Page personnelle de L. Joly

Lilian Joly

Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique
GSMA, UMR CNRS 6089, Université de Reims
U.F.R. Sciences Exactes et Naturelles
Moulin de la Housse B.P. 1039
51687 Reims Cedex 2
Tél.:+33-(0)3-26-91-87-89
Fax: +33-(0)3-26-91-31-47

Titres universitaires

  • 2002 - 2005 : Doctorat de physique au GSMA (Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique UMR CNRS 6089) à l’université de Reims s’intitulant ”Spectroscopie laser Infrarouge et applications” Mention très honorable avec félicitations du jury
  • 2002 : DEA Méthodes Physiques d’Analyse et Instrumentation à l’Université de Reims (major, mention : TB).
  • 2001 : Maîtrise de physique à l’Université de Reims (mention : AB).
  • 1999 : Licence de physique à l’Université de Reims

Expériences professionnelles

  • 2007 : Maître de conférences au GSMA, UMR CNRS 6089, Université de Reims
  • 2006 – 2007 : Stage Post doctoral au Service d’aéronomie (Verrières le Buisson) sur le traitement des données SPICAM (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars) en occultation solaire
  • 2006 : CDD au Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement à Orléans (UMR CNRS 6115).
  • 2005 - 2006 : Demi poste d’attaché temporaire d’enseignement et de recherche (ATER) à l’université de Reims champagne Ardenne (UFR de Sciences Exactes et Naturelles)
  • 2004 : Stage chez Alpes Lasers - Suisse (leader dans le développement de laser QCL)
  • 2002 - 2005 : Moniteur CIES Sorbonne (Centre d’Initiation à l’Enseignement Supérieur)

Responsabilités administratives

2004 - 2005 : Membre élu au conseil du département de physique de l’U.F.R. Sciences.

2008 - 2009 : Membre élu au conseil du département de mesure physique à l’IUT de Reim

Encadrements

  • 2009 : Co-encadrement de la Thèse de Serge Abou-Saleh qui a pour titre « Mesure par spectrométrie laser des flux de N2O produits par les sols agricoles et viticoles » (Directeur de thèse Pr. Georges Durry) dans le cadre du projet CPER 2008 cycle CN.
  • 2009 : Co-encadrement de Dominique Mammez stagiaire de master I

Thème de recherche : (Section CNU 30, sections CNRS 04 et 19)

I] Mesure de paramètres spectroscopique de molécules d’intérêt atmosphérique et planétologique par spectrométrie laser IR.

Molécules concernées : SO2, isotope de l’eau, CO2, C2H2, isotope du CO2, &helli

La détermination de ces paramètres spectroscopiques permet de réduire l’erreur sur la mesure de la concentration de ces espèces que ce soit :

-pour des applications atmosphériques : mesure sous ballon stratosphérique (SDLA, miro-SDLA, pico-SDLA) - mesures troposphériques par LIDAR ou spectromètre diode laser &helli

-pour des applications planétologiques : mission Phobos Grunt

II] Développement de senseurs diode laser pour la mesure de molécules à l’état de trace.

La concentration atmosphérique en gaz à effet de serre, responsable du réchauffement du climat, ne cesse d'augmenter depuis le début de l'ère industrielle. Les hypothèses médianes du groupe international d'experts sur le changement climatique (IPCC) prédisent un doublement de la concentration en dioxyde de carbone (CO2) avant la fin de ce siècle. De plus la concentration d'autres gaz à effet de serre au pouvoir radiatif supérieur à celui du CO2 augmente, comme par exemple le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O).

C’est pour cette raison que je m’intéresse à ces gaz et que je développe des instruments permettant de mieux comprendre l’impact de ces derniers sur le climat.

