Modélisation des espèces soufrées dans l'atmosphère moyenne de Vénus // Modelling sulphur species in the middle atmosphere of Venus

Cette thèse de doctorat propose une étude de la chimie du soufre dans l'atmosphère de Vénus, visant à modéliser ses cycles complexes à l'aide du modèle de climat Venus PCM avec photochimie couplée. L'espèce centrale de cette étude, le dioxyde de soufre SO2, manifeste des variations spatiales et temporelles de grande ampleur que les modèles actuels peinent à reproduire fidèlement, notamment ses fluctuations à long terme et les fortes variations journalières détectées par les missions spatiales Venus Express (ESA) et Akatsuki (JAXA). Un axe majeur de la recherche consistera à mener une investigation du profil vertical de SO2, en s'attaquant au paradoxe de sa forte déplétion au sommet des nuages, suivie d'une inversion d'abondance inexpliquée à haute altitude. Une comparaison approfondie entre le SO2 modélisé et les mesures issues de ces deux missions spatiales sera menée, servant de diagnostic critique pour évaluer la validité du schéma chimique et la capacité du modèle à reproduire la réalité observationnelle. L'originalité du projet réside par ailleurs dans l'intégration de nouvelles familles d'espèces chimiques issues de la littérature récente, incluant des composés chlorosulfurés, des espèces soufrées carbonées et divers réservoirs moléculaires, afin d'évaluer leur rôle dans la régulation du bilan de soufre global. L'étude examinera également l'influence des marées thermiques qui modulent le transport des constituants et peuvent engendrer une forte variabilité diurne. En couplant cette chimie étendue à une dynamique 3D, ces travaux constitueront un socle préparatoire pour la mission spatiale Envision (ESA, 2031), fournissant les outils numériques pour interpréter ses futures mesures atmosphériques et optimiser les diagnostics des instruments de la mission.
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This thesis proposes an in-depth study of sulphur chemistry in the atmosphere of Venus, aiming to model its complex cycles using the Venus PCM climate model with coupled photochemistry. The central species of this study, sulphur dioxide (SO2), exhibits large-scale spatial and temporal variations that current models struggle to reproduce faithfully, notably its long-term fluctuations and the strong daily variations detected by the Venus Express (ESA) and Akatsuki (JAXA) space missions. A major focus of the research will consist of conducting an investigation of the vertical profile of SO2, tackling the paradox of its sharp depletion at the cloud tops followed by an unexplained abundance inversion at high altitude. A thorough comparison between the modelled SO2 and measurements from these two space missions will be carried out, serving as a critical diagnostic to evaluate the validity of the chemical scheme and the model's ability to reproduce observational reality. The originality of the project further lies in the integration of new families of chemical species from recent literature, including chlorosulphur compounds, carbonaceous sulphur species, and various molecular reservoirs, to evaluate their role in regulating the global sulphur budget. The study will also examine the influence of thermal tides, which modulate the transport of constituents and can generate strong diurnal variability. By coupling this extended chemistry to 3D dynamics, this work will constitute a preparatory foundation for the EnVision space mission (ESA, 2031), providing the numerical tools to interpret its future atmospheric measurements and optimise the mission's instrumental diagnostics.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral - SU

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

129 Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France

Curieux / Enthousiaste Physicien(ne) Bases en sciences de l'atmosphère Bases en chimie de l'atmosphère (souhaitables mais non nécessaires) Bases en programmation
Curious / Enthusiastic Physics Atmospheric sciences Atmospheric chemistry (desirable but not required) Programming Basics