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Chimie physique moléculaire expérimentale (HNU)
Faculté des Sciences - Chimie (unité ULB112)

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Spectroscopie moléculaire expérimentale à haute résolution appliquée à la réactivité chimique et à la chimie de l'atmosphère
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coordonnées

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responsables

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Prof. Michel HERMAN Prof. Jean VANDER AUWERA Prof. Réginald COLIN

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composition

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Michel CARLEER Cédric DEPIESSE Keevin DIDRICHE Xavier DIMARTINELLI Rachid EL HACHTOUKI Daniel HURTMANS Michelle LECLERCQ Jean OLBREGTS Athena RIZOPOULOS Séverine ROBERT Patrick VAN POUCKE

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projets

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La vibration moleculaire
Acquisition de données spectrales à haute résolution à l'aide de techniques interférométriques et lasers ultrasensibles, éventuellement couplées entre elles, révélant la structure des niveaux d'énergie individuels dans des régions de très haute excitation vibrationnelle, et excitation laser localisée sur les liens chimiques. Etablissement de modèles quantiques, statistiques et dynamiques.
Profils de raies infrarouges
Mesures de paramètres de raie d'absorption (position, profil, intensité absolue et largeur) par spectroscopie à transformée de Fourier à haute résolution spectrale, avec une exactitude state-of-the-art. Des mesures ponctuelles sont réalisées sur des composés réactifs et/ou en équilibre chimique dans des régions spectrales correspondant aux fenêtres atmosphériques infrarouges.
Agrégats moléculaires et molécules prébiotiques
Développer des techniques de simplification spectrale par jet supersonique couplées à un interféromètre par transformée de Fourier et un spectromètre de masse quadrupolaire pour accéder aux propriétés quantiques de molécules et d'agrégats de taille croissante.
Données spectroscopiques de référence
Les paramètres (positions, intensités et largeurs) de raies d'absorption de composés stables dans les régions de l'infrarouge moyen et proche (600-10000 cm-1), mesurés au laboratoire (thème 2), sont compilés et mis à la disposition de la communauté scientifique.
Les isomères de spin
Comprendre et exploiter expérimentalement les mécanismes de conversion de spin
Spectroscopie infrarouge proche
Mesures de paramètres de raies (positions, intensités absolues et effets de pression) dans le domaine de l'infrarouge proche, en développant des techniques sensibles et précises utilisant laser et spectromètres à transformée de Fourier ainsi que ICLAS-FT.
Développements technologiques
Nous développons des techniques de détection au laboratoire regroupant spectromètre par transformée de Fourier à haute résolution et excitation laser intracavité pour réaliser des montages du type ICLAS/TF et fluorescence induite par laser résolue par TF.
Développement de logiciels
Nous écrivons des logiciels destinés (i) au traitement de spectres à haute résolution, impliquant la mesure de paramètres de profils de raies incluant la contribution instrumentale laser ou interférométrique, et (2) à l'analyse des structures spectrales, notamment de toupies asymétriques.

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publications

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M. Hepp, R. Georges, M. Herman, W.J. Lafferty, and J.-M. Flaud / Striking anharmonic resonances in N2O4: Supersonic jet Fourier transform spectra at 13.3, 7.9, 5.7 and 3.2 microns / J. Mol. Struct. 517-518, 171-180
J. Ballard, R.J. Knight, J. Vander Auwera, M. Herman, G. Di Lonardo, G. Masciarelli, F.M. Nicolaisen / An Intercomparison of Laboratory Measurements of Absorption Cross Sections and Integrated Absorption Intensities for HCFC-22 / Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 66, 109-128
F. Herregodts, D. Hurtmans, J. Vander Auwera, and M. Herman / Ar-Induced Pressure Effects in the nu1+3nu3 Absorption Band in 12C2H2 / Chemical Physics Letters 316, 460-464
G. Weirauch, A. Campargue, M.I. El Idrissi and M. Herman / The Absorption Spectrum of 12C2H2 : IV. The Regions 7600-9200 and 10600-11500 cm-1 / Molecular Physics, in press
D. Hurtmans, A. Rizopoulos, M. Herman, L.M.S. Hassan and A. Perrin / Vibration-Rotation Analysis of the Jet-Cooled nu12, nu7+nu8 and nu6+nu10 Absorption Bands of 12C2H4 / Molecular Physics, in press
J.-M. Flaud, W.J. Lafferty and M. Herman / First High-Resolution Analysis of the Absorption Spectrum of Propane in the 6.7-7.5 mum Spectral Region / Journal of Chemical Physics, accepted for publication
M. Herman, D. Hurtmans and J. Vander Auwera / High Resolution Infrared Spectroscopy / NATO-ASI Series, Kluwen Pub, accepted for publication
G. Weirauch, M.I. El Idrissi, J. Vander Auwera, M. Herman and A. Campargue / The Absorption Spectrum of Dideuteroacetylene in the 10000-12500 cm-1 Spectral Region / Molecular Physics, accepted for publication
M.I. El Idrissi, J. Liévin, M. Herman, A. Campargue and G. Graner / The Vibrational Energy Pattern in Propyne (12CH3 12C2H) / Chemical Physics, accepted for publication
C. Claveau, A. Henry, D. Hurtmans, A. Valentin / Narrowing and broadening Parameters for H2O Lines Perturbed by He, Ne,Ar, Kr, and nitrogen in the spectral range 1850-2140 cm-1. / J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 68, 273.

