GUIDE PÉDAGOGIQUE POUR LE PRIMAIRE
Ce guide pédagogique est destiné à toute classe du primaire où l'enseignement se dispense en français Afin d' aider l 'ens eignant ou l'enseignante dan s sa planification glob ale, une grille horaire suit; cette g rille sera la même pour les clas ses à un ni veau que pour l es clas ses multiprogramm es
Guide de l’enseignant *** 2ème année primaire
Ce guide méthodologique est destiné à l’enseignant Il proposeà titre indicatif, diverses , activités sous forme de jeux recouvrant 2 heures réparties 2 heures hebdomadaires en 5 L’enseignant pourrait les utiliser ou en créer d’autres plus adaptées à la réalité de sa classe et aux besoins de ses élèves
MODULE DE FRANÇAIS
des différentes disciplines du français à l’école maternelle et à l’école primaire L’élève-maître les utilisera, tout en s’appuyant sur les documents officiels (programmes, guides pédagogiques, manuels-élèves) pour l’élaboration de fiches pratiques
Chemonics porte la responsabilité du contenu de ce matériel
des curricula des apprentissages au niveau du primaire, précisément dans l’enseignement du français oral Ainsi conçu, ce guide, destiné aux enseignants(tes) de la première année primaire, est conforme au Programme National de l’enseignement primaire Il prévoit des leçons de 45 minutes chacune, à raison de 6 leçons par semaine
COURS DE GRAMMAIRE FRANÇAISE (module d’orthographe)
4 Exemple: Le mien / le tien : ici, les sons [m] et [t] sont des phonèmes car ils permettent de distinguer, à l’oral, la personne de ces deux pronoms possessifs Un même phonème peut pourtant connaître différentes réalisations concrètes (sons)
Parler et vivre en français - MEK (Magyar Elektronikus
Parler et vivre en français Jean-Christophe Giraud Ferenc Tóth Zita Tringli Ariane Zambeaux 2006 Bölcsész Konzorcium 0035-cimlap indd 135-cimlap indd 1 22006 09 12
enSeigner à L’accueiL et au Soutien LinguiStique aux éLèVeS
elle comprend un guide du maitre, du matériel destiné aux élèves (lexiques illustrés et capsules grammaticales), de nombreuses activités et des jeux de manipulation prêts à utiliser Déve-loppé en lien avec le palier 1 de l’évalua-tion du français en ILSS au secondaire, ce matériel accorde une place impor
Du bambara au français, première leçon de français au Mali
Du bambara au fran˘cais, premi ere le˘con de fran˘cais au parole acquises dans leur milieu de socialisation primaire à des situations similaires de L2, ce (Guide du maître niveau 1
Atmosph ere des plan etes extrasolaires g eantes : un mod ele
Ste´phane (un grand homme) ainsi que Re´nald (maitre e`s tartiflette) Merci aussi a` Thierry et Alain pour m’avoir aide´ (ou en avoir eu l’intention) a` par-faire la pre´paration de ma soutenance
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Atmosphere des planetes extrasolaires geantes : un modele d'equilibre radiatif
Cedric GoukenleuqueTo cite this version:
Cedric Goukenleuque. Atmosphere des planetes extrasolaires geantes : un modele d'equilibre radiatif. Astrophysique [astro-ph]. Universite Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1999. Francais.HAL Id: tel-00009725
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Observatoire de Paris-Meudon
THESE DE DOCTORAT
pr´esent´ee pour obtenirLe titre de DOCTEUR DE L"UNIVERSIT´EPARISVI
Sp´ecialit´e : M
´ETHODESINSTRUMENTALES ENASTROPHYSIQUE ET LEURSAPPLICATIONSSPATIALES
par C´EDRICGOUKENLEUQUE
Atmosph`ere des plan`etes extrasolaires
g´eantes : un mod`ele d"´equilibre radiatifSoutenue le 10 d´ecembre 1999 devant le jury :
Pierre Encrenaz Pr´esident
Bruno B´ezard Directeur de th`ese
Eric Chassefi`ere Rapporteur
Pierre Morel Rapporteur
Caitlin Griffith Examinateur
Tristan Guillot Examinateur
Alain L´eger Examinateur
ii iiiFor a moment it seemed that nothing was
happening, then a brightness glowed at the edge of the huge screen. A red star the size of a small plate crept across it followed qui- cklybyanotherone-abinarysystem. Then a vast crescent sliced into the corner of the picture - a red glare shading away into the deep black, the night side of the planet. "I"ve found it!" cried Zaphod, thumping the console. "I"ve found it!"Ford stared at it in astonishment.
