Tesis sobre el tema "Spectroscopie rotationnelle"

La premiere partie de mes travaux concerne la caracterisation de trois etats electroniques de l'iode moleculaire (a'2#u, a1#u et b"1#u), de symetrie electronique u, appartenant a la premiere limite de dissociation. L'etude de ces etats a ete realisee par fluorescence induite par laser, a partir des etats ioniques d' 2#g ou e o#+#g. Ces derniers ont ete peuples par double resonance optique-optique (e o#+#g), induits par transferts collisionnels (d' 2#g), a partir de l'etat fondamental x o#+#g. La fluorescence issue des etats ioniques d' 2#g ou e o#+#g est dispersee par un spectrometre haute resolution a transformation de fourier. La deuxieme etape de cette etude fut constituee par l'obtention des courbes de potentiel de ces etats a partir de la determination des constantes moleculaires par ajustement sur les raies experimentales. Une etude a longue distance internucleaire a ete menee, et la profondeur de puits determinee. Le dedoublement des etats a 1#u et b" 1#u a ete caracterise. Afin de recueillir des informations sur le premier etat excite de l'ozone responsable des bandes d'absorption de wulf dans le domaine spectral proche infrarouge il a ete utilise une cellule multipassage (dite cellule de white) afin d'obtenir le spectre d'absorption de l'ozone. Les spectres experimentaux revelerent une structure rotationnelle pour les deux premieres bandes. Differentes simulations furent necessaires pour determiner l'etat implique et le cas de couplage. L'etude des bandes 2#0#0 et 2#1#0 a permis de calculer les parametres moleculaires par ajustement des raies experimentales et d'identifier l'etat #3a#2 comme responsable des bandes de wulf. Le calcul de la duree de vie montre que cet etat est fortement metastable. Cet etat metastable n'est pas pris en compte dans les cycles atmospheriques actuels de l'ozone. Il est susceptible de conduire a l'interpretation d'un certains nombre d'anomalies encore mal comprises.

Le formaldéhyde (H2 CO), molécule tétraatomique simple, est photodissocié par un rayonnement UV en H2 + CO. Ces fragments se séparent très rapidement, empêchant les échanges d'énergie entre différents degrés de liberté. Ainsi, la détermination de l'état interne des fragments donne une image de l'état de transition. Du fait de leur comportement dissymétrique, les fragments ont des distributions différentes. L'excitation rotationnelle de CO est très élevée et celle de H2 plus modeste alors que la vibration de H2 est très excitée et celle de CO pratiquement pas. L'étude de la dissociation rovibrationnelle de l'hydrogène, objet de ce mémoire ne peut se faire à l'heure actuelle que par DRASC (Diffusion anti-Stokes cohérente). L'énergie interne élevée du fragment a permis en outre d'étudier expérimentalement pour la première fois la relaxation rotationnelle de l'orthohydrogène par l'hélium (v= 1, 2 et 3, J ≤ 7). Malgré le retard de 150 ns entre l'impulsion de photolyse et la mesure imposée par le mécanisme prédissociatif, et malgré le refroidissement de la translation par un ajout d'hélium requis pour améliorer la sensibilité, il est montré que les distributions mesurées sont peu affectées par la relaxation. Un calcul simple des sections efficaces Raman a été également mis au point pour les molécules diatomiques
Formaldehyde (H2 CO) is dissociated by UV radiation into H2+co. The fragments of this simple tetraatomic molecule separate very quickly, preventing energy transfer between different degrees of freedom. Thus the determination of the fragments internal state allows us to describe the transition state. Due to their asymmetric behavior, the fragments have different distributions. Co has very high rotational and nearly no vibrational excitations while H2 has modest vibrational and high vibrational ones. The H rovibrational 2 for the time being, only be distribution studied in this dissertation, can determined by CARS (Coherent anti-Stokes Raman Scattering). Moreover, the high to study experimentally for orthohydrogen by helium, internal energy of this fragment the first time the rotational (v = 1, 2 and 3, J≤7). Bas allowed us relaxation of Despite the 150 ns delay between photolysis and CARS pulses due to the predissociative mechanism, and despite the helium translational cooling required to increase sensitivity, it can be proved that the distributions measured are unchanged by the relaxation (within experimental uncertainties). A simple calculation of Raman cross sections has also been derived for diatomics molecules

Les télescopes terrestres et spatiaux recueillent une énorme quantité d'informations dans le domaine infrarouge en provenance d'objets astrophysiques ''chauds'' (500-3000 K) tels que les atmosphères d'exoplanètes (Jupiters chauds), de naines brunes et les enveloppes circumstellaires d'étoiles AGBs. Cette thèse s'inscrit dans une approche d'astrophysique de laboratoire s'attachant à reproduire in situ certains aspects des conditions extrêmes rencontrées au sein de ce type d'environnements afin notamment de produire des données haute température de molécules clefs. Le nouveau dispositif mis en place à Rennes couple une Source Haute Enthalpie à un spectromètre par temps de déclin d'une cavité optique (CRDS). Le gaz étudié, chauffé dans le réservoir à une température avoisinant 2000 K, est expulsé dans une chambre basse pression au travers d'un injecteur circulaire. Le jet libre hypersonique ainsi formé est sondé en tout point et avec une très haute sensibilité. La simulation de nos écoulements stationnaires (CFD) associée à la modélisation du spectromètre a abouti à des spectres synthétiques en très bon accord avec les spectres expérimentaux. Ces données numériques ont été utilisées pour expliquer l'origine des profils de raie atypiques et plus généralement pour comprendre la structure des jets hypersoniques axisymétriques. Le cœur isentropique de ces écoulements est caractérisé par de fortes conditions hors équilibre. Une température de vibration très élevée (1350 K) et une température de rotation très basse (10 K) ont été obtenues à partir d’un jet de CO et d’argon. Ce découplage des degrés de liberté internes permet de simplifier la structure rotationnelle des spectres enregistrés et facilite l’étude des états vibrationnels excités des molécules en révélant la structure des bandes chaudes, absentes des bases de données spectroscopiques pour la plupart des molécules polyatomiques. Une approche complémentaire consiste à sonder la couche de choc produite par l'ajout d'un obstacle sur le trajet de l'écoulement. La température rotationnelle est brutalement élevée donnant ainsi accès aux transitions rotationnelles de hautes valeurs du nombre quantique J. Ces deux méthodes ont été appliquées avec succès au méthane qui joue un rôle majeur dans de nombreux environnements astrophysiques chauds. Enfin, outre la production de données spectroscopiques, ce dispositif expérimental a permis de mettre en évidence la relaxation des degrés de liberté internes du CO dans différents gaz porteurs (He et Ar) en suivant l’évolution des températures de rotation et vibration le long de l'écoulement hypersonique, aussi bien dans le cœur isentropique qu'au sein des couches limites. Ces températures sont comparées aux températures d'excitation obtenues par des méthodes ab initio afin de valider des calculs de taux de collision. Les données obtenues alimenteront à terme des bases de données, matière première au développement de codes de transfert radiatif permettant d'interpréter les observations en provenance des milieux astrophysiques ''chauds''
A huge quantity of infrared spectra is collected by terrestrial and space telescopes from cool astrophysical objects (500-3000 K) like exoplanet (hot Jupiter) and brown dwarf atmospheres or circumstellar envelop of AGB stars. The main purpose of this thesis connected to experimental astrophysics is to provide high temperature data of key molecules by reproducing in the laboratory some aspects of such environments. A new setup built in Rennes couples a High Enthalpy Source to a highly sensitive Cavity Ring-Down Spectrometer. The gas studied, heated in the reservoir up to 2000 K, is expanded in a vacuum chamber through a circular nozzle and the resulting hypersonic jet can be probed at any location. Computational flow dynamics (CFD) calculations associated to a modeling of the infrared absorption lead to synthetic lines which are in very good agreement with the observed spectra. These numerical data were used to attribute the unusual double peak line shapes to the particular flow structure of axisymmetric hypersonic jets. Strong out-of-equilibrium conditions were evidenced in the isentropic core of the expansion. High vibrational temperature (1350 K) and rotational temperature lower than 10 K were recorded inside a jet of CO seeded in Ar. This degrees-of-freedom decoupling greatly simplifies the rotational structure of the recorded infrared spectra and unveils the presence of hot bands stemming from highly excited vibrational states which are significantly populated at high temperature. Our approach is therefore well suited for the study of rotationally cold hot bands of polyatomic molecules which are virtually missing in spectroscopic databases. A complementary approach consists in probing the shock layer formed upstream of an obstacle set perpendicularly to the hypersonic flow axis. Rotational temperature raises abruptly downstream the shock, revealing transitions associated with high J quantum numbers. These two methods were successfully applied to methane which plays an important role in numerous astrophysical environments. In addition to the acquisition of infrared spectroscopic data, the relaxation of internal degrees-of-freedom of CO seeded in different carrier gases (Ar and He) was studied by following the evolution of rotational and vibrational temperatures along the flow, in the isentropic core as well as in the peripheral viscous layers. These temperatures were compared to excitation temperatures calculated by an ab initio method in order to validate collision rates. These data will feed databases needed for the development of radiative transfer codes with a view to a better modeling of spectra observed from "hot" astrophysical environments

