thesis

Modelisation des changements de phase dans la basse atmosphere de titan

Defense date:

Jan. 1, 1997

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Institution:

Paris 7

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Authors:

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Abstract EN:

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Abstract FR:

Les processus de changements de phase dans la basse atmosphere peuvent affecter la photochimie, la nature de la surface exposee de titan, et le profil de temperature de l'atmosphere. La description de la nucleation est une priorite dans la modelisation de ces changements de phase. Dans le cadre de la theorie classique de la nucleation, nous proposons une valeur du taux de nucleation critique adaptee a l'etude de l'atmosphere de titan. Nous relevons dans la litterature des methodes pour une estimation des angles de contact et des enthalpies libres surfaciques des phases solides. Nous proposons un modele incluant la condensation et l'evaporation, la nucleation, la sedimentation des aerosols et le transport de gaz par diffusion turbulente. Nous lui associons un modele plus simple avec nucleation instantanee, et nous demontrons que les solutions du modele complet doivent tendre vers une solution du modele plus simple lorsque l'angle de contact tend vers zero. Nous etudions un autre modele simple, qui suppose une sursaturation negligeable pour toutes les especes. Pour des valeurs plausibles des parametres, nous montrons que la sursaturation eventuelle du methane serait due a l'inhibition de la nucleation ou a la coagulation plutot qu'a la dynamique du transport gazeux et de la condensation. Dans ce modele, le cycle d'evaporation et de condensation du methane dans la troposphere entraine l'evaporation de quelques centimetres de methane par an. L'echange de chaleur latente concomitant peut etre de l'ordre de 0,1 w. #m#-#2. A la tropopause, le rayon des aerosols atteint approximativement 3 fois le rayon des noyaux de tholins. A 20 km, le rayon a augmente jusqu'a une valeur 200 fois superieure au rayon des noyaux de tholins. Enfin, nous construisons un modele qualitatif specialement pour illustrer le comportement periodique potentiel associe a certaines valeurs de l'angle de contact, et nous proposons un critere pour l'existence de la periodicite.