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theses

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Bach, M. (Physique-2001), ''Etude spectroscopique des niveaux de vibration hautement excités des molécules N2O et C2H4 : Analyses rotationnelles et modèles globaux '' M. Herman, ULB., 2001
Mellouki, A. (Physique-2001), ''Spectroscopie infrarouge à haute résolution de molécules aromatiques: le pyrrole (C4H5N) et le furane (C4H4O)'', M. Herman, ULB., 2001
El Idriss, I., (Physique-2001), ''L'état électronique fondamental de l'acétylène'', M. Herman, ULB., 2001
Herregodts, F. (Chimie-2000), ''Etudes spectroscopiques des molécules C2H2, HCOOH et CH3CHO fortement excitées vibrationnellement : développements instrumentaux laser, réactivité intramoléculaire et effets de pression'' M. Herman, ULB., 2000
El Youssoufi Y.(Chimie-1998), ''Etude spectroscopique, expérimentale et théorique, des molécules N2O4 et 1,2-C2H4Cl2'', M. Herman et J. Liévin, ULB, 1998
Vandaele A.-C. (Ingénieur civil-1997), ''Développement d'instruments pour la détection de constituants troposphériques minoritaires par DOAS UV-visible'', M. Carleer, P. Simon et R. Colin, ULB (Solvay Award), 1997
Abbouti Temsamani M. (Chimie-1996), ''Acetylene, X(1sig+g): from high resolution spectroscopy to intramolecular dynamics'', M. Herman, ULB, 1996
Hurtmans, D. (Physique-1995), ''Etude d'intensités spectrales dans des molécules d'intérêt atmosphérique'' M.Herman,ULB, 1995
Sholokhova, I. épse Petropavlovskikh (Physique-1995), ''Evaluation of photodissociation coefficient calculations for use in atmospheric chemical models'' R.Colin et G.Brasseur,ULB, 1995
Clerbaux, C. (Physique-1993), ''Spectroscopie par Transformée de Fourier de molécules d'intérêt atmosphérique : étude du radical SO et d'hydrohalocarbures'' R.Colin,ULB (Solvay Award), 1993
Guilmot J.-M. (Chimie-1993), ''Etude par spectroscopie à transformée de Fourier du spectre infrarouge de HNO2'', M. Herman, ULB, 1993
Huet T. (Physique-990), ''Etude spectroscopique des premiers états de valence de la molécule d'acétylène'', M. Herman, ULB, 1990
Vanhorenbeke F. (Chimie-1990), ''Spectroscopie électronique de molécules organiques: le trans-glyoxal et le 1,2,4-trifluorobenzène. Construction d'un jet supersonique'', M. Herman, ULB, 1990
Van Roozendael M. (Chimie-1989), ''Etude par spectroscopie laser optogalvanique et optoacoustique du système chimique NO, NO2 et N2O4'', M. Herman, ULB, 1989
Kleiner, I. (Chimie-1989) ''Etude par spectroscopie laser sub-Doppler des molécules HNO3 et CH3CHO dans le domaine de l'infrarouge'', M. Godefroid et M. Herman, ULB, 1989
Vander Auwera J. (Chimie-1987), ''Etude spectroscopique à très haute résolution des molécules NO2 et trans-C2H2O2. Contribution à la spectroscopie de double résonance laser'', M. Herman, ULB, 1987
Van Craen, J.-C. (Chimie-1983), ''Etude spectroscopique d'une transition électronique impliquant une variation de la géométrie moléculaire: La transition A-X de C2H2'', R. Colin et M. Herman, ULB, 1983
Depiesse, C. (Physique-thèse en cours) ''Développement d'un spectromètre ICLAS-TF'', M. Herman, ULB.
El Hachtouki, R. (Physique-thèse en cours) ''Mesures d'intensités spectrales absolues pour des hydrocarbures d'intérêt atmosphérique dans les domaines de l'infrarouge et l'infrarouge proche par spectroscopie à transformée de Fourier'', J. Vander Auwera, ULB.
Didriche K. (Chimie-en cours): ''Etude expérimentale par spectroscopie infrarouge de petits agréhats en phase gazeuse'' M. Herman et J. Vander Auwera, ULB
Robert, S. (Physique-encours): ''Etude des isomères de spin de l'acétylène'' M. Herman, ULB
Freytes, M. (Physique-en cours): ''Etude spectroscopique de l'acide formique'', M. Herman, ULB, et CEILAP, Argentine.