Les noyaux au rapport neutron/proton exotique font l'objet d'une grande part des recherches actuelles de la physique nucléaire, aussi bien pour les moyens de les synthétiser -car ils sont difficilement accessibles- que pour leur interprétation. Dans cette thèse les noyaux riches neutrons de la masse A=100 ont été créés, à haut spin, par une réaction d'ions lourds particulière, la fission induite par ions lourds. Les noyaux produits ont été identifiés, un à un, au travers de leur rayonnements gamma mesurés par le multi-détecteur EUROBALL III. Quelques caractéristiques de ce mode de production, extraites de nos données, sont discutées. La spectroscopie gamma précise d'isotopes riches en neutrons de Technétium (A = 103) et d'Argent (A = 111, 113, 115) est présentée. Les orbitales de protons sous-jacentes sont identifiées par le rôle qu'elles jouent dans la structure des bandes d'excitation de noyaux de masse impaire de cette region de masse (Technétium, A de 97 à 107; Rhodium, A de 105 à 111; Argent A de 107 à 115). Une interprétation de ces noyaux impairs en protons est proposée, utilisant également les résultats d'un code rotor plus une quasi-particule et de calculs microscopiques self­consistants. Ces noyaux sont en effet un bon test pour ces modèles théoriques dont la plupart des ingrédients est issue de résultats sur quelques noyaux seulement de la vallée de stabilité.

Ce mémoire présente quelques problèmes liés au calcul théorique des spectres de diffusion Raman anti-Stokes cohérente, quand ceux-ci sont utilisés pour déterminer la température ou des concentrations d'espèces dans des milieux en réaction. La première partie est consacrée à l'étude théorique des effets des collisions intermoléculaires sur le profil spectral. Les formalismes semi-classiques de calcul des coefficients d'élargissement sont présentés, puis plusieurs modèles de relaxation rotationnelle, décrivant les transferts d'intensité entre différentes transitions optiques sont examinés. Enfin, les profils spectraux de différentes spectroscopies Raman cohérentes sont établis en prenant en compte les couplages par collision. Dans la seconde partie, cette étude formelles est appliquée aux trois molécules CO, CO2 et N2, présentés dans de nombreux systèmes en combustion. En premier lieu, les coefficients d'élargissement de CO autoperturbé et perturbé par N2 sont calculés entre 300 et 1500 k, puis la branche q froide de CO, rétrécie sous l'effet des collisions est calculée à l'aide du modèle M. E. G. Et comparée à des enregistrements D. R. A. S. C. Effectués à température ambiante. Ensuite, le spectre de la branche q 2#2 de CO2 (1285 cm##1) est calculé en prenant en compte les relaxations d'énergie rotationnelle et de phase vibrationnelle. Quelques applications aux mesures de concentration de CO2 dans un moteur à combustion interne sont présentées. Enfin, une méthode originale de calcul de spectres D. R. A. S. C. Est discutée et appliquée à la molécule de N2; celle-ci associe une technique de perturbations au calcul temporel de la susceptibilité non linéaire du troisième ordre

Cette thèse explore le développement technologique d'une expérience spectroscopique dans le domaine submillimétrique, aussi connu sous le nom de Terahertz (THz). Cette bande spectrale se distingue par sa capacité à résoudre finement des doublets moléculaires, permettant une identification précise et claire de mélanges gazeux complexes, même lorsque d'autres longueurs d'onde pourraient échouer.Bien que la région THz offre un pouvoir de résolution exceptionnel, les spectromètres qui y opèrent sont souvent confrontés à des défis de sensibilité en raison du développement de la technologie dans cette bande. Grâce à une approche innovante, nous avons mis en œuvre la première expérience de Cavity ring-down Spectroscopy (CRDS) capable de quantifier des composés avec une précision allant jusqu’au ppb. L'étude est concentrée entre 550 GHz et 650 GHz, une fenêtre du spectre THz qui non seulement offre une résolution et une sensibilité moléculaire inégalées, mais possède aussi la capacité de pénétrer des matériaux non conducteurs tout en étant non ionisante. Ces propriétés positionnent cette technologie à la pointe des outils d'analyse, promettant une pléthore d'applications, allant de la recherche fondamentale à des applications industrielles
This thesis explores the technological development of a spectroscopic experiment in the submillimeter range, also known as Terahertz (THz). This spectral band stands out for its ability to precisely resolve molecular doublets, enabling clear and precise identification of complex gas mixtures, even when other wavelengths might fail.Although the THz region offers exceptional resolving power, spectrometers operating in this region often face sensitivity challenges due to the development of technology in this band. Thanks to an innovative approach, we have implemented the first Cavity Ring-Down Spectroscopy (CRDS) experiment capable of quantifying compounds to ppb precision. The study is concentrated between 550 GHz and 650 GHz, a window of the THz spectrum that not only offers unrivalled resolution and molecular sensitivity, but also possesses the ability to penetrate non-conducting materials while being non-ionizing. These properties position this technology at the cutting edge of analysis tools, promising a plethora of applications, from fundamental research to industrial applications