"What is it?" he said. "That ..."said Zaphod, "is the most impro- bable planet that ever existed."Douglas Adams (1984),
The Hitch Hiker's guide to
the Galaxy ivAbstract
Direct,and particularlyspectroscopic,observations will allow the determi- nation of the nature and chemical composition of the ?hot Jupiters"?atmos- phere. Preliminarily, it is essential to build a theoretical atmospheric model in order to constrain the observational techniques. In that framework we have developed a radiative equilibriummodel of the Jupiter-like extrasolar planets irradiated by their parent star. The mode- ling determines not only the mean thermal structure, but also the stellar re- flected spectrum and the thermal emission spectrum for planets orbiting the primary from 0.05 to 1 astronomical unit. the model atmosphere is limited at the bottom by an optically-thick cloud. In all cases, a major result is that the modelled atmosphere does not show any temperature inversion in contrast with the giant planets in the Solar Sys- tem. Except for the farthest (and coldest) planet among the sample of the mo- delled planets in this work, we find that the atmosphere is subadiabatic in the whole grid of pressure. This result validates the hypothesis of radiative equi- librium. We also discuss the vertical distribution (conditional upon the orbital distance) of the chemical species in the atmosphere , assuming solar elemental abundances. The thermal emission spectra are dominated by the bands of water vapor, seen in absorption, and reveals a window in the 4-micron region. Compared to the latter, a flux peak is more and more strong at 10 microns for the coldest planets of the sample. Finally, we investigated the detectability of spectral signatures from ?hotJupiters
?, using the ground-based giant telescopes (VLT, Keck,...) in non- interferometric mode. Synthesized spectra have been calculated for 51 Peg b (T eff ?1200 K) in theν3band of methane and in the fundamental band of carbon monoxide. viRemerciements
Je voudrais tout d"abord remercier chaleureusement Bruno B´ezard pour la confiance qu"il m"a accord´ee dans la conduite de mon travail. Sa grande modestie cache en r´ealit´e un savoir et une facult´e d"analyse des probl`emes assez impressionnants, qui m"ont fortement aid´e dans ma tˆache. Bien que tr`es disponible pour r´epondre `a des questions dans un domaine nouveau, il m"a laiss´e malgr´e tout une grande part d"autonomie `a laquelle j"aspirais. Mes remerciements vont aussi `a Emmanuel Lellouch pour la co-direction (officieuse!) de cette th`ese. Ces conseils m"ont ´et´e tr`es pr´ecieux dans la pr´eparation des diff´erents colloques internationaux auxquels j"ai pu partici- per. Je le remercie aussi d"avoir relu mon manuscript de th`ese pendant ses observations `a l"IRAM, affrontant les ´el´ements d´echain´es des sommets cana- riens (version romanc´ee ...). Un grand merci g´en´eral aux autres membres de mon jury pour avoir ac- cept´e de rapporter ou d"examiner mon manuscript : Eric Chassefi`ere, Tristan Guillot, Alain L´eger et une reconnaissance particuli`ere`a Caitlin Griffith, qui, outre le fait d"avoir accept´e de traverser l"Atlantique etde lire un manuscript en franc¸ais, m"a fait l"honneur de m"inviter `a parler en tant que ?solicited speaker ?`a un workshop r´eunissant la crˆeme des sp´ecialistes sur les plan`etes extrasolaires et les naines brunes. Je voudrais remercier aussi Pierre Encrenaz, un personnaged"un charisme et d"une humanit´e extraordinaire. Ses encouragements et la confiance qu"il m"a t´emoign´ee ont ´et´e pour beaucoup dans la r´eussite decette th`ese. Un merci tr`es chaleureux `a Th´er`ese Encrenaz qui m"a offert l"opportu- nit´e de transmettre les r´esultats de mes travaux `a des conf´erences interna- tionales. Bien entendu, je rends aussi hommage aux membres du personnel administratif du DESPA qui se sont occup´es des probl`emes logistiques li´es aux diff´erentes missions que j"ai pu faire. Enfin, mon int´egration dans l"observatoire est fortement due `a la pr´esence d"´etudiants (et non ´etudiants) tous aussi formidables les uns que les autres. Par ordrealphab´etique (pour ne pas fairede jaloux) : Arnaud (linuxien devant l"Eternel), Arturo (chasseur de kangourous et multilingue), Aur´elie (pˆatissi`ere hors-pair), Laurent (un expert `a Doom; grill´e!), Laurence (et ses fous rires), St´ephane (un grand homme!) ainsi que R´enald (maitre `es tartiflette). Merci aussi `a Thierry et Alain pour m"avoir aid´e (ou en avoir eu l"intention!) `a par- faire la pr´eparation de ma soutenance. viiiTable des mati`eresAbstractv
