Abstract FR:

Ce travail a été consacré à l'étude des mécanismes collisionnels sur les profils des raies spectrales de la branche Q (bande fondamentale) de H2 sous l'influence de plusieurs perturbateurs (H2, He, Ne, Ar, Xe, N2 et H2O). Les expériences ont ete réalisées par spectroscopie Raman stimulé dans un large domaine de températures (de 296 k a 995 k pour certains mélanges) et a des densités voisines de 10 amagat. Ce travail a été fortement motivé par le diagnostic de la température dans un moteur fusée qui sera effectue par spectroscopie CARS a l'ONERA. Dans un premier temps, nous avons fait l'étude de la raie Q(1) de H2 perturbé par plusieurs gaz rares lourds (Ne, Ar et Xe); deux anomalies ont alors ete observées. En effet, les profils des raies sont asymétriques pour les mélanges très dilués en H2; par ailleurs, l'élargissement total ne varie pas linéairement avec la concentration du perturbateur. Ces phénomènes inhabituels (non observés pour d'autres molécules) ont été correctement décrits par deux modèles dans lesquels le déplacement collisionnel dépend du module des vitesses de la molécule radiative. Dans cette interprétation, l'élargissement total a deux contributions: l'élargissement collisionnel (homogène) et l'élargissement inhomogène (dû à une forte dépendance du déplacement en fonction de la température et à un différentiel de masse élevé entre la molécule radiative et le perturbateur). Ces modèles ont également permis d'interpréter les résultats obtenus pour le système H2-N2, où une non linéarité de l'élargissement total en fonction de la concentration a été observée. Par la suite, une étude des raies Q(J) (J=0 à 5) a été menée pour les systèmes H2-H2, H2-He et H2-H2O. Les anomalies precédemment décrites n'ont pas été observées pour le mélange H2-He; nous avons montré qu'il était cependant possible qu'un élargissement inhomogène contribue a l'élargissement total de la raie. Par ailleurs, pour ces systèmes, nous avons determiné les taux de transferts rotationnels inélastiques et le taux de déphasage vibrationnel élastique. Enfin, quel que soit le perturbateur, nous avons établi que le déplacement collisionnel des raies de H2 varie linéairement avec la racine de la température (exprimée en Kelvin)