Etude expérimentale de la désorption et de la réactivité de espèces azotées sur les grains de poussière interstellaire

. Le milieu interstellaire (ISM) est un element essentiel des galaxies. Il est en effet la matrice de la formation des etoiles et des planetes. Il est compose de gaz et de poussieres interstellaires. Il est generalement admis que la presence de molecules organiques complexes (COM) est due aux reactions en phase gazeuse. Toutefois, la synthese de certaines especes cles (i.e. H2, H2O, CO2, etc.) necessite l'intervention des reactions en phase solide c'est a dire sur les grains de poussiere. Plus de 200 molecules, dont des COM, ont ete detectees dans l'ISM. et les enveloppes circumstellaires. Certaines de ces COM contiennent deja du carbone, de l'oxygene, et de l'azote, qui sont les principaux elements chimiques de la composition des molecules a partir desquelles la vie terrestre s'est construite. L'objectif de cette these est de comprendre les processus physiques et chimiques (diffusion, desorption et reactivite) qui se produisent sur les grains de poussiere interstellaire. Plus specifiquement, ma these se concentre sur l'etude de la desorption et de la reactivite des especes azotees qui peuvent mener a des COM par des processus lies a l'hydrogenation. Toutes les experiences ont ete realisees avec l'experience VENUS situee au laboratoire LERMA a l'universite de Cergy Pontoise, France. VENUS est composee d'une chambre a ultra-vide (UHV), appelee chambre principale, dotee d'une pression de base d'environ 10-10 mbar. Des atomes/molecules sont dirigees vers un porte-echantillon dans la chambre UHV au moyen d'un systeme a quatre faisceaux separes. La temperature du porte-echantillon peut etre controlee entre 7 K a 400 K. Les produits sont sondes par spectrometrie de masse et spectroscopie infrarouge par reflexion en adsorption. Differents environnements ont ete utilises : surface d'or ou substrats de glace d'eau (glace amorphe compacte ou poreuse et glace cristalline) pour imiter les differents environnements astrophysiques. Nous avons procede a des experiences impliquant certains atomes et molecules comme l'hydrogene, le deuterium, l'oxygene, le CO, N2, NO, H2O, H2O, H2CO, CH3CN et CH3NC. Ces especes ont ete deposees sur une surface froide maintenue a 10 K (et jusqu'a 40 K). CO et N2 ont ete deposes sur des substrats de glace d'eau pour etudier les differents comportements des adsorbats ainsi que la distribution des energies de desorption et le mecanisme de segregation. Nous avons etudie l'efficacite de la penetration des atomes (oxygene et hydrogene) dans la glace d'eau poreuse. Nous avons utilise le NO comme traceur chimique. A partir de l'analyse de la consommation de NO, nous avons estime la penetration des atomes O ou D a travers la glace d'eau poreuse. Nous avons procede a de nouvelles experiences sur l'hydrogenation du NO et nous avons constate qu'il existe une barriere d'activation a l'etape HNO + H. Cependant, les atomes H peuvent traverser cette barriere d'activation par effet tunnel sur une surface maintenue a 8 K. Nous avons montre que l'hydroxylamine (NH2OH) est le principal produit de l'hydrogenation du NO a basse temperature, mais que le N2O est le principal produit a haute temperature. Nous presentons egalement les voies chimiques possibles de formation du formamide (NH2CHO) , molecule cle de la chimie pre-biotique, par co-hydrogenation de NO et de H2CO sur une surface froide (typiquement a 10 K). Nous avons analyse et montre l'efficacite de cette voie de formation du formamide sur les grains interstellaires. Nous avons montre que le reseau chimique de l'hydrogenation du CH3CN et du CH3NC est complexe et se fait par differents mecanismes qui sont en competition. Nous avons mesure et montre que l'hydrogenation est le mecanisme dominant. De plus, la presence de H2O augmente l'efficacite reactive. De nombreux processus chimiques en phase solide ont ete simules dans le contexte astrophysique de la formation de COM. Ces conditions comprennent notamment de basses pressions, de basses temperatures, de faible flux de gaz, et pas d'ajout d'energie externe. Grâce au couplage gaz-solide (c.-a-d. adsorption, desorption thermique et desorption chimique), les COM peuvent etre formees par des mecanismes concurrents et leurs cinetiques sont influencees par les conditions de substrats (surface d'eau ou inerte) et de temperature.