| Resumé |
L'étude des atmosphères d'exoplanètes et de naines brunes est en plein essor depuis la découverte de ces objets fascinants. Au cours des trente dernières années, notre compréhension de ces mondes a considérablement progressé, bien que d'importantes questions restent sans réponse. Les exoplanètes géantes chaudes, appelées Jupiter Chauds, sont un exemple de la diversité et de l'exotisme de ces mondes. Verrouillées gravitationnellement à une courte distance de leur étoile, ces planètes de taille jovienne reçoivent un flux stellaire conséquent et inhomogène, entraînant une circulation atmosphérique vigoureuse. La composition chimique et l'existence de nuages et de brumes dans ces atmosphères sont encore largement incomprises et les observations par des télescopes au sol et spatiaux restent relativement ardus à interpréter. Les Naines Brunes, objet sous-stellaire qui comblent le fossé entre étoiles et planètes géantes, sont des cibles observationnelles de choix et servent d'analogues des exoplanètes géantes. Les observations d'une large population de ces objets révèlent l'existence d'une forte circulation atmosphérique, de variabilité temporelle, spatiale et spectrale et de changement drastiques de couleurs d'un objet à l'autre. L'origine de cette circulation atmosphérique et les mécanismes qui la maintiennent reste mal connus à ce jour. Des nuages sont probablement présents dans ces atmosphères, mais leur composition, mécanisme de formation et de disparition, ainsi que leurs effets sur la structure thermique et dynamique de l'atmosphère et sur leurs propriétés observables restent peu élucidés. Ces objets étant intrinsèquement tridimensionnels, l'utilisation d'un Modèle de Circulation Global (GCM) est nécessaire pour lever le voile sur les phénomènes atmosphériques à l'oeuvre dans ces mondes, ainsi que pour expliquer des observations passées et prédire de futures observations, notamment avec le télescope JWST lancé en décembre 2021. Dans cette thèse, le generic Planetary Climate Model (PCM) est utilisé. Ce modèle GCM générique est adaptable à tout type de climatologie, des planètes rocheuses aux géantes gazeuses du Système Solaire et aux exoplanètes de type Neptunienne. L'objectif de cette thèse est d'adapter ce modèle aux cas des Jupiter Chaud et des Naines Brunes. En particulier, cette thèse se concentre sur l'impact des nuages dans ces atmosphères chaudes, par la mise en place d'un module générique de nuages, prenant en compte leur formation, évaporation, transport et effets radiatifs. La première partie de cette thèse s'intéresse à l'adaptation du generic PCM au cas de Jupiter Chaud, avec une étude détaillée d'un cas iconique, WASP-43 b, et de son atmosphère nuageuse. Plusieurs cas d'applications de ce modèle à l'interprétation et la préparation d'observations de différents télescopes et de différentes exoplanètes sont discutés. La seconde partie de cette thèse s'intéresse à des Jupiter Chaud dont l'orbite présente une excentricité non nulle. Les conséquences de la variation des paramètres orbitaux sur la structure dynamique et thermique de ces objets sont étudiées, ainsi que le comportement des nuages dans ces atmosphères. Finalement, la troisième partie de cette thèse porte sur l'étude de la circulation atmosphérique induite par les effets radiatifs des nuages dans les atmosphères de Naines Brunes. En particulier, cette étude se concentre sur la transition L/T, une transition nette des propriétés observationnelles de ces objets encore mal comprise, et propose un mécanisme physique pour expliquer ces observations. Des pistes de développements scientifiques sont finalement proposées, tant d'un point de vue de développements du generic PCM que d'un point de vue synergique entre modèles, et entre modèles et observations. |