Présentation

Le Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique (GSMA) est une unité mixte de recherche CNRS et Université de Reims Champagne Ardenne (URCA). C’est un laboratoire interdisciplinaire d'environ 70 personnes qui combine spectroscopie moléculaire fondamentale et applications en physique de l’atmosphère et en planétologie. Le GSMA est rattaché à Physique CNRS et à Terre & Univers CNRS (INSU). Ses principales thématiques de recherche sont : physique moléculaire théorique et modélisation ; mesures spectroscopiques et analyses ; spectrométrie laser et applications ; réactivité des processus atmosphériques ; effervescence, champagne et applications ; et Aéronomie. Le laboratoire contribue également au pôle de recherche AEROLAB.

Domaine(s) scientifique(s)

• Physique
• Chimie

Effectifs

• Une vingtaine d’enseignants-chercheurs
• Une quinzaine de BIATSS
• 7 personnels CNRS (1 DR, 2 CR, 4 ITA)
• Une vingtaine de doctorants et postdoctorants

Mots-clés

• Aéronomie
• Effervescence et Champagne
• Physique de l’atmosphère
• Physique moléculaire
• Planétologie
• Spectrométrie laser
• Spectroscopie

Thématiques de recherche

• Physique moléculaire théorique et modélisation
• Mesures spectroscopiques et analyses
• Spectrométrie laser et applications
• Réactivité des processus atmosphériques
• Effervescence, champagne et applications
• Aéronomie

Savoir-faire

• Réalisation de senseurs laser pour la mesure de gaz atmosphériques (ballons, stations météorologiques, …) et participations à des campagnes ballons internationales (Brésil, Afrique, régions polaires)
• Spécialiste de la détection de gaz photo-acoustique et hétérodyne.
• Spécialiste mondial de la spectroscopie de l'ozone et du méthane. Analyse du spectre infrarouge de molécules d’intérêt atmosphérique (O3, H2O, CO2, CH4, N2O, H3+ et leurs isotopologues, …). Forte contribution aux banques de donnée internationales HITRAN et GEISA.
• Modélisation atmosphérique globale et méso-échelle (stratosphère terrestre, couche d’ozone, climat de Titan) - Calcul ab initio très précis de surfaces d’énergie potentielle, de couplages non-adiabatiques et du moment dipolaire de molécules d’intérêt atmosphérique. Prédictions et modélisations globales des états rovibrationnels excités et de spectres dans des larges intervalles de températures pour des applications planétologiques et astrophysiques.
• Dynamique moléculaire (classique et mixte classique-quantique, bifurcations, effets de résonances). Développement de codes parallèles de dynamique, spectroscopie, et Monte Carlo classique.
• Spécialiste mondial des mesures autour des phénomènes de nucléation de bulles et d’effervescence en œnologie (application aux vins de Champagne et aux vins effervescents).
• Dissolution et désorption de gaz (application à l’œnologie)
• Compétences en métabolomique, approche globale pour la caractérisation de composés d’intérêts œnologique, par RMN, spectrométrie de masse à ultra haute résolution, chromatographie gazeuse.
• Détermination des constantes de vitesse des réactions élémentaires d’intérêt atmosphérique. Elaboration des mécanismes réactionnels des systèmes complexes. Détermination du devenir atmosphérique de polluants organiques

Equipements

• Interféromètre commercial (BRUKER) par transformation de Fourier à haute résolution spectrale (sub-doppler)
• Cuves optiques à réflexions multiples refroidies par cryogénie
• Cuve optique à réflexions multiples de 50m de long permettant des parcours optiques supérieurs au kilomètre
• Ensemble de lasers proche-infrarouges (diodes laser télécom, à antimoniures, DFG) et moyen infrarouges (lasers à cascades quantiques) pour la spectrométrie laser de gaz
• Senseurs lasers sous ballons stratosphériques pour la mesure de H2O, CO2 et CH4 dans l'atmosphère moyenne de la Terre.
• Capteurs (CO2, CH4, H2O, N2O …) sous drones, sous avion
• Station mobile EcoFlux pour la mesure de flux d'émission (N2O, CH4) en eddy-corrélation par spectrométrie laser
• Chambre de réaction atmosphérique couplée à un GC-MS et à un FT-IR
• Caméra rapide et photographie « haute-vitesse »
• Tour de mesures ICOS (https://icos-atc.lsce.ipsl.fr/panelboard/MDH/meteo)

Brevets, Valorisation

• 5 brevets concernant la spectrométrie laser ​
• Bases de données S&MPO (ozone), ECaSDa (éthylène) et MeCaSDa (méthane) accessible via Virtual Atomic and Molecular Data Center (membre de « European VAMDC Consortium », http://www.vamdc-project.vamdc.eu/partners/38-cnrs)
• Logiciels mis en disposition publique : MIRS et S&MPO (modélisations de spectres http://xeon.univ-reims.fr/Mirs/, http://smpo.univ-reims.fr/), «MCMC2» (calcul Monte Carlo parallèle via la bibliothèque de programmes de CPC, Computer Physics Communications).

Partenariat

Nationaux :

ANR, DGA, CNES, INRA, CNRS-INSU, CEA, CNRM

Internationaux :

NASA (JPL, AMES), IPMET (Institut météorologique brésilien), Institut de recherche Spatiale de Moscou (IKI), Institut d'optique atmosphérique (IAO) de Tomsk

Industriels :

Bull, Thalès, CEA-Leti, Pommery, Moët & Chandon, Veuve Clicquot Ponsardin

Académiques :

Harvard, Cambridge, Université d'Arizona, Université de Stanford, Université de Princeton, Centre Helmoltz de Münich, Université Libre de Bruxelles, Université de Corée, université de Ibn Zohr (Maroc), Université de Batna (Algérie), Université de Budapest, Université of Giessen, Université de Washington, Université Fédérale de Minas Gerais (UFMG, Brazil), Université nationale Autonome de Mexico (UNAM, Mexico), ENSIT (Tunis), Université d'Evry Val d'Essonne, Université de Bourgogne, Institut Pierre Simon Laplace (IPSL), Université de Bordeaux 2, Université d’Orléans, Université de Paris VI, Université d’Orsay, Institut Jules Guyot (Bourgogne), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (Université de Strasbourg) …

Publications

https://www.univ-reims.fr/gsma/publications-livres-et-brevets/publications-livres-et-brevets,9567,42058.html

Date de mise à jour : juin 2024

Organigramme