ACTIVITÉS DE RECHERCHE
Cosignataire de plus de cent publications conséquentes dans des journaux internationaux à comité de lecture, titulaire d'un contrat de recherches et d'encadrement doctoral depuis 1991, ma carrière d'enseignant chercheur s'est déroulée:
- à l'Université Pierre et Marie Curie, successivement au laboratoire de Chimie des solutions de 1966 à 1973 sous la direction conjointe des Professeurs M. Châtelet et S. Tribalat,
- à partir de 1973, au laboratoire de Spectrochimie Moléculaire dirigé par Mademoiselle Josien puis par Monsieur J.P. Perchard.
- au CNRS (Laboratoire de Physique Moléculaire et Applications, UPR136) où depuis ma nomination
au grade de Professeur en 1989,
J'ai créé et animé une nouvelle direction de recherches.
Dans un cadre pluridisciplinaire, physique, chimie-physique, souhaité par son Directeur, J.M. Flaud (actuellement C. Camy Peyret), j'ai développé avec mon groupe un axe original de recherches sur la photo-réactivité de molécules d'intérêt atmosphérique.
Les travaux développés et les résultats obtenus ont permis d'engager des coopérations européennes et d'obtenir des contrats qui ont concerné principalement la création d'un réseau de neuf laboratoires, la participation à un projet
STEP (contrat CEE qui m'a permis d'acquérir un laser Nd-Yag couplé à un laser à colorants accordable), l'obtention de contrats de coopération franco-anglais (Alliance) et franco-allemand (Procope), de bourses MRT pour l'accueil de Chercheurs étrangers, et récemment l'obtention de
contrats PNCA, PICS, INTAS, PNP.
L'audience accordée aux travaux de l'équipe s'est concrétisée par plusieurs conférences invitées,
deux invitations personnelles, respectivement par l'Université de Moscou et le NSF, (Université d'Oslo), et a permis la création de trois accords inter-universitaires avec les Universités d'Oslo, de Wroclaw, et de Rome.
J’ai été nominée au Prix Nobel en 1996 pour mes travaux sur l'ozone.
- à l'Université Paris Nord où sous l'impulsion de Pierre Cornillot, Directeur de l'IUP et avec l'accord du Conseil Scientifique de l'Université, j'ai créé avec l'aide de Michel Steers, Ingénieur Consultant PAST, un laboratoire pluridisciplinaire à caractère technologique d'Etudes des Nuisances Atmosphériques et de leurs Effets.
Ce laboratoire dont j’ai assuré la direction tout en restant responsable de mon équipe au LPMA a eu pour vocation d'identifier et de mesurer des polluants chimiques et biologiques de l'air ambiant à l'intérieur et à l'extérieur des locaux, de réaliser des capteurs pour évaluer les risques, d'étudier la chimie des photo-oxydants en phase gazeuse et la photo-réactivité des polluants primaires adsorbés sur des aérosols ou des matériaux de construction.
L'équipe comprenait 7 chercheurs appartenant à des disciplines différentes (Physique, Chimie, Biologie, Médecine, Informatique, Sociologie, Economie) et un Doctorant financé par l'ADEME
et Air Liquide.
Plusieurs Partenaires ont été associés à la direction du laboratoire: le laboratoire de Physique Moléculaire et Applications, le CHU de Bobigny, l'Hôpital Avicennes, le Ministère du logement, l'ADEME, l'Air Liquide, AlRPARIF, le laboratoire de la Préfecture de Paris, le Laboratoire d'Hygiène de la Ville de Paris, le Centre Technique du Bâtiment, la Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement de la Seine Saint Denis, l'organisme d'HLM LOGIREP.
L'ensemble de mes travaux, tant à caractère appliqué qu'à vocation fondamentale, concernait ainsi la dynamique, la réactivité, et la photochimie d'espèces chimiques. On trouvera ci-dessous les six grandes directions qui ont été développées avec les différents thèmes qu'elles recouvrent.
1- Etude des équilibres mis en jeu dans l'extraction des thiocyanates de Zr(IV) et de Hf(1V) par la méthylisobutyl cétone (procédé industriel de séparation de ces deux métaux d'intérêt nucléaire)
Cette étude qui s'est appuyée sur des méthodes d'analyse variées' (spectrométrie UV, IR, et extraction liquide-liquide) ainsi que sur l'utilisation d'isotopes radioactifs (spectrométrie y, réalisée au laboratoire P. Sue de Saclay) a permis d'apporter une contribution non négligeable à la chimie du Zirconium et du Hafuium, alors peu développée, et a fait l'objet de ma thèse d'Etat soutenue en juillet 1973.
2- Etude des forces intermoléculaires au sein d'une paire de molécules relatives à des interactions faibles (type Van der Waals) ou moyennes et fortes (liaison hydrogène).
Ces études réalisées par spectrométrie vibrationnelle couplée à la technique des matrices (qui consiste à isoler des entités chimiques dans des cristaux inertes de gaz rares ou des cristaux moléculaires peu réactifs) ont permis d'apporter une large contribution à plusieurs domaines concernant :
- les interactions solvant-soluté (processus de solvatation)
- la relation entre la structure des complexes et leur réactivité chimique
- les propriétés dynamiques de la liaison hydrogène
- le transfert du proton.
