Étude spectroscopique du complexe de van der Waals eau-diazote

(fre) L'analyse des spectres des complexes moléculaires contenant de l'eau dans les domaines micro-ondes et infrarouges présente un intérêt pour la modélisation du bilan radiatif des radiations solaires dans l'atmosphère terrestre. Celle-ci est composée principalement de diazote (~78%), de dioxygène (~21%) mais aussi d'eau (< 0.5% à ~5%). Les complexes eau-diazote pourrait donc jouer un rôle dans ce bilan radiatif. Ce travail présente l'analyse du spectre infrarouge (aux alentours de 3.59 micromètres) du complexe eau-diazote D2O-N2 dans la région du mode de pliage v3=1 de la molécule d'eau D2O dans le complexe. La technique du jet supersonique ainsi que le montage expérimental permettant d'obtenir ce spectre sont brièvement décrits dans ce rapport. Les bases théoriques permettant de comprendre et d'analyser le spectre obtenu sont aussi présentées. Les cinquante-huit transitions énergétiques Ka = 0 <- 0 attribuées sur le spectre ainsi que les hypothèses menant à ces attributions sont également fournies. Les levées de dégénérescences des états rotationnels associées à un mouvement de grande amplitude des entités du complexe ont été trouvées comme fortement dépendantes de l'excitation vibationnelle intramoléculaire v3=1 de la molécule D2O dans le complexe et faiblement dépendante du nombre quantique de moment angulaire total J. L'amplitude de cette levée de dégénérescence dûe à la rotation interne de la molécule D2O et à la rotation interne de la molécule N2 augmente respectivement d'un facteur 1.6 et de minimum deux ordres de grandeur dans le mode de vibration excité v3=1 du complexe D2O-N2. Ceci indique une diminution de la barrière de potentiel entre les configurations d'équilibre du complexe D2O-N2 dans ce mode. La dynamique intermoléculaire de D2O-N2 s'avère être grandement affectée par la vibration intramoléculaire v3=1 de D2O.

(eng) Spectral analysis of water complexes in the microwave and infrared region is of main interest to explain the Earth atmosphere's energy budget due to possible solar radiation absorption of these complexes in the Earth atmosphere. The water-nitrogen complex may have a significant role in this budget because of the high concentration of nitrogen (~78%), dioxygen (~21%) and water (< 0.5% to ~5%) in the air. This work presents the infrared spectral analysis of the water-nitrogen complex D2O-N2 in the bend region v3=1 (around 3.59 micrometer) of the water molecule D2O in the complex. The supersonic jet technique is briefly described in this report as the experimental set-up used to obtain the spectra. The theory basis needed to understand and analyse the spectra are also presented. The hypothesis allowing the attribution of fifty-eighth Ka = 0 <- 0 transitions observed on the spectrum are detailed in this thesis. The complex tunneling splittings seemed to depend strongly on the intramolecular excitation v3=1 of the D2O molecule in the complex and weakly on the total angular quantum number J. The splittings associated to D2O or N2 permutation rise respectively by at least 1.6 and two orders of magnitude in the v3=1 bend region of the D2O-N2 complex, indicating a significant decrease of the tunneling potential barrier in this state. The intermolecular dynamic of the complex is highly affected by the intramolecular vibration of the D2O molecule in the complex.