INTRODUCTION1
I Plan`etes extrasolaires : ´etat des lieux 5
1 G´en´eralit´es : plan`etes g´eantes et naines brunes 9
1.1 Plan`etes g´eantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1.1 Formation des plan`etes du Syst`eme Solaire . . . . . . . .9
1.1.2 Structure et chimie des plan`etes g´eantes . . . . . . . . .. 11
1.2 Naines brunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3 Gliese 229 B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2 M´ethodes de d´etection et d´etermination des param`etres physiques
des exopl.252.1 V´elocim´etrie Doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 Projets futurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2.1 Astrom´etrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2.2 Photom´etrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.3 Autres m´ethodes de d´etection . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3 Catalogue des exoplan`etes connues `a ce jour 31
3.1 Distribution des masses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Formation des plan`etes proches de l"´etoile . . . . . . . . .. . . . 35
4 Une inconnue... l"atmosph`ere37
4.1 Enjeux de la connaissance des atmosph`eres plan´etaires . . . . . 37
4.2 L"atmosph`ere des EGPs proches de leur ´etoile primaire. . . . . 39
5 Aper¸cus des travaux existants de mod´elisation d"atmosph`eres des
EGPs43
5.1 Burrowset al. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.2 Seager & Sasselov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
xTABLE DES MATI`ERESII Mod`ele d"´equilibre radiatif 51
6 Hypoth`ese sur l"´etoile et la plan`ete 55
7 Les bases du mod`ele57
7.1 composition chimique de l"atmosph`ere gazeuse . . . . . . .. . 57
7.2 Nature des nuages au bas de l"atmosph`ere . . . . . . . . . . . . 62
7.2.1 G´en´eralit´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
7.2.2 R´eactions de condensation . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.3 Synoptique du mod`ele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
8 Transfert radiatif : calcul des opacit´es 67
8.1 Chauffage de la plan`ete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
8.2 Refroidissement de la plan`ete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
9 R´eflectance du nuage au bas de l"atmosph`ere 71
10 M´ethode num´erique75
III Donn´ees spectroscopiques 79
11 Composants atmosph´eriques en phase vapeur 83
11.1 Spectres d"absorption induite par collisions de H
2. . . . . . . . 83
11.2 Spectres de raies des esp`eces mol´eculaires . . . . . . . .. . . . . 86
11.2.1 H
2O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
11.2.2 CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
11.2.3 CH
4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
11.2.4 NH
3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
12 Nuages : constantes optiques93
12.1 La diffusion de Mie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
12.2 Indices de r´efraction des condensats . . . . . . . . . . . . . .. . 94
13 Estimation des effets du rayonnement UV sur l"atmosph`ere 97
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
13.1.1 Aperc¸u de la photochimie dans les plan`etes g´eantes du
Syst`eme Solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9813.2 Point de vue ´energ´etique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
13.2.1 Opacit´e de diffusion Rayleigh . . . . . . . . . . . . . . . . 101
13.2.2 Opacit´e d"absorption UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
IV Application `a 51 Peg b 105
14 Param`etres physiques de 51 Peg b 109
TABLE DES MATI`ERESxi
15 Profils de temp´erature111
15.1 Solutions du mod`ele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
15.2 Influence de la masse de la plan`ete . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
15.3 Rayonnement UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
16 Spectres de r´eflexion et d"´emission 121
16.1 R´esultats globaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
16.2 Incidence de la phosphine sur le spectre . . . . . . . . . . . . .. 123
17 Alb´edo de Bond et temp´erature effective 129
V Application aux autres syst`emes plan´etaires 13118 Profils de temp´erature135
18.1 Calculs sans l"opacit´e de NH
3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
18.2 Calculs avec l"opacit´e de NH
3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
19 Spectres de r´eflexion et d"´emission 143
