La partie externe de l'atmosphère, l'exosphère, est une région encore mal connue. Les densités y
sont trop faibles pour nombre d'instruments, et la modélisation de la dynamique des particules peut
être complexe. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé à deux problématiques : la production
de particules << satellites >> à partir des rares collisions dans la basse exosphère et l'influence de la
pression de radiation sur la structure de l'exosphère.
Dans la première partie de ma thèse, nous avons modélisé l'impact des rares collisions près de
l'exobase sur les densités à plus haute altitude pour les cas de la Terre, Titan et Mars, au travers de
la production de particules < satellites >, absentes des modèles non-collisionnels. Dans une seconde
partie, j'ai étudié l'effet de la pression de radiation sur la structure de l'exosphère par une approche
semi-analytique. La pression de radiation affecte les profils de densité des populations < balistiques >
et induit de fortes asymétries à haute altitude. Elle augmente également le flux d'échappement
thermique, que nous avons déterminé analytiquement au point subsolaire. Finalement, nous avons
également étudié l'influence de la pression de radiation stellaire sur le problème à trois corps et son
impact sur la stabilité des atmosphères, en particulier celles des exoplanètes de type Jupiters chauds. |
The external part of the atmosphere, the exosphere, is not a well-known region. The densities
are too low for many instruments compared with their detection capabilities, and the modelling of
the particles dynamics can be complex. During my PhD thesis, I focused on two problems: the
production of “satellite” particles from the scarce collisions in the lower exosphere and the influence
of the radiation pressure on the exosphere structure.
In the first part of my thesis, we modelled the influence of the scarce collisions near the exobase
on the density profiles at higher altitudes for the Earth, Titan and Mars, through the production of
“satellite” particles, that are neglected in the collisionless models. In a second part, I studied the
effect of the radiation pressure on the structure of the exosphere with a semi-analytical approach.
The radiation pressure changes the ballistic particle density profiles and implies strong asymmetries at
high altitudes. It increases also the thermal escaping flux, which we determined analytically at the
subsolar point. Finally, we studied its influence on the Three-Body problem and on the stability of
the atmospheres, in particular for hot Jupiter exoplanets. |