Spectrométrie infrarouge et détection de gaz à l'aide de lasers à cascade quantique

Ce travail de these, realise au sein du Groupe de Spectrometrie Moleculaire et Atmospherique (GSMA) de Reims et plus precisement dans l'equipe Spectroscopie Laser Infrarouge, est consacre a l'etude des possibilites offertes par les lasers a cascade quantique pour la detection de tres faibles concentrations de gaz et pour la mesure de parametres moleculaires. Cette these peut donc se diviser en trois parties : la premiere presente brievement un bilan des sources infrarouges accessibles actuellement et des methodes de detection de gaz avec ces sources ; l'interet des lasers a cascade quantique est souligne. La deuxieme partie de cette these presente les methodes de mesure de parametres spectroscopiques avec des diodes laser ou des lasers a cascade quantique. J'ai applique ces methodes a des mesures de parametres spectroscopiques de composes d'interet atmospheriques : dioxyde de carbone et protoxyde d'azote. Ces mesures correspondent a des besoins reels pour l'analyse de mesures atmospheriques (dans le cas du N2O, pour les mesures de profils atmospheriques lors de campagne ballon de l'instrument SPIRALE du Laboratoire de Physique et Chimie de l' Environnement-LPCE, et dans le cas du CO2 pour verifier des mesures LIDAR effectuees par le Laboratoire de Meteorologie Dynamique-LMD de Palaiseau). Les lasers a cascade quantique ont egalement ete utilises pour realiser des mesures a tres haute sensibilite de gaz. Ils ont ete couples avec un detecteur photoacoustique developpe au GSMA et l'optimisation de ce systeme a permis d'obtenir des limites de detection de l'ordre du ppb ou de la dizaine de ppb pour plusieurs composes atmospheriques : methane, protoxyde d'azote, oxyde nitrique