Le sujet de cette thèse concerne l'étude de dynamiques induites par des impulsions lasers femtosecondes intenses. La première dynamique étudiée porte sur l'alignement de la molécule de CO2, pure ou en mélange avec l'argon ou l'hélium, en phase gazeuse dense (jusqu'à 20 bar), ce régime n'ayant jamais été étudié expérimentalement auparavant. L'alignement moléculaire, quand il est induit par une impulsion laser femtoseconde et intense, présente deux contributions qui apparaissent après passage de l'impulsion : un alignement permanent et un alignement transitoire. L'influence des collisions se manifeste alors par des transferts de population entre états rotationnels qui ont pour conséquence de faire décroître ces deux contributions. Le temps de décroissance de l'alignement permanent est seulement lié aux collisions inélastiques tandis que le temps de décroissance de l'alignement transitoire est lié à la fois aux collisions inélastiques et élastiques. Nous montrons alors que la détermination expérimentale de la contribution des collisions élastiques, expérimentalement difficile d'accès, est possible à partir de l'analyse des traces d'alignement moléculaire. Cette analyse se base sur la modélisation des taux de transfert entre états liés aux collisions inélastiques par des lois semi-empiriques du type ECS-(E)P. La contribution élastique des collisions déterminée est en bon accord avec des valeurs calculées selon un modèle classique. La deuxième dynamique étudiée est la dépendance en éclairement de l'effet Kerr électronique. Nous poursuivons alors les travaux menés par Loriot et al. en 2009 qui ont montré que l'indice Kerr électronique saturait avant de s'annuler puis de présenter une contribution négative lorsqu'on augmente l'éclairement (inversion du signe pour quelques dizaines de térawatts par centimètre carré). Nous avons alors étendu cette étude en observant à une longueur d'onde de 400 nm (800 nm dans l'étude originale) cette inversion du signe de l'indice Kerr dans l'air.

Nous avons construit des lasers qui ont servi a des experiences de melange a quatres ondes (reseau transitoire). Nous avons d'abord etudie la reponse non lineaire du troisieme ordre lorsque le milieu presente un continuum large d'etats (colorants). Le signal obtenu sur le cresyl-violet en film mince de colle cellulosique a ete analyse. La technique du reseau transitoire a ete ensuite utilisee pour caracteriser la dynamique de molecules dans un milieu poreux (vycor) et etudier la geometrie des connexions entre pores. Nous avons etudie la rotation de l'azobenzene en solution soit libre soit contenue a l'interieur de l'espace poreux. Ces experiences peuvent etre realisees sur des echelles allant de la femtoseconde a la seconde, permettant ainsi l'etude tant du temps de coherence que des proprietes de diffusion des materiaux

Ce travail est dédié à l'étude des signatures de rotation de six cycles aromatiques contenant de l'azote et un ou deux groupes méthyles (2-méthylthiazole (2MTA), 2-méthypyrrole (2MP), 3-méthylpyrrole (3MP), 2,5-diméthylpyrrole (25DMP) 4,5-diméthylthiazole (45DMTA), 4-méthylpyrimidine (4MPY)) - des précurseurs d'hydrocarbures aromatiques polycycliques qui jouent un rôle crucial en astrochimie et ont le potentiel d'être détectés dans l'espace. Notre étude vise à affiner la compréhension des effets de mouvement(s) de grande amplitude du (des) groupe(s) méthyle(s), en produisant des constantes moléculaires précises en phase gazeuse et des listes de positions de raies utiles pour la recherche astronomique. Les spectres de rotation de ces molécules ont été étudiés en détails par une combinaison de méthodes de spectroscopie micro-onde, de calculs de chimie quantique et modélisation spectrale, permettant la détermination des paramètres géométriques, des barrières de rotation internes ainsi que des constantes de couplage quadripolaire nucléaire. Pour les molécules de 2MTA, 2MP et 3MP, qui contiennent un groupe 14N et un groupe méthyle, nos travaux confirment que les calculs de chimie quantique avec un ensemble de bases suffisamment larges donnent des résultats fiables pour les paramètres géométriques (p.ex., les constantes de rotation, les constantes de distorsion centrifuge) mais échouent souvent à prédire la valeur de la barrière à la rotation interne du groupe méthyle, en particulier lorsque le groupe méthyle possède une barrière assez basse. Nos résultats montrent que les atomes du cycle aromatique ainsi que la symétrie de ce dernier jouent un rôle important dans la hauteur de la barrière résultante. En étudiant la liaison chimique au site du 14N au sein des cycles aromatiques, nous avons pu relier les configurations électroniques aux signes des constantes de couplage quadripolaire χcc. Pour les molécules de 25DMP et 45DMTA, de nouvelles fonctionnalités du code BELGI ont été implémentées pour modéliser les spectres rotationnels de molécules à deux rotors et un 14N. Un nouveau code appelé WS18 a été utilisé qui traite séparément chaque espèce de symétrie permet de vérifier les attributions spectrales. Des paramètres moléculaires très précis sont rapportés pour le 25DMP et le 45DMTA. Contrairement au 25DMP qui ne montre aucun couplage entre les deux toupies, de forts couplages entre les deux rotateurs internes sont observés pour le 45DMTA où les effets de distribution électronique s’avèrent plus significatifs que dans le cas du 25DMP. Pour la molécule de 4MPY, nous avons développé un nouveau code appelé TW21, afin de modéliser le spectre micro-onde d'une molécule avec un rotateur interne et jusqu'à deux couplages quadripolaires faiblement nucléaires. Une fonctionnalité similaire a également été implémentée dans le code BELGI-2N ainsi que dans les codes WS18. Le nouveau code TW21 a été appliqué avec succès pour sur les molécules de 2MTA, 2MP et 3MP, obtenant des résultats en excellent accord avec les résultats du code BELGI. La signature rotationnelle de la molécule de 4MPY a été analysée à l'aide des programmes WS18, BELGI-2N et TW21, conduisant à des paramètres moléculaires très précis
This work is dedicated to the study of rotational signatures of six methylated nitrogen containing aromatic rings (2-methylthiazole (2MTA), 2-methypyrrole (2MP), 3-methylpyrrole (3MP), 2,5-dimethylpyrrole (25DMP), 4,5-dimethylthiazole (45DMTA), 4-methylpyrimidine (4MPY) – some important precursors of polycyclic aromatic hydrocarbon which play crucial roles in astrochemistry and have potential to be detected in space. Our study focuses on sharpening the understanding on the large amplitude motion(s) effects of the methyl group(s), providing accurate molecular parameters in the gas phase and a list of precise line positions for astronomical search. Probed by means of microwave spectroscopy, quantum chemistry and spectral modelling, the rotational spectra of those molecules were studied in details, allowing the determination of accurate geometries, internal rotation potential barriers and nuclear quadrupole coupling constants. For the 2MTA, 2MP and 3MP molecules which contain one 14N and one internal rotation methyl group, our investigations confirm that quantum chemical calculations with sufficient large basis set often yielded reliable results for geometrical parameters (e.g., rotational constants, centrifugal distortion constants) but often failed in predicting the value of barrier to internal rotation of methyl group, especially when the methyl group possesses a rather low barrier. Our results show that the skeleton atom as well as the frame symmetry plays an important role in the resulting barrier height. By studying the chemical bond at the site of the 14N within the rings, we were able to link the electronic configurations to the signs of quadrupole coupling constants χcc. For the 25DMP and 45DMTA molecules, new features of the BELGI code were implemented to model the rotational spectra of molecules with two rotors and one 14N. A new code called WS18 was introduced and used to fit each species separately which helped confirming the assignments. With regard on the value of methyl torsional barrier, while steric hindrance was mainly found in case of the 25DMP, the electronic distribution is found to have more significant effect in case of 45DMTA. For the 4MPY molecule we introduced a new code called TW21, written for modelling the microwave spectrum of molecule with one rotor and up to two weakly nuclear quadrupole coupling. Similar feature was also implemented into the BELGI-2N code as well as WS18 codes. The new code TW21 was successfully tested on the 2MTA, 2MP and 3MP molecules, obtaining results in excellent agreement with the findings from BELGI code. The rotational signature of 4MPY was investigated and analyzed using the WS18, BELGI-2N and TW21 programs, leading to very accurate molecular parameters

