Description

Le projet de thèse est centré sur des mesures long terme caractérisant la capacité oxydante en phase gazeuse de l'atmosphère. Ces mesures seront réalisées grâce à un instrument reposant sur la technique FAGE (Fluorescence Assay by Gas Expansion) sensible et sélective, développée au PC2A. Ce type d'instrument, développé et utilisé par environ 10 groupes dans le monde, permet la caractérisation fine du cycle d'oxydation au coeur de la formation de l'ozone troposphérique et des aérosols organiques secondaires, source de particules ultra fines (PUF), par la quantification des radicaux OH, HO2 et RO2 mais également la réactivité de OH (l'inverse de son temps de vie, représentative de la somme des pertes par réaction chimique). La mesure de ces paramètres au fil des saisons sur la plateforme instrumentée ATOLL (ATmospheric Observatory of LiLle) de l'université de Lille, labellisée dans le cadre du réseau ACTRIS-FR (composante française de l'infrastructure européenne dédiée à l'observation et l'exploration des aérosols, des nuages et des gaz réactifs et de leurs interactions) permettra de renforcer les mesures sur la phase gazeuse. Ces travaux entrent en adéquation avec un projet ADEME AQACIA : projet ECOZONE en partenariat avec l'IMT Nord Europe, dans lequel des mesures de composés organiques volatils (COV) et d'autres gaz seront également réalisées afin d'identifier les déterminants de la formation d'ozone en environnement urbain et d'identifier le rôle potentiel de polluants dits «émergents» (liés aux bâtiments, aux activités humaines, ....) dont le poids dans les émissions est en constante augmentation en milieu urbain. Ce projet s'inscrit dans le contexte du changement climatique susceptible d'augmenter la fréquence de vagues de chaleur et de conditions anticycloniques stables favorables aux pics d'ozone, déjà nombreux dans la métropole lilloise. L'ozone étant à la fois néfaste comme gaz à effet de serre et pour les végétaux mais également irritant pour le système respiratoire et les PUF ayant des effets sanitaires négatifs et un rôle encore mal défini sur le climat, le suivi long terme de la chimie radicalaire s'avère particulièrement innovant et pertinent car il permet d'identifier la variabilité saisonnière et d'étudier la récurrence de différents types d'évènements (pic d'ozone, formation de PUF). Il n'existe à l'heure actuelle qu'une seule station de mesure long terme de ce type mais elle est en atmosphère rurale (en Allemagne, à Hohenpeißenberg). Une double approche expérimentale et de modélisation permettra d'identifier les processus majoritaires et les espèces chimiques clés responsables de la formation d'ozone et de particules fines.

Compétences requises

chimie atmosphérique diagnostic laser

Bibliographie

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2.Techniques for measuring indoor radicals and radical precursors
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H Fuchs, A Novelli, M Rolletter, A Hofzumahaus, EY Pfannerstill, S Kessel, A Edtbauer, J Williams, V Michoud, S Dusanter, N Locoge, N
Zannoni, V Gros, F Truong, R Sarda-Esteve, DR Cryer, CA Brumby, LK Whalley, D Stone, PW Seakins, DE Heard, C Schoemaecker, M
Blocquet, S Coudert, S Batut, C Fittschen, AB Thames, WH Brune, C Ernest, H Harder, JBA Muller, T Elste, D Kubistin, S Andres, B Bohn,
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Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (33), 13294-13299 (2013)

Mots clés

pollution, oxydation, campagnes de mesure, radicaux, diagnostic laser