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collaborations

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R.W. Field, ''Massachussetts Institute of Technology'', Chemistry, Boston, Etats-Unis (USA)
A. Campargue, R. Jost, ''Laboratoire de Spectrométrie Physique'', Université J. Fourier, Grenoble, France
C. Camy-Peyret , A. Valentin , J.-L. Teffo, ''Laboratoire de Physique Moléculaire et Applications'', Université PetM Curie, Paris, France
G. Di Lonardo, L. Fusina, F. Tamassia, ''Chimica Fisica e Inorganica'', Universita di Bologna, Bologne, Italie
M. Godefroid, J. Liévin, N. Vaeck, ''Chimie quantique et Photophysique'', Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgique
P. De Natale, M. Inguscio, ''Laboratory for Non Linear Spectroscopy'', Universita di Firenze, Firenze, Italie
A. Fayt, ''Laboratoire de Spectroscopie Moléculaire'', Université de Louvain-la-Neuve, Louvain-la-Neuve, Belgique
J.-M. Flaud, I. Kleiner, L. Coudert, A. Perrin, ''Laboratoire de Photophysique Moléculaire'', Université de Paris-Sud, Orsay, France
J. Cosléou, J. Demaison, T.R. Huet, G. Wlodarczak, ''Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules'', Université de Lille I, Lille, France
P. Gaspard, ''Chimie-Physique'', ULB, Bruxelles, Belgique
G. Winnewisser, ''I. Physikalisches Institut'', University of Koln, Cologne, Allemagne
V. Boudon, G. Pierre, M. Rodger, ''Laboratoire de Physique'', Universite de Bourgogne, Dijon, France
P. Bernath, ''Department of Chemistry'', University of Waterloo, Waterloo, Ont., Canada
H. Burger, P. Jensen, ''Bergische Universitat Wuppertal'', Anorganische and Physikalische Chemie, Wuppertal, Allemagne
B. Zhilinskii, ''Chimie Physique de l'Atmosphère'', Université du Littoral, Dunkerque, France
N. Moazzen-Ahmadi, ''Department of Physics and Astronomy'', University of Calgary, Calgary, Canada
V. I. Perevalov, ''Russian Academy of Sciences'', Institute of Atmospheric Optics, Tomsk, Russie
J-L. Teffo, ''Laboratoire de Physique Moléculaire et Applications'', Université Pierre et Marie Curie, Paris, France
L. Daumont, ''Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique'', Université de Reims Champagne Ardennes, Reims, France
H.P. Lee, ''National Chiao Tung University'', Department of Applied Chemistry, Hsinchu, Taiwan (Formose)

