Cinétiques aux basses températures : CRESU (Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme) / Tuyères de Laval.


L’objectif est d’obtenir des informations complémentaires sur la réactivité d’espèces présentes dans les objets d’intérêt astrophysique (nuages moléculaires, atmosphères planétaires) ou atmosphérique. En effet, les réactions d’espèces neutres sans barrière d’énergie ont des constantes de vitesse qui croissent sensiblement lorsque la température décroît (ce qui est contraire à la loi d’Arrhénius) : les extrapolations des constantes de vitesse déterminées jusqu’à T = 220 K dans des réacteurs classiques (les condensations sur les parois limitant l’abaissement de la température) deviennent alors hasardeuses pour les modèles des chimies interstellaire et de la planétologie.

Le montage CRESU permet de disposer d’un réacteur à écoulement supersonique uniforme, adapté aux études de réactions entre espèces neutres à très basses températures. 9 tuyères de Laval ont été conçues pour ce montage, qui permettent des expériences à T = 245 K et 260 K, sous gaz porteur azote/SF6, T = 224, 177, 130 et 106 K, sous gaz porteur azote, et T = 135 K, 75 K et 50 K sous argon.

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Pompes_________________CRESU_______________Tuyères de Laval


Réactions étudiées (50 - 220 K) :

- CH + méthane
- CH + allène, méthylacétylène et propène
- C2(X1\Sigma+) + acétylène, méthylacétylène, allène et propène
- C2(a3\Pi) + acétylène, méthylacétylène, allène et propène
- N + NO, N + OH, N + CN
- Cl + éthane et propane
- OH + propène, 1-butène et allène


Thèse actuelle (Julien Daranlot) :

Le sujet de thèse est l’étude expérimentale des réactions de l’azote atomique avec une molécule ou un radical, réactions d’intérêt en chimie interstellaire et en chimie des atmosphères planétaires. Les études cinétiques sont réalisées à basse température (de 220 K à 50 K) dans notre réacteur à écoulement supersonique uniforme (CRESU). L’originalité de ces études est qu’elles combinent des méthodes de décharge micro-onde pour la génération des atomes N et des techniques laser pulsé pour produire une autre espèce et/ou pour les sonder.


Collaborations et financements actuels :

- ANR Jeunes Chercheuses et Jeunes Chercheurs, en sciences de l’univers et géo-environnement, 2009-2011, Valentine Wakelam du Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux.
- Conseil régional d’Aquitaine, 2009-2011.
- Bourse européenne Marie-Curie (7th FrameWork Programme, FP7), 2009-2011, Kevin Hickson.
- Physique et Chimie du Milieu Interstellaire (PCMI) de l’INSU 2008.
- Environnements Planétaires et Origines de la Vie (EPOV) du CNRS 2011 (avec M. Dobrijevic du Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux).



Publications :

Elemental nitrogen partitioning in dense interstellar clouds.
Julien Daranlot, Ugo Hincelin, Astrid Bergeat, Michel Costes, Jean-Christophe Loison, Valentine Wakelam, Kevin M. Hickson,
PNAS (2012), 109, 10233-10238.

Revealing Atom-Radical Reactivity at Low Temperature Through the N + OH Reaction
Julien Daranlot, Mohamed Jorfi, Changjian Xie, Astrid Bergeat, Michel Costes, Philippe Caubet, Daiqian Xie, Hua Guo, Pascal Honvault, Kevin M. Hickson
SCIENCE (2011), 334, 1538 - 1541.

Gas-Phase Kinetics of hydroxyl Radical reactions with Alkenes : Experiment and Theory.
Julien Daranlot, Astrid Bergeat, Françoise Caralp, Philippe Caubet, Michel Costes, Wendell Forst, Jean-Christophe Loison, Kevin M. Hickson,
Chem. Phys. Chem. (2010), 11, 4002-4010.





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