Shouwen ZHANG
Docteur en Sciences de la Matière, du Rayonnement et de l'Environnement
Thèse soutenue le 14 octobre 2016
Département SAGE - IMT Lille-Douai
et Laboratoire de Physico- Chimie de l’Atmosphère (LPCA)

 


Titre et résumé de thèse
 

Analyse dynamique, en champ proche et à résolution temporelle fine, de l’aérosol submicronique en situation urbaine sous influence industrielle

La composition chimique des particules submicroniques (PM1) a été suivie pendant plus d'un an (juil.2013- sept.2014), à résolution temporelle fine (<30 min), à l’aide d’un analyseur ACSM pour la fraction non- réfractaire (organiques, sulfates, nitrates, ammoniums et chlorures) et d’un aethalomètre (carbone suie), complétés par une observation micro-météorologique. Une campagne intensive (juil.2014) a enrichi le jeu de données avec le suivi de composés organiques volatils par analyse PTR-ToFMS. Le site de mesure est de type urbain de fond, sous l’influence d’une large zone industrielle et portuaire. La composition chimique des aérosols a été analysée de manière globale, saisonnière et selon 4 secteurs de vent. L’étude de la conversion SO2-SO4 dans le secteur industriel a montré que ce processus est favorisé à humidité relative élevée (>70%), faible turbulence verticale (σw:0-0,5 m s-1) et faible vitesse de vent (0-2 m s-1). A l’aide d'un modèle source récepteur PMF (Positive Matrix Factorization), trois sources primaires d’espèces organiques, liées au trafic, à la combustion de biomasse et à la cuisson domestique, ont été identifiées, ainsi qu’une source secondaire. Les analyses PMF saisonnière et par secteur, avec et sans contraintes, ont permis d’identifier 2 facteurs supplémentaires en secteurs marin et industriel. Quelques cas (brises de mer, épisodes de pollution et passages de bateaux) ont été étudiés, permettant dans le dernier cas d’extraire un spectre de masse moyen lié aux émissions des navires, ShOA (Ship-like organic aerosol). Ce facteur contribue en moyenne pour seulement 0,5% à la fraction organique particulaire mais jusqu’à plus de 90% sur de courtes périodes.

Rapporteurs :
Valérie GROS, CR (HDR), CNRS-LSCE, Gif-sur-Yvette
Anne MONOD, PR, LCE, Aix-Marseille Université

Membres du jury :
Isabelle CHIAPELLO, CR (HDR), CNRS-LOA, Lille
Sébastien DUSANTER, MA, SAGE, Mines Douai

Directrice :
Véronique RIFFAULT, PR, SAGE, Mines Douai

Co-directeur:
Hervé DELBARRE, PR, LPCA, ULCO, Dunkerque

Encadrant: S. DUSANTER (Mines Douai)

 

Financements: 50% Région Nord-Pas de Calais – 50% Mines Douai

Laboratoires: SAGE et LPCA