Cette these presente les resultats des etudes electriques et spectroscopiques des decharges couronnes en geometrie point-plan dans l'argon et l'azote tres purs (de la densite du gaz au liquide). Les phenomenes du transport des porteurs de charge tels que la mobilite des porteurs (electron et ions) et sa dependance avec la densite et la purete du fluides ont ete etudies a partir des mesures electriques. L'analyse spectroscopique a ete effectuee dans la zone d'ionisation (plasma hors-equilibre) : pour l'argon, les effets de la pression sur les raies atomiques tels que l'elargissement et le deplacement ont ete etudies. Dans la zone d'ionisation, les temperatures d'excitation (t#e#x#c. ), electronique (t#e) et du plasma (t#p) ont ete determinees, en utilisant l'emission des raies atomiques et le fond continu. Nous avons egalement distingue entre la zone d'ionisation et la zone de transport a partir de l'etude spatio-temporelle des spectres d'emission des raies atomiques et celui du rayonnement continu. Pour l'azote, les spectres d'emissions de la molecule excitee et de la molecule ionisee sont montres et analyses. A l'aide de l'analyse spectrale du deuxieme systeme positif (c#3u-b#3g) de n#2 et du premier systeme negatif (b#2#+#u - x#2#+#g) de n#2#+, nous avons determine les differentes temperatures (rotationnelle t#r t#p, vibrationnelle t#v et electronique t#e) de la zone de la decharge luminescente continue. L'etude spatio-temporelle des spectres d'emission dans cette decharge, nous a permis de distinguer la zone d'ionisation et la zone de transport a partir de l'analyse de l'emission des radicaux comme nh et cn. Nous discutons les resultats obtenus en les confrontant avec ceux obtenus par d'autres auteurs et par fois avec la theorie correspondente.

L'étude des spectres de rotation de cinq isomères entre 12 et 26 GHZ permet la détermination des constantes de rotation dans l'approximation du rotateur rigide. La valeur du défaut d'inertie permet d'estimer la géométrie probable de chaque isomère et d'observer une déformation du cycle héxanique qui se manifeste surtout par un aplatissement

L'alignement de molécules linéaires est induit efficacement par des impulsions laser intenses polarisées linéairement. Si ces impulsions sont de courtes durées par rapport à la rotation des molécules, un alignement périodique apparaît après l'extinction du champ. Ce manuscrit présente trois méthodes permettant de le quantifier à l'aide de la grandeur sans pour autant détruire les molécules ni modifier l'alignement initial. Elles nécessitent une impulsion de faible intensité décalée temporellement dont les caractéristiques vont être modifiées par les propriétés optiques du milieu liées à l'alignement moléculaire. La première technique mesure une dépolarisation due à la biréfringence du milieu. La seconde s'appuie sur la défocalisation qui s'explique par une variation spatiale de l'alignement, donc un gradient de l'indice de réfraction. La dernière passe par la création d'un réseau d'indice à l'intersection de deux impulsions intenses, qui va provoquer la diffraction de la sonde.

Ce travail comprend deux parties essentielles: une partie théorique et une partie expérimentale. La partie théorique est consacrée à la mise au point d'un formalisme numérique (méthode de Newton-Raphson) en utilisant tes lois d'équilibre de la thermodynamique pour le calcul de la composition et les propriétés thermodynamiques des plasmas thermiques. Ce calcul a été appliqué pour différentes valeurs de pourcentages de CO2 afin de mettre en évidence l'influence de cette molécule sur les propriétés thermodynamiques du plasma du mélange Ar-CO2, à la pression atmosphérique.
La partie expérimentale constitue la partie principale et essentielle de ce travail. Nous avons mis au point la chambre à arc stabilisé par parois (type Maecker modifié) afin de disposer d'un arc stable dans le temps. Les méthodes de diagnostic du plasma sont basées sur la spectroscopie d'émission. Deux méthodes d'interpolation (polynôme, spline) pour le lissage des points expérimentaux sont comparées. Les profils de températures d'excitation sont détermines à partir des raies atomiques (argon, carbone, oxygène) et les profils de température de rotation à partir des spectres moléculaires observés, système de Swan C2(0,0) et système violet de CN(0,0).
Les principaux résultats expérimentaux obtenus montrent que :

-la composition locale du plasma n'est pas celte injectée,

- la température augmente en fonction du courant,

-le gradient de température diminue quand le courant augmente,

-les formes des profils des températures d'excitation sont modifiées pour le plasma du mélange Ar-CO2

-le gradient de température diminue quand on augmente te pourcentage de CO2,

- la formation d'un noyau à température élevée sur l'axe de la décharge et d'un début de palier entre 7 000k et 8 500 K,

- les températures de rotations sont vraisemblablement celtes de la périphérie.