2005 Développement d’un spectromètre diode laser pour le CO2 (PI : Lilian Joly)

Participation à la campagne d’intercomparaison in situ Lidar (CIEL)

Objectifs de cette campagne

dash; Comparer la mesure de la concentration de CO2 donnée par 3 instrument

dash; Evaluer la représentativité spatiale d’une mesure lidar

dash; Etudier les émissions de CO2 à proximité de Pari

Laboratoires concernés

dash; Le LMD (Fabien Gibert) : Lidar DIAL à 2.064 µm

dash; Le LSCE (Irène Xueref-Remy) :

in situ avec LICOR – Condor

• GC/MS sur le site du LSCE (Martina Schmidt, Michel Ramonet)

dash; Le GSMA (Lilian Joly) : in situ avec spectromètre à DL

Résultat

résultats

2008 Développement d’un spectromètre QCL pour le N2O (PI : Lilian Joly)

prototype

Photographie du prototype du spectromètre QCL permettant la mesure rapide (#100 ms) et précise (<1-2ppb) de la concentration du N2O (troisième gaz anthropogénique le plus important par sa contribution à l’augmentation de l’effet de serre) dans l’atmosphère. La faisabilité de la mesure à été prouvée (résultats ce dessous) et le GSMA est dans une phase d’intégration (rack 19 pouces) et d’amélioration afin de rendre le système transportable et autonome. Cet instrument participera à la fin 2009, début 2010 à des campagnes de mesure avec l’INRA et le LSCE.

résultats

Résultats : En bleu, la mesure de la concentration de N2O toutes les 120 ms (dispersion de 1.46 ppb) et en rouge la moyenne sur 12 secondes (dispersion de 0.15 ppb) d’un échantillon de l’air ambiant.

Principales collaborations

  • Collaborations avec les INRA de Reims, de Grignon, d’Orléans et d’Avignon sur la détection du méthane et du protoxyde d’azote émis par les sols agricoles et viticoles.
  • Collaborations avec le Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539 - Polytechnique) et le Laboratoire des Sciences du Climat et l'Environnement (CEA-CNRS - UMR1572) sur la variabilité de la concentration de CO2 à proximité de Paris et sur la validité des mesures LIDAR.
  • Collaboration depuis 2009 avec Thales (III-V lab) dans le packaging QCL et leur utilisation en spectrométrie laser infrarouge

Posters et communications

  • Vingt trois posters lors de congrès internationaux
  • Six posters lors de colloques nationaux
  • Huit communications orales dont 4 invitées :

-Spectrométrie laser infrarouge avec lasers à cascade quantique - L. Joly - Séminaire invité au Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement - Mars 2006, Orléans, France

-Infrared laser spectrometry for atmospheric applications - L. Joly - Invited seminar at Harvard University (Department of Earth and Planetary Sciences) - 04-08 August 2006, Cambridge, USA

-Infrared laser spectrometry for atmospheric applications - L. Joly - Séminaire invité au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Février 2007, Paris, France

-Détection de gaz par spectrométrie laser IR – L. Joly – Conférence invitée par l’INRA – 22-25 septembre 2009, Arles, France

Liste des publications soumises

[1] Near infrared diode laser spectroscopy of C2H2, H2O, CO2 and their isotopologues and the application to TDLAS, a tunable diode laser spectrometer for the Martian PHOBOS-Grunt space mission.
G. Durry, J. Li, I. Vinogradov, A. Titov, A.V. Kalyuzhny, L. Joly, J. Cousin, T. Decarpenterie, N. Amarouche, M. Liu, B. Parvitte, O. Korablev, M. Gerasimov, V. Zéninari
Soumise pour publication à Applied Physics B

[2] Pulsed quantum cascade laser spectroscopy with intermediate-size pulses: application to NH3 in the 10 µm region
B. Grouiez, V. Zéninari, L. Joly, B. Parvitte
Soumise pour publication à Applied Physics B

Liste des publications acceptées internationales à comité de lecture

[24] J. Li, L. Joly, J. Cousin, B. Parvitte, B. Bonno, V. Zéninari, G. Durry, «Diode laser spectroscopy of two acetylene isotopologues (12C2H2, 13C12CH2) in the 1.533 µm region for the PHOBOS-Grunt space mission», Spectrochimica Acta Part A, in press, 2009.

