Caractérisation du couplage des techniques de désorption laser, ionisation laser et spectrométrie de masse à temps-de-vol
(Applications aux études des processus hétérogènes gaz-glace et de la phase adsorbée de particules de suies émises par les processus de combustion)

URL d'accès : http://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupver...

Auteur(s):  Ziskind, Michael
Date de soutenance : 2010
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Garant ou directeur :  Focsa, Cristian
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie
Discipline : Sciences physiques
Mots-clés : Désorption laser Combustion incomplète
Suie -- Surfaces
Glace -- Surfaces
Photoionisation --
Spectrométrie de masse à temps de vol --
Composés aromatiques polycycliques --

Résumé : Ce mémoire d'HDR synthétise les travaux effectués dans le cadre de deux projets développés au sein de notre équipe au laboratoire PhLAM : - l'étude des processus hétérogènes d'intérêt environnemental et biologique à la surface et dans le volume de la glace. - l'étude des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) adsorbés à la surface des particules de suies émises lors de la combustion incomplète de combustible fossile. Le procédé expérimental utilisé pour mener à bien ces projets est basé sur le couplage des techniques de désorption laser, de photo-ionisation et de spectrométrie de masse. Pour exploiter de manière optimale le potentiel analytique et technologique de ce dispositif, il est nécessaire d'en comprendre les mécanismes. Pour ce faire, nous avons opté pour une stratégie d'études paramétriques, en jouant sur divers éléments de l'expérience (longueurs d'onde, énergies, nature des substrats…).- En utilisant cette approche le couplage entre les processus de désorption et d'ionisation a pu être décrit à travers la variation de l'énergie interne des molécules éjectées suite à l'interaction laser-matière. Le caractère parfaitement résonnant du processus de désorption, lié à l’excitation des modes de stretching O-H et C-H sur des échantillons de glace et de HAP purs respectivement, a également été démontré. L'adaptation de ces travaux à des échantillons binaires a permis de mettre pour la première fois en évidence deux régimes de désorption, le 1er correspondant à la désorption exclusive d'un des deux composés de l'échantillon irradié, le 2nd correspondant au régime classique de co-désorption, associé à la présence d'agrégats hydratés dans le cas de solution aqueuse gelée.- Les applications liées à cette technique seront discutées, en distinguant celles associées au régime de désorption sélective (mesure de profils de diffusion de gaz traces dans la glace, analyse d'échantillons complexes…) et au régime de co-désorption (MALDI IR, production d'agrégats d'intérêt atmosphérique ou biologique). L'étude des HAP adsorbés à la surface des suies selon le stade de la combustion et la nature du carburant sera présentée dans une dernière partie. Ces travaux, initiées sur des flammes d'acétylène, puis de Diesel, se poursuivent aujourd'hui sur des flammes de méthane basse pression et démontrent tout le potentiel de la technique pour explorer les mécanismes de formation des suies.



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