Simulation de spectres à haute température : une approche statistique du compromis résolution / précision

International audienceMalgré les progrès continus enregistrés dans le domaine de la spectroscopie moléculaire, théorique et expérimentale, les banques de données spectroscopiques disponibles présentent des lacunes importantes, notamment pour l'interprétation des observations des environnements astrophysiques à haute température. Ce constat s'applique en particulier à la molécule de méthane présente dans les atmosphères de nombreux objets astrophysiques. La modélisation du coefficient d'absorption du méthane dans le proche infrarouge et/ou à haute température continue à défier les théoriciens du fait de la complexité intrinsèque de son spectre rovibrationnel. De fait, les analyses à haute résolution concernent les basses énergies et les efforts actuels portent sur la région allant jusqu'à environ 6000 cm-1 [1]. Des travaux théoriques récents seront présentés proposant des outils à destination des applications astrophysiques pour lesquelles l'exhaustivité et la fiabilité des données spectroscopiques est primordiale [2-3]. Ces travaux exploitent les modèles d'hamiltoniens effectifs globaux selon une approche multi-résolution incluant le calcul statistique. Il s'agit en fait d'intégrer dans les simulations de spectre des informations sur les niveaux très excités et sur la précision estimée de telles informations. Dans chaque contexte, le meilleur compromis « résolution / précision » est recherché, avec un souci de rigueur dans l'estimation même de la précision des données. Deux applications seront abordées : le calcul de la fonction de partition du méthane à haute température et la détermination de la bande de confiance du coefficient d'absorption du méthane à haute température en fonction de la résolution. Références [1] S. Albert, S. Bauerecker, V. Boudon, L. R. Brown, J. P. Champion, M. Loete, A. Nikitin, M. Quack, Global analysis of the high resolution infrared spectrum of methane 12CH4 in the region from 0 to 4800 cm-1, Chemical Physics 356 (1-3) (2009) 131-146. doi:10.1016/j.chemphys.2008.10.019. Et papier en préparation. [2] C. Wenger, J. P. Champion, V. Boudon, The partition sum of methane at high temperature, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 109 (16) (2008) 2697-2706. doi:10.1016/j.jqsrt.2008.06.006. http://icb.u-bourgogne.fr/JSP/TIPS.jsp http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00277904/fr/ [3] C. Wenger, J. P. Champion, Multi-Resolution error analysis of predicted absorption coefficients. Method and application to the infrared spectrum of methane at high temperature http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00473611/fr