[23] L. Joly, F. Marnas, F. Gibert, D. Bruneau, B. Grouiez, P.H. Flamant, G. Durry, N. Dumelié, V. Zéninari, B. Parvitte, “Laser diode absorption spectroscopy for accurate CO2 line parameters at 2 µm. Consequences for space-based DIAL measurements and potential biases”, Applied Optics, in press, 2009.

[22] Development of a compact CO2 sensor based on near-infrared laser technology for enological applications
M. Mulier, V. Zéninari, L. Joly, T. Decarpenterie, B. Parvitte, P. Jeandet, G. Liger-Belair
Acceptée pour publication à Applied Physics B : Lasers and Optics

[21] Alternative method for gas detection using pulsed quantum cascade laser spectrometers
B. Grouiez, B. Parvitte, L. Joly, V. Zéninari
Optics Letters, 34, 2, pp. 181-183, (2009)

[20] Inter-comparison of 2µm heterodyne differential absorption lidar, Laser diode spectrometer, LICOR NDIR analyzer and flasks measurements of near-ground atmospheric CO2 mixing ratio
F. Gibert, L. Joly, I. Xuéref-Rémy, M. Schmidt, A. Royer, P.H. Flamant, M. Ramonet, B. Parvitte, G. Durry, V. ZéninariSpectrochimica Acta Part A, 71, pp. 1914-1921, (2009)

[19] A case study of CO2, CO and particles content evolution in the suburban atmospheric boundary layer using a 2-μm Doppler DIAL, a 1-μm backscatter lidar and an array of in-situ sensors
F.Gibert, I. Xuéref-Rémy, L. Joly, M. Schmidt, J. Cuesta, K. J. Davis, M. Ramonet, P.H. Flamant, B. Parvitte, V. Zéninari, Boundary-Layer Meteorology, 128, 3, pp. 381-401 (2008)


[18] Quantum cascade laser spectroscopy of N2O in the 7.9 µm region for the in situ monitoring of the atmosphere
A. Grossel,

V. Zéninari, B. Parvitte, L. Joly, G. Durry, D. Courtois, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 109, 10 pp. 1845-1855, (2008)


[17] Laser diode spectroscopy of the H2O isotopologues in the 2.64 micron region for the in situ monitoring of the Martian atmosphere
G. Durry, L. Joly, T. Le Barbu, B. Parvitte,

V. Zéninari, Infrared Physics and Technology, 51, 3, pp. 229–235, (2008)


[16] A complete study of line parameters of CO2 around 4845 cm-1 for Lidar applications
L. Joly, F. Gibert, B. Grouiez, A. Grossel, B. Parvitte, G. Durry,

V. Zéninari, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 109, 3, pp. 426-434, (2008)


[15] Comparison of a Quantum Cascade Laser used in both cw and pulsed mode. Application to the study of SO2 lines around 9 µm
B. Grouiez, B. Parvitte, L. Joly, D. Courtois,

V. Zéninari, Applied Physics B: Lasers and Optics, 90, 2, pp. 177–186, (2008)


[14] Laser diode spectroscopy of H2O at 2.63 micron for atmospheric applications
G. Durry, N. Amarouche, L. Joly, X. Liu, B. Parvitte,

V. Zéninari, Applied Physics B: Lasers and Optics, 90, 3-4, pp. 573–580, (2008)


[13] Development of a spectrometer using a cw DFB quantum cascade laser operating at room temperature for the simultaneous analysis of N2O and CH4 in the Earth’s atmosphere
L. Joly, C. Robert, B. Parvitte, V. Catoire, G. Durry, G. Richard, B. Nicoullaud,