3- Mécanismes de photochimie monophotonique infrarouge pouvant induire des transformations au sein d'une molécule ou d'un dimère de Van der Waals.
La technique de matrices a constitué une méthode de choix pour approcher ce phénomène alors très peu étudié. Deux types de processus à faible énergie d'activation ont fait l'objet de nos recherches:
- isomérisation conformationnelle de dérivés allyliques et du dimère de méthanol
- photodissociation de complexes par liaison hydrogène faible et moyenne formés entre l'acide iodhydrique et une base B (B= acétonitrile, eau, oxyde d'éthylène, acétone, diméthyl-éther).
4-Réactivité et photochimie liées à des processus atmosphériques.
Les études récemment entreprises dans cette direction recouvrent cinq thèmes :
- caractéristiques spectrales et structure de molécules, radicaux, et complexes d'intérêt atmosphériques non encore identifiés.
- mise en évidence des étapes de processus réactionnels entre molécules d'intérêt atmosphérique et des radicaux ou atomes générés par irradiation UV ou à partir d'une décharge
- mécanismes élémentaires de la photodissociation de petites molécules ou de complexes en milieu condensé
- processus de diffusion thermique de petites molécules ou d'atomes en milieu condensé par le suivi de réactions limitées par la diffusion
Les systèmes choisis concernent des problèmes d'actualité en physico-chimie de l'atmosphère: pluies acides, pollution photo-oxydante de la troposphère, origine de la destruction de la couche d'ozone. Ils ont fait l'objet de collaborations avec des Théoriciens en chimie quantique.
5- Simulation de réactions hétérogènes ayant lieu sur et dans la glace.
Durant ces trois dernières années, nous avons développé le nouvel axe de recherche mis en place en 1998 et relatif à l'étude de la réactivité et de la photochimie de molécules d'intérêt stratosphérique et astrophysique sur la surface et dans le volume de films minces de glace formés entre 10 et 190 K sous ultra vide. Dans cette gamme de températures, la glace est un constituant important des nuages polaires
stratosphériques de type 2 (190 K), des enveloppes glacées des grains interstellaires (10-110 K) et de la surface des planètes froides. La glace peut être un catalyseur permettant certaines réactions qui ne se font pas en phase gazeuse. Par ailleurs la photochimie des espèces chimiques adsorbées à sa surface ou piégées dans son volume peut donner de nouveaux composés qui peuvent soit rester piégés dans la glace soit désorber dans la phase gazeuse.
Les objectifs poursuivis ont consisté à:
- étudier quelques processus hétérogènes ayant lieu sur les nuages polaires stratosphériques et pouvant contribuer à la formation du trou d'ozone aux pôles;
-aider à la constitution d'une banque de données en spectroscopie infra-rouge des espèces piégées dans la glace, indispensable pour interpréter les spectres dans le moyen infra-rouge fournis par le satellite ISO (Infrared Space Observatory).
-essayer d'expliquer l'origine de quelques molécules trouvées dans le milieu interstellaire ou sur les satellites galiléens de Jupiter par la réactivité et la photochimie dans la glace de composés primaires.
Les principaux travaux ont été entrepris dans le cadre du Programme National de Chimie Atmosphérique (PNCA), du Programme National de Planétologie (PNP), du Programme de chimie du Milieu Interstellaire (PCMI) et du Groupe de Recherche CNRS sur la glace. Les résultats originaux obtenus sur les interactions avec la glace (réactivité et photochimie) de l'ozone et du dioxyde de soufre (détectés sur la surface des satellites de Jupiter), du diméthyl ether, de l'oxyde d'éthylène (identifiés dans le milieu interstellaire) nous ont permis de nouer des collaborations avec Louis d'Hendecourt (Institut d'Astrophysique spatiale d'Orsay), Bernard Schmitt (Laboratoire de planétologie de Grenoble), et Pascale Ehrenfreund (Observatoire de Leiden., Pays Bas)
6-Pollution atmosphérique urbaine
Trois thèmes de recherche ont été abordés. Ils ont concernés :
- la réactivité des polluants en phase gazeuse.
C'est ainsi que nous avons étudié la réactivité des ions de SF6 formés dans les décharges électriques avec les principaux constituants de l'air.
- la métrologie et la modélisation des polluants à l'intérieur des logements occupés par une population spécifique (thème soutenu par l'ADEME et l'Air Liquide).
Un travail préliminaire qui a reçu le prix des Techniques innovantes décerné par Air Plus au salon Pollutec 2002 a consisté à mettre en évidence les sources de pollution liées aux habitudes de vie
des personnes âgées et les symptômes médicaux éventuellement corrélés à une probable pollution. Une campagne de mesures en temps réel des oxydes d'azote, des composés organiques volatils, du monoxyde de carbone, des poussières, des bio-contaminants et des facteurs de confort a été entreprise sur cinq jours dans des logements de caractéristiques différentes.
-l'étude de la cinétique et du mécanisme d'adsorption et de désorption des polluants sur divers matériaux à l'intérieur des logements ainsi que les réactions hétérogènes pouvant avoir lieu à la surface de ces matériaux