Programmes et banques de données spectroscopiques à l’Institut Carnot de Bourgogne (Dijon) Réseau Européen VAMDC Vincent BOUDON Institut Carnot de Bourgogne – UMR 5209 CNRS-Université de Bourgogne, 9 Av. A. Savary, BP 47870, F-21078 DIJON, France

Sommaire XTDS & SPVIEW : calcul et analyses de spectres Spectroscopie du méthane (CH4) Spectroscopie de l’éthylène (C2H4) Les données de spectroscopie

I. XTDS & SPVIEW : Calcul et analyse de spectres

XTDS & Cie • Paramètres moléculaires http://icb.u-bourgogne.fr/OMR/SMA/SHTDS • Paramètres moléculaires • Programmes de calcul et d’analyse • XTDS : interface Java

Molécules incluses XTDS + MIRS (CH3D, CH3Cl, PH3, …) STDS: CH4, SiH4, GeH4, CF4, … HTDS: SF6, SeF6, WF6, UF6, … D2hTDS: C2H4 C2vTDS: SO2F2 C4vTDS: SF5Cl + MIRS (CH3D, CH3Cl, PH3, …)

Calculer un spectre avec XTDS

Attribuer des raies avec SPVIEW

Développements en cours Procédure de fit Levenberg-Marquardt améliorée Ajustement simultané des positions et des intensités Toupies symétriques XY3 (e.g. CH3D, CH3Cl, …) Interactions rovibroniques (e.g. CH3O, …) Télécharger XTDS et SPVIEW http://icb.u-bourgogne.fr/OMR/SMA/SHTDS

II. Spectroscopie du méthane (CH4)

Les polyades de CH4  Global fit  « Saturn Methane Image » – 16/02/2004 Cassini / MT2 Filter : 727 nm = 13755 cm-1 Titan 939 nm CH4 window  Global fit 

Etat actuel des analyses (début 2007) Polyade / Région spectrale Positions Intensities Profils 1 – Etat de Base 0–200 cm-1 (> 5.0 m) Analyse complète, J ≤ 24 Analyse complète Pas d’analyse 2 – Diade 1000–1800 cm-1 (5.6–10.0 m) J ≤ 23 Analyse complète, + qq. bandes chaudes Perturbateurs : He et N2 3 – Pentade 2200–3300 cm-1 (3.0–4.6 m) J ≤ 18 Analyse complète (bandes froides) He, Ar, N2, O2, CH4 4 – Octade 3700–4800 cm-1 (2.0–2.7 m) J ≤ 17 Analyse complète, (bandes froides) 5 – Tétradécade 5400–6300 cm-1 (1.6–1.9 m) Analyse incomplète, J ≤ 12 Analyse en cours (bandes froides) 6 – Icosade 6600–7700 cm-1 (1.3 – 1.5 m) Analyse très partielle (1 bande parmi 20) Polyades supérieures > 7800 cm-1 (< 1.28 m) Fenêtres (ailes lointaines des polyades) ftp jupiter.u-bourgogne.fr, user: ftpboudon, password: ch4sf6 dossier MethaneLineList (12CH4, 13CH4, 12CH3D)

Spectroscopie de CH4 : et la suite ? • Continuer l’approche de l’analyse globale • Prochain objectif : la Tétradécade (5400 – 6300 cm-1) • Ajout de données (positions & intensités, bandes chaudes) • Fenêtres (grands J, ailes lointaines) : atmosphères planétaires • Isotopologues : 13CH4, 12CH3D, … Nouvelles approches : • Utilisation de la surface de potentiel ab initio pour le calcul du Hamiltonien et du moment dipolaire effectifs (cf. travaux de Vl. G. Tyuterev, Reims) • Approche statistique pour le méthane chaud

III. Spectroscopie de l’éthylène (C2H4)

Analyse (positions et intensités) de la bande 12 J. Vander Auwera, ULB

Spectroscopie à haute résolution de C2H4 Transitions infrarouges Transition Raman Transition MW Neptune Polyade P0 : niveau de base Polyade P1 : 4 niveaux IR 3 niveaux Raman Vers une analyse globale en positions et intensités ftp jupiter.u-bourgogne.fr, user: ftpboudon, password: ch4sf6 dossier EthyleneLineList (12C2H4)

IV. Les données de spectroscopie

Une base de données actuelle : HITRAN Stockage sous forme ASCII Format de données fixes Problème de la description des états quantiques

Mélange de niveaux : description complexe

Exemple : CH4 Une transition est décrite par : • Position, intensité, paramètres d’élargissement, … • Niveau supérieur – Niveau inférieur Un niveau est décrit par une série de nombres quantiques :

Plus compliqué : SF6 Objectifs • 2009 : Développer un service « méthane » dans le cadre de VAMDC • Autres molécules (SF6, C2H4, …) • Cas plus complexes : spectroscopie rovibronique (CH3O, …)