20 Alb´edo de Bond et temp´erature effective 147
VI D´etectabilit´e et perspectives d"observation 14921 Moyens observationnels disponibles au sol : les grands t´elescopes 153
21.1 La g´en´eration des t´elescopes de 8 m . . . . . . . . . . . . . . .. 153
21.1.1 leVery Large Telescope(VLT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
21.1.2 Gemini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
21.2 Le Keck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
22 Signatures spectrales des exoplan`etes 159
22.1 Simulation pour un t´elescope de 8 m . . . . . . . . . . . . . . . . 159
22.1.1 Cadre g´en´eral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
22.1.2 Application aux Jupiters chauds . . . . . . . . . . . . . . 160
22.2 Application des spectres synth´etiques `a haute r´esolution pour
des observations au Keck II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163CONCLUSION ET PERSPECTIVES 169
Conclusion171
Perspectives175
ANNEXE I : Calculs de quelques grandeurs physiques 179Gradient adiabatique181
xiiTABLE DES MATI`ERESDiffusion Rayleigh183
D´etermination de l"alb´edo de Bond185
ANNEXE II : Publications 189
Bibliographie191
Liste des tableaux201
Table des figures203
Introduction et plan de th`ese
3 La d´ecouverte d"un compagnon substellaire gravitant autour d"une ´etoile de type solaire 51 Peg A, en 1995, a galvanis´e la communaut´edes scientifiques travaillant sur les ´etoiles et sur les plan`etes du Syst`eme Solaire. La pr´esence d"un corps de masse 0.5 `a 2 masses joviennes soul`eve de nombreuses ques- tions, notamment li´ees `a la formation d"un corps si prochede l"´etoile. D"autres questions restent en attente tant que des observations directes des EGPs (Ex- trasolar Giant Planets) ne seront pas men´ees : leur composition chimique, leur dynamique intrins`eque, leur int´erieur. Si l"existence de plan`etes g´eantes au- tour d"autres ´etoiles que le Soleil ne fait plus aucun doute, il n"y a toujours pas de d´etection directe de telles plan`etes. Le Syst`eme Solaire n"a d´esormais plus la primaut´e de poss`eder un syst`emeplan´etaire. La plan´etologie compar´ee ´etait r´eserv´ee jusqu"`a pr´esent `a des
plan`etes appartenant `a un mˆeme syst`eme stellaire, le Syst`eme Solaire. A pr´esent, elle r´evˆet un autre aspect : elle s"applique essentiellement `a des plan`etes r´esidant chacune dans les 18 syst`emes stellaires observ´es, exception faite d"Upsilon Andromedae, dans lequel on a d´ecel´e la pr´esence d"un syst`eme de trois plan`etes orbitant `a des distances diff´erentes. Depuis les quatre ans pass´es, un grand nombre d"´etudes se concentrent sur la recherche des plan`etes extrasolaires. La techniquela plus fructueuse est la technique des vitesses radiales, qui profite du d´ecalage Doppler des raies de l"´etoile distante induite par la plan`ete orbitant autour. Grˆace `a cette technique, 18 ´etoiles ont r´ev´el´e la pr´esence d"un compagnon substellaire de masse (Msini) inf´erieure `a 13 masses joviennes. Cette derni`ere est connue pour ˆetre la masse critique au-dessus de laquelle l"astre substellaire prend alors le nom de naine brune, qui peut initier pendant les premi`eres ann´ees de sa vie la combustion du deut´erium. Nous pr´esentons ici un mod`ele d"´equilibre radiatif des EGPs que nous avons tout d"abord appliqu´e `a l"atmosph`ere de 51 Peg b. Dans cette th´eorie, le chauffage atmosph´erique r´esulte de l"insolation par l"´etoile, et le refroidis- sement, du rayonnement thermique dans l"infrarouge de la plan`ete. Les pro- fils thermiques `a l"´equilibre sont calcul´es jusqu"`a un niveau o`u se trouve une couche nuageuse optiquement ´epaisse. Le travail de cette th`ese est essentiellement th´eorique,dans la mesure o`u aucune contrainte observationnelle ne peut ˆetre fournie jusqu"`a maintenant, soit parce que les performances des instruments ne sont pas suffisantes, soit parce que des observations directes n"ont pas encore ´et´e men´ees. L"´elaboration d"un tel mod`ele prend racine dans les connaissances que nous ont fournies les plan`etes g´eantes du Syst`eme Solaire, connaissances qui proviennent des sondes spatiales ou des observations au sol. Ces exp´eriences sont ´evidemment inconcevables lorsqu"il s"agit d"´etudier une plan`ete situ´ee `a plus de 10 pc de notre syst`eme stellaire! Dans la premi`ere partie de ce rapport, je dresse un bilan desconnaissances acquises sur les plan`etes extrasolaires d´ecouvertes `a ce jour. Je fournis une liste exhaustive des plan`etes et des corps substellaires en g´en´eral gravitant