Thèse de N.Osseiran

Thèse de N.Osseiran  - laboratoire Phlam Résumé : Les composés organiques volatils biogéniques (COVBs), et en particulier les monoterpènes (C10H16), sont des molécules naturellement présentes dans l’atmosphère, qui sont liées à la formation d’aérosols organiques secondaires (SOA). Ils peuvent altérer les propriétés physiques et chimiques de l’atmosphère, avoir des effets négatifs sur la santé humaine et contribuer aux changements climatiques. Une forte relation existe entre la structure d’un système moléculaire et les interactions inter- et intramoléculaires présentes à l’échelle moléculaire. Par conséquent, l’accès aux informations sur la structure, en phase gazeuse, et la dynamique interne pourrait être essentiel pour prédire les voies possibles de réaction ou de la formation de complexes et d’agrégats.
La spectroscopie micro-ondes à transformée de Fourier (FTMW) une fois combinée aux calculs de chimie quantique, sont une approche fiable pour étudier le paysage conformationnel, la structure et la dynamique interne de plusieurs types des molécules, et notamment les molécules d’intérêt atmosphérique, leurs produits d’oxydation et leurs complexes associés.
Dans le cadre de cette thèse, nous avons appliqué cette approche théorique-expérimentale pour caractériser les complexes de deux monoterpénoïdes : le fenchol (C10H18O) et la fenchone (C10H16O) avec un autre contaminant atmosphérique, à savoir le H2S. Les conformations stables en phase gazeuse ont été identifiées dans le spectre de rotation pure à l’aide des calculs ab initio et DFT. Une analyse comparative des complexes observés avec leurs analogues hydratés a confirmé la présence d’une liaison hydrogène plus faible. En plus, nous avons observé un mouvement de grande amplitude, décrit qualitativement. Les interactions non covalentes stabilisantes des deux complexes ont également été évaluées.
De manière similaire, et dans le même contexte général, nous avons également caractérisé le paysage conformationnel et la rotation interne du groupe méthyle dans le cas de la limona cétone (C9H14O), qui est un BVOC issu de l’oxydation du limonène. La hauteur de barrière expérimentale de la torsion du méthyle a montré un certain écart par rapport aux valeurs calculées, ce qui nous a poussé vers une investigation plus approfondie, qui a révélé la présence d’une interaction intermoléculaire.
La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la construction et à l’évaluation d’un nouveau spectromètre FTMW à dérive de fréquence, large bande (6-18 GHz). Une description technique détaillée du spectromètre est donnée dans ce manuscrit. De plus, les tests préliminaires effectués pour évaluer les performances du spectromètre sont rapportés. Mots-clés : spectroscopie rotationnelle,calculs de chimie quantique,microsolvatation,mouvements de grande amplitude,spectromètre par dérive de fréquence à transformée de Fourier