Institute (Etats-Unis)

intitulé :

Croissance et évolution d’aérosols organiques dans des plasmas N₂-CH₄ et N₂-H₂ pour étudier l’ionosphère de Titan

aura lieu mardi, 5 juillet à 10h30 dans la salle du Conseil – service 322 du laboratoire PIIM (Campus St. Jerome)

Résumé : Le système climatique de la lune de Saturne Titan est gouverné par la production intense d’aérosols organiques dans sa haute atmosphère. Ce phénomène s’est aussi certainement produit sur Terre au moment de l’apparition de la vie. Ces deux points motivent fortement les recherches sur les processus de formation et d’évolution des aérosols dans l’atmosphère de Titan. Les aérosols se forment et restent plusieurs semaines dans l’ionosphère, étendue d’environ 900 à 1200 km d’altitude. Cette région de l’atmosphère est ionisée par le rayonnement solaire UV et des particules énergétiques provenant de la magnétosphère de Saturne. Des espèces plasma très réactives sont ainsi présentes : des radicaux, des espèces excitées, des ions et des électrons. Dans un tel environnement, il est plus que légitime de s’intéresser à l’interaction entre les aérosols organiques et le plasma.

Ce phénomène est simulé en laboratoire, en collaboration entre le LATMOS et le LPP. Des analogues d’aérosols de Titan (appelés ‘tholins’) sont créés dans une décharge CCP RF en N₂-CH₄. Le carbone de CH₄ permet la croissance rapide des grains. Pour étudier séparément les effets de ‘vieillissement’ induits par les espèces formées uniquement d’azote et d’hydrogène, les tholins sont dans un second temps exposés à une décharge plasma en N₂-H₂. Les observations montrent qu’à la fois les grains et la phase gaz évoluent. Les atomes H et N interagissent chimiquement avec les aérosols. Puis, du cyanure d’hydrogène (HCN) ainsi que d’autres molécules organiques sont éjectées en phase gaz par le bombardement ionique. Ces résultats mettent en évidence une contribution importante des processus hétérogènes dans l’ionosphère de Titan.

Bio : Les recherches d’Audrey Chatain se concentrent sur l’atmosphère de Titan, la plus grande lune de Saturne. L’ionosphère de Titan est le lieu d’une production industrielle d’aérosols organiques, d’un intérêt exceptionnel pour l’étude des particules organiques prébiotiques. En thèse, Audrey a conçu une nouvelle expérience permettant d’évaluer l’interaction entre les aérosols organiques et les espèces du plasma de l’ionosphère de Titan. Elle a également étudié l’impact des aérosols sur les populations d’électrons in situ dans l’ionosphère de Titan grâce aux observations de la mission Cassini. En postdoc, Audrey a rejoint l’équipe de la mission Dragonfly (NASA), un drone de 500 kg qui explorera la surface de Titan en 2034. Elle participe à la préparation des sondes de champs électriques – qui permettront notamment de détecter le mouvement d’aérosols chargés à la surface – ainsi qu’au développement des modèles atmosphériques nécessaires au bon déroulé de la mission.

La présentation sera précédée par un petit-dejeuner d’accueil à 10h00.