Nos resultats experimentaux concernant la spectroscopie d'absorption intracavite laser (iclas) de petites molecules polyatomiques dans les domaines visible et proche infrarouge ont mis en evidence certaines caracteristiques propres d'etats vibrationnels tres excites de ces molecules. Les spectres iclas des transitions harmoniques v=6, 7, 8 de silane, des trois isotopomeres les plus abondants du germane naturel et de ses derives deuteres ont ete obtenus a haute resolution. L'hamiltonien du modele local decrit dans cette these ne dependant que de trois parametres effectifs independants de la variete isotopique (d, a and f#r#r'), a permis de rendre compte de facon globale de toutes les origines de bandes d'elongation connues (dans les domaines infrarouge et visible) des cinq isotopomeres du germane avec un seul jeu de parametres. Pour le silane, les parametres de l'hamiltonien effectif ont ete determines en utilisant un seul isotopomere. En supposant que les parametres de l'hamiltonien effectif sont les memes pour les derives deuteres du silane et du germane, nous avons calcule ces transitions harmoniques d'elongation avec les intensites relatives. Le spectre iclas de trideuteromethane a ete enregistre a haute resolution de facon systematique de 11000 a 18500 cm#-#1. L'ensemble de 36 bandes observees par tfir et iclas nous a permis de determiner les constantes anharmoniques et les constantes de rotation-vibration relatives aux differents modes de vibration. De l'analyse des bandes correspondant uniquement aux modes vibrationnels d'elongation c-h et c-d, nous avons pu determiner les parametres de l'hamiltonien local associe au trideuteromethane. La combinaison de la haute sensibilite de la technique iclas et du refroidissement rotationnel dans le jet supersonique nous permet d'atteindre une longueur equivalente d'absorption de l'ordre de quelques dizaines de kilometres a travers des molecules refroidies rotationnellement a 10 - 20 k. Nous avons etudie le spectre du methane correspondant a la troisieme transition harmonique d'elongation pour les differentes temperatures rotationnelles

La structure nucléaire jusqu’à des états de haut spin des noyaux bien déformés d’Uranium de masse 233 et 235 a été étudiée expérimentalement puis confrontée aux résultats des calculs effectués avec un modèle rotor-plus-quasiparticule dont les fonctions d’onde individuelles sont obtenues par un calcul HF + BCS à partir de l’interaction nucléon-nucléon de Skyrme III. L’utilisation de l’excitation coulombienne par des projectiles lourds ainsi que la décroissance radioactive de ²³³Pa à l’aide des techniques les plus récentes de spectrométrie ont permis d’étudier onze bandes dans ²³³U dont quatre nouvellement observées et également onze bandes dans ²³⁵U dont une nouvellement observée. Pour ce dernier noyau, la bande fondamentale a été prolongée jusqu’au spin 47/2 et les autres bandes jusqu’à des spins entre 19/2 et 25/2. Les principales connexions entre les bandes ont été mises en évidence afin de faire ressortir les mélanges de Coriolis les plus importants et les modes de vibration. Le comportement de ces bandes de rotation (énergie du niveau de base et moment d’inertie) a été comparé à celui des bandes de rotation des isotopes et isotones impairs les plus proches. Le très bon accord des résultats théoriques et expérimentaux, en particulier du point de vue de l’énergie des niveaux de base, des moments multipolaires magnétique et électrique des états fondamentaux, des probabilités de transition et du comportement des moments d’inertie des bandes de rotation en fonction de spin indique la très grande fiabilité des fonctions d’onde individuelles
The nuclear structure of the well deformed uranium nuclei of mass 233 and 235 has been studied experimentally up to high-spin states and compared with rotor-plus-quasiparticle-model predictions where the individual wave-functions are obtained through a HF + BCS calculation using a Skyrme III nucleon-nucleon interaction. The heavy-ion coulomb excitation experiments and the radioactive decay study of ²³³Pa have allowed to characterize eleven bands in ²³³U, four of which are newly evidenced, and also eleven bands, of which one new, in ²³⁵U. In this last case, the ground-state band was developed up to spin 47/2, and the other bands were extended up to spins between 19/2 and 25/2. The main interband connexions have been determined showing evidence for most of the Coriolis mixings and for vibrational modes. The behaviour of the rotational bands (band-head energy and moment of inertia) have been compared to the one of rotational bands of near-lying odd isotopes and isotones. A very good agreement shows up between theoretical and experimental values, more precisely as concerning the band-head energies, the ground-state magnetic and electric multipole moments, the transition probabilities and the behaviour of the rotational band moments of inertia as function of the spin. These facts show the reliability of the individual wave­functions used