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prix

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Professeur invité à l'Université de Paris-Sud (1989-1990) - Michel HERMAN
Fellow de la Société Japonaise pour la promotion des Sciences (1993) - Michel HERMAN
Membre Comité National de Chimie de l'Académie Royale des Sciences de Belgique - Réginald COLIN Michel HERMAN
Membre du comité scientifique de l'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique - Réginald COLIN Michel HERMAN
Membre du comité scientifique CNRS du "Laboratoire de Physique Moléculaire et Applications" de l'Université de Paris VI - Michel HERMAN
Membre de l'Editorial Board du Journal of Molecular Spectroscopy,Pergamon Press,Columbus,Ohio - Réginald COLIN
Professeur invité à l'''Universita degli studi'' de Bologne (1996) - Michel HERMAN
Prix Louis D'OR 1986 (Société Royale des Sciences de Liège) - Michel HERMAN
Coordinateur du projet européen ''Spectroscopy and Dynamics of Vibrationally Excited Molecules'' (1991-1994) - Michel HERMAN
Directeur de Recherches honoraire du Fonds National de la Recherche Scientifique (Belgique) - Michel HERMAN
Membre du comité scientifique international des ''Colloquium on High Resolution Molecular Spectroscopy'' (1995- ) - Michel HERMAN
Président de la division ''Chimie Physique et Théorique'' de la Société Royale de Chimie (1998- ) - Michel HERMAN
Membre du comité scientifique international des "Topical Meetings on Fourier Transform Spectroscopy" - Michel HERMAN Jean VANDER AUWERA
Membre du comité scientifique international du ''Ohio State University International Symposium on Molecular Spectroscopy (USA)'' (1999-2002) - Michel HERMAN
Membre du comité scientifique international des ''Journées de Spectroscopie Moléculaire (France)'' (1997- ) - Michel HERMAN
Membre du comité scientifique CNRS du "Laboratoire de l'Environnement de l'Université du Littoral" (Dunkerque, France) - Michel HERMAN
Membre du comité scientifique CNRS du ''Laboratoire de Dynamique, Interactions et Réactivité'' de l'Université Pierre Marie Curie, Paris - Michel HERMAN
Co-directeur du ''Laboratoire européen associé HiRes'' reconnu par les CNRS (France), DFG (Allemagne) et FNRS (Belgique) (2003- ) - Michel HERMAN
Conférences pléniaires invitées à différents congrès internationaux - Réginald COLIN Michel HERMAN Jean VANDER AUWERA
Membre du comité scientifique international de la base de données spectroscopiques ''HIgh resolution TRANsmission (HITRAN)'' (2003-) - Jean VANDER AUWERA

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savoir-faire/équipements

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Cellules d'absorption thermostatées (gamme de température: de 200 à 300 K).
 Détection ultra sensible par spectroscopie laser Sa:Ti intracavité
 Laser Ti:Sa Coherent 899/29
 Spectromètres à transformée de Fourier haute résolution Bruker IFS 120HR/TRS
 Système en jet supersonique couplé à une détection par spectroscopie optique interférométrique et spectrométrie de masse quadrupolaire
 Softwares pour traitements de données spectroscopiques

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mots clés compréhensibles déclarés

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détection infrarouge quantitative molécules atmosphériques et interstellaires réactivité intra et intermoléculaire spectroscopie laser spectroscopie par transformée de fourier

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disciplines et mots clés déclarés

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Aéronomie Chimie quantique Logiciel d'application Phénomènes atmosphériques Photochimie Physico-chimie générale Physique Physique atomique et moléculaire Spectroscopie [électromagnétisme, optique, acoustique]
acétylene acides carboxyliques acides inorganiques et organiques atmosphère chaos chimie sélective données de référence effets de pression effets instrumentaux fenêtres atmosphériques infrarouges global change hydrocarbures atmosphériques intensité d'absorption intensités absolues jet supersonique laser sa:ti laser sa:ti molécules prebiotiques molécules van der waals et complexes moléculaires oxydes d'azote pollution polyades profils de raie redistribution intramoléculaire vibrationnelle résonances anharmoniques spectromètre par transformée de Fourier à haute résolution spectroscopie des harmoniques spectroscopie infrarouge proche à haute résolution spectroscopie laser intracavité spectroscopie laser optoacoustique spectroscopie tf/iclas spectroscopie tf en longue cellule spectroscopie ultrasensible iclas-tf staistique de spin nucléaire tf/fil toupies asymétriques

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codes technologiques DGTRE

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Technologies du laser

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