VUV photoionisation of astrophysical molecules : fundamental and quantitative aspects

L’évolution de la matière diluée dans les milieux astrophysiques tels que le milieu interstellaire, les atmosphères planétaires ou la coma des comètes, résulte d'une photochimie très complexe faisant intervenir en particulier un grand nombre d'espèces stables et réactives en phase gazeuse. Cette photochimie est induite par le rayonnement galactique ou par le rayonnement solaire dans le domaine spectral de l'ultra-violet du vide (VUV, longueur d’onde < 200 nm). Une bonne compréhension de cette évolution nécessite une modélisation précise de la photochimie de ces milieux, en prenant en compte l'ensemble des réactions chimiques et des processus photo-induits. Dans ce contexte, le travail principal de cette thèse porte sur le processus de photoionisation (M + hν -> M+ + e-).Un des buts de cette thèse était de déterminer des paramètres quantitatifs, souvent jamais mesurés, pour décrire le processus de photoionisation de composés d’intérêt astrophysique, en particulier d’espèces réactives. Pour ce faire, le montage moyenne – haute résolution (SAPHIRS) de la ligne DESIRS du synchrotron SOLEIL et le nouveau montage laser haute résolution (VULCAIM) de l’ISMO basé sur un spectromètre de photoélectrons à énergie cinétique nulle (ZEKE) ont été utilisés pour mener diverses études expérimentales. Cette thèse présente aussi le développement de cette nouvelle expérience, unique en France, et la caractérisation de ses principales performances.Un paramètre quantitatif important est la section efficace de photoionisation, reliant le nombre d’ions produits au nombre initial d’espèces neutres. Pour les espèces réactives, ce paramètre est rarement connu à cause des difficultés inhérentes à ce type de mesures. Ce travail présente deux mesures de sections efficaces de photoionisation (pour les radicaux NH2 et OH) et quelques résultats préliminaires sur d’autres sections efficaces de radicaux. D’un point de vue pratique, ces sections efficaces permettent indirectement de quantifier d’autres processus de relaxation (i.e. la photodissociation) en utilisant des expériences pompe VUV – sonde VUV, qui sont aussi décrites dans le manuscrit.En plus de l’importance de ces expériences pour les applications, ces études permettent d’obtenir des informations fondamentales et détaillées sur le processus de photoionisation, surtout via la spectroscopie de photoélectrons. Au synchrotron SOLEIL, la structure vibronique du dicarbone, C2, a été étudiée au voisinage de son premier potentiel d’ionisa