V. Zéninari, Applied Optics, 47, 9, pp. 1206-1214, (2008)


[12] Study of SO2 line parameters with a quantum cascade laser spectrometer around 1090 cm-1. Comparison with theoretical calculations of the n1 and n1 + n2 – n2 bands of 32SO2 and the n1 band of 34SO2

V. Zéninari, L. Joly, B. Grouiez, B. Parvitte, A. Barbe, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 105, 2, pp. 312-325, (2007)


[11] Development of a compact CO2 sensor open to the atmosphere based on near-infrared laser technology
L. Joly, B. Parvitte,

V. Zéninari, G. Durry, Applied Physics B: Lasers and Optics, 86, 4, pp. 743-748, (2007)


[10] Photoacoustic detection of nitric oxide with a Helmholtz resonant quantum cascade laser sensor
A. Grossel,

V. Zéninari, B. Parvitte, L. Joly, G. Durry, D. Courtois, Infrared Physics and Technology, 51, 2, pp. 95-101, (2007)


[9] Optimization of a compact photoacoustic quantum cascade laser spectrometer for atmospheric flux measurements: application to the detection of methane and nitrous oxide
A. Grossel,

V. Zéninari, B. Parvitte, L. Joly, D. Courtois, Applied Physics B: Lasers and Optics, 88, 3, pp. 483–492, (2007)


[8] Water vapor isotope ratio measurements in air with a quantum cascade laser spectrometer
L. Joly,

V. Zéninari, B. Parvitte, D. Courtois, G. Durry, Optics Letters, 31, 2, pp. 143-145, (2006)


[7] New improvements in methane detection using a Helmholtz resonant photoacoustic laser sensor: a comparison between near-IR diode lasers and mid-IR quantum cascade lasers
A. Grossel,

V. Zéninari, L. Joly, B. Parvitte, G. Durry, D. Courtois, Spectrochimica Acta Part A, 63, 5, pp. 1021-1028, (2006)


[6] A spectroscopic study of water vapor isotopologues H216O, H218O and HDO using a continuous wave DFB quantum cascade laser in the 6.7µm region for atmospheric applications
L. Joly, B. Parvitte,

V. Zéninari, D. Courtois, G. Durry, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 102, 2, pp. 129-138, (2006)


[5] Laboratory spectroscopic calibration of infrared tunable laser spectrometers for the in situ sensing of the Earth and Martian atmospheres

V. Zéninari, B. Parvitte, L. Joly, T. Le Barbu, N. Amarouche, G. Durry, Applied Physics B: Lasers and Optics, 85, 2-3, pp. 265-272, (2006)


[4] In situ sensing of atmospheric CO2 with laser diodes near 2.05 µm: a spectroscopic study,

V. Zéninari, A. Vicet, B. Parvitte, L. Joly, G. Durry, Infrared Physics and Technology, 45, 3, pp. 229-237, (2004)


[3] Preliminary results of heterodyne detection with quantum cascade lasers in the 9.1 µm region
B. Parvitte, L. Joly,

V. Zéninari, D. Courtois, Spectrochimica Acta Part A, 60, 14, pp. 3285-3290, (2004)


[2] Spectroscopic study of the n1 band of SO2 using a continuous wave DFB QCL at 9.1 µm,
L. Joly,

V. Zéninari, B. Parvitte, D. Weidmann, D. Courtois, Y. Bonetti, T. Aellen, M. Beck, J. Faist, D. Hofstetter, Applied Physics B: Lasers and Optics, 77, 6-7, pp. 703-706, (2003)


[1] Free running 9.1 µm DFB QCL linewidth measurement by heterodyning with a C18O2 laser.
D. Weidmann, L. Joly, V.Parpillon, D. Courtois , Y. Bonetti, T Aellen, M .Beck, J. Faist, D. Hofstetter. Optics Letters, 28, 9, pp 704-706 (2003)