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Thèse de Doctorat Détermination d'Indice Complexe de Réfraction de particules en suspension et en environnement contrôlé par spectroscopie TéraHertz (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 8 mars 2021

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Informations générales

Référence : UMR8520-SOPBAR-001
Lieu de travail : VILLENEUVE D ASCQ
Date de publication : lundi 15 février 2021
Nom du responsable scientifique : Sophie Eliet Barois
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Contexte scientifique :
A l'échelle globale les aérosols sont une des composantes majeures impliquées dans le calcul du bilan radiatif terrestre et donc de l'évolution future du climat. Leur contribution résulte de nombreux effets directs ou indirects dont l'intensité sera liée à leur concentration en nombre et la nature de leurs sources se traduisant par une large diversité de propriétés physico-chimiques: taille des particules, morphologie, composition chimique. A l'échelle locale, les impacts sanitaires de la pollution particulaire sont à présents suffisamment documentés pour confirmer le rôle néfaste des particules sur la santé des populations, leur toxicité dépendant aussi de la taille et de la composition chimique des particules. Une meilleure connaissance des impacts locaux et globaux des aérosols nécessite donc de disposer de ces données sur une couverture globale avec une résolution temporelle élevée. L'observation de l'atmosphère par télédétection permet d'obtenir ces informations cruciales et notamment à partir de spectromètres embarqués sur les plateformes satellitaires. Le challenge de ces observations consiste à inverser les signaux optiques enregistrés sur toute la colonne atmosphérique afin de déterminer les propriétés physico-chimiques des aérosols. Cette opération nécessite la connaissance des propriétés optiques et notamment les indices complexes de réfraction (ICR) des aérosols. Or, ces ICR sont très mal connus dans la gamme spectrale TeraHertz (100 GHz-30 THz). Il est donc primordial de réaliser des expériences de laboratoire afin de les mesurer. Le projet STEPSON prévoit le développement d'un spectromètre permettant la caractérisation d'aérosol entre 0,2 et 5 THz. Ce spectromètre, à vocation transportable, pourra être couplé avec d'autres spectromètres (IR et visible) permettant ainsi d'obtenir des ICR sur une très large gamme spectrale jamais couverte jusqu'à présent.

Missions et activités de l'étudiant(e) en thèse de doctorat
L'étudiant(e) aura pour mission de développer un banc expérimental afin d'enregistrer des spectres TeraHertz de particules remises en suspension dont la granulométrie et la concentration seront aussi enregistrés.
Il/Elle sera amené à optimiser une procédure numérique existante afin d'en déduire les indices complexes de réfraction de particules. Ces particules seront dans un premier temps des particules dites « modèles », sphériques, calibrées en taille et composition connue. L'étudiant(e) disposera ensuite d'une banque d'échantillons réels (poussières désertiques, cendres volcaniques) sur lesquels il/elle pourra mener ses expériences.
Une fois toutes ces étapes validées à l'IEMN, l'instrumentation sera couplée avec d'autres spectromètres (UV-Vis et IRTF) de sorte à acquérir des jeux de données de l'UV au TeraHertz dans les mêmes conditions opératoires.

Contexte de travail

Contexte professionnel et géographique
L'étudiant(e) en thèse intégrera l'équipe Photonique-TeraHertz de l'Institut d'Electronique Microélectronique et Nanotechnologies (IEMN). L'étudiant(e) exercera sa mission principalement au laboratoire central de l'IEMN, situé sur le Campus Cité Scientifique à Villeneuve d'Ascq, accessible en métro (arrêt 4 Cantons). Il/Elle bénéficiera de l'environnement instrumental et technique des plateformes de l'IEMN. L'étudiant(e) sera encadré(e) par le Professeur Denis Petitprez du laboratoire des Processus Physico-Chimique Combustion et Atmosphère (PC2A) et par le Dr Sophie Eliet, Ingénieur de Recherche à l'IEMN. L'étudiant(e) sera amené(e) à interagir avec les personnels du PC2A et du Laboratoire d'Optique Atmosphérique (LOA) (situés sur le même campus universitaire que le laboratoire central de l'IEMN) et pourra bénéficier des équipements et des savoir-faire selon les besoins inhérents au sujet.

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