Crédits Image : France SIMONET/IRCELYON/CNRS Photothèque
Thème 4 :
propriétés électromagnétiques des suies, mesures et détection
Outre leurs caractéristiques physico-chimiques et morphologiques spécifiques, les particules de suie présentent des propriétés électromagnétiques complexes. En effet, leur morphologie est irrégulière et les groupements chimiques réactifs présents à la surface ou à l’intérieur de ces grains ne sont pas répartis de manière homogène ni isotrope. Pourtant, la connaissance de ces propriétés est indispensable pour l’identification de la présence des suies par mesures optiques de comptage, par mesures à distance de lumière diffusée ou par spectroscopie. Ces mesures concernent les différentes strates de l’atmosphère terrestre allant de la troposphère à la mésosphère, mais aussi l’espace plus lointain tels que le milieu interplanétaire, les environnements circumstellaires (on parlera alors plus généralement de grains carbonés) et les atmosphères des exoplanètes. Ces études des propriétés optiques sont aussi fondamentales pour les travaux théoriques sur l’impact climatique des aérosols.
Des bases de données par et pour tous
En lien avec les travaux de caractérisation des propriétés structurelles et chimiques des suies à différentes étapes de leur évolution, l’objectif est désormais de construire des bases de données sur les sections efficaces, les propriétés optiques et spectrales des suies en fonction de leur nature, de leur agencement, de leur composition et de leurs évolution. Il sera pour cela nécessaire de disposer également de mesures dans l’atmosphère et de s’appuyer sur des modèles théoriques permettant de reproduire au mieux ces propriétés.
En effet, les modèles théoriques sont aussi d’une grande utilité. Sur la base des travaux de caractérisation et d’analyse chimique (thème 1 et thème 2), il est possible d’établir des bases de données sur le comportement des suies face à un rayonnement, en fonction de leur taille, morphologie, composition, etc.
Au final, l’analyse des mesures in situ, à distance des propriétés électromagnétiques des aérosols carbonés, et couplé au modèle théorique, permettra de mieux déterminer la présence et la nature des suies dans l’atmosphère, ainsi que dans certaines sources astronomiques (cf. thème 5), en s’appuyant sur les bases de données obtenues en laboratoire.
