L’analyse des spectres de rotation-vibration, leur modélisation théorique et leur simulation constituent une spécificité des activités spectroscopiques au LISA. Cette activité englobe la mise au point de modèles théoriques et de logiciels de calcul destinés à rendre compte des niveaux d’énergie, des intensités et des profils des raies moléculaires, en faisant appel aux outils de la mécanique quantique et à des Hamiltoniens effectifs. Ces logiciels spécifiques au type de systèmes moléculaires sont écrits par les chercheurs eux-mêmes pour répondre aux besoins d’analyse de spectres atmosphériques et astrophysiques. Ils tiennent compte des effets fins de rotation pure, couplages de vibration – rotation, distorsion centrifuge, mouvements de grande amplitude, effets de structure hyperfine présents dans les molécules considérées mais des effets de pression et de température.

- Les codes de vibration – rotation TOUPIES ASYMETRIQUES ET SYMETRIQUES

Nos codes de calculs permettent de modéliser les positions et intensités des raies pour les molécules semi-rigides de type toupie asymétrique (possédant trois moments d’inertie différents) ou toupies symétriques (avec deux moments d’inertie identiques, [Kwabia et al J. Mol. Spectrosc., 235, 132 (2006), Perrin et al J. Mol. Spectrosc. 228 (2004) 375)]. Les méthodes théoriques employées prennent en compte efficacement suivant les cas, la structure hyperfine, l’interaction entre le spin électronique et la rotation de la molécule, les interactions de vibration – rotation, et lorsque c’est nécessaire, les effets de grande amplitude

- Le code BENDING-ROTATION (Coudert et al., J. Mol. Spec. 251 (2008) 339) est destiné au calcul des niveaux de rotation de la molécule d’eau jusqu’à la deuxième triade. Il permet l’analyse des données haute-résolution et l’obtention de la fonction énergie potentielle pour le mode de bending (le mode n₂).

- Le code ASYROT (Lauvergnat, Coudert, Klee et Smirnov, J. Mol. Spec. 256 (2009) 204) a été développé pour rendre compte des niveaux d’énergie de rotation-torsion d’une molécule présentant de la rotation interne d’un groupe méthyl asymétrique partiellement deutéré CH₂D. Ce code permet d’analyser les données haute résolution de ce type de molécules et de remonter aux paramètres correspondant à la géométrie et à la fonction énergie potentielle.

- Plusieurs logiciels et données associées ont été développés pour prendre en compte des effets d’interférences collisionnelles entre transitions dans le calcul des spectres de laboratoire et atmosphérique. Ces codes sont disponibles pour CO₂ [Lamouroux et al., JQSRT 111, 2010]_, CH₄ [Tran et al. a,b, JQSRT, 101, 2006 ; Tran et al., JQSRT, 111, 2010 ] et la bande A de O₂ [Tran and Hartmann, JGR, 113, 2008] et peuvent être fournis à la demande.

- Les codes BELGI : (Kleiner J. Mol. Spectrosc , 260 (2010), 1) codes permettant à l’utilisateur de calculer et fitter les énergies de niveaux et transitions de molécules contenant un rotateur interne de symétrie C3v qui peut tourner relativement au reste de la molécule. Cette rotation interne est empêchée par une barrière d’ordre 3. Les codes sont disponibles sur le site du Prof. Kisiel http://www.ifpan.edu.pl/~kisiel/prospe.htm ou en s’adressant à l’auteur