Les plasmas froids sont des gaz partiellement ionisés, très riches d’un point de vue physico-chimique. Cette propriété se retrouve dans des plasmas froids aujourd’hui générés à pression atmosphérique et température ambiante et a été mise à profit depuis une quinzaine d’années environ pour des applications biomédicales (hématologie, dermatologie, cancérologie, odontologie etc…). L’efficacité de ces plasmas froids dans le domaine de la médecine a été prouvée par de nombreuses études. Cependant, les phénomènes biologiques mis en jeu ne sont pas encore bien compris, et il primordial de savoir quels pourraient être les éventuels effets secondaires indésirables de ces milieux ionisés réactifs. Le premier niveau d’interaction des plasmas avec le vivant est celui avec les milieux liquides, qui sont présents en surface des tissus, des cellules in vivo ou en culture. Depuis une décennie, une attention particulière a donc été portée aux interactions des plasmas avec les liquides, pour apporter un niveau de compréhension supplémentaire. La compréhension de ces interactions a constitué l’axe de ce travail. Différents réacteurs à plasmas froids (générés à pression atmosphérique et température ambiante) ont été développés, notamment afin de contrôler les interactions du plasma avec l’air ambiant qui peuvent être problématiques pour les applications visées. La nature du gaz servant à initier le plasma a été modifiée, pour connaître son influence sur la réactivité chimique de la phase gaz. Pour cela, des mesures de spectroscopie d’émission optique (SEO) ont été nécessaires. Par ailleurs, de nouveaux capteurs électrochimiques et des approches méthodologiques ont été développés pour identifier et quantifier les espèces réactives de l’oxygène et de l’azote (RONS) produites dans des milieux liquides physiologiques, exposés à ces gaz ionisés. Les analyses électrochimiques ont été combinées à de la spectroscopie d’absorption UV-visible ainsi qu’à d’autres méthodes de chimie (pH-métrie/conductimétrie). Un des objectifs visés est d’établir une corrélation entre les espèces réactives générées dans la phase gaz et dans la phase liquide. Enfin, des expérimentations nous ont permis d’analyser la production des RONS dans des liquides in situ en temps réel. Les mesures de SEO montrent qu’il existe de nombreuses espèces chimiques excitées au sein des différents plasmas (NO°, HO°, O, N2+ (FNS) etc…). Les analyses de la phase liquide ont révélé la présence d’espèces stables de l’oxygène et de l’azote (H2O2, NO2-, NO3-), directement reliées aux espèces détectées dans les plasmas. De plus, les diverses méthodologies d’analyse chimique mises en place ont permis la détection et la quantification de RONS tels que l’anion peroxynitrite ONOO-. L’ensemble des résultats obtenus devrait permettre d’appréhender de façon plus fine les effets induits par différents plasmas froids dans des milieux liquides physiologiques afin d’établir un lien avec les études menées sur des cellules en culture et sur la peau dans le cadre d’un programme de recherche financé par l’ANR, Agence Nationale de la recherche
Cold plasmas are partially ionized gases, very rich in a physico-chemical point of view. This property characterizes cold plasmas today generated at atmospheric pressure and ambient temperature and was used since about fifteen years approximately for biomedical applications (haematology, dermatology, cancer research, odontology etc.). The efficiency of these cold plasmas in the field of the medicine was proved by numerous studies. However, the involved biological phenomena are not still well included, and it is essential to know what could be the possible unwanted side effects of these reactive ionized gases. The first level of interaction of plasmas with living matter is the one with the liquid phase, which is present on the tissue surface, in vivo cells or in culture. For a decade, a particular attention was thus worn in the interactions of plasmas with liquids, to bring a level of additional understanding. The understanding of these interactions constituted the axis of this work. Various cold plasmas reactors (generated at atmospheric pressure and ambient temperature) were developed, in order to control the interactions of these plasmas with the ambient air which can be problematic for the aimed applications. The nature of the gas used to initiate the plasma was modified, to know its influence on the chemical reactivity of the gas phase. For that purpose, measurements of optical emissive spectroscopy (OES) were necessary. Besides, new electrochemical sensors and methodological approaches were developed in order to identify and quantify the reactive nitrogen and oxygen (RONS) produced in physiological liquid media, exposed to these ionized gases. The electrochemical analyses were combined UV-visible absorption spectroscopy as well as other methods of chemistry (pH-metry/conductimetry). One of the aimed objectives is to establish a correlation between the reactive species generated in the gas phase and in the liquid phase. Finally, experiments allowed us to analyze the production of RONS in liquids in situ and in real time. OES measurements showed that there are numerous chemical species generated in various plasmas (NO°, HO°, O, N2+ (FNS) etc.). The analyses of the liquid phase revealed the presence of stable oxygen and nitrogen species (H2O2, NO2-, NO3-), directly correlated with the species detected in plasmas. Furthermore, the diverse methodologies of chemical analysis allowed the detection and quantification of RONS such as the peroxynitrite anion ONOO-. The obtained results should allow to arrest in a finer way the effects led by various cold plasmas in physiological liquid media to establish links with the studies led on cultured cells and on skin within the framework of a research program financed by the ANR, National Agency of the Research

Les spectromètres micro-onde à transformée de Fourier en jet supersonique sont réputés pour leur haute résolution et leur grande sensibilité. Ils combinent la technique de spectroscopie de transformée de Fourier en cavité Pérot-Fabry à la technique de jet supersonique, qui nous permet entre autres de résoudre la structure hyperfine et d'étudier les complexes de van der Waals. La réalisation d'un tel spectromètre consiste en 4 parties principales : la production du jet supersonique et pompage ; le résonateur de type Perot-Fabry à faibles pertes et de grandes dimensions (diamètre des miroirs 40 cm) ; la partie électronique utilisant un récepteur hétérodyne bas bruit, opérant entre 2 et 18 GHz ; la partie informatique en langage Labview pour le séquencement de l'expérience et le traitement du signal ; l'utilisation d'une décharge électrique dans le jet nous a permis d'observer des transitions de rotation à faible J dans des états excités de vibration. Enfin quelques applications spectroscopiques sont présentées. Elles concernent l'analyse des spectres de rotation de (CH3)3N, CH3CH=CHCN.

Ce travail relève du domaine de l'optique quantique et des phénomènes non linéaires. Les processus étudiés reposent sur la notion d'interférences quantiques et ont pour objectif le contrôle de la photoexcitation d'atomes ou de molécules. Ils consistent à générer, à l'aide de différents champs laser, plusieurs voies cohérentes couplant deux états d'un même système. L'excitation de ce dernier est alors gouvernée par les interférences quantiques prenant place et peut être contrôlée à travers les paramètres laser (fréquence, phase). Les premiers travaux se rapportent à la manipulation d'etats du continuum en régime nanoseconde. Le processus LICS (laser induced continuum structure) est mis en évidence pour la première fois en ionisation dans un système moléculaire. Deux champs laser génèrent plusieurs voies conduisant au continuum d'ionisation du monoxyde d'azote. La fréquence de l'un des lasers est alors utilisée pour contrôler le signal d'ionisation multiphotonique produit par l'autre. Le contrôle de l'autoionisation à travers le dephasage entre deux voies d'excitation est également présenté. Un état autoionisant du calcium est couple à l'état de base par une fréquence fondamentale et sa troisième harmonique. A travers le dephasage entre les deux fréquences le taux d'autoionisation a pu être contrôlé. La dernière partie décrit le contrôle quantique d'un paquet d'ondes rotationnel. Deux impulsions laser femtosecondes décalées temporellement interagissent avec un échantillon de dioxyde de carbone. Le délai séparant les deux impulsions et leur polarisation relative ont été utilisés pour contrôler le paquet d'ondes rotationnel produit dans l'état de base de la molécule. Une application dérivée pour des diagnostics en mélanges gazeux est présentée en annexe. Ces travaux sont exposés en rappelant l'état de l'art de chacun des processus étudiés et les avancées auxquelles ils contribuent. Les résultats expérimentaux et les perspectives ouvertes par ces résultats sont discutés.

