La détermination de la section efficace d'absorption de composés atmosphériques est indispensable pour leurs mesures de concentration. Plus les valeurs de sections efficaces sont exactes, meilleure est la détermination des concentrations atmosphériques. À l'heure actuelle, la valeur de la section efficace d'absorption de l'ozone à 253,65 nm servant de standard pour la mesure de concentration de l'ozone est entachée d'une erreur de 2% et est controversée. Pour cette raison, nous avons développée un photomètre permettant d'obtenir des sections efficaces d'absorption avec une très bonne exactitude à 253,65 nm. Le but était d'atteindre une précision inférieure à 1 %. Le photomètre réalisé a été testé sur le styrène, un composé organique volatil (COV) aromatique. Les COVs comme l'ozone sont des polluants de la troposphère qui absorbent fortement dans l'UV. Outre son intérêt de molécule test, le styrène comme de nombreux COVs, a une section efficace d'absorption dans l'UV connue avec une mauvaise précision. La forte absorbance du styrène nous a obligé à travailler en basse pression (en dessous de 1 Torr). Dans ce domaine de pression, il apparaît une non-linéarité dans la mesure de pression que nous avons corrigée en mesurant la transpiration thermique du styrène. Nous avons donc obtenu la première mesure de transpiration thermique d'une molécule aromatique. Grâce à une estimation précise des erreurs et des corrections faites, nous avons montré que le photomètre réalisé atteignait bien une précision inférieure au %. Nous avons obtenu une section efficace absolue d'absorption du styrène de 1,521E−17 cm^2 avec une incertitude de 0,6 % pour un intervalle de confiance de 95 %.

L'étude de l'ionisation de molécules biologiques, bases de l'ADN et de l'ARN, par impact de protons (20-150 keV/uma) a été l'enjeu de ce travail. Les expériences développées ont permis d'étudier la fragmentation de l'uracile, la thymine, l'adénine et la cytosine sous impact de protons, et de développer une méthode de mesure de section efficace absolue des processus d'ionisation mis en jeu au cours de l'interaction proton-molécule cible.<br />Le dispositif expérimental développé a permis de séparer les contributions des deux processus d'ionisation de la molécule cible : l'ionisation directe et l'ionisation par capture électronique. Les spectres de masse correspondants, analysés événement par événement, ont été mesurés. Pour l'uracile, les rapports de branchement de ces deux processus ont été mesurés en fonction de la vitesse du projectile.<br />Nous avons développé la mesure de sections efficaces absolues pour le processus de capture électronique. Le taux de production d'atomes neutres par rapport au nombre de protons incidents a été mesuré pour les quatre molécules étudiées : uracile, cytosine, thymine et adénine, et ceci, pour différentes températures d'évaporation. Ce taux varie avec l'épaisseur de cible traversée par le faisceau de protons. Un dispositif de dépôt a été développé pour caractériser la densité moléculaire du jet gazeux des bases étudiées. L'étude théorique et expérimentale du débit total d'effusion et du profil du jet gazeux a permis de déduire l'épaisseur de cible traversée par le faisceau de protons. Ainsi, la section efficace absolue d'ionisation des quatre molécules biologiques isolées sous impact de protons d'énergie de 80 keV/uma a été déterminée.

Les composés perfluorés possèdent des propriétés à la fois hydrophobes et lipophobes et sont commercialisés depuis les années 1950. Ils ont été depuis largement utilisés dans de nombreuses applications industrielles. Cependant, il s’agit de composés persistants, bioaccumulatifs, avec de grandes durées de vie atmosphérique. Ces espèces sont considérées comme de puissants gaz à effet de serre, et seraient principalement dégradées par photolyse, dans la haute atmosphère. Un travail de caractérisation physicochimique de deux composés perfluorés, le PFOA et le PFOS, produits de dégradation ultime des composés perfluorés les plus utilisés, a été réalisé. Des expériences de spectroscopie VUV et spectrométrie de masse ont permis d’identifier les voies de relaxation de ces composés après photoactivation. Une méthodologie par couplage rayonnement synchrotron/spectrométrie de masse permettant la mesure de sections efficaces absolues a été développée puis appliquée aux composés d’intérêt. Ces mesures ont ensuite été reliées à leur taux de photolyse et durées de vie atmosphérique selon l’altitude. / Perfluorocarbons compounds have both hydrophobic and lipophobic properties. They have been manufactured since the 1950s, and widely used in many industrial applications. However, they are persistent, bioaccumulative compounds with long atmospheric lifetimes. They are considered to be potent greenhouse gases, and are supposed to be mainly degraded by photolysis in the upper atmosphere. A work of physicochemical characterization of two perfluorinated compounds was realized on the PFOA and PFOS. They have been found to be the final compounds of degradation of the majority of perfluororinated compounds. VUV spectroscopy and mass spectrometry experiences have been undertaken to identify their relaxation pathways after photoactivation. A methodology based on the coupling of synchrotron radiation and mass spectrometry was developed to perform absolute cross section measurements and was apply to the compounds of interest. These measurements have been used to determine their photolysis rates and atmospheric lifetimes according to the altitude.