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Soutenance de thèse d’Anne Vialatte

Emissions aurorales liées aux composés azotés de la haute atmosphère terrestre

Anne Vialatte (IPAG)
lundi 9 octobre 2017 à 14h Salle Forestini (bât. OSUG-A)

La météorologie de l’espace est un domaine dédié à l’étude de l’impact des variations de l’activité solaire sur l’environnement spatial de la Terre. Celles-ci peuvent avoir des conséquences importantes sur les technologies humaines, comme les réseaux de lignes haute-tension ou les systèmes de télécommunication par satellites. Ces mêmes variations sont également à l’origine des aurores, phénomènes observés dans la haute atmosphère de la Terre au niveau des pôles, au pied des lignes de champ magnétique. Elles vont pouvoir nous servir de traceur dans l’étude des particules solaires piégées dans l’environnement spatial de notre planète.

Les émissions aurorales, complexes, de part leur étalement et différenciation en altitude et de leur diversité spectrale, restent un challenge observationnel.

Les émissions atomiques aurorales sont bien documentées, mais ce n’est pas toujours le cas des émissions moléculaires, qui sont pourtant une source d’information potentielle sur les précipitations énergétiques provenant de la magnétosphère. C’est dans ce contexte que se place la définition de la mission du nanosatellite ATISE (Auroral Thermospheric and Ionospheric Spectrometer Experiment), développé au Centre Spatial Universitaire de Grenoble. Il aura pour but l’observation de la haute atmosphère terrestre via l’acquisition de spectres dans le proche UV et le visible.

Le diazote N2 et son ion N2+ font partie des composés majoritaires de l’atmosphère, et sont donc un choix cohérent afin de définir l’observabilité des émissions moléculaires. Le monoxyde d’azote NO est une espèce minoritaire dans la thermosphère, mais va avoir un rôle clé dans la destruction d’ozone stratosphérique, et donc dans la problématique du dérèglement climatique.

Les émissions de ces composés, et notamment leurs profils verticaux ainsi que intensités ont été étudiées grâce au modèle TRANS, qui résout l’équation de Boltzmann pour le transport d’électrons. Ceci nous a aidé à caractériser les besoins scientifiques de la mission ATISE. Dans un second temps, l’analyse des résultats du démonstrateur-sol de ce nanosatellite a montré le potentiel de cette mission, bien que certaines spécifications ne soient pas encore atteintes. Enfin, toujours dans cette logique de recherche de nouvelles quantités observables pour la météorologie de l’espace, une dernière partie abordera la polarisation de la lumière aurorale, avec l’étude de la bande à 427,8 nm de N2+.


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