Une molécule soumise à un champ laser infra-rouge intense (dans la gamme des 10 14 W.cm−2) peut être ionisée par effet tunnel. Le paquet d’ondes électroniques (POE) ainsi libéré est alors accéléré par le champ laser et, lorsqu’il repasse à proximité de l’ion parent, il a une certaine probabilité de se recombiner dans son état fondamental. Lors de cette recombinaison, le POE libère son énergie sous la forme d’un flash attoseconde (1as=10 −18s) de rayons XUV. Cette émission cohérente est produite à chaque demi-cycle laser résultant en un train d’impulsions attosecondes. Dans le domaine spectral, ce train correspond à un spectre discret d’harmoniques de la fréquence lasers. L’étape de recombinaison de l’électron avec l’ion parent peut être considérée comme une sonde de la structure des orbitales de valence moléculaires participant à la génération d’harmoniques et de la dynamique ayant lieu dans l’ion pendant l’excursion de l’électron dans le continuum. En caractérisant en amplitude, phase et polarisation, l’émission harmonique associée à cette recombinaison, il est possible de remonter à ces informations structurales et dynamiques avec une précision de l’ordre de l’Ångström et une résolution attoseconde. En particulier, la phase de l’émission harmonique qui est difficile à caractériser, encode des informations indispensables à la bonne compréhension des processus ayant lieu dans le milieu de génération. Nous présentons les principes et testons de nouvelles techniques permet tant de caractériser la phase de l’émission attoseconde suivant plusieurs dimensions à la fois et dans un laps de temps optimisé. Dans une première partie, nous présentons une méthode permettant de caractériser rapidement la phase spectrale de l’émission harmonique, fondée sur un modèle en champ fort de la photoionisation à deux couleurs (RABBIT). Nous introduisons ensuite une nouveau dispositif interférométrique à deux sources, permettant de mesurer les variations de phase de l’émission attoseconde induites par l’excitation d’un paquet d’ondes rotationnelles ou vibrationnelles. Ce dispositif très stable, compact et sobre énergétiquement repose sur l’utilisation d’un élément optique de diffraction (DOE) binaire. Après avoir qualifié notre dispositif par des simulations numériques et des expériences préliminaires, nous montrons qu’il est si sensible qu’il permet de mesurer les variations de phase en fonction du paramètre d’excitation pour différentes trajectoires électroniques dans le continuum. Pour l’azote et le dioxyde de carbone, les mesures expérimentales montrent des variations de phase très différentes pour les deux premières trajectoires électroniques. Ce DOE est ensuite utilisé pour mesurer la phase de l’émission harmonique dans les molécules alignées dans les mêmes conditions expérimentales que le RABBIT. Les deux expériences menées successivement donnent des résultats compatibles que nous combinons par deux méthodes différentes : le CHASSEUR et le MAMMOTH. Enfin, nous proposons de combiner le DOE avec un réseau transitoire pour caractériser simultanément la phase de l'émission attoseconde moléculaire suivant deux axes de polarisation différents. Ces différentes techniques de mesure de phase nous ont permis d’étudier précisément l’émission harmonique suivant différentes dimensions (angle d’alignement, intensité de génération, trajectoire électronique) et d’en tirer de nouvelles informations sur le mécanisme de génération dans les molécules
When a low-frequency laser pulse is focused to a high intensity into a gas, the electric field of the laser light may become of comparable strength to that felt by the electrons bound in an atom or molecule. A valence electron can then be 'freed' by tunnel ionization, accelerated by the strong oscillating laser field and can eventually recollide and recombine with the ion. The gained kinetic energy is then released as a burst of coherent XUV light which is spectrally organized as harmonics of the fundamental driving field frequency.In high-harmonic molecular spectroscopy, the recombining electron wave-packet probes the structure of the molecule and the dynamics occurring in the ion left after tunnel ionization. The XUV burst is imprinted with this information which can be retrieved through an accurate characterization of the amplitude, phase and polarization of the harmonics. In the case of small molecules as nitrogen and carbon dioxide, impulsive alignment allows to change the direction of recombination of the electron wave-packet with respect to the molecular axis. The XUV burst from the molecular sample should then be characterized both along the spectral dimension and the alignment angle one, and this for the two polarization components. In this report, we present a new experimental scheme to perform two-source interferometry to measure the phase of the emission in aligned molecules along the alignment angle dimension. We how a refined spatio-spectral analysis of the fringe patterns obtained with this very stable interferometer allows one to extend high-harmonic spectroscopy from short to long trajectories. We then show how the combination of this setup together with RABBIT gives access to a bidimensionnal (spectrum and alignment angle) phase map with no arbitrary constant. Finally comparing two-source interferometry with transient grating spectroscopy leads to inconsistent results that can be interpreted taking into consideration polarization effects

Ce travail s'inscrit dans le cadre des recherches coordonnées sur la combustion dans les moteurs fusées. Il concerne le diagnostic optique de la température par spectroscopie cars. Cette étude est consacrée essentiellement à l'influence de différents perturbateurs (H 2, He, Ar, N 2 ET H 2O) sur les raies Raman purement rotationnelles s 0(j) de h 2. Les raies S 0(J=0 A 4) de H 2 ont été enregistrées à l'aide du spectromètre Raman stimulé à haute résolution de Dijon pour différentes températures comprises entre 296 et 1800 k. Dans le cas de H 2 pur et des mélanges H 2-He, les paramètres collisionnels (déplacement et élargissement) peuvent être extraits directement des spectres expérimentaux. Le déplacement collisionnel varie linéairement avec la racine carrée de la température ; comportement similaire à celui de la branche Q mais avec une amplitude d'un ordre de grandeur plus faible. L'élargissement collisionnel s'écarte d'une loi linéaire à basse température. Les données expérimentales sont comparées aux calculs quantiques réalisés au laboratoire de physique moléculaire de Besançon pour le système collisionnel H 2-He. Dans le cas d’H 2 perturbé par Ar et N 2, l'influence des effets de vitesse en régime collisionnel est moins prononcée que dans le cas de la branche Q. Les spectres sont faiblement asymétriques. Seule apparait une faible non linéarité des coefficients d'élargissement et de déplacement en fonction de la concentration de perturbateur. Le modèle dépendant des vitesses RTBT développé antérieurement pour l'étude de la branche Q permet de rendre compte quantitativement de ces effets en branche S o. Finalement, les branches S o et Q sont étudiées dans les mélanges H 2-H 2o. Seul le comportement de l'élargissement en branche q peut être modélisé en température à partir de lois simples. L'analyse des spectres cars de la branche Q de H 2 réalisés a l'ONERA-Palaiseau dans les flammes cryogéniques montre la validité de notre extrapolation en température.

Dans cette thèse, sur la base de l'approche du mode local "étendu" et de la théorie générale de la substitution isotopique, nous obtenons un ensemble de relations analytiques simples entre les paramètres spectrocopiques (fréquences harmoniques, coefficients d'anharmonicité, paramètres rovibrationels, différents types de paramètres d'interaction de Fermi et de Coriolis) des molécules de CH2D2, CH3D et CHD3. Tous ces paramètres sont exprimés en termes de relations simples à partir des paramètres spectroscopiques de la molécule mère CH4. Des calculs tests avec des relations isotopiques montrent que même sans introduire d'informations majeures sur les espèces isotopiques, les résultats numériques de ces calculs sont en bon accord avec les données expérimentales et les calculs ab initio. A partir de le théorie des opérateurs de perturbation et des propriétés de symétrie des molécules axiales XYZ3 (C3v), nous déterminons des formules générales permettant la détermination des paramètres spectroscopiques sous la forme de fonctions des paramètres structuraux et des paramètres de la fonction potentiel intramoléculaire. Nous présentons aussi une approche permettant la détermination du hamiltonien de molécules polyatomiques qui permet de résoudre le problème de la description de la surface d'énergie potentielle via la construction et la diagonalisation d'une matrice hamiltonienne de grande dimension
In this thesis, on the base of the "expanded", local mode approach and general isotopic substitution theory we obtain sets of simple analytical relations between spectroscopic parameters (harmonic frequencies, anharmonic coefficients, ro-vibrational parameters, different kinds of Fermi and Coriolis-type interaction parameters) of the CH2D2, CH3D and CHD3 molecules. All of them are expressed as simple functions of spectroscopic parameters of the mother CH4 molecule. Test calculations with the isotopic relations show that even without including prior informations about the isotopic species, numerical results of calculations are in a good agreement both with experimental data and results of ab initio calculations. On the base of operators perturbation theory and the symmetry properties of the axially symmetric XYZ3 (C3v) type molecules, we derive general formulae for the determination of the spectroscopic parameters in the form of functions of structural parameters and parameters of the intramolecular potential function. We present also an approach for determination of the Hamiltonian of polyatomic molecules that allows to solve the problem of potential energy surface determination via the construction and the diagonalization of a Hamiltonian matrix of large dimension

Nous présentons ici les dernières techniques de RMN du solide de haute résolution sur les noyaux quadripolaires telles que le MQMAS, le STMAS, l'I-STMAS et quelques unes de leurs variantes. Nous insistons sur les limitations expérimentales de chacune. Dans un deuxième temps, nous décrivons le FS-J-RES qui pennet de mesurer précisément et sélectivement le couplage Jhétéronuc1éaire entre deux noyaux dont l'un peut être quadripolaire. Nous analysons en détail l'influence du pulse long sélectif fréquentiellement, notamment en présence de CSA sur le spin non observé. Cela nous permet d'introduire une formule analytique simple qui rend compte de la plupart des paramètres expérimentaux. Enfin, nous étendons la technique de mesure sélective de couplage dipolaire FS-REDOR au systèmes comportants un noyau quadripolaire. Nous analysons l'effet des pulses, en particulier en présence de CSA. Des résultats expérimentaux sont présentés sur l'histidine, la glycine et l'AIPO4 VPI5.

La structure sous-jacente dans la zone A~100, N~60 a été étudié intensivement et extensivement, principalement par décroissance β et spectroscopie γ suite à des réactions de fission. Autour de N~60, en ajoutant juste quelques neutrons, protons un changement de forme rapide des états fondamentaux se produit, allant de sphérique à bien déformé. La coexistence de forme observée dans les noyaux de Sr et Zr est supposée avoir lieu dans toute la région. Les mécanismes impliqués dans l'apparition de la déformation n'étaient pas clairement identifiés. L'interaction entre les orbitales de Nilsson montantes et descendante est évoqué comme l'une des principales raisons du changement de forme. Cependant, une identification claire des orbitales proton et neutron en jeu était nécessaire. A cet effet, l'étude des isotopes ⁹³′⁹⁵′⁹⁷′⁹⁹Rb riches en neutrons a été réalisé excitation Coulombienne au CERN (ISOLDE) en utilisant le post-accélérateur REX-ISOLDE et le dispositif Miniball. Les structures excitées encore inconnues des isotopes ⁹⁷′⁹⁹Rb ont été peuplées et observées. Les coïncidences de transitions γ des états de basse énergie ont été observées et leur corrélations ont permis la construction de schémas de niveaux. Les probabilités de transitions associées ont été extraites grâce code GOSIA. Les éléments de matrice de l'opérateur électromagnétique observées constituent de nouveaux apports afin d'effectuer de nouveaux calculs théoriques permettant de statuer sur les orbitales impliquées. La sensibilité des expériences de ce type peut être accrue en utilisant des faisceaux radioactifs d'ions dont le spin nucléaire est polarisé. La technique de polarisation des feuilles orientées (TFT) fut étudiée dans ce but au CERN. Un nouveau polariseur TFT et un dispositif β-NMR ont être créés et installés après REX-ISOLDE. La connaissance du processus de polarisation associé à la technique reste incomplète à ce jour et de plus amples études sont nécessaires. Des tests préliminaires prometteurs ont été effectués sur le noyau de ⁸Li afin de déterminer le potentiel du dispositif actuel.

Cette thèse porte sur l'étude de micro-plasmas froids à la pression atmosphérique générés à partir de différents réacteurs des configurations basées sur le principe des Décharges à Barrière Diélectrique (DBD) et alimentés par des générateurs de tension impulsionnelle et sinusoïdale. Les plasmas sont formés dans des gaz nobles tels que l'hélium et l'argon (gaz vecteurs), et également dans des mélanges réalisés avec des gaz moléculaires tels que l'azote et l'oxygène afin de produire des Espèces Réactives de l’Azote et de l’Oxygène (ERA, ERO). La (ré)activité chimique du plasma est ainsi supposée être accrue, permettant le traitement de matériaux inertes ou vivants pour diverses applications (fonctionnalisation de surfaces, inactivation de cellules, régénération de tissus vivants, etc.). La caractérisation des plasmas étudiés est réalisée en enregistrant les aspects électriques et optiques en fonction des paramètres élémentaires, comme l’amplitude et la fréquence de la tension, le débit du gaz, la configuration des électrodes, et le rapport cyclique dans le cas du régime pulsé. Ainsi, la (ré)activité chimique des plasmas est évaluée tandis que au même temps les mécanismes de la génération des plasmas et les façons de l’optimisation de la chimie sont dévoilées. Finalement, nous examinons l'efficacité du plasma dans le domaine biomédical en traitant divers systèmes biologiques (bactéries, liposomes, cellules) sans effets thermiques
The present PhD thesis is devoted to the study of atmospheric pressure cold micro-plasmas produced in different Dielectric Barrier Discharge (DBD) reactors which are driven by pulsed or sinusoidal high voltages. Noble gases such as helium and argon are used as carrier gases, whereas admixtures with nitrogen and oxygen are studied as well. The formation of Reactive Nitrogen and Oxygen Species (RNS, ROS) is thus achieved, and the possibility of improving the chemical (re)activity of the plasmas is demonstrated. This is of interest in the treatment of inert or living materials (e.g. surface functionalization, cell inactivation, living tissue regeneration, etc.). Plasmas are characterized by recording electrical and optical features as a function of principal operational parameters, including voltage amplitude and frequency, gas flow rate, electrode configuration, and voltage duty cycle in the case of pulsed waveform. The physico-chemical (re)activity of the plasmas is thus evaluated, while at the same time mechanisms on the plasma generation and paths for chemistry optimization are unveiled. Finally, the efficiency of the plasma in relation to biomedical applications is tested by treating different biological systems (bacteria, liposomes, cells) while preventing any thermal effect